摘 要：本文介紹了紅外測溫中，某220kV變電站2號主變壓器高壓側(cè)套管因受隔離墻內(nèi)空氣熱對流的干擾，造成套管發(fā)熱誤判的案例，分析了高壓套管在隔離墻內(nèi)熱空氣影響下的紅外測溫結(jié)果，并提出了防止誤判的方法。

關(guān)鍵詞：變壓器；高壓套管；紅外測溫；干擾

Abstract:The paper analyzes the case of a 220kV substation No.3 maintransformer high-pressure side casing due to the interference of hot air in the wall, resulting in casing voltage-type heat defect misjudgment cases.The results of infrared temperature measurement of hot air interference in the wall of the transformer are analyzed, and the method of preventing misjudgment is put forward.Key words:Transformer；high voltage bushing；infrared temperature measurement；interfere引言

紅外測溫技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備帶電檢測，也是變壓器例行帶電檢測項目之一，紅外測溫可成功檢測出變壓器多種發(fā)熱缺陷，包括高壓套管介損發(fā)熱、套管內(nèi)油位異常、套管接頭接觸不良，本體漏磁致熱等。紅外測溫過程中，電壓致熱型缺陷容易受環(huán)境干擾，特別是高壓側(cè)的電容型套管，在變壓器兩側(cè)設(shè)有隔離墻的情況下，變壓器本體熱量在墻體內(nèi)側(cè)積聚，紅外測溫受墻內(nèi)空氣熱對流的影響，靠近隔離墻的高壓側(cè)套管會明顯發(fā)熱，檢測人員很容易誤判為介質(zhì)損耗發(fā)熱，介質(zhì)損耗引起的電壓型致熱往往為危急缺陷，容易誤導(dǎo)檢修人員做出錯誤的處理措施。變壓器套管紅外測溫缺陷誤判案例

2016年10月20日晚，某供電公司帶電檢測人員在220kV某變電站進(jìn)行紅外熱像檢測時，發(fā)現(xiàn)220kV 2號主變壓器高壓側(cè)套管C相整體發(fā)熱，現(xiàn)場檢測環(huán)境為陰天檢測，溫度23℃，濕度55%，風(fēng)速0.3m/s，2號主變壓器型號為SSZ-180000/220，生產(chǎn)日期為2011年6月，檢測時高壓側(cè)負(fù)荷電流為230A，2號主變高壓側(cè)套管紅外圖譜如下：

圖1 2號主變高壓側(cè)套管紅外圖譜

圖2 2號主變高壓側(cè)套管照片

圖3 2號主變壓器俯視圖

根據(jù)紅外圖譜特征初步分析，C相套管發(fā)熱原因疑似為內(nèi)部絕緣劣化引起介質(zhì)損耗增大，屬于電壓致熱型缺陷。根據(jù)帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范，電壓致熱型發(fā)熱應(yīng)定為嚴(yán)重及以上缺陷，由于C相套管與A相對比，溫差達(dá)到1.8K，誤判斷該套管存在嚴(yán)重缺陷。

同時對3號主變壓器高壓側(cè)套管進(jìn)行檢測，也發(fā)現(xiàn)類似的問題，靠近隔離墻的A、C相套管整體發(fā)熱，3號主變壓器高壓側(cè)套管紅外熱像圖譜如下所示：

圖4 3號主變高壓側(cè)套管紅外圖譜

圖5 3號主變高壓側(cè)套管照片

然而，檢測人員結(jié)合現(xiàn)場實際情況，并通過多角度進(jìn)行檢測，推斷該發(fā)熱套管不是缺陷，而是因為變壓器散出的熱空氣聚集在隔離墻內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致高壓側(cè)C相套管附近的空氣溫度急劇上升，引起套管發(fā)熱。環(huán)境因素對紅外測溫結(jié)果的影響

在設(shè)備負(fù)荷、輻射率、風(fēng)速確定的情況下，影響紅外測溫的外部因素主要有環(huán)境溫度、相對濕度、距離等，其中環(huán)境溫度對檢測結(jié)果影響最大，環(huán)境溫度做為紅外熱像儀的重要參數(shù)，應(yīng)在檢測前進(jìn)行正確設(shè)置。

根據(jù)紅外熱像儀的檢測原理，儀器內(nèi)部會對環(huán)境溫度進(jìn)行補償，假如被測設(shè)備的表面溫度為T1（絕對溫度），外界環(huán)境溫度為T2（絕對溫度），那么該物體在單位面積內(nèi)發(fā)出的輻射能量為AεσT14，吸收的輻射能量為AασT24，那么就可以得出物體的凈輻射能Q為：

Q＝AεσT14－AασT24

式中：A為被測物體的單位面積；σ為斯蒂芬-玻耳茲曼常數(shù)；ε、α分別為被測物體的輻射率和吸收率。

一般情況下，物體接收外界輻射的能力與物體輻射自身能量的能力相等，即設(shè)備的ε和α相等，則：

Q＝Aεσ(T14－T24)

根據(jù)上述分析可得，隨著外界環(huán)境溫度T2的改變，測量結(jié)果也將會隨著改變。當(dāng)紅外熱像儀中的環(huán)境溫度參數(shù)設(shè)置值比實際溫度低時，檢測結(jié)果比現(xiàn)場實際值高。

4高壓側(cè)套管發(fā)熱缺陷誤判分析

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合2號主變壓器俯視圖，該變壓器位于配電樓與隔離墻內(nèi)，配電樓與隔離墻均高于變壓器套管，變壓器工作時產(chǎn)生大量熱空氣積聚在隔離墻內(nèi)側(cè)。

檢測人員在變壓器C相套管下方位置附近使用溫濕度計測量，該部位環(huán)境溫度達(dá)到34℃，相對濕度18%。由于熱空氣上升，同時油箱上部也會產(chǎn)生大量熱量，推斷高壓側(cè)C相套管附近環(huán)境溫度會更高，可能達(dá)到40℃左右。套管上涂有RTV防污閃涂料，該涂料具有較高的吸收率和輻射率，約為0.92左右，在熱氣流沿C相套管上升時，套管表面也會吸收大量熱量，如下圖所示：

圖6 2號主變壓器位置俯視圖

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，2號主變壓器高壓側(cè)A相套管距離左側(cè)隔離墻約6米，高壓側(cè)C相套管距離右側(cè)隔離墻約3.5米。由于A相套管距離隔離墻較遠(yuǎn)，紅外測溫未受熱氣流影響，因此A相套管表面未見發(fā)熱現(xiàn)象。

根據(jù)紅外熱像儀的溫度補償原理，將紅外熱像儀內(nèi)部參數(shù)重新設(shè)置：環(huán)境溫度40℃，濕度18%，發(fā)射率0.92，重新對C相套管進(jìn)行拍攝，C相套管表面最高溫度為28.4℃，與首次檢測的A相實際溫度相差0.1℃，判斷設(shè)備正常，更改參數(shù)后，2號主變壓器紅外圖譜如下：

圖7 更改參數(shù)后的2號主變壓器紅外圖譜結(jié)束語

目前，新建變電站的主變壓器兩側(cè)常設(shè)置隔離墻，根據(jù)現(xiàn)場檢測案例統(tǒng)計，在紅外精確測溫過程中，因隔離墻內(nèi)熱空氣干擾造成主變套管整體發(fā)熱的現(xiàn)象具有普遍性，靠近隔離墻的套管溫度往往比外側(cè)的套管高2-4℃，容易造成檢測人員誤判，此類現(xiàn)象應(yīng)加以重視。

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