范振華

（國(guó)網(wǎng)山西朔州市供電公司，山西 朔州 036000）

引言

一般電壓致熱型設(shè)備包括耦合電容器、電壓互感器、避雷器、套管等。上述設(shè)備經(jīng)常會(huì)因?yàn)榇嬖诘膬?nèi)、外部缺陷而造成所分布的電壓是異常的，就會(huì)增大泄露的電流，繼而有故障產(chǎn)生。引起此種設(shè)備有致熱效應(yīng)的是電壓，基本上和負(fù)荷電流沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)。對(duì)設(shè)備缺陷進(jìn)行診斷的關(guān)鍵措施就是紅外測(cè)溫，紅外測(cè)溫所具有的優(yōu)點(diǎn)是較好的安全性、較高的普查效率等。相比于固有預(yù)防性試驗(yàn)，紅外測(cè)溫可以更好地檢測(cè)設(shè)備缺陷，且和負(fù)荷電流與電壓相關(guān)聯(lián)的，可以當(dāng)做設(shè)備狀態(tài)檢修、設(shè)備故障與前期的隱患預(yù)警的依據(jù)[1-3]。

1 穿墻套管末屏的電壓致熱型缺陷

當(dāng)運(yùn)維人員紅外測(cè)溫220 kV某站1號(hào)主變110 kV的穿墻套管時(shí)，得知有異常的熱點(diǎn)存在于C相的末屏，此時(shí)的溫度是16.4℃，和同一位置的A、B相末屏相比較，溫度分別要高4.7℃、2.8℃。通過(guò)檢測(cè)得知，C相末屏就是發(fā)熱的地方。

把穿墻套管與主變壓器二者的額定電流進(jìn)行比較，前者要比后者大，能夠使載流量的所有要求得到滿足的是導(dǎo)電體的直徑，通常情況，不會(huì)有部分位置發(fā)熱的狀況。泄露電流、電壓異常分布、內(nèi)部絕緣裝置不正常等導(dǎo)致了電壓致熱性故障。當(dāng)處于故障最開(kāi)始的階段，若應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)是固有技術(shù)，那么故障幾乎不被發(fā)現(xiàn)。若看出溫差數(shù)值比總數(shù)值還要高，那么就表示有不小的安全隱患或缺陷存在于設(shè)備中。需要運(yùn)維人員高度重視起來(lái)，注意是不是電壓致熱型方面的問(wèn)題[4]。

按照DL/T 664—2016的《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》與紅外熱像發(fā)現(xiàn)，有電壓致熱型缺陷的是此穿墻套管中的C相內(nèi)[5]。

按照計(jì)算相對(duì)溫差的公式，把2個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和2個(gè)測(cè)點(diǎn)中熱點(diǎn)較高的溫升比的占比，就是：式中：用τ2、τ1代表的是正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)、發(fā)熱點(diǎn)的溫升；用T2、T1代表的是正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)、發(fā)熱點(diǎn)的溫度；用To代表的是要測(cè)設(shè)備范圍的環(huán)境溫度。

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，C相和A相之間的相對(duì)溫差是73.4℃。所以，就能判斷出有比較嚴(yán)重的熱缺陷存在于此穿墻套管中。

在檢修時(shí)，要將末屏停電，然后把末屏拆下來(lái)，然后在把末屏解體，就會(huì)破壞末屏接地，此時(shí)就有電容形成于末屏中，此電容要比套管自身所具有的電容小很多。依據(jù)串聯(lián)電容的基本原理，把懸浮電壓分布在地和末屏之間，且懸浮電壓比較高，進(jìn)而就導(dǎo)致末屏個(gè)別地方發(fā)熱。在運(yùn)維班組使用紅外測(cè)溫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，就會(huì)馬上發(fā)現(xiàn)，繼而檢修班組就會(huì)馬上進(jìn)行處置，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。綜上所述，所使用紅外測(cè)溫技術(shù)可以當(dāng)做檢修設(shè)備故障、設(shè)備期初隱患預(yù)警的依據(jù)。

2 變電運(yùn)維內(nèi)紅外測(cè)溫技術(shù)與其優(yōu)點(diǎn)

不解體、不取樣、遠(yuǎn)距離、不接觸是紅外測(cè)溫技術(shù)所具有的特點(diǎn)，能夠使用本身所具有的功能來(lái)把熱輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直接轉(zhuǎn)換成圖像，讓測(cè)試效果的直觀性、準(zhǔn)確性與快速性更高。該技術(shù)基于對(duì)電力設(shè)備所具有的熱輻射進(jìn)行采集，來(lái)對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行檢查，而且相比于別的監(jiān)測(cè)方式。

紅外測(cè)溫技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)是：

1）該監(jiān)測(cè)設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)體積不大，絕大多數(shù)是手持式的，當(dāng)進(jìn)行使用時(shí)，輔助設(shè)備是不需要的，移動(dòng)比較方便，監(jiān)測(cè)的角度比較全。

2）輻射功能是紅外測(cè)溫技術(shù)所具有的，可以單獨(dú)把工作完成，而且所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)是具有時(shí)效性與精準(zhǔn)性的。

3）所具有的優(yōu)點(diǎn)是遠(yuǎn)距離、不接觸，當(dāng)變電運(yùn)維的電壓等級(jí)不同時(shí)，能夠明顯把巡視變電站的效率提高，而且巡視的更加安全。

4）在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和圖像時(shí)更方便，軟件的使用可以很好地把數(shù)據(jù)圖像結(jié)合起來(lái)，而且使不一樣的變電站能夠共享數(shù)據(jù)，可視化分析所監(jiān)測(cè)的結(jié)果。

5）由于其數(shù)據(jù)比較科學(xué)與客觀，可以防止運(yùn)維人員自己的主觀判斷。

3 變電運(yùn)維應(yīng)用紅外測(cè)溫的方法

當(dāng)操作測(cè)溫之前，在測(cè)溫儀的場(chǎng)地中都是需要了解測(cè)量目標(biāo)的面積。在視場(chǎng)大于目標(biāo)尺寸時(shí)，測(cè)溫設(shè)備中就會(huì)融入輻射能量，測(cè)定誤差就會(huì)增大；在視場(chǎng)小于目標(biāo)尺寸時(shí)，在測(cè)量范圍以外的背景就不會(huì)干擾測(cè)溫設(shè)備。由于測(cè)量結(jié)果受其處于的環(huán)境的影響比較大，因此，解決方法要比較合理。當(dāng)測(cè)溫可以使前提條件得到滿足時(shí)，就盡可能把測(cè)量距離減小，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。由于要防止背景和環(huán)境所產(chǎn)生的干擾，那么測(cè)溫時(shí)要選擇的時(shí)間是傍晚和陰天。

以下幾種就是用于變電運(yùn)維工作內(nèi)的測(cè)溫技巧。

1）和同類(lèi)進(jìn)行比較與判斷。針對(duì)電壓致熱型設(shè)備而言，由于比較小的溫差，所需要比較分析的是同組設(shè)備中的同相與不同三相與相同種類(lèi)的設(shè)備彼此之間相對(duì)位置所存在的溫差，比方說(shuō)套管末屏的發(fā)熱缺陷。

2）對(duì)圖像所具有特征進(jìn)行判別。比較相同種類(lèi)設(shè)備在異常與正常狀態(tài)時(shí)紅外圖，對(duì)設(shè)備進(jìn)行判斷，判斷其是正常還是異常。那么此時(shí)，就要把所有對(duì)圖像進(jìn)行干擾的因素給排除掉，例如光照、溫度等。

3）分析留檔的圖譜。留檔圖譜和跟蹤同一個(gè)設(shè)備，并對(duì)不同時(shí)期此設(shè)備發(fā)生的溫度場(chǎng)與溫度的改變進(jìn)行分析，把存在于設(shè)備中的問(wèn)題找出來(lái)。

4 紅外測(cè)溫的思考和運(yùn)維建議

巡視設(shè)備是變電站運(yùn)維中最主要的工作，該工作需要運(yùn)維人員把所有安全隱患巡查出來(lái)，要對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行的情況進(jìn)行檢查。聽(tīng)覺(jué)、接觸、觀察是固有巡視所使用的措施，缺陷性最大的是觀察，幾乎不能把個(gè)別電壓設(shè)備中所存在的缺陷查出來(lái)，那么就會(huì)造成有發(fā)熱出現(xiàn)在電力設(shè)備中。當(dāng)剛開(kāi)始發(fā)熱時(shí)，就很難被技術(shù)員所發(fā)現(xiàn)，只有發(fā)熱到特定程度方能被發(fā)現(xiàn)，可是在此時(shí)，已經(jīng)有損壞出現(xiàn)在設(shè)備中，就造成有缺陷出現(xiàn)在設(shè)備中。

按照有關(guān)統(tǒng)計(jì)得知，設(shè)備的發(fā)熱缺陷大概占所有設(shè)備故障的55%左右，僅憑借觸覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)根本不能把設(shè)備正常運(yùn)行的狀態(tài)檢查出來(lái)。那么變電運(yùn)維中的紅外測(cè)溫的重要性就體現(xiàn)出來(lái)了，而且還要和實(shí)際狀況相結(jié)合，對(duì)監(jiān)測(cè)方式制定出來(lái)，正常運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。半開(kāi)放是此種套管設(shè)備所處的狀態(tài)，該設(shè)備由于要在不短的時(shí)間內(nèi)都有頂棚，雨水不能沖刷此設(shè)備，而且要橫向放置此種套管。由于時(shí)間的不斷推移，就會(huì)有臟的灰塵在套管的上部聚集，就會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，就會(huì)有發(fā)熱發(fā)生。因?yàn)樗幍奈恢檬窃O(shè)備的下部，當(dāng)測(cè)溫選取紅外測(cè)溫時(shí)，因?yàn)榻嵌冗@一因素，就很容易把測(cè)溫該種發(fā)熱點(diǎn)給遺漏掉。

運(yùn)維工作所具有的質(zhì)量與其技術(shù)水平有很大的關(guān)系，當(dāng)開(kāi)展變電運(yùn)維時(shí)，一定要培訓(xùn)紅外測(cè)溫技術(shù)，要把紅外測(cè)溫的所有方法都要學(xué)會(huì)，方能當(dāng)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，及時(shí)把缺陷發(fā)現(xiàn)，然后重視起來(lái)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。