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摘要：高压输电设备在生产生活中的应用，为人们生活带来诸多便利，但是输电设备本身也比较容易出现故障。随着科技不断发展，红外热像故障诊断技术应运而生，红外热像故障诊断技术在高压输电设备中的实际应用，能够准确发现输电设备中的故障问题，保证了设备运行的安全性，在高压输电设备生产生活中发挥着和重要的作用。基于此，本文就红外热像故障诊断技术在高压输电设备中的应用进行详细研究。
关键词：红外热像技术；故障诊断；高压输电设备；应用
引言
随着电力事业不断发展，为实现电力资源的高效利用，电力系统逐渐向高压方向发展，各类电力电气设备也随之更新换代。虽然其性能得到较大程度提升，但是在实际运行过程中，高压输电设备故障仍旧时有发生，由于高压电路带电状态下对其进行故障检测风险高、难度大，通常需要在大面积、长时间停电条件下才能完成故障检修，给人们生活带来不便，同时对社会经济发展造成不利影响。红外热像技术在电力系统中应用，在远距离不接触条件下，可以快速直观的进行准确故障诊断，为高压输电设备故障检测及判断提供可靠依据，为故障排除提供有效指导，对故障发生起到防患于未然的效果或是降低故障发生时所造成危害。
1红外热像故障诊断技术
红外线是一种波长较长的电磁波，其主要来源是热量或是热辐射。温度在绝对零度（-273.16℃）以上的物体都会向外辐射红外线，物体自身温度越高，其对外发射的红外线越强。[1]这是红外热像故障诊断技术的基本原理。物体自身结构出现异常，将会改变其热传导，使其对外辐射的红外线分布发生变化，红外线接收仪器可以观测到这种分布变化，将其直观显现出来。高压输电设备运行过程中，电路中电压和电流的存在，都会导致热量的产生，其整体对外辐射的红外线正常状态下保持稳定，而在某些节点存在缺陷或是出现故障时，该部位热传导异常，热量增强，对外辐射红外线强度发生变化。通过其温度分布的不同，红外热像设备可以判断设备缺陷或故障发生的部位、类型和程度。
2红外热成像技术在高压输电设备故障诊断中的实际应用分析
2.1鉴别电流致热型机械故障
目前，电流致热故障问题中，电机、CT、开关三类故障问题是常见的情况，运用红外热成像故障诊断技术解决如下。
2.1.1电机故障
某一电场发电机机器大检修检测定子线圈的直流电阻结果发现存在异常，达到2.15%的互差值，存在超标问题。工作人员对这一情况预测为：由于线棒焊接点所致。然后运用红外热像仪测量发电机温度，在检测过程中发电机的定子线圈流通电流数值是1200A。
在经几个小时后发现，自热像仪显示#55线棒延伸线达到34.9℃局部温度，剩余达33℃的部分温度，所以最终确定此为故障点。技术人员剥开绝缘体后，确实发现绝缘体云母过热且发现大块焊锡镏子，证实该处即锡流失故障。通过重新焊接线棒的焊接点，直至红外检测温度恢复正常之后机组即可再次使用。
2.1.2CT故障
某一高压发电机终端CT完成二次直流电阻检测，最终的检测结果表明CT端的直流电阻明显上升8.5%，较正常数值远远超出。为了更好的找出故障发生原因，通过在故障CT通入直流并完成红外热成像测温，进而发现故障点在于接头温度过高，也就是内部焊接错误所致，因此判该故障即内部热故障问题。
2.1.3开关故障
某厂运用红外测温数据检测高压输电设备隔离开关，经检测数据（见表1）发现，A相一台隔离开关端部转头存在温度异常情况，相较另一端转头该端的转头温度明显高出12.76K。以《带电设备红外诊断应用规范》为依据，想要更好的解决隔离开关带转头温度存在的检测结果误差情况，确定温差在15K以内即已达到关键缺陷要求，对此需要停电后进行预试处理。
表1红外热成像检测结果
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2.2鉴别电压致热型机械故障
对于绝缘介质，采用公式P=U2·ω·C·tgδ计算损耗。发热功率数值一般受电压强弱程度影响，所以称该类机械为电压致热型机械。运用红外热成像技术对该机械进行故障诊断中，主要针对电压互感器、避雷器、绝缘子、耦合电容器、电缆头及开关断口均压电容器展开诊断。
某高压电厂运用红外热成像技术检测变压器，发现变压器下部螺栓部位温度过高，根据检测结果认为变压器在运转中，漏磁于变压器钟罩上端感应面的大电流，通常会经过变压器钟罩螺栓、底座、接地扁铁进行泄放。这样一来螺栓越紧固，反之接触电阻值便会减小，但是泄放电流则明显增加，存在严重发热的情况。所以在故障诊断中通过将严重发热螺栓外跨接短路环，发现不仅可以对高温螺栓有效散热，还可以达到分流成效，在处理后高压输电设备均恢复正常。
2.3机械故障鉴别
目前，高压输电机械设备运行中，发电机、电动机等电力机械，都存在所受轴承振动及润滑冷却油量较少，或设备装设的调整不当等问题，导致轴承的整体受力不均，最终所致轴承磨损度较高。直流电动机换向器由于存在表层受损变形导致温度增高、热量较大。这些故障问题，均可以运用红外热成像技术加以鉴别。
2.3.1电压、电流互感器故障
诊断电压互感器故障问题运用红外热像技术，能够初步排查故障存在铁芯片之间，局部短路“业部线圈匝间短路”，具体依照故障问题的严重程度，作为设备是否退出运行的判断依据，并且经色谱及电气试验对存在的缺陷类型进行分析评定，还可经红外诊断迅速探测是否隶属电流互感器介质损耗过大所致故障问题。
某一电厂在巡检过程中，发现运用的TYD110-01007H电容式电压互感器发生分压电容热性异常问题，自上至下的第7裙位置瓷套表面的温度迅速升温，达到纵向温差9e，较同类设备温差高达10e。因此，判定该设备故障问题为多个连续电容单兀的绝缘板表面发生爬电烧伤炭化问题。以热像图中存在的温度分界线为依据，对上部缺油所暴露外面，下部浸于绝缘油内进行探明，电压互感器中压引出至电磁单兀油箱套管及电容兀件均破损，且油箱内的密封圈两端并未深入至密封槽内，导致存在密封不良的问题。经试验证实，红外故障探测运用行标重点进行电压互感器测温，能够及时发现故障问题。
2.3.2断路器、避雷器故障
避雷器极有可能存在非正常温度分布、过大相间温差及局部升温等故障问题。通过运用红外热像结合带电测试两种测试方法，能够准确探测因阀片破损所致的故障问题，观察故障引发整相及部分兀件发热，主要由于避雷器受潮，所致故障及非故障兀件发热。也可以运用红外热像，探测动静、中间、静不同触头，诊断由于接触不良问题所引发的断路器内部受损、受潮和缺油多种故障问题。
3结束语
综上，采用红外热像故障诊断技术进行电气设备故障检测简便而有效，以直观的热图像、准确的温度数据可以有效判断出电力系统几乎所有设备异常的类型、部位及性质，有力保障电气设备运行状态监测，为设备预防检修提供精确指导，保障设备正常运行，降低电力系统故障发生概率。尤其是在高压输电设备故障诊断中，其远距离、不接触、不中断电力系统运行状态的特点更极大程度上保障了检测的安全性以及电力生产的连续稳定性。
参考文献：
[1]刘国伟，刘宇俊，杨永.基于红外热成像技术的电力设备故障检测[J].设备管理与维修，2019（02）：89-90.
[2]梁钱胜.红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用[J].自动化应用，2019（04）：63-64.