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    紅外熱像儀是如何對變壓器缺陷進行檢測的?

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    在變電站中,變壓器是最重要的主設備,每次帶電檢測必檢,也是各項測試實驗的重中之重。
    正常運行的電力設備,由于電流、電壓的作用將產生發熱。主要包括電流效應引起的發熱和電壓效應引起的發熱。
    當電力設備存在缺陷或故障時,缺陷或故障部位的溫度就會產生異常變化。從而引起設備的局部發熱,假設未能及時發現并及時制止這些隱患的發展,最終會促成設備故障或事故的發生,嚴重的會擴大成電網事故。
     
    某變電站主變爆炸事故
    而變壓器的套管,作為變壓器內部與母線結構的連接部位,是變壓器上極易發生缺陷的部位之一,也是電壓致熱型缺陷中的典型。
    變壓器套管常見電壓致熱型缺陷類型種類?
    帶電檢測常見變壓器套管有兩類:充油套管和高壓套管。
    變壓器高壓側(110kV及以上)一般使用電容套管,由于瓷質不良故而有沙眼或裂紋;電容芯子制造上有缺陷,內部有游離放電;套管密封不好,有漏油現象;套管積垢嚴重等,都可能發生閃絡和爆炸。
     
    110kV變壓器高壓側套管B相缺油
     
    帶電檢測高壓套管,我們來看一組熱像儀拍攝的35kV變壓器套管。

     

     
    通過熱像圖,我們發現,A相套管溫度偏高,可能是一處電壓致熱型缺陷。根據《帶電設備紅外診斷應用規范》,得知電壓致熱型設備缺陷判斷判據: 
     
    然后,根據套管熱像圖上的溫度數據,來計算相間溫差,得出 A相區域最高溫Ar1與C相區域Ar5最高溫溫差為33.7-30.2=3.5K。經過分析,從紅外圖像特征以及最大溫差為3.5K,故判定#3主變35kV套管A相為電壓致熱型危急缺陷。
    為何套管只有2~3K的溫差卻是緊急缺陷?
     
    套管結構圖
    其實,變壓器套管是將電引入或引出變壓器的連接部件,它中心是一根芯棒,外層是瓷套或者其他絕緣材料。由此,我們發現,當使用熱像儀對套管測溫時,除了上端的連接部分外,套管本體的溫度,其實是芯棒透過絕緣油傳導出來的溫度,而不是真實的芯棒溫度。
    故而在工作中,若發現瓷套部位有2~3K的溫差時,芯棒的溫差遠遠不止這些,因此當發現瓷套部位達到該溫差時,設定的缺陷等級都是嚴重以上。
    為什么電壓致熱型缺陷極難發現?
    主要原因有3個:
    1:溫差太小,一般熱像儀很難發現如此小的溫差,而普通熱像儀的驗收標準是允許溫差2度,這本身就已經達到缺陷的閾值了;
    2:套管在變壓器上,變壓器本身溫升很高,是一個強大的干擾源,很容易掩蓋套管本身存在的溫差;
    3:對現場人員的技術要求較高,除現場查閱規范、計算溫度外,也需要他具備豐富的經驗和專業的故障判斷能力。
    目前天鉑紅外電力旗艦機型都配備有高清探測器,還具有高熱靈敏度(HI 1024在30℃,溫度的誤差精度能達到0.02℃),敏銳捕捉細小溫差,發現套管的更多細節。(熱靈敏度,指熱像儀分辨細小溫差的能力,數值越小,分辨細小溫差的能力越強)
     
    天鉑紅外電力行業旗艦機型HI 1024
    目前來說《帶電設備紅外診斷應用規范》被內置在紅外熱像儀內,現場拍攝時自動調用規范并計算,給出“正常、一般缺陷、嚴重缺陷、緊急缺陷”等診斷結論。免去了技術人員現場查閱規范、現場計算溫度值,減少了工作量,更避免了人工計算帶來的誤差。
    浙江天鉑云科光電股份有限公司 版權所有 2016
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