辛剑军
国电泉州热电有限公司 福建泉州 362114
摘要：随着社会的快速发展，人们对电力需求的水平逐渐提升，使用用电设备也大幅度增加，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。
关键词：电力设备；状态检修；故障诊断；红外技术
1 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。
2 红外诊断技术检测故障类型
2.1 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。
2.2 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。
3 高压电气设备过热故障的红外诊断技术应用
3.1 高压套管故障的红外诊断
（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。
3.2 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。
3.3 电力变压器故障的红外诊断
（1）变压器内部故障的红外诊断。处于正常状态的电力变压器难以从外部对绕组和铁芯进行在线监测，由于其绕组以及铁芯都是浸在油中并且安装在变压器油箱之中的。常用的干式变压器能够进行在线监测，热像特点为以芯柱以及线圈为中心的热像图，干式变压器在正常状态下，B相芯柱的磁负荷比较高，导致散热性较差，温度相比其他部分要高，热像特点是以B相为中心的热像图。油浸变压器只有在吊芯的情况下施加一定的励磁电压或者短路电流，这个时候绕组以及铁芯的热像特点与干式变压器之间保持一致。
（2）变压器外部故障的红外诊断。在变压器外部载流导体存在连接不严密的情况的时候，由于电阻变大会导致局部发热问题，热像特点是以故障点为中心的热像图。当变压器漏磁和箱壳涡流故障问题产生的时候，热像特点是以漏磁通穿过并且形成环流的其余为中心的图像。变压器冷却装置以及油路系统的故障热像特点为以故障点为中心的热像图。
4 电力设备状态检修及故障诊断中红外技术应用影响因素
4.1 设备运行因素
在电力设备中，当产生了电压分布不均匀以及电流泄露的问题的时候，会导致设备故障问题，这些问题会使设备内部的温度升高，导致发热的情况，因此故障问题与设备的运行状态之间有着紧密的联系。设备在运行中如果在额定电压下，负荷逐渐增加，设备发热现象以及温度的升高会更加严重，同时在故障点中会呈现出明显的热异特性。所以在使用红外技术检测的时候，应保证设备在额定电压的基础上保持满负荷运行。
4.2 气象因素
电力设备受到气象条件的影响，主要指的是温度、雨、雪等空气对流较为强烈的环境，在应用红外线检测的时候，最好是在无雨、无风、无雾的天气中，而且温度应该适中，避免过低或过高，比如春秋季节。
4.3 表面发射率因素
一是如果设备部件常常出现故障的话，则需要定期对相关设备进行检测，如果数据结论出现偏差或者是不够可靠的时候，可以将漆料适当的敷涂在设备外部，这有助于发射率的稳定。二是运用图像运算的方式，充分消除设备表面的发射率。
结语
电力设备在运行中会产生多种故障问题，故障会导致设备难以正常运行，还会影响设备的性能，导致严重的影响。为了保证设备的使用效果，需要采取有效的方式进行检测，判断设备的故障问题，可以利用红外技术对设备进行诊断和维修，使设备能够发挥出有效的作用。
参考文献
[1]谭勇.浅谈电力设备检修维护工作的提升策略[J].民营科技, 2018 （11） :13.
[2]林泽鹏.电力设备巡检的相关建议及常见检修策略[J].通信电源技术, 2018, 35 （09） :236-237.
作者信息：辛剑军，男（1990.3），汉，本科，助理工程师，研究方向：电力设备