红外热像仪在变配电系统的应用

红外热像仪在变配电系统的应用

摘要 利用红外热像仪探测变配电系统运行设备表面温度,根据测量的温度判断设备运行状态,及时发现设备运行缺陷,保证变配电系统安全经济运行。

关键词 变配电;红外热像仪;温度;故障诊断

0 引言

随着变配电系统使用年限的增长,系统负荷的不断增加,系统故障不断增多,分析故障原因有外部故障和内部故障,外部故障主要是设备、电缆、母线接头电器开关触头因氧化、松动,使接触电阻增大而发热,表现在外表发热量大,通过测量表面温度很容易发现问题。内部故障是设备绝缘劣化介质损耗增大、壳体内部电气回路故障,表现在外表发热量小,故障隐蔽,不容易发现。根据多年运行统计经验,外部故障占到总故障的90%左右,内部故障占到总故障的10%左右,利用红外热像仪,通过测量外表温度,很容易发现变配电系统中的外部故障,通过跟踪、分析、比较也能及时发现部分设备的内部故障,对于预防事故的发生起到了重要的作用。

1 红外热像仪测温原理

在自然界中,高于绝对温度(-273℃)的物体,都对外辐射波长为2~100um的红外线,其辐射量的大小与物体的表面温度有关,温度越高其辐射量越大。利用红外热像仪测量背景红外线与被测物红外线,把不可见红外光谱转换成人能识别的热红外图像,根据图像的颜色,参考设置参数,能够得到被测物表面的温度。

2 红外热像仪的应用

我公司购买1台VST-G+红外热像仪,用于测量7座变电所的不正常发热现象,通过几年的使用,取得了较好的效果。

红外热像仪检测范围:

1)变压器

变压器是变电所的核心设备,在正常工况下,自身发热量较大,内部出现热故障时,其热量远小于正常情况下自身发热量,且对外传到较少,变压器表面温升变化不明显,用红外热像仪测量温度变化,较难发现变压器内部故障。当变压器进出线接触面氧化、紧固螺丝松动、安装不当等原因,使接触电阻变大引起发热时,利用红外热成像仪可以看到明显的发热点。

2)隔离开关、断路器、母线、穿墙套管

隔离开关、断路器的接头、触头接触不良、穿墙套管接头不良、母线材质缺陷及接头不良都能引起发热故障,通过红外热像图,对比各相发热温度,很容易判断发现发热故障点。

3)电缆头

当电缆头制作工艺不良、电缆头受潮、内部绝缘老化时,使内部绝缘介质损耗增大而发热,通过红外热像图,能够看到在电缆三叉头的根部有高于电缆的发热现象。内部接线和出线接头接触不良时,通过热像图,能看到发热点。

4)避雷器

避雷器内部元件缺陷、受潮、老化、非线性变异引起分布电压和泄漏电流发生变化,因避雷器故障发热与负荷无关,通过热像图比较,较易判断故障。

5)支柱绝缘子、绝缘子串

由于制造缺陷或外界的作用,绝缘子的绝缘性能会不断劣化,使泄漏电流不断增大引起发热,通过比较相同绝缘子的红外热像图,能判断出故障绝缘子。

利用红外热像仪检测实例:

兖州煤业股份有限公司利用VST-G+红外热像仪,对7座6kv变配电所的不正常发热现象进行检测,几年来发现发热故障20处,例如2005年6月测量2号变电所电缆进线的电缆头时,发现根部发热异常,红外热像图显示电缆三叉根部温度达到120℃,大于该类型的电缆运行时温度不大于90℃规定,及时停电检修,重做电缆头后,测量温度正常。2005年11月检测大东6kv变电所变压器低压b相接线柱发热,显示温度高于a、c相40℃,在三相负荷平衡的条件下,怀疑b相端子压接不良,接触电阻变大而发热,停电处理接头后,重新测量,三相发热正常,故障消除。2006年5月测量6kv中央变电所1号进线盘高压隔离开关触头B相温度高于A、C相41℃,停电检查,发现B相触头烧蚀,处理后送电测量,温度回复正常。

在探测温度中要注意的问题及建议:

在检测工作中,要及时建立各台设备、各个测量部位的测量数据及图谱档案,及时收集和整理,便对比、分析,从中摸索规律,积累经验。要根据实际维修周期、负荷情况、天气情况制定测量周期,对怀疑的发热问题,要跟踪测量,并做好记录。测量时,要尽量避开日光、灯光的直射,避开大风、雨雪雾的天气,并防止其它高温辐射的干扰。

3 结论

红外热像仪探测温度,为非接触式、不停电测量,安全性高,操作简单,检测速度

块,能及时发现设备运行缺陷,提高了运行的安全性和可靠性。利用红外热像仪探测电器设备温度,已成为保证电力设备安全、经济运行的重要方法。

参考文献

[1]周茵.红外测温技术的应用.电力系统装备,2003,9.

[2]GB763-90《交流高压电器在长期工作时的发热》规定.