变电设备红外测温诊断

摘要：随着电气设备故障红外诊断技术研究的深人发展，特别是通过对高压电气设备内部故障发热的传热分析与模拟试验研究，并结合大量现场监测统计分析，人们逐渐掌握了各类高压电器不同故障发热的热场分布规律与表面红外热像特征。从故障的发热机理判断设备的健康水平。本文通过近几年红外测温过程中的典型图片，对各类致热故障的特点及判别方法进行总结。 

在电力系统的各种设备中，由于出现故障而导致设备运行的温度状态发生异常，电气设备的绝缘部分出现性能劣化或绝缘故障，将会引起介质损耗增大，在运行电压下发热。具有磁回路的电气设备，由于磁回路漏磁、磁饱和或铁心片间绝缘局部短路造成铁损增大，引起局部环流或涡流发热。还有些电气设备，因故障而改变电压分布状态或增大泄漏电流，同样会导致设备运行中出现温度分布异常。

总之，许多电力设备故障往往都以设备相关部位的温度或热状态变化为征兆表现出来，因此通过监测电力设备的这种状态变化，可以对设备故障做出诊断。 

1、故障图片 

2、造成电气设备发热的原因 

①容性设备的介损增大 
②避雷器阻性电流增大 
③设备内部局部放电 
④设备联接端子接触电阻改变 
⑤辅助设备的超常损耗发热 

3、电气设备红外检测的原理 

高压电气设备在正常运行情况下，将有部分电能以不同的损耗形式转化为热能，从而使设备温度升高。这些电能的损耗主要包括以下几种： 

①电阻损耗P=I2R，发热功率与电流平方成正比，这种发热称为电流效应引起的发热； 
②介质损耗P=U2ωCtan δ，发热功率主要取决于电压，这种发热称为电压效应引起的发热； 
③铁损是因铁心的磁滞、涡流现象而产生的电能损耗，这种发热称为电磁效应引起的发热。 

4、各类致热型故障的特点 

①电压致热型故障 

主要是指设备内部绝缘不良，或者电压分布异常和泄漏电流增大所产生的故障，特点是致热效应主要由电压所引起，而与负荷电流没关系。此类故障发展速度较快 ，容易发生爆炸事故 

②电流致热型故障 

主要指电气接头连接不良、触头接触不良、导线（导体）载流面积不够或断股等。出现这些情况是与设计制造、安装不当或用错材料、运行维护不当、设备老化等有关。 

5、设备发热故障的判断方法 

①表面温度判断法 

根据测得设备表面温度值，对照《带电设备红外诊断技术应用导则》中的有关规定，凡温度（或温升）超过标准者可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超过或承受机械应力较大的设备要从严定性。 

②相对温差判断法 

为了提高判断的正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式[(T1-T2)÷(T1-T0)]×100%算出相对温差值，按下表规定判断设备缺陷的性质。 

其中T1－发热点的温度； T2－正常相的温度； T0－环境参照体的温度 

当发热点的温升值小于10K时，不宜按表1的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质。当无法进行复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视、监测。 

③ 同类比较法 

a、在同一电气回路中，当三相电流对称和（或两相）设备相同时，比较三相（或两相）电流致热型设备对应部门的温升值，可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。 

b、对于型号相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类温度超过允许温升值的30％时应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。 

④热谱图分析法 

根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。 

⑤档案分析法 

分析同一设备在不同时期的检测数据（如温升、相对温差和热谱图），找出设备参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。 

6、影响判断准确性的因素 

①负荷、环境温度、环境湿度、风速影响、其它辐射热源干扰、材料辐射系数、测试距离。 

②判断方法适用性 

电压型致热故障宜采用同类比较法，根据对应点温升值的差异，用允许温升或同类允许温差的判断依据。由于同类比较时的温差值不受环境温度参照体的影响 ，应以相间或对应点的允许温差值作为主要判据，而不能用表面温度判断法和相对温差判断法。 

电流致热型故障 

相对温差与接触电阻的相对偏差有较好的相关性， 直接反映了设备致热参数的内在关系，对诊断设备的状况极为有用 

7、小结 

红外诊断技术，可以及早发现设备外部过热故障和内部绝缘故障，在电力系统中发现和避免了许多设备事故，确保了电力设备的安全稳定运行。是开展电气设备状态检修的先进检测方法，积极开展电力设备故障红外诊断技术，对于实现设备状态检修有十分重要的意义。来源：中国论文网。

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