第2章紅外熱像檢測(cè)技術(shù)

1、第二章 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)（湖北公司）目 錄第二章 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)（湖北公司）1第一節(jié) 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)概述3一、紅外檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程3二、紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況3第二節(jié) 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)基本原理5一、紅外線的基本知識(shí)5二、紅外熱像儀組成及基本原理7三、電網(wǎng)設(shè)備發(fā)熱機(jī)理9第三節(jié) 紅外熱像檢測(cè)及診斷方法10一、紅外檢測(cè)方法10二、紅外熱成像儀的使用12第四節(jié) 紅外熱像典型實(shí)際案例分析26一、紅外熱像檢測(cè)110kV鳴謙變電站35kV402斷路器C相內(nèi)部發(fā)熱26二、紅外熱像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)220kV電容式電壓互感器套管過熱29三、電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例33四、紅外熱像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)35kV避雷器本體過熱35

2、內(nèi) 容 概 要紅外熱成像是以設(shè)備的熱分布狀態(tài)為依據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好與否進(jìn)行診斷的技術(shù)，它具有不停運(yùn)、不接觸、遠(yuǎn)距離、快速、直觀地對(duì)設(shè)備的熱狀態(tài)進(jìn)行成像的優(yōu)點(diǎn)。由于電氣設(shè)備的紅外熱像圖是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下熱狀態(tài)及其溫度分布的真實(shí)描寫，而電力設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的熱分布正常與否是判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否的一個(gè)重要特征，因而，采用紅外成像技術(shù)可以通過對(duì)設(shè)備熱像圖的分析來高效診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及其存在的隱患缺陷。本章第一節(jié)介紹了紅外線的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展經(jīng)過，并把目前最普遍的紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀做了描述。第二節(jié)講述了紅外線的基本知識(shí)；紅外熱成像技術(shù)的基本原理；輸變電電網(wǎng)設(shè)備發(fā)熱機(jī)理及故障類型。第三節(jié)對(duì)各種類型輸變電設(shè)

3、備紅外熱像檢測(cè)的要求；現(xiàn)場(chǎng)紅外熱像儀使用方法技巧；分析診斷方法及標(biāo)準(zhǔn)做了詳細(xì)說明。最后，第四節(jié)收集了4個(gè)比較有代表性的電氣設(shè)備紅外檢測(cè)診斷的案例供大家參考借鑒。第一節(jié) 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)概述一、紅外檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程1800年英國的天文學(xué)家Mr.William Herschel 用水銀溫度計(jì)在紅光外側(cè)發(fā)現(xiàn)一種人眼看不見的“熱線”，后來稱為“紅外線”，也就是“紅外輻射”。Mr.William Herschel在1830年提出了輻射熱電偶探測(cè)器，1840年根據(jù)物體不同的溫度分布，制定了溫度譜圖。紅外技術(shù)最初應(yīng)用于軍事，20世紀(jì)60年代初, 世界上第一臺(tái)用于工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的紅外熱成像儀(THV651)誕

4、生(AGA)，盡管體積龐大而笨重，但很快作為一種檢測(cè)工具在各種應(yīng)用中找到了它的位置，特別是在電力維修保養(yǎng)中體現(xiàn)了它的重要價(jià)值，與當(dāng)時(shí)的瑞典國家電力公司合作，首次用于電力設(shè)備檢測(cè)。紅外技術(shù)的高級(jí)發(fā)展應(yīng)用是紅外自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)通過與可見光組成的多功能傳感器，配用多功能目標(biāo)捕捉處理器，以及信息處理技術(shù)，對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高速、自動(dòng)、可靠地探測(cè)、識(shí)別、測(cè)距、定位、跟蹤及故障判別。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)是隨著紅外探測(cè)器的發(fā)展而發(fā)展的。紅外探測(cè)器經(jīng)歷了光機(jī)掃描探測(cè)器、焦平面制冷式探測(cè)器和焦平面非制冷式探測(cè)器。在21世紀(jì)初，我國建成紅外熱成像技術(shù)民用產(chǎn)品生產(chǎn)基地，引進(jìn)國外的焦平面非制冷式探測(cè)器，推進(jìn)紅外技術(shù)在國內(nèi)的

5、組裝生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，現(xiàn)階段焦平面非制冷式探測(cè)器是電力設(shè)備檢測(cè)最主流的應(yīng)用方式。二、紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況目前，在輸變電設(shè)備紅外檢測(cè)應(yīng)用中，依據(jù)載體的不同主要有以下四種方式：（一）手持式、便攜式紅外熱像儀 手持式、便攜式紅外熱像儀在電力設(shè)備帶電檢測(cè)中已經(jīng)廣泛使用。具有靈活、使用效率高、診斷實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，是目前常規(guī)巡檢普測(cè)和精確測(cè)溫的主要使用方式。（二）固定式、移動(dòng)式連續(xù)監(jiān)測(cè)在線式紅外熱像儀在線式紅外熱像儀主要用于無人值守變電站、重點(diǎn)設(shè)備的連續(xù)監(jiān)測(cè)，以紅外熱成像和可見光視頻監(jiān)控為主，智能輔助系統(tǒng)為鋪，具有自動(dòng)巡檢、自動(dòng)預(yù)警、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)視以及報(bào)警等功能。在線式紅外熱像儀分固定式、移動(dòng)式兩種。固定式

6、為定點(diǎn)安裝，可實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)設(shè)備的長時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄，運(yùn)行狀態(tài)變化預(yù)警，加裝預(yù)置位云臺(tái)后也可以做到比較大的安裝區(qū)域設(shè)備覆蓋。移動(dòng)式的優(yōu)勢(shì)是布點(diǎn)靈活，可監(jiān)測(cè)設(shè)備覆蓋全面，適合隱患設(shè)備的后期分析監(jiān)測(cè)、缺陷設(shè)備檢修前的運(yùn)行監(jiān)測(cè)。圖2-1 連續(xù)監(jiān)測(cè)在線式紅外熱像儀（三）線路巡檢車載式、機(jī)載吊艙式紅外熱像儀車載紅外監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市配網(wǎng)和沿路線路檢測(cè)，可大幅提高人力巡檢效率，快速便捷。 圖2-2 車載式、機(jī)載吊艙式紅外熱像儀 無人機(jī)巡檢技術(shù)是近幾年興起的高科技巡檢技術(shù)。根據(jù)無人機(jī)載荷及大小可將無人機(jī)分為小型無人機(jī)、中型無人機(jī)、大型無人機(jī)。 小型無人機(jī)主要指旋翼型無人機(jī)，一般飛行時(shí)間約40分鐘，載荷1-

7、2公斤，有個(gè)別先進(jìn)的小型無人機(jī)可飛行2小時(shí)，搭載小型紅外熱像儀可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)溫、拍照、錄像、存儲(chǔ)等基本巡檢工作。單次飛行可實(shí)現(xiàn)少量桿塔巡檢工作。中型無人機(jī)主要搭載6-8公斤吊艙完成巡檢工作，配合出色的飛控可以實(shí)現(xiàn)超視距3-4公里范圍內(nèi)的線路巡檢任務(wù)，可搭載高清相機(jī)和熱像儀，可疊加地理信息坐標(biāo)、定位桿塔、實(shí)時(shí)測(cè)溫分析等。大型無人機(jī)可搭載20公斤及以上吊艙設(shè)備完成數(shù)十公里范圍的線路巡檢工作，紅外、紫外、可見光數(shù)據(jù)可以通過地面控制站實(shí)時(shí)傳輸，地面數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可系統(tǒng)化處理采集到的所有數(shù)據(jù)。直升機(jī)巡檢系統(tǒng)主要依靠30公斤左右的光電吊艙設(shè)備對(duì)超高壓、特高壓線路進(jìn)行巡檢，可記錄紅外、紫外、可見光等數(shù)據(jù)。采集的

8、數(shù)據(jù)通過地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理、專業(yè)分析、快速報(bào)告、各基地信息共享等。（四）巡檢機(jī)器人紅外熱像儀變電站智能巡檢系統(tǒng)是集機(jī)電一體化技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、磁導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)器人視覺技術(shù)、紅外檢測(cè)技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。解決了人工巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。通過對(duì)圖像進(jìn)行分析和判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的缺陷、外觀異常等問題，為各類變電站和換流站的巡檢工作提供了一種創(chuàng)新型的技術(shù)檢測(cè)手段，提高了電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平。圖2-3 紅外機(jī)器人第二節(jié) 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)基本原理一、紅外線的基本知識(shí)（一）紅外輻射的發(fā)射及其規(guī)律 紅外輻射是指電磁波譜中比微波波長短、比可見光波長長（0.75m<<1000m）

9、的電磁波。圖24電磁輻射頻譜圖自然界一切溫度高于絕對(duì)零度（-273.16）的物體，都會(huì)不停地輻射出紅外線，輻射出的紅外線帶有物體的溫度特征信息。這是紅外技術(shù)探測(cè)物體溫度高低和溫度場(chǎng)分布的理論依據(jù)和客觀基礎(chǔ)。 物體紅外輻射的基本規(guī)律普遍從一種簡單的模型黑體入手。所謂黑體，就是在任何情況下對(duì)一切波長的入射輻射吸收率都等于1的物體。自然界中實(shí)際存在的任何物體對(duì)不同波長的入射輻射都有一定的反射（吸收率不等于1），所以，黑體只是一種理想化的物體模型。但是黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)，它揭示了黑體發(fā)射的紅外輻射隨溫度及波長而變化的定量關(guān)系。紅外輻射主要有以下四個(gè)定律。1.輻射的光譜分布規(guī)律普

10、朗克輻射定律: 是描述溫度、波長和輻射功率之間的關(guān)系, 是所有定量計(jì)算紅外輻射的基礎(chǔ)。一個(gè)絕對(duì)溫度為T(K)的黑體，單位表面積在波長附近單位波長間隔內(nèi)向整個(gè)半球空間發(fā)射的輻射功率(簡稱為光譜輻射度)Mb (T)與波長、溫度T滿足下列關(guān)系： Mb (T)=C1-5EXP(C2/T)-1-1式中C1第一輻射常數(shù)，C1=2hc2=3.7415×108w·m-2·um4 C2第二輻射常數(shù)，C2=hc/k=1.43879×104um·k2.維恩位移定理: 物體表面紅外線輻射的峰值波長與物體表面分布的溫度有關(guān)，峰值波長與溫度成反比。式中：為峰值波長，單位

11、m; T 為物體的絕對(duì)溫度，單位 K3.斯蒂芬波爾茲曼定律: 是描述黑體單位表面積向整個(gè)半球空間發(fā)射的所有波長的總輻射功率Mb(T)隨其溫度的變化規(guī)律。物體的紅外輻射功率與物體表面絕對(duì)溫度的四次方成正比，與物體表面的發(fā)射率成正比。物體紅外輻射的總功率對(duì)溫度的關(guān)系。Mb(T)=0Mb(T)d=T4 式中=4C1/(15C24)=5.6697×10-8w/(m2·k4)4.朗伯余弦定律: 是黑體在任意方向上的輻射強(qiáng)度與觀測(cè)方向相對(duì)于輻射表面法線夾角的余弦成正比，即I=I0COS。表明黑體在輻射表面法線方向的輻射最強(qiáng)。因此，實(shí)際做紅外檢測(cè)時(shí),應(yīng)盡可能選擇在被測(cè)表面法線方向進(jìn)行。圖

12、25 朗伯余弦定律示意圖（二）實(shí)際物體的紅外輻射實(shí)際的物體并不是黑體，它具有吸收、輻射、反射、穿透紅外輻射的能力。吸收為物體獲得并保存來自外界的輻射；輻射為物體自身發(fā)出的輻射；反射為物體彈回來自外界的輻射；透射為來自外界的輻射經(jīng)過物體穿透出去。但對(duì)大多數(shù)物體來說，對(duì)紅外輻射不透明，即透射率=0。所以對(duì)于實(shí)際測(cè)量來說，輻射率和反射率滿足：+=1圖26實(shí)際物體的紅外輻射實(shí)際物體的輻射由兩部分組成：自身輻射和反射環(huán)境輻射。光滑表面的反射率較高，容易受環(huán)境影響（反光）。粗躁表面的輻射率較高。（三）輻射率物體的輻射能力表述為輻射率(Emissivity簡寫為)是描述物體輻射本領(lǐng)的參數(shù)。物體自身輻射量取決

13、于物體自身的溫度以及它的表面輻射率。溫度一樣的物體，高輻射率物體的輻射要比低輻射率物體的輻射要多。如圖2-7茶壺中裝滿熱水，茶壺右邊玻璃的表面輻射率比左邊不銹鋼的高，盡管兩部分的溫度相同，但右邊的輻射要比左邊的高，用紅外熱像儀觀看，右邊看上去要比左邊熱。圖27可見光與紅外圖像物體表面不同的材料、溫度、表面光滑度、顏色等，其表面輻射率均不同。在實(shí)際檢測(cè)中，由于輻射率對(duì)測(cè)溫影響很大，因此必須選擇正確的輻射系數(shù)。尤其需要精確測(cè)量目標(biāo)物體的真實(shí)溫度時(shí)，必須了解物體的紅外發(fā)射率（或稱輻射率）的范圍。否則，測(cè)出的溫度與物體的實(shí)際溫度將有較大的誤差。一般來說，物體接收外界輻射的能力與物體輻射自身能量的能力相

14、等。一個(gè)物體吸收輻射的能力強(qiáng)，那么它輻射自身能量的能力就強(qiáng)，反之亦然。（四）紅外線傳播中的大氣衰減紅外線在大氣中傳播受到大氣中的多原子極性分子，例如二氧化碳、臭氧、水蒸氣等物質(zhì)分子的吸收而使輻射的能量衰減。大氣衰減與紅外線波長密切相關(guān)，波長范圍在（1 2.5m），（35m），（814m）三個(gè)區(qū)域，大氣吸收弱，紅外線穿透能力強(qiáng)，是紅外線在大氣中穿透比較好的波段，通常稱為“大氣窗口”。紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)，就是利用了所謂的“大氣窗口”。一般紅外熱像儀使用的波段為:短波 (3µm - 5µm); 長波 ( 8µm -14µm)。二、紅外熱像儀組成及基本原理（一）

15、紅外熱像儀組成及基本原理電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的紅外檢測(cè)，實(shí)質(zhì)就是對(duì)設(shè)備（目標(biāo)）發(fā)射的紅外輻射進(jìn)行探測(cè)及顯示處理的過程。設(shè)備發(fā)射的紅外輻射功率經(jīng)過大氣傳輸和衰減后，由檢測(cè)儀器光學(xué)系統(tǒng)接收并聚焦在紅外探測(cè)器上，并把目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)功率轉(zhuǎn)換成便于直接處理的電信號(hào)，經(jīng)過放大處理，以數(shù)字或二維熱圖象的形式顯示目標(biāo)設(shè)備表面的溫度值或溫度場(chǎng)分布。2-8 紅外探測(cè)原理示意圖（二）紅外熱像儀主要參數(shù)1.溫度分辨率表示測(cè)溫儀能夠辨別被測(cè)目標(biāo)最小溫度變化的能力。溫度分辨率的客觀參數(shù)是噪聲等效溫差（NETD）。它是通過儀器的定量測(cè)量來計(jì)算出紅外熱像儀的溫度分辨率，從而是排除了測(cè)量過程的主觀因素。它定義為當(dāng)信號(hào)與噪聲之比

16、等于1時(shí)的目標(biāo)與背景之間的溫差。2.空間分辨率熱像儀分辨物體空間幾何形狀細(xì)節(jié)的能力，它與所使用的紅外探測(cè)器像元素面積大小、光學(xué)系統(tǒng)焦距、信號(hào)處理電路帶寬等有關(guān)。一般也可用探測(cè)器元張角（DAS）或瞬時(shí)視場(chǎng)表示。此參數(shù)通?？山朴?jì)算得出：空間分辨率（2×水平視場(chǎng)角度（°）/（360 °×水平像元數(shù)），單位為弧度（rad）。圖29 視場(chǎng)角與瞬時(shí)視場(chǎng)圖示3.紅外像元數(shù)（像素）表示探測(cè)器焦平面上單位探測(cè)元數(shù)量。分辨率越高，成像效果越清晰?，F(xiàn)在使用的手持式熱像儀一般為160×120、320×240、640×480像素的非制冷焦平面探測(cè)器

17、。4.測(cè)溫范圍熱像儀在滿足準(zhǔn)確度的條件下可測(cè)量溫度的范圍，不同的溫度范圍要選用不同的紅外波段。電網(wǎng)設(shè)備紅外檢測(cè)通常在-20-300范圍內(nèi)。5.熱靈敏度熱像儀分辨物體溫度的能力。6.采樣幀速率采集兩幀圖像的時(shí)間間隔的倒數(shù)，單位為赫茲（Hz），宜不低于25Hz。7.工作波段熱像儀響應(yīng)紅外輻射的波長范圍。工業(yè)檢測(cè)熱像儀宜工作在長波范圍內(nèi)，即8-14µm。8.焦距 透鏡中心到其焦點(diǎn)的距離。焦距越大，可清晰成像的距離越遠(yuǎn)。三、電網(wǎng)設(shè)備發(fā)熱機(jī)理對(duì)于高壓電氣設(shè)備的發(fā)熱故障，從紅外檢測(cè)與診斷的角度大體可分為兩類，即外部故障和內(nèi)部故障。外部故障是指裸露在設(shè)備外部各部位發(fā)生的故障（如長期暴露在大氣環(huán)境中

18、工作的裸露電氣接頭故障、設(shè)備表面污穢以及金屬封裝的設(shè)備箱體渦流過熱等）。從設(shè)備的熱圖像中可直觀地判斷是否存在熱故障，根據(jù)溫度分布可準(zhǔn)確地確定故障的部位及故障嚴(yán)重程度。內(nèi)部故障則是指封閉在固體絕緣、油絕緣及設(shè)備殼體內(nèi)部的各種故障。由于這類故障部位受到絕緣介質(zhì)或設(shè)備殼體的阻擋，所以通常難以像外部故障那樣從設(shè)備外部直接獲得直觀的有關(guān)故障信息。但是，根據(jù)電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況，依據(jù)傳熱學(xué)理論，分析傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種熱交換形式沿不同傳熱途徑的傳熱規(guī)律（對(duì)于電氣設(shè)備而言，多數(shù)情況下只考慮金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體介質(zhì)等引起的傳導(dǎo)和對(duì)流），并結(jié)合模擬試驗(yàn)、大量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)例的統(tǒng)計(jì)分析和解體驗(yàn)證，也能夠

19、獲得電氣設(shè)備內(nèi)部故障在設(shè)備外部顯現(xiàn)的溫度分布規(guī)律或熱（像）特征，從而對(duì)設(shè)備內(nèi)部故障的性質(zhì)、部位及嚴(yán)重程度作出判斷。從高壓電氣設(shè)備發(fā)熱故障產(chǎn)生的機(jī)理來分，可分為以下五類：（一）電阻損耗（銅損）增大故障電力系統(tǒng)導(dǎo)電回路中的金屬導(dǎo)體都存在相應(yīng)的電阻，因此當(dāng)通過負(fù)荷電流時(shí)，必然有一部分電能按焦耳-楞茨定律以熱損耗的形式消耗掉。由此產(chǎn)生的發(fā)熱功率為P=KfI2R式中：P為發(fā)熱功率，W；Kf為附加損耗系數(shù)；I為通過的電荷電流，A；R為載流導(dǎo)體的直流電阻值，。Kf表明在交流電路中計(jì)及趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)時(shí)使電阻增大的系數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體的直徑、導(dǎo)電系數(shù)和導(dǎo)磁率越大，通過的電流頻率越高時(shí)，趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)越顯著，附加

20、損耗系數(shù)Kf 值也越大。因此，在大截面積母線、多股絞線或空心導(dǎo)體，通常均可以為Kf=1，其影響往往可以忽略不計(jì)。上式表明，如果在一定應(yīng)力作用下是導(dǎo)體局部拉長、變細(xì)，或多股絞線斷股，或因松股而增加表面層氧化，均會(huì)減少金屬導(dǎo)體的導(dǎo)流截面積，從而造成增大導(dǎo)體自身局部電阻和電阻損耗的發(fā)熱功率。對(duì)于導(dǎo)電回路的導(dǎo)體連接部位而言，上式中的電阻值應(yīng)該用連接部位的接觸電阻Rj來代替。并在Kf=1的情況下，改寫成一下形式P=I2Rj電力設(shè)備載流回路電氣連接不良、松動(dòng)或接觸表面氧化會(huì)引起接觸電阻增大，該連接部位與周圍導(dǎo)體部位相比，就會(huì)產(chǎn)生更多的電阻損耗發(fā)熱功率和更高的溫升，從而造成局部過熱。（二）介質(zhì)損耗（介損）增

21、大故障眾所周知，除導(dǎo)電回路以外，有固體或液體（如油等）電介質(zhì)構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)也是許多高壓電氣設(shè)備的重要組成部分。用作電器內(nèi)部或載流導(dǎo)體電氣絕緣的電介質(zhì)材料，在交變電壓作用下引起的能量損耗，通常稱為介質(zhì)損耗。由此產(chǎn)生的損耗發(fā)熱功率表示為P=U2C tg式中：U為施加的電壓，V；為交變電壓的角頻率；C為介質(zhì)的等值電容，F(xiàn)；tg為絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)；由于絕緣電介質(zhì)損耗產(chǎn)生的發(fā)熱功率與所施加的工作電壓平方成正比，而與負(fù)荷電流大小無關(guān)，因此稱這種損耗發(fā)熱為電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱即電壓致熱性發(fā)熱故障。上式表明，即使在正常狀態(tài)下，電氣設(shè)備內(nèi)部和導(dǎo)體周圍的絕緣介質(zhì)在交變電壓作用下也會(huì)有介質(zhì)損耗發(fā)熱。當(dāng)絕緣介質(zhì)的絕緣性

22、能出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)引起絕緣的介質(zhì)損耗（或絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)tg）增大，導(dǎo)致介質(zhì)損耗發(fā)熱功率增加，設(shè)備運(yùn)行溫度升高。介質(zhì)損耗的微觀本質(zhì)是電介質(zhì)在交變電壓作用下將產(chǎn)生兩種損耗，一種是電導(dǎo)引起的損耗，另一種是由極性電介質(zhì)中偶極子的周期性轉(zhuǎn)向極化和夾層界面極化引起的極化損耗。（三）鐵磁損耗（鐵損）增大故障對(duì)于由繞組或磁回路組成的高壓電氣設(shè)備，由于鐵芯的磁滯、渦流而產(chǎn)生的電能損耗稱為鐵磁損耗或鐵損。如果由于設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、運(yùn)行不正常，或者由于鐵芯材質(zhì)不良，鐵芯片間絕緣受損，出現(xiàn)局部或多點(diǎn)短路，可分別引起回路磁滯或磁飽和或在鐵芯片間短路處產(chǎn)生短路環(huán)流，增大鐵損并導(dǎo)致局部過熱。另外，對(duì)于內(nèi)部帶鐵芯繞組的高壓

23、電氣設(shè)備（如變壓器和電抗器等）如果出現(xiàn)磁回路漏磁，還會(huì)在鐵制箱體產(chǎn)生渦流發(fā)熱。由于交變磁場(chǎng)的作用，電器內(nèi)部或載流導(dǎo)體附近的非磁性導(dǎo)電材料制成的零部件有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，因而導(dǎo)致電能損耗增加和運(yùn)行溫度升高。（四）電壓分布異常和泄漏電流增大故障有些高壓電氣設(shè)備（如避雷器和輸電線路絕緣子等）在正常運(yùn)行狀態(tài)下都有一定的電壓分布和泄漏電流，但是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，將改變其分布電壓Ud和泄露電流Ig的大小，并導(dǎo)致其表面溫度分布異常。此時(shí)的發(fā)熱雖然仍屬于電壓效應(yīng)發(fā)熱，發(fā)熱功率而由分布電壓與泄露電流的乘積決定。P= Ud Ig（五）缺油及其他故障油浸式高壓電氣設(shè)備由于滲漏或其他原因（如變壓器套管未排氣）而造成缺油

24、或假油位，嚴(yán)重時(shí)可以引起油面放電，并導(dǎo)致表面溫度分布異常。這種熱特征除放電時(shí)引起發(fā)熱外，通常主要是由于設(shè)備內(nèi)部油位面上下介質(zhì)（如空氣和油）熱容系數(shù)不同所致。除了上述各種主要故障模式以外，還有由于設(shè)備冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、堵塞及散熱條件差等引起的熱故障。第三節(jié) 紅外熱像檢測(cè)及診斷方法一、紅外檢測(cè)方法（一）檢測(cè)基本要求1.一般檢測(cè)環(huán)境要求被檢設(shè)備是帶電運(yùn)行設(shè)備，應(yīng)盡量避開視線中的封閉遮擋物，如門和蓋板等；環(huán)境溫度一般不低于5，相對(duì)濕度一般不大于85%；天氣以陰天、多云為宜，夜間圖像質(zhì)量為佳；不應(yīng)在雷、雨、霧、雪等氣象條件下進(jìn)行，檢測(cè)時(shí)風(fēng)速一般不大于5m/s（現(xiàn)場(chǎng)觀察可參照附錄D）； 戶外晴天要避開陽

25、光直接照射或反射進(jìn)入儀器鏡頭，在室內(nèi)或晚上檢測(cè)應(yīng)避開燈光的直射，宜閉燈檢測(cè)； 檢測(cè)電流致熱型設(shè)備，最好在高峰負(fù)荷下進(jìn)行。否則，一般應(yīng)在不低于30%的額定負(fù)荷下進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)充分考慮小負(fù)荷電流對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。 2.精確檢測(cè)環(huán)境要求除滿足一般檢測(cè)的環(huán)境要求外，還滿足以下要求： 風(fēng)速一般不大于0.5m/s； 設(shè)備通電時(shí)間不小于6h，最好在24h以上； 檢測(cè)期間天氣為陰天、夜間或晴天日落2h后； 被檢測(cè)設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射，應(yīng)盡量避開附近熱輻射源的干擾，某些設(shè)備被檢測(cè)時(shí)還應(yīng)避開人體熱源等的紅外輻射；避開強(qiáng)電磁場(chǎng)，防止強(qiáng)電磁場(chǎng)影響紅外熱像儀的正常工作。3.飛機(jī)巡線檢測(cè)基本要求除滿足一般檢測(cè)的環(huán)境

26、要求和飛機(jī)適行的要求外，還滿足以下要求：禁止夜航巡線，禁止在變電站和發(fā)電廠等上方飛行； 飛機(jī)飛行于線路的斜上方并保證有足夠的安全距離，巡航速度以50km/h60km/h為宜； 紅外熱成像儀應(yīng)安裝在專用的帶陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的吊艙內(nèi)。（二）現(xiàn)場(chǎng)操作方法1.一般檢測(cè)：儀器在開機(jī)后需進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，待圖像穩(wěn)定后即可開始工作。一般先遠(yuǎn)距離對(duì)所有被測(cè)設(shè)備進(jìn)行全面掃描，發(fā)現(xiàn)有異常后，再有針對(duì)性的近距離對(duì)異常部位和重點(diǎn)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。儀器的色標(biāo)溫度量程宜設(shè)置在環(huán)境溫度加10K20K左右的溫升范圍。有偽彩色顯示功能的儀器，宜選擇彩色顯示方式，調(diào)節(jié)圖像使其具有清晰的溫度層次顯示，并結(jié)合數(shù)值測(cè)溫手段，如熱點(diǎn)跟蹤

27、、區(qū)域溫度跟蹤等手段進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)充分利用儀器的有關(guān)功能，如圖像平均、自動(dòng)跟蹤等，以達(dá)到最佳檢測(cè)效果。環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時(shí)，應(yīng)對(duì)儀器重新進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法按儀器的說明書進(jìn)行。作為一般檢測(cè)，被測(cè)設(shè)備的輻射率一般取0.9左右。2.精確檢測(cè)：檢測(cè)溫升所用的環(huán)境溫度參照體應(yīng)盡可能選擇與被測(cè)設(shè)備類似的物體，且最好能在同一方向或同一視場(chǎng)中選擇。在安全距離允許的條件下，紅外儀器宜盡量靠近被測(cè)設(shè)備，使被測(cè)設(shè)備（或目標(biāo)）盡量充滿整個(gè)儀器的視場(chǎng)，以提高儀器對(duì)被測(cè)設(shè)備表面細(xì)節(jié)的分辨能力及測(cè)溫準(zhǔn)確度，必要時(shí)，可使用中、長焦距鏡頭。線路檢測(cè)一般需使用中、長焦距鏡頭。為了準(zhǔn)確測(cè)溫或方便跟蹤，應(yīng)事先設(shè)定幾個(gè)不同的方

28、向和角度，確定最佳檢測(cè)位置，并可作上標(biāo)記，以供今后的復(fù)測(cè)用，提高互比性和工作效率。正確選擇被測(cè)設(shè)備的輻射率，特別要考慮金屬材料表面氧化對(duì)選取輻射率的影響。將大氣溫度、相對(duì)濕度、測(cè)量距離等補(bǔ)償參數(shù)輸入，進(jìn)行必要修正，并選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)溫范圍。記錄被檢設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流、額定電流、運(yùn)行電壓，被檢物體溫度及環(huán)境參照體的溫度值。（三）影響電力設(shè)備紅外測(cè)量因素1.大氣影響（大氣吸收的影響）紅外輻射在傳輸過程中，受大氣中的水蒸氣H2O，二氧化碳CO2，臭氧O3，氧化氮NO，甲烷CH2等的吸收作用，要受到一定的能量衰減。檢測(cè)應(yīng)盡可能選擇在無雨無霧，空氣濕度低于85%的環(huán)境條件下進(jìn)行。2.顆粒影響（大氣塵埃及懸浮

29、粒子的影響）大氣中的塵埃及懸浮粒子的存在是紅外輻射在傳輸過程中能量衰減的又一個(gè)原因。這主要是由于大氣塵埃的其它懸浮粒子的散射作用的影響，使紅外線輻射偏離了原來的傳播方向而引起的。懸浮粒子的大小與紅外輻射的波長0.7617m相近，當(dāng)這種粒子的半徑在0.5880m之間時(shí)，如果相近波長區(qū)域紅外線在這樣的空間傳輸，就會(huì)嚴(yán)重影響紅外接收系統(tǒng)的正常工作。紅外檢測(cè)應(yīng)在少塵或空氣清新的環(huán)境條件下進(jìn)行。3.風(fēng)力影響當(dāng)被測(cè)的電氣設(shè)備處于室外露天運(yùn)行時(shí)，在風(fēng)力較大的環(huán)境下，由于受到風(fēng)速的影響，存在發(fā)熱缺陷的設(shè)備的熱量會(huì)被風(fēng)力加速散發(fā)，使裸露導(dǎo)體及接觸件的散熱條件得到改善，散熱系數(shù)增大，而使熱缺陷設(shè)備的溫度下降。4.

30、輻射率影響一切物體的輻射率都在大于零和小于1的范圍內(nèi)，其值的大小與物體的材料、表面光潔度、氧化程度、顏色、厚度等有關(guān)。5.測(cè)量角影響圖210 輻射率與測(cè)試角關(guān)系輻射率與測(cè)試方向有關(guān)，最好保持測(cè)試角在30°之內(nèi)，不宜超過45°。當(dāng)不得不超過45°時(shí)，應(yīng)對(duì)輻射率做進(jìn)一步修正。6.鄰近物體熱輻射的影響當(dāng)環(huán)境溫度比被測(cè)物體的表面溫度高很多或低很多時(shí)，或被測(cè)物體本身的輻射率很低時(shí)，鄰近物體的熱輻射的反射將對(duì)被測(cè)物體的測(cè)量造成影響。7.太陽光輻射的影響當(dāng)被測(cè)的電氣設(shè)備處于太陽光輻射下時(shí)，由于太陽光的反射和漫反射在314m波長區(qū)域內(nèi)，且它們的分布比例并不固定，因這一波長區(qū)域與紅

31、外診斷儀器設(shè)定的波長區(qū)域相同而極大地影響紅外成像儀器的正常工作和準(zhǔn)確判斷，同時(shí)，由于太陽光的照射造成被測(cè)物體的溫升將疊加在被測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定溫升上。所以紅外測(cè)溫時(shí)最好選擇在天黑或沒有陽光的陰天進(jìn)行，這樣紅外檢測(cè)的效果相對(duì)要好得多。二、紅外熱成像儀的使用 （一）紅外熱像儀的使用方法.紅外熱像儀的操作正確對(duì)紅外圖象質(zhì)量、設(shè)備缺陷發(fā)現(xiàn)乃至故障分析都至關(guān)重要，應(yīng)避免現(xiàn)場(chǎng)使用上的任何操作失誤。1 調(diào)整焦距紅外圖像存儲(chǔ)后可以對(duì)圖像曲線進(jìn)行調(diào)整，但是無法在圖像存儲(chǔ)后改變焦距。在一張已經(jīng)保存了的圖像上，焦距是不能改變的參數(shù)之一。當(dāng)聚焦被測(cè)物體時(shí)，調(diào)節(jié)焦距至被測(cè)物件圖像邊緣非常清晰且輪廓分明，以確保溫度測(cè)量精度。同

32、時(shí)不宜使用數(shù)字變焦功能進(jìn)行聚焦。 2選擇測(cè)溫范圍了解現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)目標(biāo)的溫度范圍，設(shè)置正確的溫度檔位，當(dāng)觀察目標(biāo)時(shí)，對(duì)儀器的溫標(biāo)跨度進(jìn)行微調(diào)，得到最佳的紅外成像圖像質(zhì)量。3設(shè)置測(cè)量距離對(duì)于非制冷微熱量型焦平面探測(cè)器，如果儀器距離目標(biāo)過遠(yuǎn)，目標(biāo)將會(huì)很小，測(cè)溫結(jié)果將無法正確反映目標(biāo)物體的真實(shí)溫度，因?yàn)榧t外熱像儀此時(shí)測(cè)量的溫度平均了目標(biāo)物體以及周圍環(huán)境的溫度。為了得到最精確的測(cè)量讀數(shù)，應(yīng)盡量縮短測(cè)溫距離，使目標(biāo)物體盡量充滿儀器的視場(chǎng)，合理設(shè)置熱成像儀距離參數(shù)。4設(shè)置發(fā)射率需要進(jìn)行精確溫度測(cè)量時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置被測(cè)目標(biāo)發(fā)射率，同時(shí)還應(yīng)考慮環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、熱反射源等因素對(duì)測(cè)溫結(jié)果的影響，并做好記錄。5

33、保證儀器拍攝平穩(wěn)為了保證更好的拍攝效果，在凍結(jié)和記錄圖像的時(shí)候，應(yīng)盡可能保持儀器平穩(wěn)。即使輕微的儀器晃動(dòng)，也可能會(huì)導(dǎo)致圖像不清晰。當(dāng)按下存儲(chǔ)按鈕時(shí)，應(yīng)輕緩和平滑。（二）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法及要求1.變壓器類設(shè)備（1）變壓器本體常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）變壓器強(qiáng)油循環(huán)未打開；2）漏磁引起的本體局部發(fā)熱；3）漏磁引起的螺栓、接地線發(fā)熱。圖211 220kV主變壓器本體螺栓發(fā)熱檢測(cè)與診斷方法：1）變壓器本體溫度是否上熱下冷的溫度梯度分布，若橫向比較有明顯溫度差異，則要檢查強(qiáng)油循環(huán)是否打開或損壞、冷卻器是否存在故障；2）變壓器油箱是否有因內(nèi)屏蔽不好漏磁、渦流損耗導(dǎo)致的局部發(fā)熱；3）變壓器本體鐘罩與法蘭螺栓

34、是否有因內(nèi)屏蔽不好漏磁、渦流損耗導(dǎo)致的發(fā)熱；4）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量本體頂層油溫與變壓器油溫度計(jì)比較，不應(yīng)有明顯差異。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，本體剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）每臺(tái)變壓器從四個(gè)方向拍攝，建議高、低兩個(gè)側(cè)面拍整體和本體各一張圖片，高壓側(cè)左、右面主體各拍一張主體圖片；3）主變整體拍攝時(shí)上至高壓套管引線接頭，下至主變底殼，留一部份地面，整體主變垂直居中；4）主變本體拍攝時(shí)以主變本體部分的面為中心，遇遮擋時(shí)盡量取遮擋少角度拍攝，并三相保持角度一致；5）由于變壓器溫度受負(fù)載的影響較大，不宜與歷史值比較。圖212示例圖片：500kV主變高壓側(cè)正面整體（2）變壓器套管常見故障類型及發(fā)熱原因有：

35、1）套管將軍帽接線板與引線的外連接或內(nèi)部導(dǎo)電桿連接處接觸不良引起的發(fā)熱；2）導(dǎo)電桿與繞組引線接觸不良引起的套管整體或根部過熱；3）套管缺油；4）套管局部放電或表面污穢引起的局部發(fā)熱；5）套管末屏接地不良，導(dǎo)致套管末屏接地發(fā)熱；6）套管介損增大引起的套管發(fā)熱；7）套管互感器故障引起的升高座溫度過高。圖213 110kV主變套管局部溫度高表面污穢檢測(cè)與診斷方法：1）檢查套管將軍帽、將軍帽引線接頭三相之間是否有明顯溫度差異，參考導(dǎo)則電流致熱型套管判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷；2）套管瓷套三相橫向比較，若局部或整體溫度有2K的偏差，可判定為嚴(yán)重及以上缺陷；3）若套管存在明顯油位分界面，可初步判斷套管缺油。缺油部分

36、的溫度比充油部分低，對(duì)套管三相進(jìn)行比較，避免因套管內(nèi)部絕緣或外部瓷套管材質(zhì)不一引起的誤判；4）套管末屏引線接頭有無發(fā)熱；5）套管升高座三相之間是否有明顯溫度差異。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，套管剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）套管紅外檢測(cè)圖像應(yīng)包括引線接頭、將軍帽、瓷套、升高座；3）每臺(tái)變壓器應(yīng)保存三相高、中、低壓套管及中性點(diǎn)套管。圖214示例圖片：500kV主變500kV套管A相（3）冷卻器常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）散熱器與變壓器本體的聯(lián)結(jié)閥門、聯(lián)管運(yùn)行中沒有打開或被堵塞引起的散熱器溫度異常；2）由于散熱器風(fēng)扇電機(jī)故障或潤滑不足引起的風(fēng)扇或風(fēng)扇電機(jī)溫度異常；3）強(qiáng)油循環(huán)潛油泵故障引起

37、的潛油泵溫度異常；4）散熱器管路污物堵塞引起的管路溫度異常。圖215 220kV主變本體散熱片溫度分布不一致，油閥門沒打開檢測(cè)與診斷方法：1）冷卻器溫度是否與散熱電機(jī)開啟狀況一致；2）聯(lián)管、閥門的溫度是否上熱下冷的分布；3）各風(fēng)扇電機(jī)之間有無較大溫度差異；4）各個(gè)潛油泵位置溫度有無較大溫度差異。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，冷卻器剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）由于變壓器墻體阻擋，可選擇合適角度拍攝；3）變壓器每側(cè)冷卻器保存一張圖片，局部熱點(diǎn)再單獨(dú)拍攝。圖216 示例圖片：220kV主變高壓側(cè)右面散熱器（4）儲(chǔ)油柜常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）儲(chǔ)油柜低油位；2）儲(chǔ)油柜隔膜脫落；3）儲(chǔ)油柜閥門

38、關(guān)閉。圖217 220kV主變油枕油位呈曲線，油枕隔膜脫落檢測(cè)與診斷方法：1）檢測(cè)本體及有載調(diào)壓開關(guān)儲(chǔ)油柜的油位是否正常（僅適用于隔膜式、膠囊式）；2）正常油枕油液面為清晰水平分界面，如果呈曲線，可判斷為隔膜脫落；3）檢測(cè)聯(lián)管閥門兩側(cè)溫度，若溫度差異較大，應(yīng)查明儲(chǔ)油柜至本體油管閥門是否關(guān)閉。拍攝注意事項(xiàng)：1）調(diào)節(jié)色標(biāo)，油面上下溫差相差較小，拍攝時(shí)色標(biāo)范圍要??；2）聚焦到位，油枕剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；3）每個(gè)儲(chǔ)油柜需要單獨(dú)拍攝一張圖片，采用側(cè)拍方式，即可觀察到正面油位亦可觀察到側(cè)面油位。圖218 示例圖片：500kV主變油枕A相2電流互感器常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）外部導(dǎo)電接頭接觸

39、不良引起的發(fā)熱；2）內(nèi)部接頭接觸不良引起的發(fā)熱；3）內(nèi)部介質(zhì)損耗引起的瓷套整體溫度偏大；4）復(fù)合外絕緣電流互感器黏接不良、受潮引起的局部過熱；5）缺油引起的溫度異常；6）末屏接地不良引起的末屏溫度過高；7）渦流損耗引起的附件發(fā)熱。圖219 220kV電流互感器本體相間同位置最大溫差法3.1K檢測(cè)與診斷方法：1）觀察電流互感器進(jìn)出線接頭、變比接頭、內(nèi)連接部位三相比較有無明顯溫度差異；2）觀察電流互感器瓷套本體相同部位，三相橫向比較，單臺(tái)設(shè)備從上到下應(yīng)溫度分布均勻，無局部發(fā)熱，溫度有2K的偏差，可判定為嚴(yán)重及以上缺陷；3）電流互感器瓷套本體有明顯溫度分層界面且三相溫度有差異，應(yīng)判斷是否缺油；4）觀

40、察電流互感器末屏有無明顯溫度異常；5）儲(chǔ)油柜部位發(fā)熱可判斷為內(nèi)接點(diǎn)發(fā)熱缺陷；6）觀察附件部位是否有明顯溫度異常。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，電流互感器剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝電流互感器紅外圖像應(yīng)包括引線接頭、儲(chǔ)油柜、金屬膨脹器、瓷套、底部油箱，盡量選擇能觀察到末屏、接地線及二次出線的位置進(jìn)行拍攝；3）每臺(tái)電流互感器要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片。圖220示例圖片：500kV電流互感器B相3電壓互感器常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）電容單元介損偏大引起的局部或整體溫度異常；2）電容單元缺油造成溫度異常；3）電磁單元匝間短路引起的溫度異常；4）電磁單元阻尼元件故障引起的油箱部

41、位溫度異常；5）電磁單元內(nèi)部放電引起的溫度異常；6）保險(xiǎn)管接觸不良、熔斷、受潮等引起的溫度異常；7）一次或接地線接觸不良引起的溫度異常。圖221 220kV電壓互感器油箱相間溫差大于10度，電磁單元匝間短路檢測(cè)與診斷方法：1）觀察電壓互感器進(jìn)出線接頭、接地線部位三相比較有無明顯溫度差異；2）觀察電壓互感器瓷套本體相同部位，三相橫向比較，單臺(tái)設(shè)備從上到下應(yīng)溫度分布均勻，無局部發(fā)熱，溫度有2K的偏差，可判定為嚴(yán)重及以上缺陷；3）觀察電壓互感器油箱部位三相比較有無明顯溫度差異。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，電壓互感器剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝電壓互感器紅外圖像應(yīng)包括引線接頭、瓷柱、油箱、

42、底部，盡量選擇能觀察到接地線及二次出線的位置進(jìn)行拍攝；3）每臺(tái)互感器要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片。圖222示例圖片： 500kV電壓互感器B相4斷路器設(shè)備常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）外部接線端子或線夾與導(dǎo)線連接不良引起的接頭過熱故障；2）內(nèi)部接頭或連接件接觸電阻過大引起的過熱故障；3）動(dòng)靜觸頭、中間觸頭接觸不良引起的過熱故障；4）支柱瓷瓶污穢、裂紋引起的過熱； 5）油斷路器缺油引起的溫度異常；6）斷路器內(nèi)部互感器故障引起的過熱故障；7）均壓電容器介質(zhì)損耗引起的溫度異常；8）操作機(jī)構(gòu)或端子箱電氣元件故障引起的溫度異常。圖223 35kV斷路器中間法蘭發(fā)熱，中間觸頭接觸不良檢測(cè)與診斷方

43、法：1）觀察進(jìn)出線引線接頭有無溫度異常；2）檢測(cè)頂帽、中間法蘭、瓷套有無溫度異常，分析判斷是否存在動(dòng)靜觸頭、中間觸頭接觸不良的缺陷；3）斷路器從上至下本體（包括支撐瓷柱）三相橫向比較應(yīng)無明顯溫度差異，若局部溫度過高應(yīng)分析所在部位缺陷原因；4）斷路器操作機(jī)構(gòu)有無溫度異常。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，斷路器剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝斷路器紅外圖像應(yīng)包括兩端引線接頭、滅弧室、支柱、操作機(jī)構(gòu)；3）每相斷路器要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片；4）掃視端子箱，若有明顯發(fā)熱電氣元件則單獨(dú)拍攝。圖224示例圖片：500kV斷路器A相6電抗器設(shè)備常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）進(jìn)出線接頭接觸不

44、良引起的溫度偏高；2）線圈匝間短路引起的線圈部位整體或局部溫度偏高；3）設(shè)備附件因磁場(chǎng)渦流引起的溫度偏高；4）支撐絕緣瓷柱材質(zhì)劣化等原因引起的溫度偏高。 圖225 311串抗A相（異常） 342串抗A相（正常）檢測(cè)與診斷方法：1）觀察電抗器兩端進(jìn)出線引線接頭有無發(fā)熱；2）觀察電抗器本體溫度是否分布均勻；3）電抗器三相橫向比較無明顯溫度差異；4）電抗器支撐瓷柱同類比較無明顯溫度差異。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，電抗器上至頂蓋，下到支撐瓷柱剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝電抗器紅外圖像應(yīng)包括進(jìn)出線兩端引線接頭、線圈主體、支柱瓷瓶；3）每相電抗器要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片；4）現(xiàn)

45、場(chǎng)拍攝時(shí)要對(duì)所有支柱瓷瓶進(jìn)行巡檢，以免漏查；5）對(duì)全部電抗器接地線用儀器進(jìn)行掃視巡檢。圖226示例圖片：35kV電抗器A相7電容器設(shè)備常見故障類型及發(fā)熱原因有：1） 外連接、內(nèi)連接接觸不良引起的溫度異常；2） 熔斷器接觸不良、熔絲不匹配引起的熔斷絲溫度異常；3）內(nèi)部擊穿、放電引起的本體局部溫度異常；4）密封不嚴(yán)，內(nèi)部受潮引起的本體溫度異常；5）電網(wǎng)諧波導(dǎo)致電容器內(nèi)部元件損壞引起的本體溫度異常；6）內(nèi)部介損增大引起的本部溫度異常。 圖227 66kV并聯(lián)電容器局部過熱檢測(cè)與診斷方法：1）檢測(cè)電容器熔斷器兩端及本體有無溫度異常；2）檢測(cè)電容器組引線接頭有無溫度異常；3）檢測(cè)電容器小套管有無溫度異常

46、，若小套管整體發(fā)熱可初步判斷內(nèi)部引線接頭接觸不良；4）采用同類比較法觀察各電容器本體是否分布均勻，若整體發(fā)熱可判斷內(nèi)部受潮或介損增大，若局部發(fā)熱可判斷內(nèi)部元件故障或存在局部放電等缺陷。拍攝注意事項(xiàng)：1）拍攝時(shí)注意檢查電容器端子引線接入母線的情況，由于每組電容器中單只電容器較多，難以拍攝全部電容器，因此只要保存有設(shè)備缺陷的圖片； 2）聚焦到位，電容器上到熔絲引線，下至電容器底部剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；3）拍攝電容器紅外圖像應(yīng)包括進(jìn)出線兩端引線接頭、電容主體；4）溫度異常電容器在拍攝時(shí)建議在同一張紅外圖片把正常參考電容器一起拍攝。圖228示例圖片：35kV電容器8避雷器常見故障類型及發(fā)熱原

47、因有：1) 由于避雷器內(nèi)部受潮、泄漏電流增大導(dǎo)致的整體或局部發(fā)熱；2) 避雷器存在裂紋、閥片劣化等內(nèi)部故障引起的局部發(fā)熱。圖229 35kV避雷器CBA相，A相內(nèi)部受潮檢測(cè)與診斷方法：1）相同部位，三相橫向比較，溫度有0.51K的偏差，可判定為嚴(yán)重及以上缺陷；2）單臺(tái)設(shè)備從上到下應(yīng)溫度分布均勻，無局部發(fā)熱。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，避雷器居中充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝避雷器紅外圖像應(yīng)包括引線接頭、瓷柱、底座；3）每臺(tái)避雷器要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片。圖230示例圖片：500kV避雷器B相11電力電纜常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）外部線夾接頭松動(dòng)、氧化、接觸不良引起的發(fā)熱

48、；2）受潮、劣化或氣隙引起的電纜頭整體、局部發(fā)熱；3）內(nèi)部局部放電引起的傘裙或尾管局部區(qū)域過熱；4）內(nèi)部性能異常造成的根部有整體性發(fā)熱；5）護(hù)層接地線接地不良引起的護(hù)層接地線發(fā)熱；6）場(chǎng)強(qiáng)不勻引起的局部發(fā)熱；7）護(hù)套受損引起的局部發(fā)熱；8）包接不良引起的整體發(fā)熱；9）漏磁引起金屬支撐附件渦流損耗發(fā)熱；10）材質(zhì)不良引起的本體整體、局部發(fā)熱。圖231 110kV電纜終端A相，應(yīng)力錐發(fā)熱檢測(cè)與診斷方法：1）觀察電纜終端引線接頭、護(hù)層接地線處有無明顯發(fā)熱； 2）觀察電纜終端設(shè)備從上到下是否溫度分布均勻，無局部發(fā)熱；3）電纜終端本體相同部位，三相橫向比較，溫度有1K的偏差，可判定為嚴(yán)重及以上缺陷；4）

49、電纜終端根部及尾管無局部發(fā)熱。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，電纜終端剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間；2）拍攝電纜終端紅外圖像應(yīng)包括引線接頭、瓷套或傘裙、尾管、護(hù)層接地線；3）每個(gè)電纜終端要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片。圖232示例圖片：220kV電纜終端A相12變電站絕緣子設(shè)備常見故障類型及發(fā)熱原因有：1）絕緣子表面積污嚴(yán)重、局部放電造成的溫度異常，主要原因?yàn)榍鍜卟患皶r(shí)、污染嚴(yán)重造成表面泄漏電流分布不均；2）絕緣子破損、橫向或縱向裂紋造成的溫度異常，主要有機(jī)械損傷及電弧灼傷；3）絕緣子絕緣下降，低值、零值引起的溫度異常。圖233 220kV母線引流線支柱絕緣子表面最大溫差5K，表面臟污檢

50、測(cè)與診斷方法：1） 檢測(cè)支柱絕緣子表面，應(yīng)無明顯溫度異常，若橫向、縱向比較溫差較大，初步判斷為絕緣子裂紋等局部缺陷；2）懸式瓷或玻璃絕緣子鋼帽溫度偏高，溫差超過1K為低值絕緣子；3）懸式瓷或玻璃絕緣子鋼帽溫度偏低，溫差超過1K為零值絕緣子；4）懸式瓷或玻璃絕緣子、支柱絕緣子以絕緣子局部溫度偏高超過0.51K，通常是由于表面污穢導(dǎo)致絕緣子泄漏電流增大引起；5）合成絕緣子在球頭部位或絕緣良好和絕緣劣化結(jié)合處允許溫差為0.51K。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，掃視設(shè)備區(qū)瓷瓶、瓷柱等絕緣設(shè)備，對(duì)溫度達(dá)到帶電檢測(cè)規(guī)范缺陷范圍的設(shè)備進(jìn)行紅外圖片保存；2）絕緣子紅外圖像剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間，對(duì)溫度異

51、常設(shè)備進(jìn)行拍攝，同類比較設(shè)備要站在同一距離單獨(dú)拍攝，設(shè)備在畫面中水平或垂直居中各保存一張圖片。圖234 示例圖片：35kV站用變引線支柱絕緣子相間溫差2K，瓷瓶存在裂紋13輸電線路類設(shè)備常見故障類型及發(fā)熱原因有：1） 輸電線路耐張線夾、接續(xù)管、修補(bǔ)管、并溝線夾、跳線線夾、T型線夾、設(shè)備線夾等由于氧化腐蝕、接頭松動(dòng)形成接觸不良引起的發(fā)熱；2） 輸電線路導(dǎo)線斷股、松股引起的發(fā)熱；3）輸電線路絕緣子表面積污嚴(yán)重、局部放電造成的溫度異常；4）輸電線路絕緣子破損、橫向或縱向裂紋造成的溫度異常；5）絕緣子絕緣下降，低值、零值引起的溫度異常；6）輸電線路合成絕緣子破損、受潮引起的溫度異常。圖235 220k

52、V瓷絕緣子表面溫升大于1K，低值絕緣子檢測(cè)與診斷方法：1）掃視輸電線路耐張線夾、接續(xù)管、修補(bǔ)管、并溝線夾、跳線線夾、T型線夾、設(shè)備線夾等設(shè)備，采用同類比較法查看有無明顯相間溫差，判斷依據(jù)參考帶電檢測(cè)規(guī)范；2）輸電線路瓷或玻璃絕緣子鋼帽溫度偏高，溫差超過1K為低值絕緣子；3）輸電線路瓷或玻璃絕緣子鋼帽溫度偏低，溫差超過1K為零值絕緣子；4）輸電線路瓷或玻璃絕緣子以瓷或玻璃盤溫度偏高超過0.51K是由于表面污穢引起絕緣子泄漏電流增大；5）輸電線路合成絕緣子在球頭部位或絕緣良好和絕緣劣化結(jié)合處允許溫差為0.51K。拍攝注意事項(xiàng)：1）聚焦到位，掃視輸電導(dǎo)線的連接器（耐張線夾、接續(xù)管、修補(bǔ)管、并溝線夾、

53、跳線線夾、T型線夾、設(shè)備線夾等），對(duì)溫度達(dá)到帶電檢測(cè)規(guī)范缺陷范圍的設(shè)備進(jìn)行紅外圖片保存；2）聚焦到位，掃視輸電導(dǎo)線的絕緣子，查看是否有絕緣子瓷盤整體或局部溫度偏高，查看是否有絕緣子鋼帽比同類絕緣子偏高或偏低；3）被測(cè)設(shè)備剛好充滿畫面，四周留有適當(dāng)空間，同類比較設(shè)備要站在同一距離單獨(dú)拍攝，各保存一張圖片。圖236示例圖片：±500kV I極小號(hào)側(cè)耐張線夾紅外圖像第四節(jié) 紅外熱像典型實(shí)際案例分析 本節(jié)通過典型實(shí)際案例紅外熱像圖的分析，診斷出設(shè)備內(nèi)外主要故障的形式，判別方法應(yīng)用，紅外熱像特征。一、紅外熱像檢測(cè)110kV鳴謙變電站35kV402斷路器C相內(nèi)部發(fā)熱 （一）案例經(jīng)過2011年6月

54、13日，國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司檢修試驗(yàn)專業(yè)在例行紅外診斷中發(fā)現(xiàn)鳴謙35kV 402斷路器C相本體發(fā)熱，以斷路器下法蘭為發(fā)熱中心，熱點(diǎn)明顯。隨后安排高壓試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。進(jìn)行斷路器回路電阻試驗(yàn)，證明C相斷路器內(nèi)部存在連接不良，致熱原因?yàn)閿嗦菲鲃?dòng)靜觸頭連接接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱。對(duì)該設(shè)備進(jìn)行解體，查看動(dòng)靜觸頭連接處，已嚴(yán)重?zé)隣T，隨即對(duì)動(dòng)靜觸頭進(jìn)行更換。 （二）檢測(cè)分析方法鳴謙35kV402斷路器為2008年7月26日投運(yùn)。在紅外診斷過程中發(fā)現(xiàn)402斷路器C相本體異常，選擇成像的角度，拍下表面最高溫度82.4，正常溫度34，環(huán)境參照體21，溫差48.4K，相對(duì)溫差78%（圖2.11）。當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電流為406A。初步判斷致熱原因可能是因?yàn)閿嗦菲鲀?nèi)部動(dòng)靜觸頭接觸不良引起的發(fā)熱。執(zhí)行DL/T664-2008標(biāo)準(zhǔn),表A.1電流致熱型設(shè)備缺陷診斷判據(jù),斷路器故障相溫度超過80，根據(jù)表面溫度判斷表和同類比較判斷法,定性為電流致熱型的危急缺陷。圖3.1 402斷路器三相對(duì)比圖3.2 402斷路器三相可見光圖片圖3.3 402斷路器C相發(fā)熱部位圖3.4 402斷路器C相可見光圖片 立即要求該設(shè)備退出運(yùn)行，安排高壓試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。進(jìn)行回路電阻試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一次回路C相為356遠(yuǎn)高于其他兩相，證明斷路器C相內(nèi)部存在連接不良。高壓試驗(yàn)結(jié)果與紅外診斷結(jié)果一致，如