姜洪亮

（國網(wǎng)贛西供電公司，江西新余 338025）

0 引言

電氣一次設(shè)備的瓷套和套管，承擔(dān)著電氣上的絕緣和機(jī)械上的支持作用。對電網(wǎng)一次設(shè)備的安全運行起著至關(guān)重要的作用。電力系統(tǒng)運行的可靠性，在很大程度上決定于這些設(shè)備的絕緣水平和工作狀況。

隨著工業(yè)生產(chǎn)的日益發(fā)展及大氣污染的加劇，電力設(shè)備的外絕緣表面污染日益嚴(yán)重，絕緣介質(zhì)上沉積的污穢在濕度較大的天氣中表面的污穢將被濕潤，在運行電壓作用下其表面電導(dǎo)率和泄漏電流將大大增加，從而導(dǎo)致污穢絕緣表面電氣性能降低甚至發(fā)生閃絡(luò)，嚴(yán)重影響供電的可靠性。因此，盡量真實、全面地掌握設(shè)備污穢狀態(tài)對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義。

如何能真實、全面地檢測絕緣污穢情況，許多學(xué)者和工程技術(shù)人員做了大量和卓有成效的工作。目前，國內(nèi)外帶電檢測絕緣污穢的研究十分活躍，采用的檢測技術(shù)主要有觀察法、紫外成像法、紅外成像法、電場法。這些方法都可實現(xiàn)絕緣污穢的在線檢測，但各有局限性[1]，且這些研究主要針對電網(wǎng)中的線路絕緣子開展的。國網(wǎng)贛西供電分公司在開展絕緣子紅外精確測溫工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)利用紅外成像檢測一次設(shè)備污穢，收集和分析了開關(guān)支柱瓷瓶污穢放電紅外成像圖譜，現(xiàn)場應(yīng)用效果表明：紅外成像技術(shù)可以實現(xiàn)絕緣子污穢放電缺陷的診斷。

1 紅外熱像法檢測絕緣污穢的基本原理與依據(jù)

絕緣子污穢放電原理為：污穢絕緣子在干燥時，表面電阻很大，流經(jīng)污層的泄漏電流非常小，當(dāng)污層逐漸受潮時，污穢物中的可溶性導(dǎo)電成分會逐漸溶于水中，在絕緣子表面形成一層電解液薄膜，使得流過的泄漏電流逐漸增大，同時泄漏電流在流經(jīng)污層時必然產(chǎn)生壓降和焦耳熱，在電流密度集中的區(qū)域如絕緣子的鋼腳周圍容易形成干區(qū)。干區(qū)上的電壓梯度遠(yuǎn)高于絕緣子表面的其他部位，當(dāng)干區(qū)上的電位梯度高達(dá)一定程度時，將產(chǎn)生空氣碰撞游離，并產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象。絕緣子繼續(xù)受潮，某處的場強(qiáng)大于空氣中沿介質(zhì)表面放電場強(qiáng)的時候，就會產(chǎn)生局部放電，局部放電可能發(fā)展成為強(qiáng)烈的跨越干區(qū)的局部電弧，并伴隨著數(shù)十到數(shù)百毫安的泄漏電流，電流流過污層時產(chǎn)生大量的焦耳熱，引起絕緣子表面的溫升[2]。

能否利用紅外成像法在一次設(shè)備絕緣污閃的四個階段（絕緣子表面積污、污層受潮濕潤、局部放電的產(chǎn)生、局部放電發(fā)展并導(dǎo)致閃絡(luò)）[3]中的局部放電階段提前有效發(fā)現(xiàn)問題設(shè)備？贛西供電分公司電氣試驗五班采用浙江大立有限公司DL700紅外測溫儀參照絕緣子污穢發(fā)熱的原理對變電站內(nèi)一次設(shè)備支柱瓷套進(jìn)行精確測溫拍攝，采集大量紅外熱像圖譜，現(xiàn)場獲得反映開關(guān)支柱瓷瓶污穢放電的熱像數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)場檢測情況

2014年1月贛西供電分公司電氣試驗五班針對污染較嚴(yán)重的新干變、張家山變站內(nèi)一次設(shè)備進(jìn)行重點檢測，發(fā)現(xiàn)和采集到張家山變電站內(nèi)開關(guān)設(shè)備電壓致熱型缺陷熱像圖譜。紅外熱像圖如圖1所示。

圖1 121金張線開關(guān)A相支柱瓷瓶疑似污穢放電熱像分析圖

從圖1中區(qū)域1內(nèi)可明顯看到A相支柱瓷瓶上部法蘭與瓷瓶銜接處有明顯過熱點。通過軟件分析，區(qū)域1放電點溫度為16.3℃，比B、C相同部位溫度分部高出5.2℃和5.9℃。

發(fā)現(xiàn)上述問題后，立即逐步安排設(shè)備停電進(jìn)行檢查、清掃。停電檢查發(fā)現(xiàn)，設(shè)備積污已相當(dāng)嚴(yán)重，污層很厚。并在支柱瓷瓶與法蘭連接處有明顯的放電痕跡，如圖2、3所示。

圖2 121金張線開關(guān)支柱瓷瓶積污情況

圖3瓷瓶污穢放電點

圖3 中可以看出，瓷瓶積污已相當(dāng)嚴(yán)重，污層很厚。停電后，在對紅外測溫中發(fā)現(xiàn)的過熱點部位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)了圖3中的放電發(fā)熱痕跡，法蘭連接部位表面有放電發(fā)黑的現(xiàn)象。由此可推斷，紅外精確測溫發(fā)現(xiàn)的過熱點為污穢局部放電。通過停電檢修清掃121、112開關(guān)瓷瓶污穢后，紅外測溫污穢放電發(fā)熱現(xiàn)象消除，如圖4所示。其它設(shè)備按計劃安排停電檢查清掃中。

圖4 121金張線開關(guān)清掃后熱像分析圖

3 總結(jié)

隨著電網(wǎng)狀態(tài)檢修工作的逐步推進(jìn)，紅外精確測溫工作已經(jīng)成為每年的常態(tài)化進(jìn)行。國網(wǎng)贛西供電分公司在開展絕緣紅外成像檢測應(yīng)用基礎(chǔ)上，引申思考站內(nèi)設(shè)備污穢檢測的手段。利用污穢閃絡(luò)前局部放電階段會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，對設(shè)備污穢情況進(jìn)行紅外成像檢測，發(fā)現(xiàn)并處理了開關(guān)污穢放電缺陷，提高了設(shè)備健康水平。

[1]賀振華.紅外診斷和紫外檢測技術(shù)在污穢絕緣子中的應(yīng)用比較與分析[J].大眾科技，2010（6）.

[2]何洪英.基于紅外熱像及人工智能的絕緣子污穢等級識別方法研究[D].湖南大學(xué)博士學(xué)位論文，2006.

[3]張仁豫.絕緣污穢放電[M].北京：水利電力出版社，1994.