由于GIS设备具有占地面积小、运行可靠、设备检修维护周期长等优点,近年来在电力系统各电压等级中得到大力应用和推广。随着GIS设备数量的不断增多以及运行年限的日益增长,各类缺陷逐渐增多,主要表现为发热型缺陷、放电型缺陷和机械型缺陷。发热性缺陷主要包括导电回路接触不良、绝缘整体受潮、老化等引起的发热,是 GIS设备的主要缺陷类型,由于发热引起的设备故障近几年屡见不鲜,已造成多起设备停运甚至爆炸等事故,因此加强GIS设备热缺陷的检测与分析具有重要意义。
红外测温技术作为带电检测的一种重要手段,具有不停电、不接触、不解体、不取样等一系列优点,已广泛应用在电力系统中。目前红外测温技术不断成熟,红外测温仪的测量精度及图像分辨率均能达到精确测温的要求,通过红外测温技术,分析诊断GIS设备热缺陷必将成为开展设备状态检测的重要手段。文章基于红外测温原理,分析GIS设备内部与外部热缺陷的机理及表现形式,提出相应地诊断依据,并通过实例进行分析验证,总结出有效地检测和诊断方法,以达到对现场实际提供有效指导价值的目的。
一、红外测温基本原理
任何温度高于绝对零度(-273℃)的物体都会向外辐射红外线,红外辐射能量与温度成一定的函数关系。见式(1)
式(1)中:W为发热体发生功率,W;ε为辐射率;δ为玻尔兹曼常数;A为发射体表而积,㎝2;T为发射体的绝对温度,K。
由式(1)可知,已知发射体表而的发射率,通过检测红外辐射能量,就可推断出发射体的温度。红外热像仪测温的原理见图1