带电检测技术方案-输电红外

Ⅰ**项目

带电检测技术方案编制：天津市津海天源电力技术有限公司

前言高压输电线路在整个电力系统中占据重要的地位，其的运行状态直接影响电力系统的运行安全及效益，在我国华东、华中及广东等地区曾发生过高压架空线路掉线事故。通过对高压输电线路运行状态进行在线地监控、检测以及故障诊断，能有效提高线路运行的可靠性、安全性以及经济性，其能最大程度上降低线路的维护成本。输电线路带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力输电线路安全、稳定运行的重要保障。目前，红外检测技术被应用到电力运行发展中，具有不接触、不停电、大面积快速检测等优点，对保障高压输电线路安全稳定运行和合理安排检修工作都起着重要的作用。红外线诊断技术为先进的诊断技术，可通过专业的测温人员运用专门的测温仪器，首先从设备的表面发出红外辐射信息，进而再判断线路设备的状况与缺陷，能及时地处理和预防重大安全事故的发生，有力保障高压输电线路稳定地、安全地运行。因此，深入开展带电检测技术，对高压输电线路进行快速准确检测，能够及时发现电力设备的潜伏性故障，采取针对性措施，防止设备事故发生，对于保障电网安全可靠运行、提高供电可靠性具有重要意义。Ⅱ目录前言 范围本方案主要介绍输电线路相关的带电检测技术，给出了所使用的带电检测仪器及其使用方法，用以判断带电运行设备是否存在缺陷，从而预防发生故障或损坏，保障带电设备安全运行。本方案适用于35KV及以上输电线路带电设备的带电检测。2规范性文件DL/T664带电设备红外诊断应用规范GB/T6592电工和电子测量设备性能表示GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求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)Q/GDW1168-2013输变电设备状态检修试验规程3带电检测技术带电检测技术是指一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。3.1红外热像检测红外热像检测技术是指对电力系统中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的带电设备进行检测和诊断。表面温度高于绝对零度的物体会向外辐射电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变。通过测量设备的红外辐射量，便能准确测定它的表面温度，反映运行设备的状态。3.2检测条件1.进行带电检测时，环境温度一般应高于+5℃；室外检测应在良好天气进行，且空气相对湿度一般不高于80%。2.室外进行红外热像检测宜在日出之前、日落之后或阴天进行。3.室内检测局部放电信号宜采取临时闭灯、关闭无线通讯器材等措施，以减少干扰信号。4仪器配备及操作方法4.1仪器配备红外热像仪：FLUKE-Ti32；FLIR-T420；大立LT7-P4.2操作方法4.2.1一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，再有针对性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，宜选彩色显示方式，调节图像使其具有清晰的温度层次显示，并结合数值测温手段，如热点跟踪、区域温度跟踪等手段进行检测。应充分利用仪器的有关功能，如图像平均、自动跟踪等，以达到最佳就爱内测效果。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，校准方法案仪器的说明书进行。4.2.2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现场，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、长焦距镜头。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，提供互比性和工作效率。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。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。5现场检测要求5.1人员要求红外检测、局部放电检测均属于设备带电检测，检测人员应具备如下条件：1.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，掌握其操作程序和使用方法。2.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。3.接受过红外热像检测技术的培训，并经相关机构培训合格。4.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。5.2安全要求1.应严格执行DL408电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)和DL409电业安全工作规程(电力线路部分)。2.应严格执行发电厂、变电站及线路巡视的要求。3.应由专人监护，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它工作。6带电设备检测及诊断方法输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。6.1绝缘子绝缘子是输电线路绝缘的主体，其用途是悬挂导线并使导线与杆塔、大地保持绝缘。绝缘子的材料一般为瓷和钢化玻璃，也有合成材料的。架空线路绝缘子局部过热，主要可能是由绝缘子内部缺陷、绝缘子污秽较重等原因造成；绝缘子过热条件下运行，容易老化击穿，危害线路运行安全。1.检测仪器：采用便携式红外热像仪对架空线路上的绝缘子串进行温度检测。2.检测部位：输电架空线路绝缘子串本体。3.检测步骤：(1)正确选择被测设备的辐射率，特别要考虑金属材料的氧化对选取辐射率的影响，金属导体部位一般取0.9、绝缘体部位一般0.92；(2)在安全距离允许的范围下，红外仪器宜尽量靠近被测设备，使被测设备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精度，必要时，应使用中、长焦距镜头；户外终端检测一般需使用中、长焦距镜头；(3)将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数输入。进行修正，并选择适当的测温范围；(4)一般先用红外热像仪对所测试部位进行全面扫描；(5)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，并作上标记，以供今后的复测使用，提高互比性和工作效率。(6)记录被检设备的实际负荷电流、电压、被检物温度及环境参照体温度值等。4.常见红外检测发热缺陷及原因：(1)瓷质绝缘子零值。瓷质绝缘子温度异常，与正常绝缘子相比温度要低。(2)瓷质绝缘子低值。瓷质绝缘子温度异常，与同相其他绝缘子相比温度要高，以钢帽为中心的热像特征明显。(3)表面污秽。局部绝缘子温度异常，以瓷盘为中心的热像特征明显。(4)合成绝缘子受潮或劣化。合成绝缘子整体或局部温度异常，与正常相比较温差不大。(5)线路避雷器发热。复合外绝缘避雷器整体或局部发热，与正常相比较温差不大，发热原因通常是避雷器阀片受潮。6.2耐张线夹导线是架空输电线路主要组成部分，其作用是传输电能，地线(避雷线)架设在杆塔顶部，其作用是保护线路导线，减少雷击机会，提高线路耐雷水平。耐张线夹则是用于导线之间的转角、接续，及终端的连接。耐张线夹具体是指用于固定导线以承受导线张力，并将导线挂至耐张串组或杆塔上的金具。主要是用来将导线或避雷线固定在非直线杆塔耐张绝缘子串，起锚作用，亦用来固定拉线杆塔的拉线。1.检测仪器：采用便携式红外热像仪对架空线路上的耐张线夹进行温度检测。2.检测部位：输电架空线路耐张线夹。3.检测步骤：(1)正确选择被测设备的辐射率，特别要考虑金属材料的氧化对选取辐射率的影响，金属导体部位一般取0.9、绝缘体部位一般0.92；(2)在安全距离允许的范围下，红外仪器宜尽量靠近被测设备，使被测设备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精度，必要时，应使用中、长焦距镜头；户外终端检测一般需使用中、长焦距镜头；(3)将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数输入。进行修正，并选择适当的测温范围；(4)一般先用红外热像仪对所测试部位进行全面扫描；(5)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，并作上标记，以供今后的复测使用，提高互比性和工作效率。(6)记录被检设备的实际负荷电流、电压、被检物温度及环境参照体温度值等。4.常见红外检测发热缺陷及原因：(1)导线与金具、金具与金具间为螺栓连接，随着运行年限增加，接触面会出现锈蚀、氧化，导致过热。(2)接头螺栓强度不够，随着运行年限增加，螺栓会发生松动使得接触电阻增大，接触面间的压力减小，致使过热。(3)随着线路运行年限增加，因受雨、雪、雾、有害气体及酸、碱、盐等腐蚀性尘埃的污染和侵蚀，使得金具连接处导电能力逐渐下降，导致过热。(4)部分设备连接金属部件强度低、质量差，外加运行工况较差，经过一段时间运行后机械性能大幅下降，导致过热。6.3检测要求进行红外检测时，最好在设备负荷高峰状态下进行，尽量移开或避开电缆与测温仪之间的遮挡物，记录环境温湿度、负荷及其近3小时内的变化情况，以便分析参考。6.4检测周期输电线路的检测一般在大负荷前进行。对正常运行的500kV及以上架空线路和重要的220(330)kV架空线路接续金具，每年宜检测一次；110kV线路和其他220(330)kV线路，可每两年进行一次。新投产和做相关大修后的线路，应在投运带负荷后不超过1个月内(但至少24h以后)进行一次检测。对于线路上的瓷绝缘子及合成绝缘子，有条件和经验的也可进行检测。对重负荷线路，运行环境差时应适当缩短检测周期；重大事件、重大节日、重要负荷以及设备负荷突然增加等特殊情况应增加检测次数。6.4诊断方法6.4.1缺陷类型判定依据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》，红外检测发现的设备过热缺陷应纳入设备缺陷管理制度的范围，按照设备缺陷管理流程进行处理。根据过热缺陷对电气设备运行的影响程度分为以下三类：一般缺陷：指设备存在过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但不会引起事故的缺陷。这类缺陷一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展，利用停电机会检修，有计划地安排试验检修消除缺陷。当发热点温升值小于15K时，不宜采用附录A的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果负荷有条件或机会改变时，可在增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质，当无法改变时，可暂定为一般缺陷，加强监视。严重缺陷：指设备存在过热，程度较重，温度场分布梯度较大，温差较大的缺陷。这类缺陷应尽快安排处理。对电流致热型设备，应采取必要的措施，如加强检测等，必要时降低负荷电流；对电压致热型设备，应加强监视并安排其他测试手段，缺陷性质确认后，立即采取措施消缺。危机缺陷：指设备最高温度超过GB/T11022规定的最高允许温度的缺陷。这类缺陷应立即安排处理。对电流致热型设备，应立即降低负荷电流或立即消缺；电压致热型设备，当缺陷明显时，应立即消缺或退出运行，如有必要，可安排其他试验手段，进一步确定缺陷性质。电压致热型设备的缺陷一般定为严重及以上的缺陷。6.4.2诊断判据依据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》表A.1电流致热型设备缺陷诊断判据：设备类别和部位热像特征故障特征缺陷性质一般缺陷严重缺陷危机缺陷输电导线的连接器（耐张线夹、接续管、修补管、并沟线夹、跳线线夹、T型线夹、设备线夹等）以线夹和接头为中心的热像，热点明显接触不良温差不超过15K，未达到重要缺陷的要求热点温度＞90℃或

δ≥80%热点温度＞130℃或

δ≥95%依据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》表B.1电压致热型设备缺陷诊断判据：设备类别热像特征故障特征温差K绝缘子瓷绝缘子正常绝缘子串的温度分布同电压分布规律，即呈现不对称的马鞍型，相邻绝缘子温差很小，以铁帽为发热中心的热像图，其比正常绝缘子温度高低值绝缘子发热（绝缘电阻在10MΩ~300MΩ）1发热温度比正常绝缘子要低，热像特征比绝缘子相比，呈暗色调零值绝缘子发热（绝缘电阻在0MΩ~10MΩ）其热像特征是以瓷盘（或玻璃盘）为发热区的热像由于表面污秽引起绝缘子泄露电流增大0.5合成绝缘子在绝缘良好和绝缘劣化的结合处出现局部过热，随着时间的延长，过热部位会移动伞裙破损或芯棒受潮0.5~1球头部位过热球头部位松脱、进水6.5案例报告输电线路绝缘子、耐张线夹报告详见附录A、附录B。

附录A绝缘子带电红外试验报告绝缘子带电红外试验报告站名葛沽站（葛官二线）试验性质例行委托单位国网天津市电力公司城南供电分公司试验单位天津市电力科技发展公司设备名称葛官二线20号杆小号侧绝缘子试验日期2015.10.12报告日期2015.10.17试验人员陆景墀报告人陆景墀审核人吴明雷批准人贺欣检测工况测试仪器FL