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摘要：电气设备异常发热对人身、电网、设备安全构成了重大威胁，准确及时发现发热隐患，进行排查治理，是设备运行管理单位的重要职责。本文介绍了具有代表性的电气设备发热事故，总结分析了了Y电厂利用红外热像仪进行电气设备发热检测的成功经验，为同行业单位采用此方法进行检测诊断提供了参考。
关键词：电气设备 发热 红外热像检测
一 引语
电气设备在运行中由于焦耳热量、铁磁损耗、电介质损耗、谐波附加损耗、机械损耗的作用，会出现发热现象。电器设备运行中发热属于正常现象，但是严重发热时，对设备本身而言，会产生诸如金属材料软化，机械强度明显下降，电接触点随温度增高表面剧烈氧化，接触电阻明显增加，接触稳定性差，有机绝缘材料脆化，绝缘性能下降，甚至击穿，元件热击穿，性能变劣，导线绕断，形成开路等异常，诱发火灾，威胁人身、电网、设备的安全。
2006年，某站运行人员在操作2号机组出口隔离开关21G时，发现刀闸无法拉开，进一步检查发现刀闸动、静触头因为发热烧熔焊接在一起，无法带电处理，被迫进行了母线停当，如图1所示。
2011年2011年杂谷脑流域某电站运行中1号主变差动动作跳闸，经检查为1号机组出口隔离开关A相触头发热，烧熔后铁水下滴，造成下端母线相间短路。如图2所示。
随着新技术、新设备在电力系统的应用，电气设备本身的缺陷明显减少，设备的安全运行水平得到大大提升，但设备之间连接的接头部位并没有发生根本改变，设备接头发热成为电网安全运行的重大隐患。据统计，接头部位发热缺陷占全部缺陷比例高达58%，严重影响设备的安全运行。不仅是一次设备的强电接头，电流互感器二次端子发热，烧毁接线端子，导致电流互感器二次开路故障在系统内也是屡见不鲜。
电力生产者一直在探索准确、及时发现电气设备运行中异常发热安全隐患的方法。增加人员巡检次数，贴测温腊片等方法虽然起到了一定效果，但增加了人员工作量，检验准确率差。远红外成像监测技术的运用，为提前发现了设备存在的发热隐性缺陷，提供了重要方法。
2008年6月4日，中华人民共和国发展与改革委员会颁发了《带电设备红外诊断应用规范》，对电气设备实施红外热像检测作出了明确规定。本文总结分析了Y电厂实施的红外热像检测法，为同行业不断改进提高此方法的应用提供了参考。
二 红外热像检测法简介
1 红外热像检测法优点
红外检测技术是指利用红外辐射原理及仪器，检测设备运行中的温度变化。这是一种快速、简便且行之有效的检测电气设备故障的方法，能够快速、准确地确定发热故障点。
日常点检中用的手持便携式测温仪测量方式，只能一个点一个点地测量，距离远了测量结果就不准确，而且易受周围空气影响，甚至在阳光强烈的室外环境中完全无法进行测量工作。而红外热像仪是一种新型的光电探测设备，可将被测目标表面的热信息瞬间可视化，快速定位故障，并且在专业分析软件的帮助下，可进行分析，完成电气设备的预防性维护工作。利用红外热像进行电气检测，能够帮助确定维护次序，防止无计划停电，降低保险费，减少损失，减少负载，评估修复并保持高性能。因此利用红外成像技术来控制过程，监控电厂设备的质量和安全是一种比以往更加实用的方法。
2 影响红外热像检测效果的因素分析
影响红外热像检测效果的因素有很多，总结实际使用中遇到的问题，用鱼刺图分析法，从人、机、料、环、法、测六个方面对影响因素分析如下：
图3 影响红外成像检测效果的鱼刺图分析
三 红外热像检测在Y电厂的应用
Y电厂严格按照DL/T 664-2008标准，严格执行电气设备红外成像检测，在多年的应用中，摸索出一套行之有效的电气设备红外成像管理办法，多次发现设备隐患。
1建立红外热像检测管理组织机构
电气设备红外热像检测是电厂技术监督的重要内容，在影响检测效果的各个方面，均应制定严格的控制措施，并且职责到岗，Y电厂管理组织结构如图4所示。由电气副总工程师牵头，生技部电气管理专责具体管理，发电部电气维护班组织实施。
2 严格的仪器管理
由于设备贵重，红外热像仪必须由熟悉设备情况的专人负责保管，如需借用应记录在册。仪器档案资料完整，具有出厂校验报告、合格证、使用说明、质保书和操作手册。仪器存放有防湿措施和干燥措施，定期进行保养，包括通电检查、电池充放电、存储卡存储处理、镜头的检查等，以保证仪器及附件处于完好状态。按照《带电设备红外诊断应用规范》进行定期检查。
3 规范检测工作流程
红外检测属于设备带电检测，不少情况下需要开启带电的高压开关柜方可进行检测，检测技术要求高，部分检测工作安全风险大。为了保证检测工作安全、优质完成，必须进行过程控制，开展标准化作业。
图5 红外热像检测标准化作业流程
4 检测范围、周期在实践中标准化
检测周期必须根据设备在系统中的作用及重要性，并参照设备的电压等级、负荷电流、投运时间、设备状况等决定。检测周期过短，形成过检测，造成人力资源浪费，并增加了作业风险；检测周期过厂，形成欠检测，有可能漏过了排查对隐患的排查。Y电厂根据规范要求，结合本厂设备特点，对检测周期作了探索，最终形成了如表1规定的检测周期。
5 严禁科学的数据分析
设备电气维护班每次检测完毕后，必须形成标准的检测报告，报管理专责和管理副总师审核，并以此为基础，逐步建立精确检测数据库。红外热像检测报告内容包括厂站名称、设备名称、测量日期、设备名称、测试面/点、运行电压（kV）、负荷电流（A）、辐射率、天气、环境温度、湿度、拍摄人员、拍摄日期、拍摄时间、图像分析、温度分析、处理意见等内容。详细的数据记录为比较分析创造了条件，对设备运行状况进行趋势分析，为设备状态检修提供重要依据
6 检测成果范例
2010年5月25日，Y电厂采用Fluke Ti50红外热像仪对下属某站110kV及以上电气设备进行红外热像检测时，发现2T主变B相高压套管引线接头处温度为65.2℃，高出A、C 相相同部位25℃。6月4日在相似工况下复测时B相高压套管引线接头处温度增长到71.2℃，高出A、C 相相同部位32℃。检测人员立即汇报主管工程师并加强对该引线接头处的红外热像检测及监测。同年8月底利用机组及主变的停电机会，检修人员对2T主变高压侧套管B相高压套管引线接头处进行详细检查，用00号砂纸打磨高点，并将接头处螺栓进行了紧固，避免了一起因高压套管长期发热、受损或导线融断而引起的非停事故。
2012年10月10日，对Y电厂下属某站改造后的封闭开关柜盘头进行特殊检测，发现3号机组出口断路器盘头温度较高，达到了81.1℃，高出相同运行工况其它机组盘头20℃，并发现其外观有少量烧熔现象。初步分析该盘头内部接头接触电阻过大，现场采取了转移负荷、加强通风等措施，缓解了发热。在与厂家取得联系后，12月份利用停机检修机会，更换了该开关柜盘头，避免了因封母盘头被烧损而被迫停机的事故。
四 小结
电气设备运行中异常发热因素多且在设备运行后比较常见，很多都不能直观检查到，其对电网安全运行有着很大的影响，一个小小的发热有可能造成设备损坏或电网事故乃至人身事故，给安全生产带来很大的危害，除了加大设备改造力度、提高设备可靠性外，还要通过先进的技术手段加以检测。红外线热成像检测是目前成熟检测手段之一，但在使用中，其检测效果受诸多方面的影响，只有把先进的仪器和科学的管理结合起来，才能发挥两者最大的效用，保证人身、电网、设备安全。
参考文献：
[1] DL/T 664-2008 带电设备红外诊断应用规范
[2] 国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分）
[3] 孙改兰 杨淑霞，电气设备接头发热分析及防范措施.中国电力技术专业网
论文作者:杨丽萍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
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