电力设备状态检修及故障诊断中红外技术的应用分析李旭光--中国期刊网

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电力设备状态检修及故障诊断中红外技术的应用分析李旭光

发表时间：2020/9/9 来源：《基层建设》2020年第14期作者：李旭光

[导读] 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速

        浙江省杭州市浙江省送变电工程有限公司浙江杭州 310016
        摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。电力设备的故障诊断对设备的使用具有重要的作用，通过有效的诊断可以为检修提供相应的参考依据，有利于加强电力设备的维修效果。为了加强诊断的效果，可采用红外技术进行故障诊断，提升诊断的准确性。本文对红外测温诊断技术进行了介绍，阐述了红外诊断技术检测故障类型，包括设备的外部热故障和内部热故障。分析了高压电气设备过热故障的红外诊断技术应用，包括高压套管故障的红外诊断，高压断路器故障的热像特点以及诊断电力变压器故障的红外诊断，高压隔离开关故障的红外诊断。通过加强诊断的效果，保证设备的正常运行。
        关键词：电力设备；状态检修；红外技术
        1 引言
        随着社会的快速发展，人们对电力需求的水平逐渐提升，使用电力设备也大幅度增加，这使电力设备在运行中产生了较大的负担。为力保证电力设备的安全运行，需要对电力设备进行定期的检修，通过故障判断可以明确设备存在的问题，为维修提供参考的依据。在电力设备运行过程中，由于多种因素的影响，设备存在安全隐患问题，如果不能有效的进行诊断和维修，会造成不良的后果。可借助红外技术对电力设备进行诊断，有效的提升检测的准确性。
        2 红外测温诊断技术的特点
        红外线检测设备通过部位发热产生红外辐射能量，不需要使用其他的装置，因此不会对设备带来不良的影响。在诊断中比较简单，不需要接触与取样。在进行诊断的时候可以通过设备故障引起的异常红外敷设以及异常的温度场来确定，在不改变运行状态的情况下，监测设备的运行情况和状态信息，使设备的操作更加的安全。红外技术的使用范围比较广，效益也比较高，在发电厂以及变电站之中适用，能够对高压电气设备的故障进行检测，并且能够实现快速成像，状态显示的效率高，具有灵敏性，同时检测的准确性比较高。
        3 红外诊断技术检测故障类型
        3.1 设备的外部热故障
        设备外部热故障是指设备发热部位在环境中暴露，利用红外热像设备能够直接观测表面的热分布状态，明确其位置。外部热故障的产生是由于设备部件的接触电阻突然增大，在设备接触面不平整的时候，会导致设备的故障问题，同时表面的性质比较粗糙的时候，也会造成影响。在长时间暴露在大气中的时候，受到环境中灰尘以及气体的影响，造成故障。其次，接触面的连接存在问题的时候，也会导致故障。设备的连接部件加工不合格的时候，在使用中受到应力的影响，导致连接松动的问题。采用红外技术对设备的故障进行检测，能够发现裸露的电气接头部分，包括隔离刀闸的触头、穿墙套管接头以设备出线接头。
        3.2 设备的内部热故障
        电力设备内部故障发热问题造成不良的影响，由于发热部位位于设备之内，难以使用热像仪进行观察和明确，需要通过设备表面热分布图进行分析。导致设备内部故障问题原因包括，首先是设备内部的电气连接存在问题或者接触不良，造成了电流制热效应的产生。其次，内部的介质损耗过多，导致发热问题。还有内部电压分布不良以及泄露电流过大导致的发热的问题。设备内部绝缘老化以及受潮等情况也会造成发热问题，在检测的过程中，红外热像设备能够检测出内部热故障的设备，其中包括避雷器、耦合电容器、少油断路器等，还有高压套管体积高压电缆头等的故障，都会影响设备的使用。在进行诊断的时候，要求设备维护人员需要对设备有充分的了解。
        4 高压电气设备过热故障的红外诊断技术应用
        4.1 高压套管故障的红外诊断
        高压套管的故障问题主要为内外接头接触不良、套管缺油、套管绝缘性差以及管芯存在问题，进而导致局部产生了放电的情况或者末屏引线对地放电。

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（1）内外接头故障的红外诊断。与设备连接的套管外部接头由于暴露在环境中产生了问题，因此热像特征是以连接头为中心的热像图。针对变压器套管进行故障判断，由穿缆引线接头故障导致的发热通常会通过接线鼻子传到将军帽上，所以热像特征为是以将军帽的顶端为中心的热像图。在35kV的变压器套管之中，与热圈连接起来的内部接头一般在下端部分，同时浸入到箱体油之中，产生故障的时候，发出的热量需要通过油和套管散发出来，套管比较长，在热量传导道路套管外部的时候的产生温度不高。但是当三相套管不是同等热鼓掌的时候，三相套管的热像特点具有较大的温差。在内外接头都存在的接触不良的问题在热像中呈现出内外接头发热区叠加的情况。在绝缘介质受到环境影响而产生问题的时候，会导致绝缘故障，在热像图中为套管整体发热的特点。（2）套管内外放电故障的红外诊断。套管的内外放电在热像图特征中呈现出相应部分发热，导致套管内部放电故障问题的原因包括，首先是电容式套管芯子在真空处理中，当残留的气泡较多的时候，会导致介质不均匀，进而造成套管的局部放电。由于制造过程中电容极板不干净，电容屏的尺寸不合理，同时应力比较集中，这些情况下，也会导致局部放电。（3）套管缺油问题的红外诊断。高压套管的缺油故障中包括套管油与变压器油相连通，套管油与变压器油之间分开，由于一些因素导致套管的缺油情况产生。第一种情况下，在安装或者充油的时候没有将套管中的气体排出去，导致故障问题，因此可以将套管的气体排出去。第二种情况是油和空气分界上下介质热物性参数不同，导致油面处产生了温度差异，在油面的位置形成了一个具有明显的温度突变的清晰的热像特点。
        4.2 高压断路器故障的热像特点以及诊断
        （1）内部故障。内部故障包括静触头的接触不良，头座接触不良以及中间接触不良等情况，在断路器的内部受到环境影响之后，热像呈现为整体发热。二档断路器温差大于三十摄氏度的时候，开端符合电流之后，导致温差变化，这种情况下需要对其进行及时的处理。内部故障中故障的比例较大的是触头故障问题。（2）外部故障。外部故障中包括暴露在环境的高压断路器触头座与出线头的连接不良，这种故障情况在红外热像图中的特点是以接线的线头为中心的温度分布，具有对应关系。少油断路器的缺油故障的热像特点是在油界的界面处有清晰的温度变化，同时缺油部分的温度比较低。分析是否缺油需要观察位面是否低于油位的警戒线。
        4.3 金属氧化物避雷器装置在线监测技术
        （1）全电流法监测。当金属氧化物避雷器装置出现老化、受潮的情况，相应的阻性电流会变大，导致总电流随之增大，以此特点作为参考，能够科学判定金属氧化物避雷器装置具体的运行状态。全电流法监测电路主要运用电流表和避雷器放电计数器并联的方式，实现对电流的科学测定，获取各个次谐波的具体有效值。（2）谐波电流法监测。在金属氧化物避雷器装置出现老化现象的情况下，会导致阻性电流非正弦畸变十分明显，所以，使得阻性电流谐波的成分也随之增多。依靠对谐波电流变动情况的监测，能够科学分析与判定金属氧化物避雷器装置的实际老化情况。一般来说，三次谐波法是最常使用的。（3）基波电流法监测。基波电流法主要针对的为测定阻性基波的电流变动情况，以此对金属氧化物避雷器装置运行情况加以科学判定，原因在于所监测的结果没有被电网谐波电压情况所干扰。
        5 结语
        本文系统分析和思考电力电气设备状态检修技术，具有一定的研究意义与实施价值。本文通过说明电力电气设备状态检修技术的规定，同时分析了电力电气设备状态检修技术，以便增强电力电气设备状态检修技术的实际应用成效，进而确保我国电力电气设备运行的稳定和安全。
        参考文献：
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