红外诊断技术在继电保护工作中的应用

邵 勇，琚 军

（衢州电力局，浙江 衢州 324000）

0 引言

任何继电保护设备都很少会事先没有征兆就发生故障；任何继电保护设备，不管维护得多好，也可能会因为元器件老化、腐蚀、电缆头松动、材料不合格以及工艺技术等方面的原因而出现问题。

对运行中的继电保护设备和回路，运用红外测温诊断技术，不管是对运行时间较长的，还是刚投产的，都能发现一些不易察觉但又实际存在的问题。

衢州电力局自2007年开展二次设备状态检修工作以来，将红外诊断技术应用于继电保护工作，积累了一定的经验。

1 运用红外诊断技术发现继电保护隐性缺陷

衢州电力局2010—2011年由红外测温发现的继电保护缺陷统计见表1，从表中可以看出：

（1）红外诊断技术在电流互感器（TA）二次回路、交/直流电源回路的缺陷发现率比较高，分别达到57.1%和42.8%，这是因为该类缺陷容易造成高温升。所以，运用红外测温技术对TA二次回路、交/直流电源回路进行检查，简易实用，效果明显。

（2）对保护装置类、直流回路，包括遥信、控制回路的缺陷发现率不高，是因为这类缺陷在数字式保护测控装置中的反应已经非常灵敏，一般只要发生就会被测控装置和后台信息所发现，很少会成为长期隐性缺陷存在。

表1 2010—2011年红外诊断发现的继电保护缺陷

（3）对红外测温结果作统计分析时，应该充分考虑试验环境和使用人对红外测温试验的影响，如使用人对仪器的掌握程度、对试验数据采用何种分析方法得出结论等。

2 红外诊断技术应用中的注意事项

（1）运用红外测温对设备进行检测，虽然是非接触式的检测方法，但仍是对带电设备的检测，一样存在安全性问题，工作中需要加强监护。

（2）现场检测人员对红外检测设备的熟悉程度直接影响红外诊断技术的运用效果，因此检测人员应该熟悉设备原理，掌握诊断方法和程序，并接受相应的培训。

（3）不同的试验环境可使用不同的红外测温判断方法，如表面温度、同类比较、图像特征、相对温度、档案分析、实时分析等。

（4）由于继电保护装置和回路功率较小，相对于一次设备的红外检测而言，对红外测温设备的要求更高，如分辨率、跟踪性能等，因此用于继电保护装置和用于一次设备的红外测温设备不能混用，需分别由专人保管。

（5）应充分考虑检测环境对测试数据的影响，检测报告应包括天气、环境温度、湿度、风速等参数。

3 红外测温诊断技术在继电保护检修中的应用实例

3.1 应用于继电保护设备定期巡检

状态检修的目标是通过加强对设备状态的检测和监视，提高设备的运行可靠性。开展状态检修能够延长设备检修周期，提高供电的可靠性，开展设备的定期巡检就是有效的方法之一。目前衢州电力局对二次设备的巡检内容就包括了红外测温。

实例1：图1是在2011年春节前开展的变电站二次设备巡检工作中，检修人员在110 kV兰塘变电站运用红外测温技术拍摄的石兰GIS端子箱（侧排）X17-17，18，19号端子，即 TA二次侧N421端子的红外测温图。从图中很容易看出该间隔TA二次回路N421的中间连接片发热异常，实测温度达到70.4℃，其他接线的温度为35～38℃，该最高温度点已明显高于正常温升范围。

发现问题后，巡视人员迅速联系运行人员停电检查，发现19号端子中间连接片未紧固。将该端子紧固并投运一段时间后再对其进行红外测温，最高温度为37.9℃，表明已恢复正常。

图1 兰塘变电站石兰GIS端子箱红外测温图

实例2：同样在该次春节前设备巡检工作中，检修人员在对110 kV辉埠变电站1号主变压器10 kV开关柜进行红外测温时，发现1D6和1D7号端子温度异常，最高实测温度达53.0℃，红外测温图如图2所示，其他接线温度为30～34℃，发热点与周围功能相近的接线比较，温升达到23℃。经检查，发现1D7端子螺丝松动，紧固后复测，温度为30.7℃，表明已恢复正常。

图2 辉埠变电站1号主变压器10 kV开关柜红外测温图

保护装置在正常运行过程中，平时难以发现其回路上的接线松动、接触不良等缺陷，特别是就地安装的中低压保护，由于长期处于振动、温度变化大的环境，发生二次回路接触不良的缺陷概率更高。以上实例说明，定期开展红外诊断能很好地弥补这个不足。

3.2 应用于继电保护装置交/直流电源回路检测

实例3：图3为35 kV闹桥变电站2号主变压器交流电源回路红外测温图，图中发热点为交流电源经端子排的转接端子，最高温度达69.4℃，环境温度约28℃，发热点较环境温度的温升高达41.4℃，若不及时处理，很可能引起电缆绝缘破坏等严重问题，甚至会引发火灾。经检查，发热是由转接点间的短接线松动引起，紧固后复测，温度为29.4℃，恢复正常。

图3 闹桥变电站2号主变压器交流电源红外测温图

交/直流电源是保护的动力心脏，一旦发生故障，后果将十分严重，特别是在高温等恶劣天气下，不但会影响本间隔正常运行，甚至会引起火灾，进而造成变电站的大面积停电等事故。开展红外测温、对其回路进行定期诊断也正是为了预防这一事故的发生，且证明有较明显的效果。

3.3 应用于事故抢修后的二次回路良好性验证

实例4：2011年7月，由于受强雷击影响，35 kV库区变电站10 kV母线避雷器损坏。该变电站10 kV间隔采用厢式结构，10 kV母线避雷器安装于10 kV母线压变柜内。在避雷器修复安装过程中，发现母线压变柜内闸刀辅助接点回路接线有可能受影响，但绝缘试验结果正常，因此未更换回路接线，决定采用红外测温验证该二次回路是否有缺陷。投运一段时间后，经红外测温观察，最高温度为36.7℃，与环境温度（约36℃）及周围其他回路的温度基本一致，验证了该二次回路的良好性。

4 结论

从以上红外诊断实例可以看出，继电保护专业应用红外诊断技术作为状态检修的检测手段是十分有效的，对TA二次回路、交/直流电源回路的检测效果尤为明显，不但能在继电保护检修试验、回路检查、设备巡视中发挥作用，在设备临时抢修后同样能作为验证性试验方法之一。

在充分运用红外诊断技术的同时，也应该注重建立不同工况下的诊断标准。需要保护工作者通过长期的现场工作积累数据，灵活运用各种红外诊断判别方法，关注国内外的最新技术动向，总结交流经验，使红外诊断技术在继电保护检修工作中发挥更好的作用。

[1]琚军，姜文尉，熊茂斌，等.红外诊断技术在二次设备状态检修中的应用[J].浙江电力，2009（1）:78-80.

[2]DL/T 664-2008带电设备红外诊断应用规范[S].北京：中国电力出版社，2008.