红外测温技术在电气二次回路缺陷诊断中的应用

摘要：为保障电力系统的安全稳定运行，红外测温技术已广泛应用于电力生产和研究中。通过红外测温技术可以迅速检测出电气设备中存在的发热缺陷，及时杜绝隐患，避免事故发生。本文详细分析红外测温技术在电气二次回路缺陷诊断中的应用，并针对发热缺陷提出预防建议。

关键词：红外测温技术;电气二次回路;缺陷诊断

0 引言

电气二次回路在电力系统安全稳定运行中发挥着重要的作用，由于电气二次回路涉及面广、接线复杂、缺陷具有很强的隐蔽性，因此对其缺陷的发现及诊断尤为关键。目前，红外测温技术已经广泛应用于电气一次设备的缺陷检测中[1]，通过红外测温技术可以迅速检测出电气一次设备的内部及外部热缺陷。然而，对于电气二次回路的红外测温技术应用很少[2]。红外测温技术在电气二次回路中的应用已经迫在眉睫。

1 红外测温技术的基本原理及分析方法

1.1 基本原理

红外测温技术作为电力系统带电检测的重要手段，主要是指应用红外技术对运行设备进行全面检测、分析，结合有关数据判断设备的运行状态[3]。其具有无需停电、避免接触、操作安全、省时省力等优点。红外线辐射能量和温度的关系为

式中：W为发热体的发生功率，W;为辐射率;为玻尔兹曼常数;A为发热体的表面积，cm2;T为发热体的绝对温度，K。由式（1）可知，通过检测红外线辐射能量，即可推算出发热体的温度。

1.2 分析方法

采用红外测温仪测得试验数据后，常用的分析方法有下列几种。

（1）同类比较分析。通过对比同一个设备不同相之间、同类设备相同位置之间的发热数据来分析设备是否存在发热异常。

（2）表面温度分析。结合被测设备所带负荷及实际测得的表面温度来分析设备是否正常。

（3）图像特征分析。通过对比正常红外图谱与发热红外图谱来分析设备是否正常。

（4）数据统计分析。将本次所测数据与以往统计的数据进行比较，以此来分析设备是否正常。

针对文中所讨论的电气二次回路发热缺陷，采用上述方法并结合DL/T 664—2016《带电设备红外诊断应用规范》判断缺陷发热类型和缺陷性质。规范中的相对温差（）指的是两个对应测点之间的温升之差与其中较高温度点的温升之比的百分数，其计算公式为

式中：和分别是发热点和正常对应点的的温升，K;和分别是发热点和正常相对应点的温度，℃;是被测设备区域的环境温度，℃。

2 红外测温技术在电气二次回路缺陷诊断中的应用

2.1 适用的缺陷类型

（1）CT二次回路过热。CT二次回路正常工作时会有电流通过，如果回路所用端子接线松动，则会使接触电阻增大，导则电阻损耗发热增加，当电阻损耗发热累计后，最终引起CT开路故障。

（2）保护装置内部过热。保护装置内部安装了很多发热元器件，当这些元器件的运行温度超出保护装置设计允许温度范围时，会造成元器件烧毁，影响保护装置的正常运行。

（3）二次电缆过热。电缆铠装层或屏蔽层接触不良，继而引起接触电阻增加，电缆温度过高，严重时可能引起保护装置误动或拒动，甚至引发火灾。

（4）直流空气开关或熔断器过热。在运行机组的检修过程中，直流空气开关或熔断器过热后会导致拒动、误动、越级跳闸。

（5）接触器接线侧过热。接线处出现氧化或松动，导致接触器电阻增大，发热严重。

2.2 红外测温缺陷诊断实例

在对某电厂110kV网络继电器室进行红外测温检查过程中发现某线路保护柜内CT二次回路端子排局部发热异常。具体的测试及计算数据为：环境温度24.0℃，发热端子温度45.3℃，正常相端子温度26.5℃，发热端子温升21.3K，正常相端子温升2.5K，温差18.8K，相对温差88.3%。

根据测试结果，该CT二次回路端子排的发热缺陷属于严重缺陷，应立即处理。

现场人员在实施安全措施后对该发热端子进行检查，发现发热端子螺丝存在滑丝，在对端子螺丝进行更换后进行红外复测，端子温度恢复正常。

本次CT二次回路發热缺陷具有很强的隐蔽性，不通过红外测试仪很难发现，如果没有及时处理，很有可能造成CT开路等更严重的后果。

3 针对发热缺陷的预防建议

由于电气二次回路涉及面广、接线复杂、缺陷具有很强的隐蔽性，因此更应高度重视发热缺陷。为此提出以下预防建议：

（1）完善相关红外诊断应用规范。目前常用的红外诊断应用规范中关于二次设备及回路的诊断标准仍不够具体，应进一步完善相关规范。

（2）对端子质量及安装工艺严格把关。新建电厂或扩建电厂应对端子结构、用料严格要求，从源头上杜绝缺陷隐患。

（3）加强二次回路及保护装置监护，重视红外测温缺陷检测。运行人员应加强二次回路巡查，发现异常及时处理。

（4）保护装置检验完成后，及时恢复端子。避免由于试验后误恢复端子造成发热异常。

（5）改善保护装置使用环境。停电检修时，检查保护装置散热系统、元器件的运行状况。

（6）强化直流空气开关及熔断器的运行维护。避免交直流空气开关混用，及时进行直流系统级差配合试验。

4 结论

红外测温技术具有无需停电、避免接触、操作安全、省时省力等优点，采用红外测温技术能够快速、便捷地诊断出电气二次回路中存在的CT二次回路过热、保护装置内部过热、二次电缆过热、直流空气开关或熔断器过热和接触器接线侧过热等缺陷。在电厂的检修和运行维护工作中，应考虑进一步推广红外测温诊断方法的应用，并积极预防电气二次回路可能出现的发热隐患。

参考文献

[1]成永红.电力设备绝缘检测与诊断[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]麦洪，何胜红，霍丹，等.基于红外测温技术的变电站测温系统的设计与实现[J].广东技术师范学院学报，2015（2）：31-35.

[3]陈琳，唐忠，崔昊杨.电气设备红外测温技术的实现[J].电测与仪表，2013（4）：64-68.

作者简介：柏梦媛（1993—），女，学士，助理工程师。