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红外测温技术在变电站的实际应用及管理规范

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摘要: 介绍了红外测温技术变电站实际工作中的运用, 结合变电站管理要求,对红外测温工作在实际执行中的技术规范和要求进行了详细说明,并阐述了红外测温在保证电网安全稳定运行中至关重要的作用。

关键词: 红外测温; 变电运行; 安全稳定;

中图分类号:C35文献标识码: A

0引言

以云顶运维站近年来发生的设备发热损坏事故统计为例:2009年2月26日,云103电抗器烧毁事故;2010年7月5日,发生铁104电抗器烧毁事故;2011年9月17日,发生1铁基1北刀闸线夹发热造成设备停运;2012年8月05日,发生云8电容器烧毁事故。

随着电网规模的不断扩大, 面临着设备超期服役,新设备大量投运,管理环节增加,电力设备导电回路因发热造成的各类事故几率增大。红外测温诊断技术是防止设备事故的有效措施,在运维一体化程度越来越高的现在, 尤其显得重要。

1 变电设备发热类型及运行特点

电气设备接点发热的主要原因:接点松动、负荷过大、散热不良、铜铝接触面氧化、短路、绝缘失效。

设备制热类型分为:电流制热型和电压制热型。

1.电流制热型设备:是在电力设备中归纳出电流因素发热的设备部位,是由于电流效应引起发热的设备。其发热功率为:P=I2R。在电力设备导电回路电流的作用下,连接部位或触头接触不良使电阻增大,则相应部位发热。电流制热型设备导电回路的接触形式有:“固定电接触”、“可分合电接触”、“滚动和滑动电接触”,各类接触形式连接点是导电回路中承担运行电流的薄弱环节。电流制热型设备材料传导性能好,接触不良发热部位明显,容易被红外热像发现。电流制热型设备发热缺陷不可自愈,应用量变到质变的过程判断设备状态变化。只有采取状态检修措施,才能消除设备发热缺陷。电流制热型设备发热区域大部分发生在设备外部。电流制热型设备发热区域温差或相对温差标定的温度值较高。电流制热型设备是针对导流回路而言,决定缺陷部位温度的是金属材料表面相对劣化程度和接触电阻的高低及负载电流的大小。

2.电压制热型设备:是由于电压效应引起发热的设备。电压制热型设备的运行特点:电压制热型设备缺陷,主要有设备内部绝缘引起的发热与绝缘子表面发热。当设备内部异常运行时,由于绝缘材料导热性能差,温度的传递又经介质的吸收损耗;所以,缺陷部位发热传递到表面的温度很低,不易被红外热像发现。电压制热型设备缺陷不可自愈,在缺陷部位继续运行时,持续稳定的工作电压,会使发热缺陷逐渐演变为故障状态。只有通过管理手段,技术改进手段,采取状态检修措施,才能消除设备缺陷。

2红外测温技术针对设备检测的判断方法

1.表面温度判断法:是根据设备表面温度值,结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断的方法。

2.同类比较判断法:是根据同组三相设备、同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行比较的方法。

3.实时分析判断法:是在一段时间内使用红外测温仪连续诊断设备发热缺陷,观察设备温度随负荷、时间等因素变化的方法。

4.相对温差判断法:根据计算出的两个对应测点之间的温差与其中较高热点的温升之比的百分数。相对温差计算公式:TS=tK1-tK2

5.档案分析判断法:是分析同一设备不同时期的温度场分布,找出设备制热参数的变化,判断设备是否正常的方法。

3 变电站设备测温范围

1.适用于变电站各电压等级各种设备类型:变压器、断路器、隔离开关、导线金具、母线、CT、PT、无功补偿设备、避雷器、消弧装置、组合电气、高压电缆、直流电源设备、二次装置及回路端子、元器件等。

2.设备发热部位:各类线夹、高压套管接头、交流高压保险、干式电抗器、干式变压器绕组、各类压接头、刀闸握手、连接法兰等。

4 变电站设备测温要求:

1.保持红外普测工作按照本规定要求周期开展,对于已发现、未处理的发热点,各变电站每个循环班次至少进行一次跟踪检测。应视发热严重程度增加检测频次。跟踪检测应作为重点测温记入红外测温记录。

2.新发现的发热异常,或者对已存在发热点进行跟踪检测,发现有发展趋势,则应摄取图谱制作《红外检测报告》,及时上报工区。

3.设备停电检修前后、环境高温、运行方式变化、新间隔投运、设备重载以及设备异常等情况要开展重点测温,同时注意做好测温记录。

4.按照调度停电计划、重载设备预警,组织好对相关设备的重点测温工作,及时做好测温记录,并向工区反馈测温结果。

5.对电网重要断面、省间联络线、方式薄弱的地区联络线要重点关注,有效利用测温手段,密切注意相关设备的运行状况。

6.对变电站的核心设备、重载变压器、重负荷线路、导流接点和电缆头进行测温、记录、分析,对经常易发热的部位应重点关注,如:各类线夹、高压套管接头、交流高压保险、干式电抗器、干式变压器绕组、各类压接头、刀闸握手、连接法兰等。

7.变压器、断路器、电流互感器、阻波器、并联电容器、隔离开关是热缺陷多发设备;电压互感器、避雷器、高压套管、耦合电容器设备因受潮等原因,绝缘状态发生变化,容易引发闪络或爆炸。

8.加强对直流系统及无功补偿设备的红外测温工作,密切关注其运行状况,发现发热隐患要及时上报。

9.各类红外测温异常,按照《红外测温异常报告》,并及时上报。三相间距较大设备应分别保存A、B、C相同一角度、相同距离拍摄的红外图片和可见光照片。

10.迎峰度夏、防污度冬、设备试运行、重要保电时段红外测温专项要求:

1)迎峰度夏及度冬时期全面开展对重点监督变电站所有运行设备的红外测温工作,尤其是对变压器、断路器、互感器、阻波器、隔离开关等热缺陷多发设备,以及电缆终端、引线线夹等设备连接部位要重点检测。

2)按照运维管理要求,对重点设备间隔加强红外检测。度夏、度冬时期,应充分利用测温仪器在设备巡检同时进行红外测温,确保每周进行一次普测。

3)在收到调度大负荷信息后,应重点加强对重设备间隔的负荷监视,结合负荷变化在24小时内要开展一次红外测温,遇有异常及时汇报。

4)气温突增、陡降,应对充油充气设备加强巡检,注意检查充油设备油位变化,观察渗漏状况,结合红外测温手段排除设备隐患。

5)变电站接到保电安排,应提前对涉及保电变电站和设备间隔开展重点检测,重要保电时段增加检测频次,发现异常及时汇报。

6 变电站一二次设备测温执行要求

1.红外测温按照检测方式可分为一般测温和精确测温。一般测温适用于对电气设备进行大面积检测;精确测温主要用于检测电压致热型和部分电流致热型设备的内部缺陷,以便对设备的发热状况进行精确判断。

2.开展红外普测时,走入间隔应先用仪器显示屏对间隔内所有设备进行全面扫描,发现异常热点部位后,重点对异常设备进行精确测温。对于互感器、避雷器、高压套管、绝缘子等电压致热型设备可直接进行精确测温。

3.应了解检测设备的结构特点、工作原理、运行状况及可能导致设备故障的基本因素。

4.进行红外检测工作时,应携带好数码像机,以便发现发热异常时,用相机摄取发热部位的可见光照片,同时保存设备测温异常的红外图谱。

5.对摄取图谱应建立好电子档案,以便于进行对比分析。

6.红外检测宜在傍晚、夜间或阴天进行,空气湿度不宜大于85%,不宜在雨、大风等环境下进行,雷雨时禁止进行红外检测。

7.二次设备检测时应在监护下进行,如需要时应打开机构箱、端子箱、二次设备屏柜门,防止误动、误碰元器件。

7红外测温仪使用要求

1.红外测温仪由使用班组妥善保管。

2.开机时按一下电源按钮,不要反复按电源按钮。检测前应根据说明书对红外热成像仪进行校正。尤其对以下几个重要性能参数调整设置:

(1)辐射率:根据设备材料各有不同,一般在0.85-0.95之间。

(2)焦距:调整至被测设备的红外图像完整,图像轮廓线清晰。调焦清晰才能准确摄取测试结果。

(3)对比度:调整至图像过热点清晰,故障相与非故障相对比明显。一般为自动模式,按下“A”键即可获得较为清晰的图像。

(4)亮度:调整至图像亮度适中为宜。

3.每次使用后应及时充电,对仪器充电充满后应拔掉电源。

4.仪器使用完毕后,要关闭电源,取出电池,盖好镜头盖,把仪器放入便携箱内保存。

5.仪器不可对着太阳、高温热炉、人眼睛等直射,在污染、潮湿的环境检测,做好相应的防尘、防潮等防护措施。

参考文献:

[1] 上海超高压输变电公司. 变电运行[M ]. 北京: 中国电力出版社, 2005.

[2] 张全元. 变电运行现场技术问答[M] . 北京: 中国电力出版社, 2003.