红外测温在继电保护状态检修中的应用

吴小妹，林大增

福州电业局，福建福州 350009

1 红外测温技术的特点

所谓红外测温是指采用红外热像仪或红外热电视对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。

它是通过吸收物体自身分子运动对外产生的红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。具有快捷、方便、灵敏度高、非接触性远距离测温、无需使被测设备停运或解体等优点。

2 红外测温在继电保护状态检修中的应用

红外测温应用于具有电流、电压致热效应或其他致热效应的二次设备及相关回路，包括保护装置、自动化（测控）装置、安全自动装置、故障录波器、端子箱、保护屏等二次设备本体及其相互之间连接的二次回路和一次设备至端子箱、保护屏的二次回路，站用电交直流回路。

二次设备包括装置的面板、背板和内部；二次回路包括电缆的连接处，比如开关端子箱端子排、保护屏端子排等。具体项目见表1。

表1 变电二次系统红外测温检测项目

输变电设备应用红外检测及诊断技术及时有效地发现运行中的电力设备的事故隐患和故障先兆，及时采取相应合理的可靠措施，为设备检修提供了依据，使缺陷处理更具针对性。同时也为开展设备状态维修创造了条件，有效地预防了一些事故的发生，大大提高了设备运行的可靠性。

输变电设备和继电保护设备因设备制造元件、运行环境不同，使红外技术在两者的应用中各有不同。

1）输变电设备主要运行在户外或 较大的室内空间，继保设备主要集中在室内，运行环境舒适很多。如环境温、湿度大都在允许范围内，设备积尘、污染程度要远远低于输变电设备。这对于红外热成像的测试更有利，且对于红外热成像的背景温度修正要求也不同；

2）输变电设备属于电力系统中高压设备，其安全距离有严格要求，这就造成输变电设备属于远距离测试，而保护设备和二次回路则是近距离测试，特别是保护装置，因测试位置有限，距离小的不到30cm，长的不过数米，这就造成输变电设备红外测试仪器和继电保护红外测试仪器的技术参数要求不同，前者适合配置长焦、后者适合配置广角镜头；

3）输变电设备发现较多缺陷的是设备的接头部位。这些属于电流致热的发热点，其接触是否良好是个重要原因。继电保护中广泛采集的电流二次回路，其接头发热是与之相似的，不论是端子排还是连接片接触不良发热也是极其明显的。

3 继保状态检修中热缺陷的标准划分

二次系统红外测温数据的分析判断方法和判断依据以三种方法为主。

1）表面温度差异判断法

根据测得的设备或二次回路温度值，结合环境气候条件、二次负荷大小进行分析判断，若图像中测得某个点的温度高于周边部件温度10℃以上时，应当重点监测。

2）同类同相比较判断法

根据同组三相设备或回路之间和同相、同类设备或回路之间对应部位的温差进行比较分析。当某个设备或某相温度超过其它同类型设备或其它两相温度10℃以上时，应当重点监测。

3）档案统计分析判断法

统计并分析同一设备在不同时期的温度变化情况，查找温度变化原因，结合统计规律来判断设备是否正常。

根据上述方法，二次系统热缺陷可分为一般缺陷、重要缺陷和紧急缺陷3种：

（1）一般缺陷：超过正常运行的二次设备或相关回路温度10℃ ～20℃ ；

（2）重要缺陷：超过正常运行的二次设备或相关回路温度20℃ ～30℃ ；

（3）紧急缺陷：超过正常运行的二次设备或相关回路温度30℃以上，并经专业人员同意。

4 应用实例

实例1：继电保护设备

2010年上半年泉州电业局220kV西湖变220kV故障录波器开入板位置红外测温温度数据达70℃以上（见图1），其他电业局多套该型故障录波器同样发现异常温度数据（见图2），经分析并联系厂家，确认为2009年前该系列故障录波装置的开入量回路的配阻不恰当，造成长期闭合开入接点的回路配阻发热严重，存在产品家族性质量问题。现在已安排福建省2009年前批次的该型故障录波器更换开入板。

图1 泉州电业局220kV西湖变故障录波装置红外测温实例

状态量预警和异常分析避免一起可能CT断线的事故隐患。莆田电业局220kV荔城变110kV母联开关电流二次回路温度较其他回路高出29.3℃，继电保护状态检修辅助决策系统发出二次回路红外温差状态量预警。现场检查为母联开关保护屏内端子排上电流回路的连接片松动。上紧连接片后，温度数据恢复正常，避免一起可能CT断线的事故隐患。

福州电业局 开展继电保护装置和二次回路的检测经历了由变电运行人员利用一次红外热成像仪检测保护装置和二次回路到继保专业人员检测的阶段。由于输变电设备和继保设备的上述不同的，检测中发现用输变电设备红外检测仪检测继保设备和二次回路时，因焦距和视角问题，检测效果不佳，经过与输变电状态检修相关人、福禄克厂家的积极沟通后，福州电业局 用福禄克Ti55和Ti32对继电保护和二次回路进行了全面测温。

福禄克红外热成像仪对于距离 50cm以内的成像效果良好，清晰，特别是Ti32引进了先进的IR－Fusion（红外－可见光融合功能）。它在红外热图基础上叠加可见光图像，通过调节使背景呈现可见光图像，而发热点依旧是红外成像。使用者借助可见光图像，对发热点进行快速、精确的定位。正式由于该先进的技术使得我们在黎明变进行红外测温时发现该站一个端子箱内一个电流回路连接片未接触好，导致异常发热。

现场我们对发热情况进行了紧固处理后，发现该连接点的温度明显下降，由60多度直接降到40多度。下图是处理后成像：

红外技术是一项十分有效、重要的检测方法，但在继电保护专业的应用还只是起步，对于在二次回路中没有电流效应的部分，特别是重要的控制回路的监测如何开展，还需要进一步琢磨。同时对设备缺陷及热谱图的分析尚需进一步积累资料，加快对检测人员检测诊断的培训，提高检测质量，注意积累重要的电力设备原始记录，定期进行跟踪检测，促进电力设备的由定期检修向状态检修过渡。

[1]中华人民共和国电力行业标准 DL/T 664-2008.带电设备红外诊断技术应用导则.