带电设备红外诊断应用规范-(1)(3)

带电设备红外诊断应用规范前言•随着电力设备故障诊断技术的不断发展，现代红外技术不断成熟和日臻完善，电力设备的红外检测诊断技术作为一项简便、快捷的设备状态在线检测技术得到了快速发展。它具有不停电、不取样、非接触、直观、准确、实时、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，是保证电力设备安全、经济运行的重要措施。本标准给出了使用红外热低像检测带电设备的方法、仪器要求、仪器适用范围、缺陷的判断依据及红外数据的管理规定等，使用红外测温仪（点温仪）可参照本标准执行。•本标准适用于具有电流、电压致热效应或其他致热效应的各电压等级设备、包括电机、变压器、电抗器、断路器、隔离开关、互感器、套管、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子、组合电器、低压电器及二次回路。1范围2规范性引用文件•GB/T6592电工和电子测量设备性能表示（GB/T6592-1996,IEC60359：1987,IDT)•GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求（GB/T11022-1999，IEC60694：1996,EQV)•DL408电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）•DL409电业安全工作规程（电力线路部分）•IEC60068电工电子产品环境试验•IEC61000电磁兼容•3.1温升•被测设备表面温度和环境温度参照不同部位之间的温度差。•3.2温差•不同被测设备或同一被测设备不同部位之间的温度差。•3.3相对温差•两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。相对温差δt可用下式求出：•δt=（τ1-τ2）/τ1×100%=（T1-T2）/（T1-T0）×100%•式中：τ1和T1—发热点的温升和温度；•τ2和T2—正常相对应点的温升和温度；•T0—环境温度参照体的温度。3术语和定义3.4环境温度参照体用来采集环境温度的物体。它不一定具有当时的真实环境温度，但具有与被检测设备相似的物理属性，并与被测设备处于相似的环境之中。3.5一般检测适用于用红外热像仪对电气设备进行大面积检测。3.6精确检测主要用于检测电压致热型和部分电流致热型设备的内部缺陷，以便对设备的故障进行精确判断。3术语和定义3.7电压致热型设备由于电压效应引起发热的设备。介质损耗（介损）增大引起的发热由固体或液体（如油等）电介质构成的绝缘结构也是许多高压电气设备的重要组成部分。用作电器内部或截流导体附近电气绝缘的电介质材料，在交变电压作用下引起的能量损耗，称为介质损耗，由此产生的损耗发热功率表示为：P＝U2CωtgδU：为施加的电压，V；ω为交变电压的角频率；C为介质和等值电容，F；tgδ为绝缘介质损耗因数或介质损耗角正切值；3术语和定义电压致热型设备－介损引起发热510电缆发热终端热像图正常终端热像图对发热终端内硅油进行检测，发现硅油介损严重超标，达到0.03；220kV避雷器受潮故障故障避雷器解体后可见光图电压致热型设备－介损引起发热电压致热型设备－介损引起发热天顶220kV耦合电容器局部缺陷解体后可见光图220KV合成绝缘子芯棒端部受潮500KV悬式绝缘子最下两片低值，其中倒数第二片绝缘电阻为4MΩ，第一片绝缘电阻50MΩ悬式绝缘子220KV电容式电压互感器电磁单元不工作（中间互感器一次断线）正常的220KV电容式电压互感器电容式电压互感器电容式电压互感器110KV电容式电压互感器上部2/5左右电容芯缺油击穿110KV电容式电压互感器上部缺油，并有1/6左右电容芯击穿电容式电压互感器正常的110KV电容式电压互感器正常的（阻尼电阻外引）110KV电容式电压互感器220KV耦合电容器下节电容器介损偏高发热耦合电容器移相电容器10KV移相电容器电容器介损偏高、电容量增加30％；温度偏高10℃长沙榔梨变110KV刀闸支柱绝缘子中部开裂电压致热型缺陷-支柱绝缘子长沙黎托变10KV电抗器支撑瓷瓶上部有小裂纹电压致热型缺陷-支柱瓷瓶电压致热型缺陷-支柱绝缘子110KV支柱绝缘子大厅模拟运行条件下试验，该绝缘子有贯穿性裂纹加压5min后红外热像图，最高温升110℃加压8min后红外热像图，最高温升150℃；加压10min后断裂3.8电流致热型设备由于电流效应引起发热的设备。电阻损耗增大发热性故障电力系统导电回路中的金属导体都存在相应的电阻，因此当通过负荷电流时，必然有一部分电能按焦耳－楞茨定律以损耗的形式消耗掉。由此产生的发热功率：P＝KfI2RP为发热功率W；Kf为附加损耗系数；I为通过的负荷电流，A；R为截流导体的直流电阻，Ω。Kf－在交流电路中计及趋肤效应和邻近效应时使电阻增大的系数。3术语和定义电流致热性设备•引起导电回路接触不良，电流致热的主要原因：•导电回路连接结构设计不合理；•安装施工不严格，不符合工艺要求。•导线在风力舞动下或者外界引起振动等机械力作用下，以及线路周期性加载及环境温度的周期性变，也会使连接部位周期性热胀冷缩，导致连接松动。•长期裸露在大气环境中运行，受雨、雪、雾、有害气体及酸、碱、盐等腐蚀性尘埃的污染和侵蚀，造成接头电接触表面氧化等•电气设备内部触头表面氧化，多次分合后在触头间残存有机物或碳化物，触头弹簧断裂或退火老化，或因触头调整不当及分合时电弧的电腐蚀与等离子蒸气对触头的磨损及烧蚀，造成接触面积减小等电流致热性设备岗市变500kV隔离开关接触不良缺陷船山变220kV2母跳线路触不良缺陷云田500kV电流互感器柱头接触不良缺陷云田变500kV＃2主变中压套管柱内部接触不良缺陷电流致热性设备3.9综合致热型设备既有电压效应，又有电流效应，或者电磁效应引起发热的设备。铁磁损耗（铁损）增大故障由绕组或磁回路组成的高压电气设备，由于铁芯的磁滞、涡流产生的损耗称为铁磁损。如果由于设备结构设计不合理、运行不正常，或者由于铁芯材质不良，铁芯片间绝缘受损，出现局部或多点短路，引起磁滞或磁饱和在铁芯片间短路处生产短路环流，增大铁损并导致局部过热。对于变压器、电抗器，还会在铁制箱体产生涡流发热。由于交变磁场的作用，电器内部或截流导体附近的非磁性导电材料制成的零部件有时也会产生涡流损耗。3术语和定义铁磁损耗致热性设备110kV#2主变升高座底部漏磁缺陷变压器大盖螺栓发热电压分布异常和泄漏电流增大致热性35kV隔离开关表面污秽严重引起的发热复兴变500kV隔离开关表面污秽严重引起的发热缺油及其他故障110kV＃2主变C相套管缺油故障220kV＃1主变C相套管缺油故障缺油及其他故障35kV电缆局部发热35kV电缆接地方式错误引起的接地点发热•4.1人员要求•红外检测属于设备带电检测，检测人员应具备如下条件：•熟悉红外诊断技术的基本原理和诊断程序，了解红外热像仪的工作原理、技术参数和性能，掌握热像仪的操作程序和使用方法；•了解被检测设备的结构特点、工作原理、运行状况和导致设备故障的基本因素；•熟悉本标准，接受过红外热像检测技术培训，并经相关机构培训合格；•具有一定的现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的有关安全管理规定。4现场检测要求•4.2安全要求•（1）应严格执行安全工作规程；•（2）应严格执行发电厂、变（配）电站及线路巡视的要求；•（3）应有专人监护，监护人在检测期间应始终行使监护职责，不得擅离岗位或兼任其他工作。4现场检测要求•4.3检测环境条件要求•4.3.1一般检测要求•（1）被检设备是带电运行设备，应尽量避开视线中的封闭遮挡物，如门和盖板等；•（2）环境温度一般不低于5℃，相对湿度一般不大于85%；天气以阴天、多云为宜，夜间图像质量为佳；不应在雷、雨、雾、雪等气象条件下进行，检测时风速一般不大于5m/s，现场观察可参照附录D；•（3）户外晴天要避开阳光直接照射或反射进入仪器镜头，在室内或晚上检测应避开灯光的直射，宜闭灯检测；•（4）检测电流致热型设备，最好在高峰负荷下进行。否则，一般应在不低于30%的额定负荷下进行，同时应充分考虑小负荷电流对测试结果的影响。4现场检测要求风级、风速关系表•4.3.2精确检测的要求•除满足一般检测的环境要求外，还满足以下要求：•风速一般不大于0.5m/s；•设备通电时间不小于6h，最好在24h以上；•检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落2h后；•被检测设备周围应具有均衡的背景辐射，应尽量避开附近热辐射源的干扰，某些设备被检测时还应避开人体热源等的红外辐射；•避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作。•4.3.3飞机巡线检测基本要求4现场检测要求•4.4检测仪器要求•4.4.1便携式红外热像仪•能满足精确检测的要求，测量精度和测温范围满足现场测试要求，性能指标较高，具有较高的温度分辨率及空间分辨率，具有大气条件的修正模型，操作简便，图像清晰、稳定、有目镜取景器，分析软件功能丰富。•4.4.2手持（枪）式红外热像仪•能满足一般检测的要求，有最高点温度自动跟踪，采用LCD显示屏，可无取景器，操作简单，仪器轻便，图像比较清晰、稳定。•4.4.3线路适用型红外热像仪•4.4.4在线型热像仪4现场检测要求5现场操作方法•5.1一般检测•仪器在开机后需进行内部温度校准，待图像稳定后即可开始工作。•一般先远距离对所有被测设备进行全面扫描，发现有异常后，再有针对地近距离对异常部位和重点被测设备进行准确检测。•仪器的色标温度量程宜设置在环境温度加10k~20k左右的温升范围。•有伪彩色显示功能的仪器，区域温度跟踪等手段进行检测。•应充分分析用仪器的有关功能，如图像平均、自动跟踪等，以达到最佳检测效果。•环境温度发生较大变化时，应对仪器重新进行内部温度校准，校准方法按仪器的说明书进行。作为一般检测，被测设备的辐射率一般取0.9左右。5.2精确检测•检测温升所用的环境温度参照体应尽可能选择与被测设备类似的物体，且最好能在同一方向或同一视场中选择。•在安全距离允许的条件下，红外仪器宜尽量靠近被测设备，使被测设备（或目标）尽量充满整个仪器的视场，以提高仪器对被测设备表面细节的分辨能力及测温准确度，必要时，可使用中、长焦距镜头。线路检测一般需使用中、长集中镜头。•为了准确测温或方便跟踪，应事先设定几个不同的方向和角度，确定最佳检测位置，并可做上标记，以供今后的复测用，提高互比性和工作效率。5.2精确检测•正确选择被测设备的辐射率，特别要考虑金属材料表面氧化对选取辐射率的影响，辐射率选取具体可参见附录E。•将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数输入，进行必要修正，并选择适当的测温范围。•记录被检设备的实际负荷电流、额定电流、运行电压，被检物体温度及环境参照体的温度值。常用材料发射率参考值6仪器的管理和校验•6.1仪器配置•目前在用的红外仪器主要包括制冷型和非制冷型焦平面热像仪、光机扫描型红外热像仪、红外热电视、红外测温仪四类，其中普遍使用的是便携式和手持式非制冷型焦平面热像仪。红外仪器的选择和配置，应根据单位的设备运行检修管理模式、设备电压等级、管理范围和系统规模，以及诊断检测要求等实际情况确定。6.2仪器管理•仪器应有专人负责保管，有完善的使用管理规定。•仪器档案资料完整，具有出厂校验报告、合格证、使用说明书、质保书和操作手册等。•仪器存放应有防湿措施和干燥措施，使用环境条件、运输中的冲击和震动应符合厂家技术条件的要求。•仪器不得擅自拆卸，有故障时须到仪器厂家或厂家指定的维修点进行维修。•仪器应定期进行保养，包括通电检查、电池充放电、存储卡存储处理、镜头的检查等，以保证仪器及附件处于完好状态。6.3红外热像仪的检验•6.3.1校验的基本项目及周期•红外热像仪的校验项目、校验周期、校验方法7红外检测周期•检测周期应根据电气设备在电力系统中的作用及重要性，并参照设备的电压等级、负荷电流、投运时间、设备状况等决定。电气设备红外检测管理及检测原始记录、检测报告可按附录I的要求。7.1变（配）设备的检测•正常运行变（配）电设备的检测应遵循检修和预试前普查、高温高负荷等情况下的特殊巡测相结合的原则。一般220kV及以上交（直）流变电站每年不少于两次，其中一次可在大负荷前，另一次可在停电检修及预试前，以便使伸出的缺陷在