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「设备」发电厂带电设备红外检测与故障诊断应用研究( 二 )


2.1 带电设备热故障的类型
从红外诊断的角度，可将电力设备故障分为内部故障和外部故障。
1）内部故障。主要因设备内部的绝缘介质劣化和电气回路老化或故障所导致。这类故障出现在电气设备内部，反映在设备外表的温升很小，一般只有几开尔文。内部故障的特点是，温升小，故障比例相对较小，对红外检测设备要求高，危害大。
2）外部故障。主要是指某些连接件、触头或接头因连接不良造成接触电阻增大，导致该部位的电阻损耗升高，从而产生局部过热。外部故障如不能及时处理，则易快速劣化，造成损失和事故。该外部故障类型具有易用红外热像仪发现且局部温升高的特点。
2.2 带电设备热故障的危害
电力系统温升可使设备机械性能降低、设备绝缘性能下降以及导体连接部位发生故障。电力设备热故障造成的影响主要有以下几方面。
1）机械性能降低
电力设备材料的机械性能会随设备的发热温升而降低。如果处在高温环境和工况下的带电设备散热性能欠佳，设备的机械性能就会由于高温出现热氧化现象而明显下降，甚至劣化为设备机械部件弯曲变形，进而引发各种不可预知的故障。
因此，对电力设备的发热问题必须足够重视，将温升控制在允许范围之内，以确保设备带电时的运行安全。
2）绝缘性能劣化
电力设备的耐热性直接影响设备的绝缘性能。其耐热性能以设备正常运行的温升上限为衡量基准，这将直接决定设备中导体部分允许通过的最大电流，并以此确保系统各带电设备稳定和安全运行。
3）金属连接部件故障
温升会在设备的金属连接部件表面产生一层氧化膜，使得连接部位的接触电阻迅速变大，进而导致发热问题进一步恶化。发热温度在达到设备金属部件导体的熔点后，轻则引起设备金属连接部件熔化，重则引发火灾等事故。
3 带电设备故障红外检测规范
3.1 热故障的红外诊断判据
红外检测技术对电力设备进行检测的方法有两种，分别是主动式检测和被动式检测。通常对电力设备的检测都属于被动式检测的范畴。
针对电力设备各种损耗发热的情况，结合DL/T 664—2016《带电设备红外诊断应用规范》，对电力设备红外成像诊断方法和分析进行介绍。
1）表面温度判断法
表面温度判断法在电磁设备铁损或电流热效应引发温升的情况下比较适用。但该方法缺乏对设备故障缺陷的预见性，只能判断检测当时运行工况下的设备缺陷或故障。
该方法有较强的适用性、直观明了，但更倾向于应用在设备负荷较大或发热较明显的情况，因而在带电设备外部或表面存在发热故障时效果显著。若由表面温度判断法检测到设备发热严重，且温升超过设备允许的温度上限时，则需尽快安排专业人员对设备进行停电检修消缺。
2）同类比较判断法
同类比较判断法用于同样环境下同型号电力设备在相同工况时对比，通过比较同型号设备在相同位置相同工况下的温升状况，从纵向与横向两个方向比较，以判断此类设备是否正常运行。
同类比较判断法适用于电压致热设备和电流致热设备。测试经验证明，在同类电压致热型温升允许范围内的判断效果显著。
3）热像图特征判断法
热像图特征判断法对于电压致热型设备比较适用，可依据非正常状态与正常状态下的热像图[15-16]，在排除各种因素干扰的情况下来分析某设备在不同状况下的热像图，进而判断该设备运行状态是否正常。
4）相对温差判断法（略）
为排除电力设备运行工况差异的影响提出了相对温差判断法。当环境温度较低且设备的温度未超过相关标准规定时，对设备潜在的缺陷难以察觉，而负荷增长或环境温度上升很可能引发设备故障。经验表明，若电力设备已存在缺陷或故障，则环境温升较大时将直接威胁系统运行的安全，甚至造成设备故障与安全事故。
该判断方法通过检测同型号和同工况电力设备之间的温差来实现。若通过相对温差判断法判定?t＞35%时，则应尽快安排相关技术人员对设备进行停电检修。


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