摘要　在河池供电局六圩220kV变电站应用红外热成像系统对设备进行红外测温，发现1台耦合电容器和1台断路器有缺陷。对它进行解剖检查，损伤点与所测位置一致，证明红外诊断技术对发现设备隐患是行之有效的。
　　关键词　红外线　诊断技术　热电视成像
　　中图分类号：TM63；TM930.125　文献标识：B　文章编号：1002-1361(1999)03-0030-03

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1　红外诊断技术原理

　　在线监测和带电测试技术是高压测试技术发展的一个必然方向。目前，在线监测和带电测试所应用的新技术越来越多，其中，红外诊断技术在电力系统的应用是比较广泛和成熟的。
　　任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，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。目前应用红外诊技术的测试设备比较多，如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使测试效果直观，灵敏度高，能检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内部、外部的发热情况，可靠性高，对发现设备隐患非常有效。

2　六圩变的红外测温情况

　　1998年6月11日，使用DL-300B型红外热电视成像系统对我局220kV六圩变电站的高压电气设备进行红外测温，发现六圩至洛阳线路的199号耦合电容器(南宁电业公司生产，型号OY/110-0.006)发热(发热成像见图1)，1号主变压器110kV侧191号断路器(沈阳高压开关厂生产，型号SW3-110)B相上部发热(发热成像见图2)。从图中可以明显看见耦合电容器上部第2～3片瓷裙之间有一发热点，断路器上节瓷瓶的第一片瓷裙附近有明显发热，具体测试温度见表1。

图1　119号耦合电容器发热成像图

图2　191号断路器发热成像图

表1　测试温度情况表

设备最高温度
/℃环境温度
/℃温差
/℃119号耦合电容器85.933.052.9191号断路器118.233.085.2　　根据《电力设备红外诊断技术应用导则》(送审稿)的规定：电容器本体的最高温度不得超过70℃，绝缘材料及铜在油中的温升不得超过50℃，断路器接点在油中的温升不得超过50℃，显然199号耦合电容器以及191号断路器内部的发热情况已经超过规定的允许值。

3　分析及处理

　　为对耦合电容器进行发热核实和处理，1998年8月11日，我们将电容器停电进行检查，对电容器的绝缘电阻、介质损耗、油击穿电压分别进行了试验，测试结果见表2。

表2　发热的199号耦合电容器测试数据表

　极间绝缘电阻
/MΩ介质损耗
/油击穿电压
/kV测试值　1500.001.5439.00规程要求值≥5000.00≤0.50≥60.00　　从表2我们可以看到，耦合电容器绝缘电阻、介质损耗、油击穿电压均超过规程要求，说明耦合电容器的绝缘性能严重下降，我们立即更换了电容器。为更进一步了解其绝缘下降的原因，我们对退出运行的电容器进行了解剖，电容器结构示意图见图3。解剖发现电容器的高压极引出线(扁铜带，镀银)有裂痕，接近断裂，裂痕位于第2至第3片瓷裙之间，与发现的热点位置完全一致。裂痕附近的银镀层基本上被电弧完全烧灼掉，露铜，裂痕附近还可见数个直径为0.1～0.2cm的小孔。放出的电容器油严重碳化，呈深黑色，有大量悬浮物，油不透明。放油后，电容芯上部附着大量游离碳，颜色变黑，下部稍好。电容芯及其绝缘支撑板外观无明显损伤。电容器油的试验结果是酸度，pH值均在要求的范围内，而油的绝缘强度已大大下降，在标准油杯中(极间距2.5mm)击穿电压为39kV；规程要求标准油杯中击穿电压不小于60kV，与规程相差较大。

图3　耦合电容器结构示意图

　　至此，我们可对耦合电容器的内部故障作如下的解释：
　　①电容器的装配工艺较差，高压极引出线在装配过程中打折，形成尖端，同时也很有可能在打折处出现损伤。
　　②尖端处电场强度局部增强，特别是在电网过电压作用下，局部场强超过电容器油的介电强度，形成局部放电。
　　③局部放电所产生的带电粒子撞击油分子，引起局部温度升高，使油裂解，加速油和绝缘物的老化，导致电容器绝缘性能下降。
　　④电容器高压极引出线打折处放电活动强烈，温度高，放电形成对引出线的烧灼，结果就出现了红外热电视检测到的过热点，以及解体发现的断痕的烧灼成的小孔。
　　⑤一旦出现断痕，由于接触不良将进一步加速局部放电过程，第②，③，④点所描述的内容都将进一步恶化，表现在局部过热、绝缘下降、介损增加、油老化、析出大量的游离碳等等。但由于放电过程还维持在非自持放电阶段，没有造成严重后果，如果不能及时发现，时间一长，放电转入自持放电，局部放电转入绝缘击穿，设备爆炸，其后果将是不堪设想的。
　　对于191号断路器，我们根据测温情况，初步分析认为是断路器静触头发热，因为从发热图像中我们可以清楚地看到热点位置与静触头的位置非常接近。为了保证设备的健康状况，我们对断路器进行了解体大修，解体后发现断器油很黑，在触指间隙间积了很多碳，在引弧环上有明显的灼烧痕迹。由于1997年的预防性试验191号断路器的接触电阻正常，所以故障可能是由静触头的弹簧片松动而引起的。

4　结束语

　　本次红外测温，发现重大设备隐患2起，通过及时处理，避免了2起重大设备事故的发生，为保证我局电网的安全运行起到了积极的作用。由此可见，红外诊断技术是一种非常有效的带电监测手段。它不但可以通过带电监测发现缺陷，而且还能与其它试验方法相结合，对故障进行定位，给检修带来很大方便。