應(yīng)用方案—紅外熱像儀檢測(cè)變電站絕緣子

瓷質(zhì)絕緣子串在變電站、發(fā)電廠、輸電線路中有著重要的應(yīng)用，不僅要求其具有良好的機(jī)械性能，還應(yīng)有著良好的電氣性能。由于瓷質(zhì)絕緣子串在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期承受冷熱變化、機(jī)電負(fù)荷、機(jī)械應(yīng)力、大氣污染等作用，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)絕緣劣化、絕緣擊穿和閃絡(luò)放電等缺陷，為電網(wǎng)帶來(lái)重大的安全隱患。
近年來(lái)，隨著紅外熱像儀技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及紅外圖像處理手段的提升，基于紅外熱像技術(shù)的劣化絕緣子檢測(cè)有了夯實(shí)的基礎(chǔ)條件。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)不同環(huán)境情況下絕緣子串電壓分布情況，對(duì)紅外熱像識(shí)別劣化絕緣子進(jìn)行了大量研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明檢測(cè)濕度盡可能保持在80%左右，能提升零值絕緣子檢測(cè)準(zhǔn)確率。針對(duì)工程實(shí)踐中劣化絕緣子的漏報(bào)問(wèn)題，曾提出一種基于戴維南等效電路法的紅外檢測(cè)盲區(qū)計(jì)算方法，并得出電壓分布和溫度差范圍是影響盲區(qū)范圍大小的兩大核心因素。通過(guò)對(duì)絕緣子發(fā)熱機(jī)理與紅外熱像技術(shù)的研究，以工程中低零值為依據(jù)，分別對(duì)零值絕緣子處于絕緣子串中不同位置的紅外圖譜進(jìn)行分析，當(dāng)實(shí)驗(yàn)的絕緣子串中有嚴(yán)重污穢絕緣子和零值絕緣子時(shí)，其熱像圖譜與正常圖譜有明顯差異，當(dāng)絕緣子串中的零值絕緣子位于高壓端時(shí)，紅外測(cè)溫圖譜表征為相鄰正常絕緣子示與零值絕緣子間溫差明顯。

圖為鋼帽紅外熱像儀溫度

本研究分析瓷質(zhì)絕緣子的發(fā)熱機(jī)理，對(duì)運(yùn)行絕緣子串中零值絕緣子和污穢絕緣子進(jìn)行有效識(shí)別，論證紅外測(cè)溫技術(shù)的有效性和實(shí)用性，并得出相關(guān)結(jié)論，對(duì)實(shí)際工程中開(kāi)展紅外檢測(cè)識(shí)別劣化絕緣子具有指導(dǎo)意義。

圖為絕緣子紅外熱像儀溫度

本研究建立了電壓分布模型和電熱轉(zhuǎn)化模型，通過(guò)仿真計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和高壓試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：1)高壓試驗(yàn)和紅外熱像實(shí)測(cè)表明，正常絕緣子串的電壓分布和溫度分布均呈現(xiàn)不對(duì)稱的馬鞍形，且具有正相關(guān)性。2)鋼帽溫度偏高的瓷質(zhì)低值絕緣子紅外熱像圖譜呈亮色調(diào)；鋼帽溫度偏低的零值絕緣子紅外熱像圖譜呈暗色調(diào)；磁盤(pán)溫度較高的污穢絕緣子瓷面紅外熱像圖譜為亮色調(diào)。

圖為絕緣子紅外熱像儀溫度

3)水平的瓷質(zhì)耐張絕緣子串長(zhǎng)期承受很強(qiáng)的機(jī)械應(yīng)力，易致高壓側(cè)第1片絕緣子易劣化為低值絕緣子；垂直的瓷質(zhì)絕緣子直線串瓷面為水平方向，容易積污、劣化為污穢絕緣子。4)主變壓器220kV側(cè)采用單串耐張絕緣子串極易劣化，建議全部更換為雙串耐張絕緣子串。5)對(duì)劣化絕緣子串應(yīng)定期開(kāi)展帶電檢測(cè)，監(jiān)測(cè)缺陷發(fā)展情況；若單串絕緣子串劣化的絕緣子數(shù)超過(guò)1/3，應(yīng)檢修更換。6)針對(duì)強(qiáng)污染地區(qū)的變電站，應(yīng)定期開(kāi)展帶電水沖洗和紅外檢測(cè)工作；在下雨初期和陰雨階段應(yīng)觀察、跟蹤閃絡(luò)情況，如發(fā)現(xiàn)絕緣子串發(fā)生大面積閃絡(luò)應(yīng)采取事故處理、隔離故障。