王海鹰

【摘  要】运用红外成像对仪器进行测试，及时的查处设备故障点，争取在短时间内把故障排除，来让电气设备能够迅速恢复正常工作状态，保证电网安全稳定的运行，给设备状态化检修提供有价值的参考依据。

【关键词】红外成像;电气设备;故障

引言

电力系统当中存在的各种类型电气设备，一般由于发生故障而引发设备运行的温度状态发生异常，所以，对电力设备这样一种状态的变化进行监测，能够诊断出设备出现的故障。进行电气设备在线检测的时候，红外成像不仅是一项十分有效的技术方法，还是一个十分关键的内容。电气设备的红外检测与诊断工具具备很多优点：不断电、不接触、不取样、精准、直观、灵敏度高以及运用范畴广泛等等，能够轻松查找出多种设备的缺陷，对于保障电气设备稳定运行与提升设备运行可靠率具有十分关键的意义。

1 红外成像的原理

红外熱辐射是红外线的别称，其实质上属于一种波长为0.75-1000?m的电磁波。根据黑体辐射理论可以看出，绝对零度物体表面的温度如果低于任何高度就会持续的辐射红外线。绝对零度实质上就是热力学温度的理论下限0K（开尔文），相当于-273.15℃。依照斯蒂芬-玻尔兹曼定律，物体的表面每辐射一单元的红外线能量和此单元绝对温度的4次方成正比，并且与其表面的发射率成正比，公式如下：

2 变电站电气设备常见热缺陷的分析

（1）内部热故障的发热过程通常比较长，并且能够稳定的发热，和故障点接触的固体、液体与气体，均会发生热传导、对流与辐射，这其中和它相连的导体就是一个很好的导热体，进而把有很多和设备外壳距离不是很远的内部故障所产生的热量，源源不断的传输至外壳，转变了设备外表面的热场分布。但是，针对多油的设备，因为它具备相对繁琐的对流情况，内部故障的温度不容易传导至设备的外部。

设备内部的各种部件所发生的故障，主要包含以下几种。

①电阻的损耗如果增加，就会引起发热，其属于电流效应所导致的发热。问题的根源通常是导电回路的接头、连接件以及触头接触不良，导致接触的电阻变大，导致发热。

②介质损耗变大导致的发热，其属于电压效应造成的发热。根源在于绝缘介质的劣化、老化或者是受潮等因素，导致介质损耗变大，导致发热。

③铁心与可导磁部位故障导致的发热。通常体现在磁回路不正常所引发的磁滞涡流损耗增大而发热等等。主要原因是因为设计不当与绝缘不良等，从而导致局部磁短路与漏磁，造成局部过热。

④电压分布的不均匀引发的温度变化。通常是因为电压设备的内部元器件的缺陷，造成的电压分布异常，导致设备的温度分布异常。比如说FZ-110避雷器（普阀式）因为第二节组件内部受到潮湿的影响，导致各个节的电压分布不正常，它的红外热像图呈现为正常组件温度超出正常温度，受到潮湿影响的组件温度比正常温度低。

（2）外部的热缺陷分析

外部故障实质上就是外界能够直接观测到的设备部位所出现的问题。这其中包含以下两种情况：

①因为设备的表面污秽或者机械力作用所引起的绝缘性能减小引发的过热故障。

②长期暴露于大气当中的各种裸露电气接头因为接触不良等因素所造成的过热故障。

3 诊断变电站电气设备红外检测的方法

迄今为止，变电站电气设备利用红外线诊断故障的方式，基本能够归结为6种，本文选取以下3种详细说明：

（1）表面温度判断方法

该方法实质上就是根据已经制定的标准，遵循规定诊断设备温度过热的部位。依照直接检测出的设备温度，判断设备的故障情况，制定出解决策略。比如《带电设备红外诊断技术应用导则》（DL/T664-2008）、《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763-1990）等等。

（2）相对温度差判断方法

“相对温差法”主要是用于判断是否存在电流型设备故障。“相对温差”实际上就是设备具有相同的情况或者基本相同（包含设备的型号、安装的地点、环境温度、表面情况以及负荷电流等等）的两个对应测量点间的温度差，和其中相对较热点温升的比值的百分数。如果温度相对较低，特别是负荷电流小的情况下，设备的温升值并未超出相关标准，但是通过多次实践证明这时的温升值不能说明这一设备不存在缺陷或者故障，通常在加大负荷以后，或者环境温度上升以后，便会造成设备的事故。针对相对温差较大的设备缺陷，如果有条件改变其负荷率，能够加大负荷电流以后再开始二次检测，来确定设备所存在缺陷的性质。如果不能加大负荷电流，便可以暂时定为是一般缺陷，并且注意后期的监视。

（3）类比法

类比法简单来讲就是同种设备间相互比较，何为“同类”？实质上就是同一回路的同型设备与同一设备的三相，也就是其工作状况、环境温度以及背景热噪声相同的同型设备。具体的做法就是对比同类设备的对应部位温度值，对比图像就很容易判断出设备是否存在问题，并且通过温度差来对故障的严重程度进行判断。实行同类对比的时候，需要注意不能排除三相设备存在同时产生热故障的可能性。如果三相负荷电流出现不对称的情况，应该思考负荷电流的影响。

4 总结

综上所述，在红外成像技术检测方面，以后的路还很漫长，需要我们不断的学习、不断的总结，在不断的发展中成长，给电气设备预防性周期的延长提供保证，给状态化检修提供有价值的参考依据

参考文献：

[1]中国人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T664—2008带电设备红外诊断应用规范[S].北京：中国电力出版社，1994.

[2]陈新岗，刑德周，张莲.红外成像技术对电气设备故障的诊断分析研究[J].重庆工学院学报，2004（6）：34-36.

[3]李晓丽.应用红外成像技术检测电气设备热缺陷的探讨[J].华中电力，2007（5）：43-45.

[4]胡世征，申兴忠.红外热像技术在河北电网中的应用[J].激光与红外，1996（2）：107-111.

（作者单位：国网杭州供电公司）