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变压器套管红外测温缺陷误判案例分析

更新时间:2009-03-28

0 引言

红外测温技术已广泛应用于电力设备带电检测,也是变压器例行带电检测项目之一,红外测温可成功检测出变压器多种发热缺陷,包括高压套管介损发热、套管内油位异常、套管接头接触不良,本体漏磁致热等。红外测温过程中,电压致热型缺陷容易受环境干扰,特别是高压侧的电容型套管,在变压器两侧设有隔离墙的情况下,变压器本体热量在墙体内侧积聚,红外测温受墙内空气热对流的影响,靠近隔离墙的高压侧套管会明显发热,检测人员很容易误判为介质损耗发热,介质损耗引起的电压型致热往往为危急缺陷,容易误导检修人员做出错误的处理措施。

石英脉及其蚀变岩带是矿区内钼矿形成的直接载体。在石英脉及其蚀变岩带与围岩的接触部位,存在有大量的呈细脉状和网脉状的微裂隙,这些均形成了良好的容矿空间和矿液通道,是本区重要的含矿构造地质体。

1 变压器套管红外测温缺陷误判案例

2016年10月20日晚,某供电公司带电检测人员在220 kV某变电站进行红外热像检测时,发现220 kV 2#主变压器高压侧套管W相整体发热,现场检测环境为阴天检测,温度23℃,湿度55%,风速 0.3 m/s,2# 主变压器型号为 SSZ-180000/220,生产日期为2011年6月,检测时高压侧负荷电流为230 A,2#主变高压侧套管红外图谱如图1。

根据红外图谱特征初步分析,W相套管发热原因疑似为内部绝缘劣化引起介质损耗增大,属于电压致热型缺陷。根据带电设备红外诊断应用规范,电压致热型发热应定为严重及以上缺陷,由于W相套管与U相对比,温度差达到1.8℃,误判断该套管存在严重缺陷。

  

图1 2#主变高压侧套管红外图谱

同时对3#主变压器高压侧套管进行检测,也发现类似的问题,靠近隔离墙的U、W相套管整体发热,3#主变压器高压侧套管红外热像图谱如图2所示。

  

图2 3#主变高压侧套管红外图谱

检测人员在变压器W相套管下方位置附近使用温湿度计测量,该部位环境温度达到34℃,相对湿度18%。由于热空气上升,同时油箱上部也会产生大量热量,推断高压侧W相套管附近环境温度会更高,可能达到40℃左右。套管上涂有RTV防污闪涂料,该涂料具有较高的吸收率和辐射率,约为0.92左右,在热气流沿W相套管上升时,套管表面也会吸收大量热量,如下图3所示。

2 环境因素对红外测温结果的影响

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根据现场实际情况,结合2#主变压器俯视图,该变压器位于配电楼与隔离墙内,配电楼与隔离墙均高于变压器套管,变压器工作时产生大量热空气积聚在隔离墙内侧。

根据上述分析可得,随着外界环境温度T2的改变,测量结果也将会随着改变。当红外热像仪中的环境温度参数设置值比实际温度低时,检测结果比现场实际值高[2]

 

式中:A为被测物体的单位面积;σ为斯蒂芬-玻耳兹曼常数;ε、α分别为被测物体的辐射率和吸收率。

在国家政策对产业、生态、人居环境和乡村治理提出更高要求的同时,四川省要求实现乡村振兴、产业发展,对乡村人居环境形态提出要求,最终达到农村农业强、农村美、农民富的新目标。地方政府要求以农业为支撑,发展产业新模式。

 

(1)线性关系考察:分别精密吸取木香烃内酯对照品和去氢木香内酯对照品混合溶液2、4、6、8、10、12 μL 进样,按上述色谱条件测定峰面积,以对照品进样量为横坐标(X)、峰面积值为纵坐标(Y),绘制标准曲线,木香烃内酯回归方程为Y=2×106 X-33 173,r=0.999 5;表明木香烃内酯在0.4~2.4 µg内具有良好的线性关系;去氢木香内酯回归方程为Y=1×106 X-56 577,r=0.999 7;结果表明去氢木香内酯在0.4~2.4 μg内具有良好的线性关系。

3 高压侧套管发热缺陷误判分析

根据红外热像仪的检测原理,仪器内部会对环境温度进行补偿,假如被测设备的表面温度为T1(绝对温度),外界环境温度为T2(绝对温度),那么该物体在单位面积内发出的辐射能量为AεσT14,吸收的辐射能量为AασT24,那么就可以得出物体的净辐射能Q为:

一般情况下,物体接收外界辐射的能力与物体辐射自身能量的能力相等,即设备的ε和α相等,则:

然而,检测人员结合现场实际情况,并通过多角度进行检测,推断该发热套管不是缺陷,而是因为变压器散出的热空气聚集在隔离墙内侧,导致高压侧W相套管附近的空气温度急剧上升,引起套管发热。

在设备负荷、辐射率、风速确定的情况下,影响红外测温的外部因素主要有环境温度、相对湿度、距离等,其中环境温度对检测结果影响最大,环境温度作为红外热像仪的重要参数,应在检测前进行正确设置[1]

  

图3 2#主变压器位置俯视图

结合现场实际情况,2#主变压器高压侧U相套管距离左侧隔离墙约6 m,高压侧W相套管距离右侧隔离墙约3.5 m。由于U相套管距离隔离墙较远,红外测温未受热气流影响,因此U相套管表面未见发热现象。

根据红外热像仪的温度补偿原理,将红外热像仪内部参数重新设置:环境温度40℃,湿度18%,发射率0.92。重新对W相套管进行拍摄,W相套管表面最高温度为28.4℃,与首次检测的U相实际温度相差0.1℃,判断设备正常,更改参数后,2#主变压器红外图谱如图4。

  

图4 更改参数后的2#主变压器红外图谱

4 结束语

目前,新建变电站的主变压器两侧常设置隔离墙,根据现场检测案例统计,在红外精确测温过程中,因隔离墙内热空气干扰造成主变套管整体发热的现象具有普遍性,靠近隔离墙的套管温度往往比外侧的套管高2~4℃。

根据相关规程,套管发热应判为严重缺陷,容易造成检测人员误判,造成多修误修的后果,因此,为防止此类现象发生,建议检测人员依据案例中的方法,先检查变压器套管是否存在热气流干扰,通过调整红外热像仪的参数,得到套管的正确温度,同时加强现场培训,防止此类误判再次发生。

畜禽粪便中四环素类抗生素的残留及危害……………………………………………………………………… 于晓雯,索全义(83)

参考文献

[1] 国家电网公司.带电设备红外诊断技术应用导则:DL/T664-2008[S].2008:12-15.

[2] 陈衡.电力设备故障红外诊断[M].北京:中国电力出版社,1999.26-28.

 
刘连升,焦洪涛,李培,顾立达,郭良峰
《国网技术学院学报》2018年第01期文献

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