惠州供电局电气设备红外测温诊断实施细则试行.docx
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惠州供电局电气设备红外测温诊断实施细则试行
广东电网公司惠州供电局
电气设备红外测温诊断实施细则（试行）
批准：
黄卫民
审核：
顾温国
校核：
陈先锋
编制：
陈青恒
2005年12月
1．总则
本规定用于指导设备管理人员和现场巡视人员，应用红外诊断技术对带电设备的表面温度进行检测和诊断，以及时发现设备缺陷和异常情况，为开展设备状态检修提供依据，提高设备运行的可靠性。
本规定明确了采用红外检测设备及诊断系统对输变电设备在运行状态下的热辐射和温度分布进行检测的方法、周期、要求、热缺陷的确定原则和技术要求及环境条件等。
2．适用范围
本规定适用于广东电网公司惠州供电局10kV及以上运行中的输变电设备和配电设备热态故障测定。
3．相关文件
GB763—90《交流高压电器在长期工作时的发热》
DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》
DL/T664—1999《带电设备红外诊断技术应用导则》
4．定义
4.1红外检测
通过测定物体的红外辐射来确定其表面温度等参量,进行热态诊断的方法。
4.2热像图谱
描述物体表面的热态状况及温度梯度的可视图象。
热像图谱是判定电气设备热故障的重要依据之一。
4.3温升（τ）
物体辐射源温度和周围环境空气温度之差。
（单位：
K）
4.4相对温差（△τ）
物体辐射源之间的温度之差。
（单位：
K）
4.5输变电设备
指35kV及以上输电线路以及变电站的10kV及以上的变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器及各种电气接头等。
4.6配电设备
指10kV配电线路以及所连接的设备和各种电气接头等。
5．职责
5.1生技部
负责牵头组织红外检测管理规定的制订和修编工作，并监督本规定的执行。
5.2变电部门
5.2.1负责利用便携型红外检测仪对管辖变电站内设备按照《南网预试规程的要求》的红外测温周期要求，开展红外检测巡视。
5.2.2应在每年负荷高峰来临前对我局的35kV及以上电压等级变电站的所有设备进行一次红外检测。
5.2.3在怀疑电流执行型设备存在严重过热故障、电压致热型设备存在绝缘缺陷时，应尽快组织对设备进行复测和对故障进行确认。
5.3输电部门
负责管辖电网内35kV及以上架空线路的红外检测。
5.4配电部门
负责其管辖10kV配电线路和设备（包括所连接的电缆分接箱整体和所连接的环网柜电缆接头部分）的红外检测。
6．管理内容与方法
6.1红外巡视检测对象及周期
6.1.135kV及以上线路
6.1.1.1新建线路接头、线夹等导体连接投运后1年内要进行红外测温。
6.1.1.2运行中的35kV及以上重负荷线路在每年负荷高峰来临之前要进行导体连接红外检测。
6.1.1.3每年对运行中的不低于5%的合成绝缘子进行红外检测。
6.1.235kV及以上变电站设备
6.1.2.1新投运的所有设备，应分别在投运后初次带负荷、三个月内各检测一次。
6.1.2.2已运行电气设备的巡视检测周期见表1。
表1：
运行电气设备巡视检测周期表
序号
检测对象
要求
周期
1
避雷器
检测整体温度分布、相间温差及历年的数据比较
每年雷雨季节前
2
变压器
检测套管温度分布、油位、接头连接及油枕油位、箱体涡流、冷却装置和油路系统
每年负荷高峰来临前
3
户外敞开式少油开关和SF6开关
检测油位、动静触头、引线接头连接情况
每年负荷高峰来临前
4
电压、电流互感器
检测油位、接头连接及内部损耗异常情况
每年一次
5
隔离开关
检测接头及转动接头连接情况
每年一次
6
电容式电压互感器、耦合电容器
检测整体温度分布及油位
每年一次
7
10kV开关柜（母线敞开式GG柜）
检测开关柜上方的母线各连接头及刀闸
每年负荷高峰来临前
8
所有设备之间的电气连接头
检测是否发热
每年负荷高峰来临前
9
电抗器
检测整体温度分布、接头连接情况
每年一次
6.1.3配电设备
新投运的10kV配电设备应在投运后三个月内检测一次，具体检测对象、部位及要求在不违反安全规程且保证设备安全运行的前提下由各运行部门自行制定。
各供电所涉及的10kV配电设备应在保供电之前检测一次，具体检测对象、部位及要求在不违反安全规程且保证设备安全运行的前提下由各运行部门自行制定。
日常检测时的检测对象、要求和周期，各运行单位根据电气设备在电网中的作用，可自行制定。
6.1.4每年负荷高峰期间，各运行部门应对重要设备、重载设备的重点部位加强红外监测，如：
变压器将军帽、变压器套管接线掌、开关接线掌、刀闸接线掌、导线接头、连接线夹、电缆接头等。
各运行部门可根据本部门红外测试工作的开展情况及测试经验制订相关的红外测试工作实施细则，以进一步明确各运行设备的重点测试部位。
6.2红外检测方法和基本要求
6.2.1红外检测的操作方法
红外检测时一般先用红外热像仪对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。
6.2.2准确测温应注意下列各项
6.2.2.1针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体；
6.2.2.2测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量；
6.2.2.3正确选择被测物体的发射率（见附录二）；
6.2.2.4作同类比较时，要注意保持仪器与各对应测点的距离一致，方位一致；
6.2.2.5正确键入大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数，并选择适当的测温范围；
6.2.2.6应从不同方位进行检测，求出最热点的温度值；
6.2.2.7正确选择测量距离和测量范围，应在安全的前提下，尽可能缩短测量距离。
6.2.2.8记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。
6.2.3红外检测的环境条件
检测目标及环境的温度不宜低于5℃，如果必须在低温下进行检测，应注意仪器自身的工作温度要求，检测时空气湿度不宜大于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。
6.2.4对红外检测人员的要求
6.2.4.1红外检测人员必须熟悉红外设备的操作方法，掌握红外检测有关专业知识，了解被测设备的结构和表面辐射率，必须熟悉和遵守《电业安全工作规程》；
6.2.4.2对运行设备进行巡视检测时，要选择最佳的巡测路线，防止漏检，对有怀疑的热故障，要从多个角度进行检测，排除可能的影响因素，保证检测的准确性；
6.2.4.3做好现场检测记录及被测设备的运行参数（负荷、油温等）记录。
6.3红外诊断方法和判断依据
6.3.1直接测定法
根据测得的设备表面温度值，对照GB763-90的有关规定（见附录三），可以确定一部分传导电流设备的缺陷。
对温度（或温升）超过标准，不能正常工作的设备，可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性。
6.3.2相对温差判断法
对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应按进行准确测温，按公式1计算出相对温差值，按表2的规定判断设备缺陷的性质。
公式1：
式中：
τ1和T1——发热点的温升和温度；
τ2和T2——正常相对应点的温升和温度；
T0——环境参照体的温度。
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
视同紧急缺陷
SF6断路器
≥20
≥80
≥95
真空断路器
≥20
≥80
≥95
充油套管
≥20
≥80
≥95
高压开关柜
≥35
≥80
≥95
空气断路器
≥50
≥80
≥95
隔离开关
≥35
≥80
≥95
其他导流设备
≥35
≥80
≥95
注意：
当发热点的温升值小于10K时，不宜使用表2的数据。
可暂定为一般缺陷，加强监视。
6.3.3比较测定法
在同一电气回路中，当三相电流对称和三相（或两相）设备相同时，比较三相（或两相）电流致热型设备对应部位的温升值，可判断设备是否正常。
若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。
对于型号规格相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。
电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。
一般情况下，当同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。
当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。
6.3.4热谱图分析法
根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。
6.4红外检测其他管理规定
6.4.1红外检测工作应设专人负责。
6.4.2红外检测设备应指定专人维护，并应每月不少于一次开机检查，非专业人员严禁拆卸仪器设备，要严格按照维护说明书做好日常维护工作。
6.4.3红外检测发现的缺陷应按照缺陷上报的流程及时上报，必要时用电气试验等其他检测手段核实红外检测的结果。
6.4.4配备了红外检测设备的各部门，应建立完善的红外检测技术档案资料。
6.4.5红外检测的技术资料包括：
6.4.5.1红外检测的规范化检修工作文档，现场记录和发现故障的诊断报告；
6.4.5.2发现存在故障的设备的红外热像图，或设备照片；
6.4.5.3发现过热故障的设备的历次红外检测数据记录；
6.4.5.4设备故障缺陷的跟踪和处理情况；
6.4.5.5运行设备台帐和有关的预防性试验数据。
7．附录
附录一：
红外测温记录表
附录二：
各种电气设备常见热缺陷类型及其特征
附录三：
常用材料发射率的参考值
附录四：
《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763—90）3.2条
本管理规定由广东电网公司惠州供电局生技部负责解释。
附录一：
红外测温记录表
序号
单位
部门
变电站电压等级
变电站名称
设备类别（按照高压MIS分类）
设备电压等级
设备编号
设备相别
本体平均温度
本体最高温度
接头最高温度
测温人
测温日期
备注
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
附录二：
各种电气设备常见热缺陷类型及其特征
1.变压器和电抗器
1.1箱体涡流损耗发热
变压器漏磁通产生的涡流损耗引起箱体或部分连接螺杆发热，其热像特征是以漏磁通穿过而形成环流的区域为中心的热谱图。
涡流损耗所引起的箱体温度不得超过DL/T572—95的4.1.3所规定的顶层油温的允许值。
1.2变压器内部异常发热
当变压器内部出现异常发热时，有可能引起箱体局部温度升高。
这种热谱图不具有环流形状。
这类缺陷同时伴有变压器内部油的气化，可采用红外诊断与色谱分析相结合的方法进行判断。
1.3冷却装置及油路系统异常
潜油泵过热则热谱图上有明显热区，管道堵塞或阀门未开则无热油循环的部分管道或散热器在热谱图上呈现低温区。
油枕缺油或假油位则热谱图上油枕内油气分界面清晰可辨。
1.4高压套管缺陷
套管介质损耗增大的热像特征是套管整体温度偏高。
正常时同类比较相间温差不应超过1K。
如果套管缺油则热谱图上有明显的油气分界面。
1.5导电回路连接件接触不良
导电回路连接件接触不良的热像特征是一个以发热点为中心的热像图。
一般可用相对温差判断法和同类比较法来判断其故障。
1.6变压器铁芯绝缘不良
一般干式变压器在热谱图上表现为以缺陷部位为中心的局部温度升高。
油浸式变压器在吊罩后施加一定的试验电压才能观测铁芯的绝缘损坏情况，必要时配合变压器大修进行。
2.高压断路器
2.1外部连接件接触不良
其特征是一个以发热点为中心的热像图。
2.2内部连接件接触不良
是指封闭在断路器内部的动静触头、中间触头及静触头座接触不良。
其特征是一个局部发热的热像图
3.电磁型电压互感器内部损耗异常
正常的电磁型电压互感器的总损耗不大，温升不高，而且基本相同。
同类比较时，储油柜表面温升及相间温差不得超过附表1的规定，必要时可配合色谱及电气试验结果综合分析，确定缺陷性质及处理意见。
附表1：
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
4.电流互感器内部损耗异常
正常电流互感器的总损耗不大，当一次电流和二次负载相同时，同类电流互感器总损耗基本温差不得超过附表二的规定，必要时可配合色谱及电气试验结果综合分析，确定缺陷的性质及处理意见。
附表2：
电流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
110
4.0
1.2
220～500
4.5
1.4
5.互感器内部连接件接触不良
其热像特征是以接触不良处为中心的热谱图，最高温度在出线头或顶部油面处。
这类缺陷的性质可用相对温差判断法来测定。
电流互感器内部连接件接触不良时，内外部的温差为30K～45K，为了保证内部温度不超过GB763-90的规定，油浸式互感器的表面温度应限制在55℃以下。
6.电力电缆
6.1出线接头接触不良
其特征是一个以发热点为中心的热像图，可用相对温差判断法和同类比较法来判断故障。
6.2电缆头局部绝缘不良或整体绝缘不良
是指电缆头因加工不良或长期运行造成绝缘局部损伤、受潮、劣化等缺陷，其特征是电缆头交叉处出现局部绝缘区域温升偏大。
可用同类比较法来测定。
6.3电缆头出线套管绝缘不良
是指35kV以上电缆出线套管因密封不良，引起进水受潮的缺陷。
其特征是套管整体温度升高，靠近法兰的中下部温度偏高，同类比较时相间温差不应超过0.5K。
6.4电缆整体发热
是指电缆绝缘老化或过负荷运行所引起的缺陷。
电缆及电缆头的外表最高允许温升不得超过附表三的规定。
附表3：
各种电缆的最高允许工作温升
电缆类型
内部长期允许温度℃
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
7.金属氧化物避雷器
无间隙金属氧化物避雷器的热像特征和允许的温升及异常判断可按附表四的规定执行。
当热像异常或相间温差超过附表四规定时，应用其他试验手段确定缺陷性质及处理意见。
附表4：
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整体温度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允许温升大值适用于室内设备，小值适用于无风条件下的室外设备
8.电力电容器和耦合电容器
正常的电容器一般热像特征中上部及顶部有明显的温升，耦合电容器瓷表面有轻微发热，异常的电容器则整体或局部有明显的发热。
如果，耦合电容器中上部出现明显的电位梯度，则可能是内部缺油，应根据具体情况来判断。
9.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一般不超过1K，低值绝缘子的热像特征是钢帽温升偏大，零值绝缘子是钢帽温升偏低，污秽绝缘子表现为瓷盘温升偏大
10.其他设备
10.1导线断股、散股，母线、隔离开关等连接部位接触不良，其热像特征都是以发热点为中心的热像图，可按同类比较法或相对温差判断法来确定其故障。
。
10.2穿墙套管支撑板发热
大电流穿墙套管的支撑铁板未开口，引起较大的涡流损耗。
10.3阻波器内避雷器损坏
正常的避雷器基本不发热。
如明显发热说明避雷器已损坏。
附录三：
常用材料发射率的参考值
材料
温度℃
发射率近似值
材料
温度℃
发射率近似值
抛光铝或铝箔
100
0.09
棉纺织品（全颜色）
—
0.95
轻度氧化铝
25～600
0.10～0.20
丝绸
—
0.78
强氧化铝
25～600
0.30～0.40
羊毛
—
0.78
黄铜镜面
28
0.03
皮肤
—
0.98
氧化黄铜
200～600
0.61～0.59
木材
—
0.78
抛光铸铁
200
0.21
树皮
—
0.98
加工铸铁
20
0.44
石头
—
0.92
完全生锈轧铁板
20
0.69
混凝土
—
0.94
完全生锈氧化钢
22
0.66
石子
—
0.28～0.44
完全生锈铁板
25
0.80
墙粉
0.92
完全生锈铸铁
40～250
0.95
石棉板
25
0.96
镀锌亮铁板
28
0.23
大理石
23
0.93
黑亮漆（喷在粗糙铁上）
26
0.88
红砖
20
0.95
黑或白漆
38～90
0.80～0.95
白砖
100
0.90
平滑黑漆
38～90
0.96～0.98
白砖
1000
0.70
亮漆（所有颜色）
—
0.90
沥青
0～200
0.85
非亮漆
—
0.95
玻璃（面）
23
0.94
纸
0～100
0.80～0.95
碳片
—
0.85
不透明塑料
—
0.95
绝缘片
—
0.91～0.94
瓷器（亮）
23
0.92
金属片
—
0.88～0.90
电瓷
—
0.90～0.92
环氧玻璃板
—
0.80
屋顶材料
20
0.91
镀金铜片
—
0.30
水
0～100
0.95～0.96
涂焊料的铜
—
0.35
冰
—
0.98
铜丝
—
0.87～0.88
附录四：
《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763—90）3.2条
电器中各零件、材料及介质的最高允许温度和温升不应超过表1中所规定的数值。
注：
空气和SF6用作高压电器产品的介质时，其长期工作时的最高允许温度和温升不需限制。
表1：
电器中各零件材料的最高允许温度和温升
序号
电器零件、材料及介质的类别1）、2）、3）、4）
最高允许温度℃
周围空气温度为40℃时
的允许温升K
空气中
SF6中
油中
空气中
SF6中
油中
1
触头5）、6）
裸铜或裸铜合金
75
90
80
35
50
40
镀锡
90
90
90
50
50
50
镀银或镀镍（包括镀厚银及镶银片）
105
105
90
65
65
50
2
用螺栓或其他等效方法连接的导体接合部分7）裸铜
（铜合金）和裸铝（铝合金）
90
105
100
50
65
60
镀（搪）锡
105
105
100
65
65
60
镀银（镀厚银）或镀镍
115
115
100
75
75
60
3
用其他裸金属制成或表面镀其他材料的触头或连接8）
4
用螺栓或螺钉与外部导体连接的端子9）
裸铜（铜合金）和裸铝（铝合金）
90
60
镀（搪）锡或镀银（镀厚银）
105
65
其他镀层8）
5
油开关用油10）、11）
90
50
6
起弹簧作用的金属零件12）
7
下列等级的绝缘材料及与其接触的金属零件13）、14）、15）
a）需要考虑发热对机械强度影响的
Y（对不浸渍材料）
85
90
—
45
50
—
A（对浸在油中或浸渍过的）
100
100
100
60
60
60
E、B、F、H
110
100
110
70
70
60
b）不需要考虑发热对机械强度影响的
Y（对未浸渍过的材料）
90
90
—
50
50
—
A（对浸渍过的材料）
100
100
100
60
60
60
E
120
120
100
80
80
60
B
130
130
100
90
90
60
F
155
155
100
115
115
60
H
180
180
100
140
140
60
c）漆
油基漆
100
100
100
60
60
60
合成漆
120
120
100
80
80
60
8
不与绝缘材料（油除外）接触的金属零件（触头除外）
a）需要考虑发热对机械强度影响的
裸铜、裸铜合金或镀银
120
120
100
80
80
60
裸铝、裸铝合金或镀银
110
110
100
70
70
60
钢、铸铁及其他
110
110
100
70
70
60
b）不需要考虑发热对机械强度影响的
裸铜、裸铜合金、镀银
145
145
100
105
105
60
铝、裸铝合金、镀银
135
135
100
95
95
60
1）相同零件、材料及介质，其功能属于本表所列的几种不同类别时，其最高允许温度和温升按各类别中最低值考虑。
2）本表中数值不适用于处于真空中的零件和材料。
3）封闭式组合电器、金属封闭开关设备等外壳的最高允许温度和温升由其相应的标准规定（见表A2）。
4）以不损害周围的绝缘材料为限。
5）当动、静触头有不同镀层时，其允许温度和温升应选取本表中允许值较低的镀层之值
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