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变电设备红外检测作业指导书

Q/GXD

广西电网公司发布

2008-07-01实施

2008-06-15发布

变电设备红外检测作业指导书

Q/GXDxxx.xx-2008

广西电网公司企业标准

前言

为规范广西电网公司变电设备红外检测工作，提高试验质量，结合广西电力系统多年来的试验经验，制定本作业指导书。

本作业指导书由广西电网公司标准化委员会提出并归口。

本作业指导书起草单位：

广西电力试验研究院有限公司

本作业指导书主要起草人：

陈志高

本作业指导书主要审核人：

本作业指导书审定人：

本作业指导书批准人：

本作业指导书由广西电网公司生产技术部负责解释。

目次

1、适用范围1

2、规范性引用文件1

3、支持文件1

4、危险点分析及安全措施1

5、试验准备2

6、被检测设备和检测周期2

7、工期定额3

8、被试设备主要参数3

9、作业流程3

10、红外热像仪的现场操作4

11、检测步骤及部位、关键点和判断依据5

12、主要异常及对策11

13、作业后的验收与交接11

14、试验记录表格11

附录A高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限7

附录B红外检测记录表7

变电设备红外检测作业指导书

1适用范围

本作业指导书适用于广西电网公司所属电力部门对运行中的变电设备进行红外温度检测。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T19870-2005工业检测型红外热像仪

DL/T664-1999带电设备红外诊断技术应用导则

DL/596－1996电力设备预防性试验规程

DL/T572-95电力变压器运行规程

Q/CSG10007-2004电力设备预防性试验规程

Q/GXD126.01-2006电力设备交接和预防性试验规程

3支持文件

厂家资料、说明书等。

4危险点分析及安全措施

风险类别

风险名称

风险级别

存在风险的活动描述

控制措施

安全

人员触电

高

1）验人员与带电部分安全距离不满足要求

2）感应电压较大时。

1）设专人监护

2）与运行设备保持足够的安全距离

头部磕伤

中

在检测过程头部碰撞设备构件

带好安全帽

人员摔伤

中

晚上检测时因照明不足而摔倒

晚上检测时使用手电筒照明。

设备

仪器损坏

中

1）检测过程

2）搬动时

3）下雨时

1）检测前认真检查仪器的背带和手提扣带，应完好无损；

2）搬动时将仪器放在有防震措施的包装箱内

3）做好防雨准备工作

环境

误判断

中

1）被检测的设备附近有发热物体或热光源

2）太阳曝晒造成设备局部高温区

3）下雨或风速过大使过热点温度下降

1）将发热物体或热光灯退出运行或采取隔离措施；

2）在日落后2小时以后或日出前检测或在阴天检测

3）避免在下雨天或风速过大的情况下测量

风险类别

风险名称

风险级别

存在风险的活动描述

控制措施

质量

数据不准确

中

1）红外热像仪的量程选择错误

2）被测设备的发射率选择错误

3）检测人员技能水平低

4）仪器性能达不到要求

1）选择合适的量程

2）选择正确的发射率

3）对检测人员进行培训

4）定期校验仪器

质量

漏检

高

1）检测人员工作不专心

2）仪器的温度分辨率太低

3）被检测设备没有投入运行

1）工作中应集中精力

2）仪器的分辨率应合格

3）被检测的电气设备应为带电设备，与电流有关的设备如开关、CT、电缆、变压器等应带有一定的负荷，通电时间不小于6小时

误判断

高

由于三相电流或电压不一致造成相间差超标

当发现相间差超标时应核实三相电流、电压是否一致或进行同类比较

5试验准备

5.1资料准备

1）变电站一次接线图；

2）检测数据记录本（或表格）；

3）上一次试验数据。

5.2人员需求

1）检测人员2人；

2）检测人员需通过每年一次的DL409－91《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）年度考试；

5.3检测设备及工器具清单

序号

使用工器具及材料

规格及型号

单位

数量

备注

1

红外热像仪

套

1

将电池充足电

2

温、湿度计

个

1

测量环境温度和湿度

3

手电筒

个

1

晚上照明用

5.4作业条件

（1）红外检测应在日落2小时以后或日出前或阴天时进行，环境温度不宜低于5℃，空气湿度不宜大于85%，不应在有雷、雨、雾、雪及风速超过0.5m/s的环境下进行检测；

（2）被检测设备应为带电设备，负荷率宜大于30%，通电时间不小于6小时。

6被检测设备和检测周期

序号

被检测设备

检测周期

1

电力变压器和电抗器

1）运行中的电气设备，应根据电气设备的重要性、电压等级、负荷率及环境条件等因素确定

2）一般情况下，应对全部设备1年检测一次，重要的枢纽站、重负荷站及运行环境恶劣或设备老化的变电站可适当缩短周期

3）新建、扩建或大修的电气设备在带负荷后的一个月内（但最早不得少于24h）应进行一次红外检测和诊断

2

高压断路器

3

电压互感器

4

电流互感器

5

电力电缆

6

避雷器

序号

被检测设备

检测周期

7

电力电容器

同上

8

绝缘子

9

导线或母线

10

隔离开关

7工期定额

根据变电站、所的规模和大小，检测全站设备约需工时1～6小时

8被检测设备主要参数

按具体设备填写。

9作业流程

10红外热像仪的现场操作

10.1主要参数设定

红外热像仪开机后，应设定以下参数：

（1）环境温度和环境相对湿度。

输入实测值。

（2）环境参照体温度。

当有多个环境参照体时，应采用笔记本记录。

（3）目标距离。

在检测时目标距离是一个变数，设定一个大致的平均距离即可。

（4）比辐射率。

比辐射率是一个计算系数，并不影响数据的采集。

在进行全站设备的红外检测时，只需要设定一个平均的比辐射率。

在需要精确测温或进行后期分析时，可随时更改设定。

常用材料的比辐射率（推荐值）

材料

环氧玻璃板

金属

瓷套

带漆金属

不透明塑料

比辐射率

0.8

0.9

0.92

0.94

0.95

（5）测温范围。

在0℃～200℃范围内即可。

（6）分析功能设定。

建议采用双点温功能，其中一个点显示最高温度，一个点显示被测点温度。

（7）图像颜色。

建议选择铁色。

10.2现场调整

（1）电平调整。

应尽量使用仪器上的自动调节功能。

如果需要手动调节时，电平值约为稍高于环境温度或背景温度的数值，在此范围内微调使图象亮度达到最佳为止。

（2）跨度调整。

应尽量使用仪器上的自动调节功能。

如果需要手动调节时，跨度值约为被检测设备的温升，在此范围微调使图象的细节能够清晰可见为止。

（3）聚焦调整。

应优先采用仪器上的自动聚焦功能。

手动调节时以图象最清晰为止。

（4）图像大小调整。

使被检测的设备或部位能有效地展示，必要时，可拍录故障点的特写照片。

（5）分析框大小调整。

以能够有效地排除非被测的高温设备的影响和不漏过被检测设备的高温点为目的。

10.3现场检测

（1）检测温升所用的环境参照体应尽可能选择与被测设备类似的物体。

（2）在现场检测中，为了提高检测速度和及时发现设备缺陷，应同时采用笔记的方式进行记录。

（3）红外热像仪应在安全距离允许范围内尽量靠近被检测设备，以提高红外热像仪对被检测设备表面细节的分辨能力及测温精度。

（4）对于电压致热的电气设备如电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、绝缘子、套管、电缆等应分相、分部位进行检测，即时记录三相设备同一部位的温度，及时发现差异后再进行重点检测。

（5）对于电流致热的电气设备，如开关触头、导体连接部位、线夹等，可采用整体扫描的方式进行检测，发现高温点后再分相检测。

10.4相对温差δt的计算

式中：

T1—发热点的温度；

T2—正常相对应点的温度

T0—环境参照体的温度

11检测步骤及部位、关键点和判断依据

11.1电力变压器和电抗器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）检测主体油箱及油枕

2）冷却装置及油路系统

3）高压套管

4）高、低压出线连接部位

5）铁芯部位

1）是否存在涡流引起的过热区

2）是否存在内部异常发热

3）是否存在缺油、进水的问题

4）是否存在潜油泵过热或管路堵塞、伐门未打开的问题

5）高压套管是否存在缺油或介损增大的问题

6）是否存在内部或外部连接件接触不良的问题

7）是否存在铁芯绝缘不良的问题

1）油浸式变压器顶层油温一般不超过表1的规定（制造厂有规定的按制造厂规定）。

当冷却介质温度较低时，顶层油温也相应降低。

自然循环冷却变压器的顶层油温一般不宜经常超过85℃

表1油浸式变压器顶层油温一般规定

冷却方式

冷却介质最高温度（℃）

最高顶层油温

（℃）

自然循环自冷、风冷

40

95

强迫油循环风冷

40

85

强迫油循环水冷

30

70

2）高压套管正常时同类比较相间温差不应超过1K。

11.2高压断路器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）外部连接件

2）顶帽

3）瓷套

4）基座

5）油箱外表面

1）是否存在内部或外部连接件接触不良的问题。

2）是否存在动、静触头接触不良的问题

3）是否存在中间触头接触不良的问题

4）是否存在静触头基座接触不良的问题

1）少油断路器相间温差不应大于10K。

内部缺陷性质的判断：

①当内部元件温度（表面温度加内外温差值）超过附录A的规定时应定为重大缺陷

②按表面温度算出相对温差值，按表2规定判断

2）多油断路器油箱表面的相间温差不应大于2K

3）SF6断路器和真空断路器采用相对温差判断，判据见表2

4）其他断路器参照执行

表2部分电流致热型设备的相对温差判据

设备类型

相对温差值（%）

一般缺陷

重大缺陷

紧急缺陷

SF6断路器

≥20

≥80

≥95

真空断路器

≥20

≥80

≥95

空气断路器

≥50

≥80

≥95

隔离开关

≥35

≥80

≥95

高压开关柜

≥35

≥80

≥95

充油套管

≥20

≥80

≥95

其它导流设备

≥35

≥80

≥95

表3少油断路器内外部温差参考值

各部位内外温差

（K）

电压等级（kV）

动静触头与顶帽

中间触头与法兰

基座连接与顶帽

6～10

30～40

20～30

20～30

35

40～50

30～40

30～40

110～220

50～70

40～60

40～60

11.3电压互感器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）电磁型电压互感器的储油柜

2）电容式电压互感器的中间变压器

3）电容式电压互感器的分压电容器

1）电磁型电压互感器及电容式电压互感器的中间变压器是否存在损耗异常问题

2）储油柜是否存在缺油问题

1）电磁型电压互感器储油柜或电容式电压互感器的中间变压器的表面温度或相间温差不得超过表4值

2）分压电容器的最大温差及同类温差判据参照表11

表4电磁型电压互感器允许的最大温升和相间温差值

电压等级

kV

表面最大温升

K

相间温差

K

6～10

－

4.0

35～66

5.0

1.5

110

5.0

1.5

220

6.0

1.8

11.4电流互感器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）油浸式电流互感器的储油柜

2）内部连接件

3）外部连接件

4）外壳

1）是否存在内部或外部连接件接触不良的问题

2）是否存在外壳发热的问题

3）是否存在铁芯故障或介损增大的问题

4）储油柜是否存在缺油问题

1）内部损耗异常引起的储油柜表面温升及相间温差不得超过表5的规定

2）连接件接触不良采用相对温差判断

一般缺陷

重大缺陷

紧急缺陷

≥35

≥80

≥95

3）油浸式电流互感器的表面温度应限制在55℃以下

4）相间比较或同类比较时如果温差超过允许温升的30%时,应定为重大缺陷

表5电流互感器过热缺陷判断依据

设备类型

热像特征

故障

特征

允许

温升

相间

温差

备注

6kV～10kV浇注式

以本体为中心整体发热

铁芯故障

－

4K

包含局放增大

35kV～110kV油浸式

以瓷套整体温升增大,且瓷套上部温度偏大

介损增大

4K

1.2K

220kV～500kV油浸式

4.5K

1.4K

含气体绝缘的

11.5电力电缆

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）出线接头

2）电缆头

1）是否存在接触不良的问题

2）电缆头是否存在局部或整体过热问题

1）出线接头接触不良采用相对温差判断

一般缺陷

重大缺陷

紧急缺陷

≥35

≥80

≥95

检测步骤及部位

关键点

判断依据

3）电缆头出线套

管本体

4）电缆整体

⑶电缆头出线套管是否存在整体温度升高或局部偏高

4）电缆表面温升是否过高

2）当采用相间比较或同类比较时如果温差超过允许温升的30%时,应定为重大缺陷

3）电缆头交叉处不应出现局部绝缘区域温升偏大的现象

4）电缆头出线套管相间比较不应超过0.5K

5）电缆及电缆头的外表最高允许温升不得超过表6的规定。

表6各种电缆的最高允许工作温度

电缆类型

内部长期允许温升

K

表面允许温升

K

带铠装

不带铠装

油性浸渍

绝缘电缆

6kV以下

65

20

25

20kV～35kV

60

15

20

充油电缆

75～80

25～30

20～25

交联聚乙烯电缆

80～90

30～40

25～35

橡胶皮电缆

65

20

25

11.6避雷器

11.6.1普阀式避雷器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

检测整体表面温度

1）热像是否正常

2）相间温差是否正常

3）热像异常或最大温升或相间温差超过参考值时应用其它试验手段确定缺陷性质及提出处理意见

参照表7

表7FZ型避雷器允许的工作温升及相间温差参考值

电压等级

kV

正常热像特征

异常热像特征

允许温升

K

相间温差

K

FZ3～6

瓷套中上部有微弱发热

发热区温升异常增大

0.5或1.0

—

FZ-10

1.0或1.5

0.5

FZ-15～35

瓷套上下各有一微弱发热区

各发热区或元件间温升不一致，整体或个别部位温升异常增大

1.5或2.0

0.6

FZ-40～60

2.0或3.0

0.9

FZ-110

大多数组合元件的上部有一发热区，且温升自上而下依次降低（有的组合元件可能有两个发热区）

元件发热程度不符合自上而下依次降低的规律，整体和个别元件温升异常

3.0或5.0

1.5

FZ-220

各元件上都有一发热区，且元件温升自上而下依次降低

7.0或9.0

2.7

注

1配电型普阀避雷器正常时接近环境温度，凡出现热区者均属异常

2允许工作温升的大值适用于室内设备，小值适用于无风条件下的室外设备

11.6.2磁吹避雷器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

检测整体表面温度

1）热像是否正常

2）相间温差是否正常

3）热像异常或最大温升或相间温差超过参考值时应用其它试验手段确定缺陷性质及提出处理意见

参照表8

表8FCZ型避雷器允许的相间温差及最大工作温升参考值

电压等级

kV

正常热像特征

异常热像特征

允许温升

K

相间温差

K

FCZ-35

瓷套整体有轻微发热

局部或整体明显发热

0.5或1.0

—

FCZ-110

1.0或1.5

0.5

FCZ-220

瓷套整体有一定发热且上节温度略高

组合元件温升不符合上部略高的规律，局部或整体明显发热

2.0或2.5

0.8

FCZ-330

2.5或3.0

0.9

FCZ-500

4.0或5.0

1.5

注

1配电型2kV～15kV的磁吹避雷器正常时瓷套基本无发热，凡出现明显热区者均为异常

2允许温升的大值适用于室内设备，小值适用于无风条件下的室外设备

11.6.3金属氧化物避雷器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

检测整体表面温度

1）热像是否正常

2）相间温差是否正常

3）热像异常或最大温升或相间温差超过参考值时应用其它试验手段确定缺陷性质及提出处理意见

参照表9

表9金属氧化物避雷器允许的相间温差及最大工作温升参考值

电压等级

kV

正常热像特征

异常热像特征

允许温升

K

相间温差

K

3～20

整体有轻微发热,热场分布基本均匀

整体或局部有明显发热

0.5

—

35～60

1.0

—

110

1.0或1.5

0.5

220

1.5或2.0

0.6

330～500

3.0或4.0

1.2

注

1有间隙金属氧化物避雷器正常时与环境温度基本相同，凡出现整体或局部发热者均属异常

2允许工作温升的大值适用于室内设备，小值适用于无风条件下的室外设备

11.7电力电容器

11.7.1并联电容器（串联电容器）

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）检测整体表面温度

1）整体表面温度的分布应符合正常热像特征

参照表10

检测步骤及部位

关键点

判断依据

2）检测接线端子

2）当热像异常或最大温升或同类间相对温差超过参考值时应用其它试验手段确定缺陷性质及处理意见

参照表10

表10并联电容器（串联电容器）允许的最大温升及同类相对温差值

浸渍材料

正常热特征

异常热像特征

允许温升

K

相间温差

K

十二烷基苯

中上部及顶部铁壳有明显温升

整体或局部出现异常高的温升

75～Tom

≤30

二芳基乙烷

80～Tom

硅油

85～Tom

注：

Tom为设备安装场所年最高环境温度，若厂家另有规定按厂家要求执行

11.7.2耦合电容器

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）检测整体表面温度

2）检测接线端子

1）整体表面温度的分布应符合正常热像特征

2）当热像异常或最大温升或同类间相对温差超过参考值时应用其它试验手段确定缺陷性质及处理意见

参照表11

表11耦合电容器允许的最大温升及同类温差参考值

电压等级

kV

正常热特征

异常热像特征

允许温升

K

同类温差

K

35

中上部及顶部铁壳有明显温升

整体或局部出现异常高的温升

膜纸：

油纸：

—

—

110～220

膜纸：

油纸：

0.5

1.0

330

膜纸：

油纸：

0.6

1.2

500

膜纸：

油纸：

0.6

1.5

注：

耦合电容器上中部出现明显的温度梯度，可能是内部缺油，应根据具体情况判断

11.8绝缘子

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）绝缘子串各绝缘子的温度

2）支柱绝缘子整体温度分布

1）绝缘子串是否存在温升偏高或温升偏低的绝缘子

2）支持绝缘子是否存在整体发热或局部明显发热的问题

参见表12

表12绝缘子缺陷判断参考依据

绝缘子类型

正常热像特征

故障类型

故障热像特征

允许温升

相间温差

备注

35kV～500kV瓷、玻璃绝缘子

正常绝缘子串的温度分布同电压分布规律对应，即呈不对称的马鞍型，相邻绝缘子之间温差很小

低值绝缘子

钢帽温升偏大，以铁帽为发热中心的热像图，比正常绝缘子温度高

－

1K

零值绝缘子

钢帽及绝缘子温升偏低

—

1K

绝缘子表面污秽

瓷盘或玻璃盘温升偏大

—

0.5K

35kV～500kV合成绝缘子

－

芯棒受潮

绝缘子芯棒整体或局部温度升高

1K

1K

整根芯棒温度分布曲线,重点为端部

支持绝缘子

在靠近导体处有轻微发热

－

整体或局部明显发热

－

－

11.9导线或母线

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）接头、线夹等连接部位

2）导线

1）接头和线夹是否存在接触不

良的问题

2）导线是否存在断股或松股

1）采用相对温差判断

一般缺陷

重大缺陷

紧急缺陷

≥35

≥80

≥95

2）热点温度判断

检测部位

重大缺陷

紧急缺陷

接头与线夹

＞90℃

130℃

导线

＞80℃

110℃

11.10隔离开关

检测步骤及部位

关键点

判断依据

1）转头

2）刀口

3）导体连接部位

1）是否存在转头接触不良的问题

2）是否存在弹簧压接不良的问题

1）采用相对温差判断

一般缺陷

重大缺陷

紧急缺陷

≥35

≥80

≥95

2）热点温度判断

重大缺陷

紧急缺陷

＞90℃

130℃

12主要异常及对策

（1）对于电压致热型设备，在进行三相比较时应注意三相电压是否对称。

（2）对于电流致热型设备，在进行三相比较时应注意三相电流是否对称。

（3）当发现温升异常时，应检查周围是否有发热体、温控设备或环境条件是否存在差异。

13作业后的验收与交接

根据判断依据确认设备健康状态，并向设备管理部门提出明确的检测结论。

14试验记录表格（见附录B）

附录A

高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限

（GB/T11022-1999）4.4.2条

在温升试验规定的条件下，当周围空气不超过40℃时，开关设备和控制设备任何部分的温升不应该超过表3规定的温升极限。

表3高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限

部件、材料和绝缘介质的类别

（见说明1、2和3）（见注）

最大值

温度

℃

周围空气温度不超过40℃时的温升

K

1触头（见说明4）

裸铜或裸铜合金

——在空气中

——在SF6中（六氟化硫）（见说明5）

——在油中

镀银或镀镍（见说明6）

——在空气中

——在SF6中（见说明5）

——在油中

镀锡

——在空气中

——在SF6中（见说明5）

——在油中

75

105

80

105

105

90

90

90

90

35

65

40

65

65

50

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