由紅外測溫發現的電流互感器發熱缺陷分析
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【摘 要】紅外測溫技術是一種診斷電氣設備發熱缺陷的有效手段，能及時發現、處理、預防重大事故的發生。紅外成像檢測具有不停電、不取樣、不接觸、直觀準確和安全快速等特點，能及時有效檢測出帶電設備的各種外部故障和部分內部故障，是開展設備在線診斷和狀態檢修的最理、最有效的手段之一。本文主要分析了紅外測溫發現的電流互感器發熱缺陷問題。有不對之處，請批評指正。
【關鍵詞】紅外測溫；電流互感器；發熱缺陷；分析
在電力系統中，電力設備的質量直接關系到電網的運行安全，而由于電力設備內部缺陷而引起的設備事故對電網的危害更大。紅外成像技術是一種先進的帶電檢測技術，可在不停電的情況下檢測設備的運行狀況。該技術目前已成為變電運維人員發現設備缺陷的重要手段之一。應用紅外測溫診斷技術可以及時發現電力設備缺陷特別是內部缺陷，使設備故障得到及時的消除，避免電力系統事故的發生。筆者結合實際經驗，分析了電流互感器發熱缺陷及原因，對紅外測溫技術在電流互感器發熱缺陷中的運用提出了幾點思考。
1紅外測溫診斷技術概述
紅外測溫診斷技術是一種在線監測（不停電）式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準確、實時、快速等優點。任何物體由于其自身分子的運動，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場，俗稱“熱像”。紅外診斷技術正是通過吸收這種紅外輻射能量，檢測出設備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設備發熱情況。
在當前的電力網運行中，紅外測溫診斷技術得到了積極的應用。紅外測溫診斷技術不僅可診斷設備的外部缺陷，也可診斷出部分設備的內部缺陷，可發現許多在預防性試驗和檢修中發現不了的設備缺陷。紅外檢測技術有其不可取代的優勢，檢測時不需停電、不受電場干擾、安全、可靠，具有存檔簡便、管理方便等優點，利于現代化管理。紅外測溫診斷技術運用中，發現了很多的設備缺陷，避免了電網運行設備的事故發生，保證了電網的運行安全。
當前全國用電形勢比較緊張，負荷居高不下，電網的設備大部分在滿負荷運行，紅外測溫診斷技術在當前的形勢下顯得尤為重要。為了使紅外測溫診斷技術更好地為電力生產服務，要求我們多總結經驗，及時發現設備的內部及外部缺陷，使設備缺陷得到及時處理，保證電網安全運行。
2電流互感器發熱缺陷及原因分析
根據缺陷的性質不同，電流互感器的常見發熱缺陷分為電流致熱型缺陷和電壓致熱型缺陷，其中電流致熱型缺陷的主要原因是接觸不良，易發生該類缺陷的部位有：（1）進出線端子板；（2）串并聯端子板；（3）內部一次導桿與出線端子板之間的緊固螺栓；（4）二次接線端子板。
電壓致熱型缺陷的主要部位和原因有：（1）局部器身，其原因可能是局部存在雜質、受潮、氣泡、接觸不良等絕緣缺陷造成的嚴重局部放電；（2）互感器上部，其原因可能是漏油致使頂部缺油，從而引起放電；（3）末屏，其原因可能是末屏接觸不良；（4）器身整體，其原因可能是整體嚴重老化或受潮；（5）外絕緣污穢、傘裙破損或爬電距離不足等原因造成的放電。
3缺陷介紹
3.1缺陷發現
2018年5月15日上午，對110KV某變電站進行紅外精確測溫時發現110KV分段#120電流互感器B相頭部殼體整體溫度明顯高于AC兩相。其中A相接頭溫度為23.3℃、B相為32.4℃、C相為23.4℃。此時環境溫度約為16℃，B相與正常相相對溫差為55.49%。
3.2初步分析
根據DLT664-2008《帶電設備紅外診斷應用規范》，可初步判斷該缺陷為一般缺陷。但該電流互感器為分段電流互感器，負荷較小，在查詢了設備電流情況后發現此時流過該互感器的電流僅為22.7A，由此判定該設備缺陷可能為嚴重及以上。通過紅外測量結果分析該設備可能存在以下缺陷。
?。?）一次接線端子板發熱，通過熱傳導使互感器頭部發熱，熱像圖應顯示一次接線端子板為最高發熱點，距離發熱點越遠，溫度越低，而實際熱像圖顯示互感器頭部殼體整體均勻發熱，因此該可能性較小。
?。?）互感器內部接觸不良導致的發熱會造成油溫升高，再通過熱對流使得互感器頭部均勻發熱。
（3）缺油。互感器儲油柜的油量偏少，內部一次導電接觸部分暴露在空氣中，而空氣的散熱能力遠小于油，因此互感器發熱。由于設備帶電，無法確認互感器油位，外觀檢查也未發現互感器有滲漏油現象，因此該可能性也較小。
綜上所述，膨脹器內部存在接觸不良導致發熱的可能性較大。
4試驗檢測
4.1油化試驗結果及分析
2018年5月25日，對該#120電流互感器進行了兩次油化試驗，發現B相互感器油中氫氣及總烴超標。
通過三比值法得出編碼結果：021內部存在中溫過熱故障（300-700℃）。由此初步判斷為電流互感器內部或外接頭接觸不良引起的發熱。
4.2停電試驗
首先對電流互感器進行了外觀檢查，發現B相電流互感器油位正常，且瓷瓶及互感器頭部外側無滲漏油痕跡。然后對該#120電流互感器進行了絕緣電阻、介損測試及一次繞組直流電阻試驗。（1）絕緣電阻。一次對二次、末屏及地，A、B、C相分別為32000、33000、29000MΩ；二次對地及繞組間，A、B、C相分別為7900、8300、8000MΩ；末屏對地，A、B、C相分別為8200、9300、7822MΩ。（2）正接法介質損失角正切值，A、B、C相tanδ分別為0.285%、0.189%、0.313%；A、B、C相Cx分別為748.3、627.9、673.7PF。（3）一次繞組直流電阻，A、B、C相分別為0.42、33.02、0.21MΩ。
由此可知B相絕緣電阻、介損試驗結果正常，但一次繞組直流電阻測試值遠大于AC兩相，嚴重超標。為確認發熱是否是連接排接觸電阻過大所致，第一次將試驗夾夾在連接排上進行測試，第二次繞過連接排后夾在一次繞組引出排上進行測試。兩次直流電阻試驗結果無明顯變化，由此排除膨脹器發熱為連接排接觸電阻過大所致。綜合紅外測溫結果及油試驗結果，認定該電流互感器發熱原因為內部存在接觸不良。
5缺陷處理
將電流互感器頂蓋拆開后檢查，發現一次繞組與L2接線端子連接已松動。將一次繞組與各接線端子重新緊固后再次進行直流電阻試驗，結果正常。之后對該電流互感器進行了換油。投運后對油樣進行跟蹤監測，油色譜數據正常，確認該缺陷已消除。
6結語
電流互感器頭部外殼發熱是常見缺陷，對于缺陷的發現和診斷，建議從以下幾方面進行。（1）判斷設備電流致熱型缺陷時不應只套用規程，還應結合設備實際負載情況進行具體分析。在負載較小時，即使發熱不嚴重，也應對缺陷進行記錄。（2）當確認電流互感器存在發熱缺陷后，可通過色譜分析來進一步判斷發熱類型及缺陷的嚴重程度，必要時停電檢查。（3）直流電阻試驗可靈敏反映各種接觸不良缺陷，對于電流致熱型的電流互感器可加做直流電阻試驗來輔助判斷缺陷位置。
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