來源：陜西省檢試驗 佩
66kV 2號電抗器
B相中性點連接管母紅外異常分析
一、 異常概況
電氣試驗班對交流750kV變電站一次設(shè)備進(jìn)行紅外測溫。發(fā)現(xiàn) 66kV 2號電抗器B相中性點連接管母紅外圖譜異常。
二、 檢測數(shù)據(jù)
2號電抗器B相中性點連接管母如圖1所示。
圖1 電抗器B相中性點連接管母可見光圖
2號電抗器B相中性點連接管母紅外測溫相關(guān)測試數(shù)據(jù)表1所示。
變電站名
750kV變電站
設(shè)備編號
66kV 2號電抗器B相
環(huán)境溫度
19.0℃
相對濕度
40%
輻射系數(shù)
0.90
測試距離
5.0m
風(fēng) 速
0.5 m/s
檢測日期
2018.9.25
發(fā)熱點最高溫度
141.9℃
表1 2號電抗器B相中性點連接管母
檢測時相關(guān)數(shù)據(jù)
2號電抗器B相中性點連接管母紅外圖譜如圖2-a所示。利用軟件對紅外圖譜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)發(fā)熱最高點位于螺栓處，如圖2-b所示。
2-a 2-b
圖 2號電抗器B相中性點連接管母紅外圖譜
停電后對發(fā)熱處進(jìn)行接觸電阻測量，其接觸電阻測試正常，說明管母與半圓形線夾接觸良好，排除連接不良導(dǎo)致發(fā)熱的可能。
三、 綜合分析
1、測量情況分析：停電后測量接觸電阻正常，說明連接良好，因而螺栓發(fā)熱并非連接不良導(dǎo)致。管母與電抗器通過上下兩個半圓形線夾連接，下部線夾用于承載管母和導(dǎo)通電流。而上部線夾主要起固定作用，內(nèi)部有凹槽導(dǎo)電能力差，如圖3所示。管母搭接在下部半圓形線夾上，通過螺栓連接上下部線夾從而固定管母。
圖3 連接管母上半部半圓形線夾結(jié)構(gòu)
2、缺陷原因分析：電抗器處于強(qiáng)交變磁場中，且66kV電抗器磁場遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于35kV電抗器，上下半圓形線夾處于強(qiáng)交變磁場中，因磁通量變化導(dǎo)致上下半圓形線夾有電位差，因而連接上下部線夾的螺栓有電流通過，螺栓電阻較大，導(dǎo)致發(fā)熱；另外固定線夾的螺栓長度不一致，發(fā)熱螺栓長度較長，如圖4所示，且為鐵磁性材質(zhì)。當(dāng)螺栓位于三相電抗器電磁場的磁力線加強(qiáng)點上時，渦流發(fā)熱效應(yīng)最強(qiáng)。
圖4 連接上下半圓線夾的螺栓的結(jié)構(gòu)圖
四、 結(jié)論及建議
1、結(jié)論：根據(jù)DL/T6 ** —2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》附錄A.1規(guī)定，66kV 2號電抗器B相中性點連接管母螺栓的發(fā)熱溫度為141.9℃，屬于危急缺陷，盡快進(jìn)行處理。
2、處理建議：
1）對上下兩個半圓形線夾利用鋁排進(jìn)行短接（管母和線夾均為鋁材質(zhì)，同材質(zhì)連接時導(dǎo)電能力好且防銹蝕，故采用鋁排短接），使感應(yīng)電流通過鋁排而不通過螺栓，從而抑制螺栓發(fā)熱。
2）停電后更換螺栓，使用長度較短的螺栓，抑制渦流發(fā)熱效應(yīng)，如圖5所示。處理后恢復(fù)供電進(jìn)行紅外測溫，缺陷部位無發(fā)熱現(xiàn)象。
圖5 更換螺栓并加裝短接鋁排的結(jié)構(gòu)圖
3、分析時注意事項
對處于強(qiáng)磁場中的設(shè)備分析發(fā)熱原因時除了因接觸不良導(dǎo)致電流制熱型發(fā)熱外，還應(yīng)考慮電磁制熱，消缺時應(yīng)注意消除外界磁場對設(shè)備的影響。
330kV變電站 III線
北側(cè)避雷線與龍門架接頭處紅外測溫異常分析
一、 異常概況
電氣試驗班對交流330kV變電站一次設(shè)備進(jìn)行紅外測溫。發(fā)現(xiàn) 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處異常發(fā)熱現(xiàn)象。
二、 檢測數(shù)據(jù)
330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處檢測相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。
變電站名
330kV變電站
設(shè)備編號
330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處
環(huán)境溫度
28.0℃
相對濕度
35%
輻射系數(shù)
0.90
測試距離
30.0m
風(fēng) 速
0.5 m/s
III負(fù)荷電流
858A
熱點溫度
117.3℃
檢測日期
2018.7.24
表1 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處檢測時相關(guān)數(shù)據(jù)
330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處紅外圖譜如1所示，可見光如圖2所示。
圖1 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處發(fā)熱部位紅外圖譜
圖2 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處發(fā)熱部位可見光照片
三、 綜合分析
1、測量情況分析： 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處測試時間為7月24日22點29分，熱點溫度為117.3℃，正常部位溫度30℃，該缺陷屬于嚴(yán)重缺陷。
2、缺陷原因分析：運行線路與避雷線存在電容耦合，根據(jù)電磁感應(yīng)和鄰擾效應(yīng)原理，運行的電力線路產(chǎn)生的交變磁通與避雷線交鏈，如圖所示3所示。
圖3 運行線路對避雷線產(chǎn)生電磁感應(yīng)示意圖
從而避雷線的感應(yīng)電動勢與運行線路電流成正比，運行線路與避雷線之間的感應(yīng)電通過避雷線流入龍門架再與大地形成導(dǎo)電回路?？梢姳芾拙€與龍門架接頭處發(fā)熱是由于避雷線接地不良引起。導(dǎo)致避雷線接地不良可能因為避雷線的鋁線夾與龍門架的接地扁鐵用螺栓固定，當(dāng)電焊機(jī)切割的螺絲孔不規(guī)范，接觸面毛糙不平，使螺絲緊固不到位；且鋁線夾與接地扁鐵為不同金屬，接觸面電阻大小不一致，發(fā)熱時電阻變化也不一致，在感應(yīng)電流的作用下線夾接觸部位持續(xù)產(chǎn)生高溫，且異種金屬接觸易導(dǎo)致接觸面氧化也會使發(fā)熱加劇。
四、 結(jié)論及建議
1、結(jié)論：根據(jù)DL/T6 ** —2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》附錄A.1規(guī)定， 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處發(fā)熱溫度117.3℃，屬于嚴(yán)重缺陷，盡快進(jìn)行處理。
2、處理建議：
處理避雷線與龍門架接觸部位發(fā)熱有以下三種處理方案：
1）可采取帶電作業(yè)方法，登上龍門架，用純凈水將嚴(yán)重發(fā)熱的螺栓降溫后，緊固螺絲，使之增加接觸面積和壓力，從而消除發(fā)熱缺陷；
2）通過帶電作業(yè)在避雷線與龍門架之間利用并溝線夾加裝一條短接線，使避雷線可以良好接地，從而遏制感應(yīng)電流（III線南側(cè)避雷線采用此結(jié)構(gòu)，紅外測溫正常），如圖所示4所示；
圖4 避雷線與龍門架加裝短接線
3）利用停電機(jī)會檢修，將 330kV III線北側(cè)避雷線與龍門架接頭處進(jìn)行改造，去除避雷線加裝的絕緣子和跳線的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，改為避雷線直接與龍門架相連（III線臨近間隔采用此結(jié)構(gòu)，紅外測溫正常），如圖5所示。
圖5 避雷線與龍門架直接相連
3、分析時注意事項
進(jìn)行紅外測溫時，發(fā)熱體并不局限于運行設(shè)備，運行設(shè)備臨近的其他輔助設(shè)備由于接地不良或者材質(zhì)問題也會導(dǎo)致發(fā)熱。例如羅夫變1號電抗器A相附近的一個接地扁鐵由于處于強(qiáng)交變磁場中且為鐵磁性物質(zhì)，導(dǎo)致其發(fā)熱溫度也會達(dá)到115℃。
110kV變電站11812橋雙間隔
C相動觸頭紅外異常分析
一、 異常概況
電氣試驗班對交流330kV變電站一次設(shè)備進(jìn)行紅外測溫。發(fā)現(xiàn)110kV 11812橋雙間隔C相動觸頭紅外圖譜異常。
二、 檢測數(shù)據(jù)
11812橋雙間隔C相動觸頭紅外測溫關(guān)測試數(shù)據(jù)如表1所示。
變電站名
330kV變電站
設(shè)備編號
11812橋雙間隔C相
環(huán)境溫度
20.0℃
相對濕度
40%
輻射系數(shù)
0.90
測試距離
10.0m
風(fēng) 速
0.5 m/s
檢測日期
2018.6.13
負(fù)荷電流
136A
發(fā)熱點最高溫度
131℃
表1 11812橋雙間隔C相動觸頭
檢測時相關(guān)數(shù)據(jù)
橋雙間隔刀閘動觸頭紅外測溫圖譜如圖1-a所示。對紅外圖譜利用軟件進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)發(fā)熱最高點位于動觸頭頂部圓盤處，如圖1-b所示。
圖1-a 1-b 11812橋雙間隔C相動觸頭紅外圖譜
11812橋雙間隔C相刀閘和動觸頭如圖2所示：
圖2 11812橋雙間隔C相刀閘和動觸頭結(jié)構(gòu)圖
停電后對刀閘進(jìn)行接觸電阻測量，接觸電阻測試值偏大，說明刀閘動靜觸頭接觸不好。對拆卸下來的刀閘進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)主導(dǎo)電桿與靜觸頭接觸部位不平滑，有小的凹坑，動觸頭的鍍銀層局部被破壞。
三、 綜合分析
1、測量情況分析：停電后測量接觸電阻偏大，說明接觸不良，且刀閘動觸頭接觸部位局部有小凹坑，因而刀閘發(fā)熱屬于電流型制熱因動靜觸頭接觸不良引起，發(fā)熱部位位于動觸頭輔導(dǎo)電桿頂部圓盤處。
2、缺陷原因分析：動觸頭由一個主導(dǎo)電桿和兩個起固定作用的輔導(dǎo)電桿構(gòu)成，兩個輔導(dǎo)電桿頂部有均壓盤，均壓盤之間由一根細(xì)的導(dǎo)電桿相連。刀閘正常運行時，電流由靜觸頭經(jīng)過動觸頭的主導(dǎo)電桿再到下部引線。橋雙間隔刀閘運行時間長，其機(jī)械拐臂位置不佳，導(dǎo)致動觸頭主導(dǎo)電桿與靜觸頭接觸不良。大部分電流通過一個接觸良好輔導(dǎo)電桿然后再進(jìn)行分流，其中一部分電流直接流入刀閘進(jìn)入下部引線；另一部分電流通過上部兩個均壓盤的連接流入另一個輔導(dǎo)電桿再進(jìn)入下部引線，因為兩個均壓盤之間連接的導(dǎo)電桿很細(xì)，電流從均壓盤經(jīng)過細(xì)導(dǎo)電桿到另一個均壓盤時，電流線急劇收縮，此處連接電阻比較大，因而導(dǎo)致頂部均壓盤發(fā)熱。
四、 結(jié)論及建議
1、結(jié)論：根據(jù)DL/T6 ** —2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》附錄A.1規(guī)定，11812橋雙間隔C相動觸頭頂部均壓盤發(fā)熱溫度為131℃，屬于危急缺陷，盡快進(jìn)行處理。
2、處理建議：
停電后用細(xì)砂紙對動靜觸頭連接處進(jìn)行打磨，并涂抹導(dǎo)電膏。因動觸頭局部有凹坑，通過調(diào)節(jié)刀閘機(jī)械位置使合閘時動觸頭主導(dǎo)電桿的完好部分與靜觸頭接觸，并且保證動觸頭導(dǎo)電桿與靜觸頭有足夠的預(yù)緊力。處理完畢后進(jìn)行接觸電阻測試，保證動靜觸頭接觸良好。
3、分析時注意事項
電流型制熱一般是由于節(jié)點接觸不好引起，雖然發(fā)熱點位于輔導(dǎo)電桿上，但是經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致發(fā)熱根本原因是主導(dǎo)電桿接觸不良引起的，在消缺時可以做到有針對性處理，不但可以保證缺陷消缺成功率還可以節(jié)省時間。
35kV變電站 3號電容器組
A相放電線圈紅外測溫異常分析
一、 異常概況
電氣試驗班對交流330kV變電站一次設(shè)備進(jìn)行紅外測溫。發(fā)現(xiàn) 35kV 3號電容器組A相放電線圈套管紅外圖譜異常。
二、 檢測數(shù)據(jù)
3號電容器組A相放電線圈紅外測溫相關(guān)測試數(shù)據(jù)如表1所示。
變電站名
330kV變電站
設(shè)備編號
35kV 3號電容器組A相放電線圈
環(huán)境溫度
18.0℃
相對濕度
35%
輻射系數(shù)
0.90
測試距離
5.0m
風(fēng) 速
0.5 m/s
檢測日期
2018.6.26
表1 35kV 3號電容器組的放電線圈
紅外檢測相關(guān)數(shù)據(jù)
3號電容器組A相放電線圈紅外圖譜如圖1所示。
圖1 35kV 3號電容器組的放電線圈套管
紅外圖譜
停電后進(jìn)入現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)放電線圈存在嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象，且套管密封處銹蝕嚴(yán)重如圖2所示。
圖2 故障相放電線圈圖
打開密封蓋，發(fā)現(xiàn)連接外部引線和套管內(nèi)部引線的螺栓已斷裂，長期處于虛接狀態(tài)，密封不嚴(yán)造成漏油。
圖3 放電線圈打開圖
三、 綜合分析
1、測量情況分析：因為放電線圈正常油位應(yīng)到達(dá)套管高度的三分之一至三分之二處，放電線圈運行時發(fā)熱，熱量散發(fā)到絕緣油上，導(dǎo)致油的溫度比套管頂部真空處溫度高，所以電容器放電線圈正常紅外圖譜應(yīng)是套管上下有溫差，油位就是溫差的分界線。而故障相因為漏油嚴(yán)重導(dǎo)致套管油位已經(jīng)下降到下法蘭處，熱量無法通過絕緣油傳導(dǎo)，所以套管整體溫度一致偏低，無溫差分界面。
2、缺陷原因分析：在放電線圈檢修時，檢修人員未使用力矩扳手，導(dǎo)致緊固力過大而導(dǎo)致螺栓斷裂，絕緣油在真空中處于霧化狀態(tài)，且運行時受熱膨脹，當(dāng)密封不嚴(yán)時霧化狀態(tài)的油逐漸滲透到外部造成漏油。
四、 結(jié)論及建議
1、結(jié)論：根據(jù)DL/T6 ** —2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》附錄A.2規(guī)定，3號電容器組A相放電線圈套管的熱像特征明顯，屬于嚴(yán)重缺陷，盡快進(jìn)行處理。
2、處理建議：
停電后更換螺栓，并對密封蓋進(jìn)行打磨更換密封墊，注意進(jìn)行補(bǔ)油時應(yīng)采取真空注油的方法。紅外測溫時應(yīng)注意無功補(bǔ)償設(shè)備，對設(shè)備巡視發(fā)現(xiàn)異常的設(shè)備，應(yīng)縮短紅外周期。
3、分析時注意事項
紅外分析時注意故障相套管因為缺油導(dǎo)致熱傳導(dǎo)不良，下部的熱量只能通過對流和輻射到達(dá)套管上部，因而整體溫度低于放電線圈下部。而正常相因為絕緣油的熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致套管下部高于上部。試驗人員進(jìn)行紅外測溫時，需要將溫寬調(diào)整較小，從而提高檢測靈敏度，一般設(shè)置為5-10K左右就可以發(fā)現(xiàn)套管少油、漏油的缺陷。
總結(jié)：進(jìn)行紅外測溫普測工作，應(yīng)針對不同類型的設(shè)備設(shè)置不同的溫寬，例如對電抗器、變壓器等發(fā)熱型設(shè)備可適當(dāng)將溫寬調(diào)整大一點從而提高檢測效率；而對避雷器、套管等運行中非發(fā)熱型設(shè)備應(yīng)將溫寬調(diào)整小，從而提高檢測靈敏度，防止漏測。紅外測溫不僅能發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度分布異常，還能通過紅外分析精確故障部位。
進(jìn)行紅外缺陷分析，首先根據(jù)設(shè)備類型和故障部位確定發(fā)熱類型（電流型制熱、電壓型制熱、電磁型制熱）。對電流型制熱分析時應(yīng)考慮負(fù)荷大小、 每個連接節(jié)點的接觸情況；對電磁型制熱應(yīng)考慮設(shè)備的運行環(huán)境、發(fā)熱部位的材質(zhì)等；對電壓型制熱分析時應(yīng)清楚故障設(shè)備的結(jié)構(gòu)、根據(jù)所測圖譜特征分析溫度分布異常的原因，也可以參考典型故障圖譜。精確的紅外圖譜利于研究設(shè)備發(fā)熱原因，對檢修工作有指導(dǎo)作用，保證后期消缺方案的準(zhǔn)確性和消缺成功率，在處理完畢后再進(jìn)行驗證，保證設(shè)備安全可靠運行。