紅外熱像技術在避雷器故障檢測的應用范文

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摘要：對紅外熱像技術測試原理進行簡單闡述，并結合多起避雷器設備發熱缺陷檢測案例，說明紅外熱像技術對避雷器故障發現的重要意義。結果表明，通過對避雷器紅外熱成像分析，可以有效發現避雷器早期局部受潮缺陷和閥片老化，比泄漏全電流檢測發現受潮缺陷更及時、更直觀。

關鍵詞：紅外熱像技術；避雷器；診斷

0引言

任何溫度高于絕對零度的物體，都會不停地向外輻射紅外熱能，物體溫度越高，輻射的能量越大[1-2]。紅外成像技術就是通過檢測這種紅外輻射能量，從而判斷設備表面的溫度及溫度場的分布。電力設備的故障缺陷往往都伴隨著熱量的產生，利用紅外熱像儀測定電力設備表面的溫度場，就可以判斷電力設備是否存在熱故障。此外，紅外成像技術具有遠距離、非接觸、不受電磁干擾等特點[3]。避雷器作為高壓設備過電壓防護的重要設備，其安全運行關系到變電站的正常電力供應。紅外熱像檢測是一種有效發現避雷器早期缺陷的檢測手段，能避免缺陷發展甚至出現本體爆炸事故。本文結合實際工作中紅外診斷發現3個不同電壓等級的避雷器早期發熱缺陷案例，給出了避雷器缺陷發熱的圖譜特征和判斷方法。

1紅外熱像診斷現場實測

1.1500kV避雷器發熱缺陷在某500kV變電站帶電檢測過程中，檢測發現某500kV出線避雷器C相上節有兩處局部過熱點,與相鄰部位溫差為1.5K,現場反復測試過程中，最大局部溫差達到3.3K。現場檢測人員對異常避雷器及正常相的泄漏電流進行了比對，C相為2.1mA，A、B相為2mA，三相對比無明顯差別。在1周后對該避雷器進行阻性電流測試，發現其全電流和阻性電流都有所增加，全電流已增加到3.67mA，阻性電流由0.3mA增加到0.53mA，變化均超出了標準規定值。根據Q/GDW1168—2013《輸變電狀態檢修試驗規程》中的阻性電流初值差不大于50%，且全電流不大于20%的規定，該避雷器運行狀況異常。根據DL/T664—2016“電壓致熱型設備的缺陷一般定義為嚴重及以上缺陷”、“電壓致熱型設備應加強監測并安排其他測試手段”、“電壓致熱型設備缺陷明顯時應立即消缺或退出運行”，避雷器相上節發熱明顯，呈典型避雷器受潮發熱缺陷，溫差超過1K，且故障發展迅速，屬危急缺陷。1個月后對該線路停電后，檢測發現上節的絕緣電阻值已降低至零，再繼續運行隨時都有爆炸的可能。返廠解體后，發現避雷器頂部進水受潮，原因為避雷器頂部未開排水槽，隨后廠家對同型號的設備進行了改造。由此可知，紅外檢測可以有效發現避雷器早期局部受潮缺陷，比泄漏全電流檢測發現受潮缺陷更及時、更直觀。1.2110kV避雷器發熱缺陷在某220kV變電站紅外成像測溫過程中，發現某110kV避雷器A、B、C三相均存在局部發熱情況，A相上部和下部溫差為0.6K；B相上部和下部溫差為6.5K；C相上部和下部溫差為1.5K，如圖2所示。結合DL/T664—2016判斷缺陷為電壓致熱性缺陷，性質為嚴重缺陷。1.335kV避雷器發熱缺陷在某220kV變電站紅外熱像測溫過程中，發現220kV主變35kV側A相避雷器有明顯發熱現象，避雷器紅外圖譜和可見光照片。

2結論

a)紅外檢測技術的應用，極大豐富了電力設備狀態信息，對發熱隱患及時采取重點監控、降低負荷、停電處理等措施，有效地減少了設備故障的發生，降低了檢修強度和成本，提高了檢修效率，使檢修工作更加科學化。b)避雷器作為高壓設備過電壓防護的重要設備，其安全運行關系到變電站的正常電力供應。一旦出現局部過熱或者溫度分布不均勻等情況，溫差達0.5~1K以上，即為電壓致熱型嚴重缺陷，預示著避雷器內部受潮或者閥片存在老化。

參考文獻:

[1]劉穎韜，郭廣平，曾智，等.紅外熱像無損檢測技術的發展歷程、現狀和趨勢[J].無損檢測，2017，39(8)：63-70.

[2]彭子健，張也，付強，等.高壓瓷絕緣子紅外熱像檢測盲區研究[J].電網技術，2017，41(11)：3705-3712.

[3]李國華，吳立新，吳淼，等.紅外熱像技術及其應用的研究進展[J].紅外與激光工程，2004，33(3)：227-230.

作者：賈達菲；李艷鵬；梁基重 單位：國網山西省電力公司電力科學研究院