紅外熱成像檢測培訓(xùn)講義

1、紅外檢測內(nèi)容安排1、 紅外熱成像檢測的特點及適用范圍2、 紅外基本基本概念及基本原理3、 具體電力設(shè)備紅外熱成像分析4、 紅外熱成像檢測中需要注意的事項第一節(jié)：紅外熱成像檢測的特點及適用范圍 眾所周知，電力生產(chǎn)與供應(yīng)的最大特點是過程的連續(xù)性。就是說，從電能的發(fā)出、輸送到分配給用戶使用，整個過程都是在瞬間完成和連續(xù)進行的。其中任何一個環(huán)節(jié)上的任何設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，都會直接或間接的影響到整個系統(tǒng)的正常安全運行，甚至?xí)砭薮蟮慕?jīng)濟損失或生命財產(chǎn)損失。尤其是現(xiàn)代電力工業(yè)不斷向著大機組、大容量和高電壓的迅速發(fā)展，一旦發(fā)生故障或者事故，造成的經(jīng)濟損失也是越來越大，因此電力系統(tǒng)對安全可靠運行提出了很高的要

2、求。我國電力行業(yè)長期以來執(zhí)行的就是預(yù)防性維修體制：它是以時間為依據(jù)的定期維修體制，根據(jù)經(jīng)驗和統(tǒng)計資料，為保證設(shè)備完好率處于一定水平而進行的定期維修體制。我國電力行業(yè)長期以來執(zhí)行的就是這種體制。不可否認(rèn)，定期進行預(yù)防性試驗和維修對于排除某些事故隱患和降低故障率，的確發(fā)揮了一定的積極作用。但是，定期進行預(yù)防性試驗和維修，本身就具有一系列難以克服的缺點。預(yù)防性試驗都是在停電或停運條件下進行的，影響正常運行，費時費力不僅減少了設(shè)備的可用時間，增加了不可用時間，降低了運行有效度，而且還檢測不到設(shè)備在運行中的真實技術(shù)狀態(tài)。有時還會因廢棄許多尚可用的零部件和增加不必要的拆裝次數(shù)，使得維修費用大大增加。預(yù)防性

3、試驗條件往往不同于設(shè)備的正常運行條件，有些已經(jīng)存在的故障不易發(fā)現(xiàn)，致使有些經(jīng)過預(yù)試判定為“合格”的設(shè)備，投運后仍會發(fā)生故障或者事故。有些設(shè)備的缺陷或結(jié)構(gòu)上的故障，在低電壓下難以暴露出來，只有在實際運行狀態(tài)下的較高電壓時，局部或整體缺陷才能表現(xiàn)出來。有些本來沒有故障的正常設(shè)備，經(jīng)拆卸進行預(yù)試后復(fù)裝時，反而引入了新的事故隱患。在很多情況下，頻繁拆卸設(shè)備或更換零部件，不但不能改善設(shè)備的性能，反而在每次預(yù)試復(fù)裝后引入新的故障。狀態(tài)維修體制是在20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的一種較先進的設(shè)備維修體制。這種維修體制不再以時間為依據(jù)進行常規(guī)的定期檢測試驗與維修，而是著眼于密切跟蹤監(jiān)測設(shè)備具體運行技術(shù)狀態(tài)的發(fā)展

4、、變化情況，根據(jù)規(guī)范化的狀態(tài)檢測結(jié)果，掌握設(shè)備運行狀態(tài)及演變情形和惡化程度。監(jiān)測到設(shè)備有缺陷或者預(yù)見到設(shè)備有故障時，再進行維修。狀態(tài)維修體制具有以下優(yōu)點:通過降低維修次數(shù)，延長設(shè)備的維修時間間隔，減少停運時間，提高設(shè)備可靠性和運行有效度，提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)率，節(jié)約設(shè)備維修費用，降低設(shè)備全壽命周期成本。由于狀態(tài)維修體制往往是以設(shè)備運行狀態(tài)下的在線監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)進行的維修，所以能夠預(yù)報故障的發(fā)生時間和起因，可以有效防止發(fā)生意外的突發(fā)事故。狀態(tài)監(jiān)測能夠預(yù)測已有故障隱患對設(shè)備其它零部件的影響與作用，可以消除設(shè)備已有故障誘發(fā)的二次性損壞。為了實現(xiàn)狀態(tài)維修，一方面在制造設(shè)備時，在設(shè)備內(nèi)部安裝采集狀態(tài)信息

5、的監(jiān)測傳感器，或在運行設(shè)備上安裝監(jiān)測儀表和監(jiān)測系統(tǒng)。另一方面根據(jù)電力設(shè)備故障都會產(chǎn)生溫度異常的特點，利用紅外測溫技術(shù)大力發(fā)展電力設(shè)備運行狀態(tài)的非接觸式紅外在線監(jiān)測與故障診斷方法。在1990年國際大電網(wǎng)會議上，電力設(shè)備運行狀態(tài)的紅外監(jiān)測與故障分析得到了大力的肯定。與傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗和離線診斷相比，紅外診斷方法具有以下技術(shù)特點。不接觸、不停運、不取樣、不解體。由于紅外檢測與診斷是在運行狀態(tài)下，通過檢測設(shè)備故障引起的異常紅外輻射和異常溫度場來實現(xiàn)的，也就是通過紅外輻射測溫來獲取設(shè)備運行技術(shù)狀態(tài)和故障信息的，所以它是一種遙感診斷方法，在檢測過程中，不需要與運行設(shè)備接觸。因此不停電、不改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)

6、，從而可以檢測到設(shè)備在運行狀態(tài)下的真實狀態(tài)信息，可以大大降低設(shè)備維修費用，提高設(shè)備的運行有效度，縮短了不可用時間。采用被動式檢測，簡單方便。可實現(xiàn)大面積快速掃描成像，狀態(tài)顯示快捷靈敏、形象直觀，檢測效率高。使用紅外熱成像儀檢測時，是以圖像的形式，直觀的顯示運行設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)和故障位置。一座大中型容量的變電站有眾多的各類電氣設(shè)備，它們的運行狀況不同，完好程度不同。但是，只要用紅外熱成像儀掃描一遍，就可以初步判斷存在缺陷和故障的設(shè)備。然后再對有可能存在缺陷或故障的設(shè)備進行檢測，就能夠得到這臺設(shè)備的紅外熱像圖、溫度分布及溫度量值。因此可以迅速、形象和直觀的顯示出當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)，目前商業(yè)化的紅外熱

7、像儀溫度分辨率可達0.020.05。紅外診斷適用面廣。在電氣設(shè)備預(yù)防性試驗中的各種測試方法中，每一種方法都不可能適用于所有的電氣設(shè)備各種故障的檢測。但是從檢測方法來講，紅外熱成像檢測原則上幾乎能夠適用于發(fā)電廠和變電站所有高壓電氣設(shè)備中各種故障的檢測，這是其它檢測方法和手段所無法比擬的。紅外檢測有利于實現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)管理和向狀態(tài)維修體制的過渡。在帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則中是這樣規(guī)定的：紅外檢測與診斷技術(shù)適用于電力行業(yè)中具有電流、電壓致熱效應(yīng)或其它致熱效應(yīng)的設(shè)備。也就是說凡是故障發(fā)熱能夠在設(shè)備外部有溫度響應(yīng)的故障，均適用于紅外方法做出診斷。從設(shè)備故障的發(fā)熱機理上來說，紅外診斷適用范圍有以下六

8、種。高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)流回路故障高壓電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障鐵磁損耗或渦流故障電壓分布異常和泄漏電流增大故障油浸電氣設(shè)備缺油故障電力機械磨損故障。應(yīng)該承認(rèn)，任何一種先進的技術(shù)方法都不可能是完美無暇的，紅外診斷也不例外。紅外狀態(tài)診斷是以對設(shè)備表面進行紅外掃描測溫為基礎(chǔ)的，又因為紅外輻射在固體中的穿透能力及其微弱，對金屬導(dǎo)體的穿透厚度只有1微米的數(shù)量級，對大多數(shù)非導(dǎo)電材料的穿透能力也只小于1毫米。所以，對于大型復(fù)雜電力設(shè)備內(nèi)部的某些故障，如果其發(fā)熱功率太小，或因故障部位距離設(shè)備表面太遠(yuǎn)，由于熱量的橫向傳遞，是故障發(fā)熱不能在設(shè)備表面產(chǎn)生明顯的特征性響應(yīng)；或者因設(shè)備內(nèi)部的熱交換過程很復(fù)雜，致使內(nèi)部的故障發(fā)

9、熱也無法在設(shè)備表面形成特征性熱場分布，對于這類故障，紅外診斷就無能為力了。例如：對于大型油浸變壓器的一些內(nèi)部故障，線圈斷線、絕緣紙間爬電、內(nèi)部引線焊接不良、引線受潮或絕緣老化、絕緣擊穿等，因變壓器內(nèi)部的油循環(huán)攪亂了故障發(fā)熱形成的原始熱場，很難在變壓器箱體外表面產(chǎn)生與內(nèi)部故障相對應(yīng)的特征性熱場，對于這類問題，紅外診斷目前還無法檢測出來。就目前發(fā)展水平而言，紅外診斷的主要不足在于：溫度標(biāo)定較困難。紅外診斷儀的測溫靈敏度很高，但是因輻射測溫準(zhǔn)確度受被測體表面發(fā)射率及環(huán)境條件、環(huán)境濕度、風(fēng)速等因素的影響較大，所以當(dāng)對設(shè)備溫度狀態(tài)做絕對測量時，必須認(rèn)真解決測溫結(jié)果的標(biāo)定問題。 對于一些大型復(fù)雜的高壓電氣

10、設(shè)備內(nèi)部的某些故障診斷，目前尚存在很多困難，需要配合其它常規(guī)性試驗方法做出綜合判斷。第二節(jié)：紅外基本基本概念及原理紅外輻射或紅外線就是電磁波譜中比微波波長還短，比可見光波波長，范圍在0.751000微米的電磁波。它具有電磁波的共同特征，以橫波形式在空間傳播，在真空中和光線的傳播速度相同。先給大家介紹幾個基本概念。黑體：簡單地講就是在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于1的物體，也就是說完全吸收。作為自然界中實際存在的任何物體對不同波長的入射輻射都有一定的反射(吸收率不等于1)，所以黑體只是人們抽象出來的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外線研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)，它揭示了黑體發(fā)射

11、的紅外熱輻射隨溫度及波長變化的定量關(guān)系，同樣，這也是我們研究紅外成像的基本出發(fā)點。黑體定律分別由以下三個基本定律構(gòu)成：(1)輻射的光譜分布規(guī)律普朗克輻射定律；(2)輻射功率隨溫度的變化規(guī)律斯蒂芬-玻耳茲曼定律；(3)輻射的空間分布規(guī)律朗伯余弦定律。以上三個定律共同闡述了凡是溫度高于開氏零度(絕對零度)的物體都會自發(fā)地向外發(fā)射紅外熱輻射，而且黑體單位表面積發(fā)射的總輻射功率與開氏溫度的四次方成正比，溫度只要有較小的變化，就會引起物體的輻射功率發(fā)生較大變化。以上定律正是紅外線成像的原理基礎(chǔ)，即只要有溫度存在，就有紅外線的輻射。理論上，自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對零度(-273.15)，就

12、存在分子和原子無規(guī)則的運動，其表面就會不斷地輻射紅外線。任何存在有溫度的物體，除可以發(fā)出可見光外，還發(fā)射不為人眼所見的紅外線。因此，紅外線的最大特點就是普遍存在于自然界中，也就是說，任何“熱”物體雖然不發(fā)光但都能輻射紅外線，因此紅外線又稱為熱輻射線，簡稱為熱輻射。在自然界中完全的黑體是不存在的，為了表示某一物體與黑體輻射的偏離，用放射率表示。它表示實際物體輻射功率與黑體輻射功率之比。當(dāng)1，即為理想黑體。而0，即表示完全透明體。由于物體發(fā)出的熱輻射在到達檢測系統(tǒng)的過程中要經(jīng)過空氣，所以必須要考慮導(dǎo)紅外線通過空氣時所受到的影響。紅外線通過大氣所受到的衰減，主要來自氣體分子和塵埃的吸收與散射。在接近

13、地面的空氣中，吸收紅外線的氣體主要是水蒸氣（6.3微米）和二氧化碳（2.7和15微米吸收帶）。從可見光到15微米波段大氣的透射光譜，可看出大致有三個紅外波段在大氣中透射較好，通常稱這些波段為大氣窗口，它們分別為13微米；3.55微米；814微米。目前紅外熱像儀使用的波段通常為35微米和814微米。溫升：用同一檢測儀相繼測得的被測物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。溫差：用同一檢測儀相繼測得的不同被測物或同一被測物不同部位之間的溫度差。相對溫差：兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)，（T1-T2）/（T1-T0），其中T0：環(huán)境參照體的溫度，T1：發(fā)熱點的溫度，T2：正常相對

14、應(yīng)點的溫度。環(huán)境溫度參照體：用來采集環(huán)境溫度的物體叫做環(huán)境溫度參照體。它具有與被測物相似的物理屬性，并與被測物處在相似的環(huán)境之中。內(nèi)部缺陷：凡致熱效應(yīng)部位被封閉，不能用紅外檢測儀直接檢測，只能通過設(shè)備表面的溫度場進行比較、分析或計算才能確定的缺陷。第三節(jié)：具體電力設(shè)備紅外熱成像分析正常狀態(tài)下高壓電器的發(fā)熱特征：在正常狀態(tài)下，電氣設(shè)備也存在電阻損耗和介質(zhì)損耗引起的發(fā)熱，對于帶勵磁系統(tǒng)的設(shè)備還會有鐵損引起的發(fā)熱。但是，由于在正常狀態(tài)下非磁性導(dǎo)電材料零部件中的渦流損耗和絕緣介質(zhì)中的介質(zhì)損耗在總能量損耗中所占的比例很小，通?？珊雎圆挥?。因此，在大多數(shù)情況下，高壓電氣設(shè)備的發(fā)熱主要是由電阻損耗引起的電流

15、效應(yīng)發(fā)熱，并分別表現(xiàn)為長時間持續(xù)發(fā)熱和短路故障狀態(tài)下的短時發(fā)熱。電氣設(shè)備接入運行的電力系統(tǒng)并有電流流過時，必然會因電流效應(yīng)而發(fā)熱，引起溫度升高，并與周圍介質(zhì)產(chǎn)生溫差。由于在正常運行狀態(tài)下設(shè)備內(nèi)通過的負(fù)荷電流都小于或等于額定工作電流，所以載流導(dǎo)體電阻損耗產(chǎn)生的熱量，通過傳導(dǎo)、對流和輻射等形式傳入空氣或周圍介質(zhì)中去，使載流導(dǎo)體與空氣或周圍環(huán)境處于熱穩(wěn)定狀態(tài)。設(shè)備投入運行后，起始階段溫升很快，隨著時間延長，上升速率逐漸減慢，最后導(dǎo)體溫度達到某個穩(wěn)定值。對于給定的導(dǎo)體，穩(wěn)定溫升隨負(fù)荷電流的平方成正比增大，因此良好載流導(dǎo)體載小于或等于額定電流下運行時，雖然有溫升，但是并不嚴(yán)重，不會造成過熱損壞。但當(dāng)在遠(yuǎn)

16、大于額定值的電流下運行時，就會因長期溫升過高而損壞。即使設(shè)備在額定電流下運行，一旦其中的導(dǎo)電回路出現(xiàn)因連接不良而使接觸電阻過大時，也會出現(xiàn)局部過熱和使溫升增加，甚至超過允許的最高溫度。設(shè)備在正常狀態(tài)下發(fā)熱，在相同條件下，無故障設(shè)備穩(wěn)定發(fā)熱是比較均勻的，因此對于同組設(shè)備而言，正常狀態(tài)下三相間發(fā)熱可互相比較。對于同類設(shè)備而言，在同一時間、同一地點和同一電源下，相同部位的發(fā)熱也可相互比較。而存在故障發(fā)熱的設(shè)備，也會因?qū)Я骰芈愤B接不良，出現(xiàn)局部過熱，或因介損過大而引起整體過熱，其表面溫度分布也往往會產(chǎn)生某種不均勻性。大多數(shù)高壓電氣設(shè)備都封裝在殼體內(nèi)部，而封裝材料（電瓷、低碳鋼鐵箱或復(fù)合式）導(dǎo)熱系數(shù)彼此

17、的差值可達若干數(shù)量級，所以具有不同封裝材料的高壓電器將會有不同的表面平衡溫度。此時，表面最高溫度點相對于周圍大氣的溫度之差，就是設(shè)備的穩(wěn)定溫升。電機類設(shè)備故障紅外診斷：大型發(fā)電機的主要故障隨發(fā)電機結(jié)構(gòu)型式、冷卻方式及運行工況不同而異，不同故障的產(chǎn)生原因也不同。大致可以歸結(jié)為七個方面：1、絕緣故障2、接頭焊接不良3、鐵芯局部短路故障4、炭刷和集電環(huán)故障5、冷卻回路故障6、負(fù)序電流引起的轉(zhuǎn)子表面過熱故障7、轉(zhuǎn)子匝間短路及其它故障。以上七個方面的故障，無論是由于電的、熱的、機械的還是化學(xué)原因造成的，也不論是由于電流效應(yīng)、電壓效應(yīng)還是電磁效應(yīng)引起的，都必然出現(xiàn)局部過熱的特征，并將逐步引起相應(yīng)部件電氣性

18、能劣化或毀壞。電機故障信息能以熱的形式表現(xiàn)出來，通過熱量在設(shè)備內(nèi)部傳遞過程的理論分析，借助紅外熱成像測溫，就為發(fā)電機狀態(tài)檢測紅外診斷提供了原則上的可行性。但是，如果有故障的設(shè)備部件被完全封閉在金屬內(nèi)，故障發(fā)熱在金屬的外表面沒有響應(yīng)時，紅外診斷就無能為力了。紅外能夠診斷檢測的電機類故障主要有定子線棒接頭故障、定子鐵芯故障、炭刷和集電環(huán)故障以及其它故障。定子線棒接頭故障：發(fā)電機定子繞組在通電情況下，因存在回路電阻而產(chǎn)生銅損和溫升，并且回路直流電阻是線棒固有電阻和接頭接觸電阻的總和。當(dāng)發(fā)電機容量確定后，線棒固有電阻即為一定值，能夠引起回路電阻變化的只有接頭接觸電阻。因此測量定子繞組直流電阻能夠反映整

19、相繞組接觸的好壞。對于大型發(fā)電機而言，每相繞組線棒接頭可達上千個，即使每相繞組總電阻相同，也并不說明每個接頭接觸電阻相等。定子線棒焊接質(zhì)量的紅外檢測實際上就是在向定子某一支路或一相繞組通入相同電流的條件下，用紅外熱像儀測量和比較各接頭溫度來進行判別。適合汽輪機組檢測的方法有以下兩種。一：短路試驗法，發(fā)電機開機并且在短路試驗狀態(tài)下進行，與電網(wǎng)無關(guān)聯(lián)，不受系統(tǒng)負(fù)荷的制約，停機速度也較快。停機后，用紅外熱像儀掃描定子線棒接頭，由熱像圖可以鮮明地顯示出存在故障地接頭。短路試驗中，定子鐵芯磁密度較低，鐵損很小，鐵芯溫度不高，槽部線棒冷卻較快，所以試驗時間應(yīng)不超過3小時。二：外施電流試驗法，這是一種靜態(tài)檢

20、測方法，既可以在抽出轉(zhuǎn)子時檢測，也可在不抽出轉(zhuǎn)子的情況下檢測。因為是靜態(tài)檢測，所以不存在因為電機旋轉(zhuǎn)帶來的安全問題，外施電流可以是直流也可以是交流。當(dāng)外施交流時，可使用現(xiàn)場的另一臺容量相近的發(fā)電機組作為電源。也可用外施直流，采用可控硅整流電源，試驗電流值達到機組額定電流的5060為宜。增加電流時，監(jiān)測機組鐵芯、線棒和接頭溫度不超過85。定子鐵芯故障：定子鐵芯故障主要是鐵芯局部短路，且多出現(xiàn)在定子齒部表面和槽部。因定子鐵芯封閉在機殼內(nèi)，無法進行在線監(jiān)測，只能在靜態(tài)下抽出轉(zhuǎn)子，外施電源勵磁，使定子鐵芯磁通密度接近額定值，借助鐵損產(chǎn)生的溫升進行鐵芯故障的紅外檢測。通入勵磁電流使鐵芯產(chǎn)生約0.1特斯拉

21、的磁通密度，監(jiān)視和控制鐵芯溫度不超過105，持續(xù)時間約90分鐘。如圖，無局部短路故障的良好定子鐵芯片間絕緣完好，鐵損低，通入試驗磁通密度后鐵芯各部位發(fā)熱基本一致，溫度不高且均勻。存在局部短路故障的鐵芯，在短路環(huán)中感應(yīng)電動勢形成渦流，使局部鐵損增大，溫度異常。如圖就是一個發(fā)電機定子鐵芯試驗時的熱像圖，局部有輕微的發(fā)熱。計算一下齒間的最大溫差，在導(dǎo)則里有明確的溫度、溫差等規(guī)定，就可以知道它是不是屬于故障定子鐵芯了，圖例的是一個合格的鐵芯。炭刷和集電環(huán)故障：炭刷和集電環(huán)是裸露在空氣中的通流部件，在運行狀態(tài)下，炭刷和集電環(huán)靠彈簧壓力接觸導(dǎo)電，但它不同于開關(guān)或刀閘等其它接觸導(dǎo)電設(shè)備。因為炭刷和集電環(huán)是動

22、靜接觸，在運行過程中必然遇到振動、摩擦和離心力等作用，所以炭刷常常發(fā)生過熱、燒壞刷辮以及灼傷集電環(huán)等故障。炭刷和集電環(huán)故障屬于外部故障，可在機組滿負(fù)荷時進行在線監(jiān)測。如圖，就是兩例炭刷故障的紅外檢測圖。電機類設(shè)備的其它故障：發(fā)電機冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理或冷卻回路局部堵塞時，高溫過熱部位的冷卻介質(zhì)溫度必然升高，被加熱的高溫冷卻介質(zhì)通過發(fā)電機機殼內(nèi)壁時，熱量由金屬殼體內(nèi)壁傳導(dǎo)外表面，引起發(fā)電機表面溫度升高。發(fā)電機運行中由于磁場分布不均勻，或者三相之間不平衡，可引起軸承振動，導(dǎo)致軸承溫度升高，潤滑冷卻油量不足也會引起軸系溫升。發(fā)電機出線大電流渦流損耗會造成發(fā)電機出線閘刀過熱，這些故障都可以用紅外熱成像進

23、行檢測和診斷。斷路器和隔離開關(guān)故障紅外診斷：斷路器是電力系統(tǒng)電氣回路中重要的控制、保護設(shè)備，其功能是在正常運行的電力系統(tǒng)中切斷和接通負(fù)荷電流，以及在故障狀況下切斷故障電流，防止事故擴大，保障系統(tǒng)安全。斷路器主要有以下三種故障：1、機械原因引起的拒分拒合故障2、絕緣故障3、導(dǎo)流回路故障。高壓斷路器的故障大致可分為外部和內(nèi)部兩類。外部故障就是設(shè)備外露的接觸部位、導(dǎo)線及其連接點等。內(nèi)部故障包括：動、靜觸頭接觸不良、靜觸頭底座接觸不良、中間觸頭接觸不良、缺油和內(nèi)部受潮等。圖例就是兩例斷路器的外部連接不良引起的故障熱像圖。少油斷路器內(nèi)部觸頭故障：1、動、靜觸頭接觸不良時得熱像是以頂帽下部為最高溫度得熱像

24、，頂帽溫升>下部法蘭溫升>瓷套溫升。如圖即為一少油斷路器動、靜觸頭故障的熱像圖。2、中間觸頭接觸不良時的熱像是以下端基座法蘭為最高溫度的熱像，且有下部法蘭溫升>頂帽溫升>瓷套溫升的溫度分布。如圖即為一少油斷路器中間觸頭接觸不良的故障熱像圖。3、靜觸頭基座與內(nèi)部連接部件連接不良故障的熱像是以頂帽中部為最高溫度的熱像，且有頂帽溫升>瓷套基座法蘭溫升>瓷套溫升，如圖就是一靜觸頭基座的故障熱像圖。多油斷路器導(dǎo)流回路故障：多油斷路器內(nèi)部油比較多，內(nèi)部故障產(chǎn)生的熱量被油均勻擴散到箱殼，此類斷路器的內(nèi)部導(dǎo)流回路故障熱像特征是以箱體上部為中心的熱像圖，且溫度從上至下呈遞減分

25、布。斷路器內(nèi)部受潮故障：當(dāng)斷路器受潮時，熱像顯示整體發(fā)熱的特征，且開斷負(fù)荷電流后相間溫差仍無改變，常伴有相間溫差較大的現(xiàn)象。如圖就是一斷路器灌膠管內(nèi)部受潮絕緣不良引起的故障熱像圖。斷路器缺油故障：少油斷路器因漏油而造成滅弧室缺油時，其分合閘滅弧是很危險的，這種故障可在斷路器外部呈現(xiàn)油位面上下的明顯溫度梯度。因在油與空氣分界面上下介質(zhì)的熱物性參數(shù)不同，所以必然在油面處形成一個有明顯溫度突變的熱像特征，缺油部分顯示較低溫度。斷路器箱體渦流故障：渦流是在交變磁場中的導(dǎo)體內(nèi)部（包括鐵磁物質(zhì)），在垂直于磁力線方向的截面上感應(yīng)出閉合的環(huán)形電流，形成渦流，并引起局部過熱。如圖為一斷路器箱體渦流發(fā)熱熱像圖。高

26、壓隔離開關(guān)故障：高壓隔離開關(guān)的過熱故障比較普遍且突出，大部分都是屬于外部故障。造成隔離開關(guān)過熱性故障的原因主要是1、隔離開關(guān)長期裸露在大氣中運行，極易受到水蒸氣、腐蝕性塵埃合其它化學(xué)活性氣體的侵蝕與影響，在連接處的表面形成氧化膜，使電阻增大，造成接觸不良。2、導(dǎo)線在風(fēng)力舞動下，或因負(fù)荷變化引起連接件周期性熱脹冷縮，造成連接處松動，減小了有效接觸面積，增大了接觸電阻。3、安裝不符合工藝，運行中缺少對隔離開關(guān)進行必要的維護。如圖即為隔離開關(guān)的引線接頭故障熱像圖、轉(zhuǎn)動球頭故障和刀口故障熱像圖。高壓套管故障紅外檢測與診斷：高壓套管是用作高壓載流導(dǎo)體需要穿過與其電位不同的各種高壓電器金屬箱殼的絕緣配件，

27、以及用于高電壓電路穿越發(fā)電廠或變電站墻壁與樓板的絕緣部件。高壓套管雖然不是獨立設(shè)備，僅僅是各種高壓電器的絕緣配件，但由于高壓套管的故障發(fā)生率較高，而且其故障對于主體設(shè)備影響很大，所以不能低估對套管故障診斷的意義。套管一旦爆炸，將會直接導(dǎo)致主設(shè)備的損壞。有統(tǒng)計表明，變壓器故障中有8是由于套管故障引起的。高壓套管可分為單一介質(zhì)套管、復(fù)合介質(zhì)套管合電容式套管三種。按主絕緣介質(zhì)類型又可分為純瓷套管、沖油套管、充氣套管、樹脂套管、油紙電容式套管合膠紙電容式套管。高壓套管在運行中其主絕緣不僅承受高電壓作用，而且導(dǎo)電部分還要通過較大的電流，同時還要受到諸多力的作用（如電動力、重力、牽引力合熱脹冷縮的應(yīng)力等）

28、。一端暴露在大氣中受日曬雨淋合風(fēng)雪塵埃的侵蝕，另一端又插在設(shè)備內(nèi)部流動介質(zhì)中，受主設(shè)備熱場及電磁場的強烈影響。而且運行時設(shè)備三相負(fù)荷不可能長期保持絕對平衡。套管介損異常造成的發(fā)熱有可能被掩蓋，由于上述原因，使得套管的溫升比較復(fù)雜。圖示即為合格高壓套管與不合格套管的紅外熱像比較圖，其中左側(cè)為合格套管加壓3小時的熱像圖，右側(cè)（左邊的為不合格套管，介損偏大；右邊的為合格套管，介損正常）為故障套管與合格套管加壓4小時的熱像比較圖。高壓套管接頭故障紅外檢測：引起熱故障的主要原因是穿纜線鼻子與引線焊接不良，或?qū)щ姉U與將軍帽等連接螺母不匹配，或因受外接引線的作用力，使接觸電阻增大。由于高壓套管的結(jié)構(gòu)是在中心

29、部位貫穿著載流導(dǎo)體，該導(dǎo)體經(jīng)過套管頭部的端子與母線或設(shè)備內(nèi)部部件連接。因此一旦接點連接不良，引起接觸電阻增大，就會導(dǎo)致接頭過熱，造成絕緣套管龜裂，甚至發(fā)生套管爆炸事故。所以產(chǎn)生套管過熱故障的多數(shù)原因是套管接頭接觸不良，而套管導(dǎo)電桿自身出現(xiàn)過熱的可能性較小。有時變壓器套管內(nèi)部連接故障還可能形成套管根部溫升較高的熱像。這表明該相套管根部在變壓器內(nèi)部的連接存在缺陷，此類問題性質(zhì)較嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的重視。如圖就是一穿墻套管因連接不良造成的故障熱像圖，從圖上可以看出其故障溫度已經(jīng)達到15x了，屬于緊急故障。如圖是一主變套管內(nèi)部連接不良的故障熱像圖。還有某一套管連接故障，最高溫度已經(jīng)達到202。高壓套管絕

30、緣故障的紅外診斷：套管絕緣故障主要包括進水受潮、局部放電和油劣化等。套管因上部密封不良而進水，必然引起電容式套管電容芯子的絕緣材料受潮、老化或油劣化，使套管介損增大。絕緣介質(zhì)有層間擊穿或其它原因引起的短路，則會造成電容量偏大，它們都會增大電容式套管介損發(fā)熱。絕緣良好的套管表面溫升明顯有兩個特點。1、熱慣性大。套管加壓后溫升過程緩慢，約需要3小時左右才顯示溫升。2、絕緣良好的套管單純在電壓效應(yīng)作用下的熱場分布比較均勻，且是以將軍帽為中心的熱像。高壓套管其它故障的紅外診斷：可分為套管缺油故障、套管污穢和瓷套不良以及末屏引線對地放電故障。套管缺油故障：變壓器充油套管缺油或油位嚴(yán)重下降較為常見，通?？?/p>

31、現(xiàn)場目測檢查油位不夠準(zhǔn)確。若套管油與變壓器油相連通，這種缺油故障是在安裝或充油時未排放套管內(nèi)的氣體所致，因此只要把氣體排出即可。另一種是套管油與變壓器分開，這種缺油故障多數(shù)因套管下端密封不良漏油所致。不論套管油與變壓器油是否相通，只要當(dāng)套管油位明顯降低時，因在油與空氣分界面上下介質(zhì)的熱物性參數(shù)不同，所以必然在油面處形成一個有明顯溫度突變的熱像特征。長期在戶外尤其是空氣污染嚴(yán)重的環(huán)境下運行的高壓套管，因瓷套表面污穢，增大表面泄漏電流而發(fā)熱，所以污穢的套管瓷套的熱像呈白亮色調(diào)。電容式套管末屏引線松脫，會導(dǎo)致末屏引線對地放電故障，從原理上講此類故障必然具有熱癥狀。但是實際上故障伴隨的發(fā)熱功率很小，目

32、前尚無法用紅外方法檢測出此類缺陷。電力變壓器故障的紅外檢測與診斷：電力變壓器是電力系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，它的安全穩(wěn)定運行關(guān)系到整個電網(wǎng)。變壓器投運后，線圈、鐵芯和鋼結(jié)構(gòu)部件都會產(chǎn)生損耗，這些損耗將變成熱量使變壓器迅速升溫。經(jīng)過一定時間后，整個系統(tǒng)達到熱平衡狀態(tài)，溫度趨于穩(wěn)定。由于變壓器結(jié)構(gòu)和運行工況的復(fù)雜性，目前還沒有哪一種試驗診斷方法能夠?qū)ψ儔浩鞯母鞣N潛伏故障進行全面的診斷，能夠用紅外檢測和診斷出來的故障有：1、外部引線與套管連接不良故障2、套管密封不嚴(yán)，進水受潮3、缺油、滲油、漏油和油位低故障4、冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇過熱故障5、潛油泵與變壓器導(dǎo)油管連接不良，密封不嚴(yán)，進入空氣6、渦流引起局部過熱故

33、障7、油枕缺油、有積水和假油位故障。如圖就是某一變壓器套管因滲漏而造成缺油故障的熱像圖，油與氣體的發(fā)射率不同，所以在油面的分界面處形成一個明顯的熱場或溫度分界線。如圖即為一變壓器外殼接地線連接不良的故障熱像圖。冷卻裝置及油路系統(tǒng)故障的紅外診斷：變壓器的冷卻器、潛油泵、油枕、防爆管等冷卻裝置和油路系統(tǒng)都在變壓器外部，它們的故障無論是冷卻器管道堵塞、假油位還是潛油泵過熱等，都能在紅外熱像上清晰的顯示出來，此類故障的熱像特征是以故障部位為中心的熱場分布。如圖為一變壓器冷卻部分散熱不良造成的故障熱像圖。變壓器漏磁和箱體渦流故障的診斷：由于設(shè)計或制造不良，變壓器內(nèi)磁回路會產(chǎn)生漏磁通，在箱體上將產(chǎn)生感應(yīng)電

34、動勢并且形成以外殼為環(huán)流路徑的箱體環(huán)流，從而造成箱殼局部過熱，以及色譜異常，嚴(yán)重時還會影響到變壓器的正常運行。此類故障的熱像特征時一個以漏磁通穿過并形成環(huán)流的區(qū)域為中心的熱像圖。如圖即為變壓器箱體嚴(yán)重渦流故障熱像圖。變壓器本體故障：變壓器的本體故障所產(chǎn)生的熱功率往往不能在箱體表面形成特征性熱場，所以此類故障只能在吊罩后適當(dāng)外施激勵電壓進行檢測。避雷器和電抗器的故障紅外診斷：雷電對電力系統(tǒng)有巨大的危害性，它對電力系統(tǒng)造成破壞可分為以下三種情況。1、直接雷擊，在電廠和電力系統(tǒng)設(shè)備直接被雷電擊中，很高的雷電過電壓將使電氣設(shè)備的絕緣遭到破壞擊穿，據(jù)的的雷電電流造成建筑物倒塌或引起火災(zāi)。2、感應(yīng)雷擊，在

35、電廠或變電站附近上空的雷云在地面上感應(yīng)的大量束縛電荷，若因建筑物或設(shè)備接地不好，則積聚在上面的感應(yīng)電荷就不會流散，會與大地形成電位差。一旦該電位差達到足夠大的數(shù)值，就會引起建筑物內(nèi)部的電線、金屬管道和大型金屬設(shè)備放電，造成火災(zāi)或爆炸等危險。3、雷電侵入波，當(dāng)輸電線路遭到直接雷擊或感應(yīng)雷擊時，強大的雷電電流以及失去束縛的感應(yīng)電荷，都會沿著輸電線路向電廠或變電站方向流動，形成前沿很陡的巨大的電流，稱為雷電侵入波。它產(chǎn)生的高電壓叫做侵入波過電壓，可以高達三四十萬伏，造成電廠和變電站電氣設(shè)備絕緣的嚴(yán)重破壞。由于電氣設(shè)備本身還有工頻交流電，當(dāng)雷電造成設(shè)備絕緣擊穿后，工頻交流電也將擊穿通道，引發(fā)短路事故，

36、加劇設(shè)備的破壞程度。無論是正常運行還是出現(xiàn)故障，避雷器的發(fā)熱均與內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。普通閥型避雷器（FS系列）在正常運行狀態(tài)下，除了微小的容性電流外，機會沒有傳導(dǎo)電流流過，因此在無故障時，本體沒有什么功率損耗和發(fā)熱。通流容量較大的變電站型普閥避雷器（FZ系列），在間隙組上并聯(lián)分路電阻來改善各間隙工頻分布電壓的均勻性，在運行電壓作用下，分路電阻長期有泄漏電流通過，因而正常運行的FZ避雷器因存在一定的消耗功率而在響應(yīng)部位出現(xiàn)輕微發(fā)熱。磁吹避雷器（FCZ和FCD型）在運行中的功耗極低，因此基本上不發(fā)熱。氧化鋅避雷器在正常運行時將消耗一定的功率使本體有輕微發(fā)熱。由于幾何布置較均勻，外表發(fā)熱也是整體性的。

37、盡管避雷器是一種保護裝置，但其自身也會發(fā)生故障，輕者導(dǎo)致自身失效，擊穿跳閘；重者引起爆炸。因避雷器通常處于系統(tǒng)母線的中心部位或重要設(shè)備附近，一旦避雷器損壞，往往會危及被保護的電力設(shè)備，引起系統(tǒng)事故擴大。從某種意義上來講，避雷器是否可靠運行，是關(guān)系到電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的一個重要指標(biāo)。避雷器受潮故障及其紅外診斷：受潮是避雷器重最普遍和危害最大的一種故障。受潮原因多數(shù)源于制造質(zhì)量差，且各種避雷器都會出現(xiàn)這種故障。FS普閥避雷器沒有并聯(lián)分路電阻，受潮主要是頂部密封件老化所致。在受潮初期或中期內(nèi)絕緣電阻雖有所降低，但電導(dǎo)電流仍十分微弱，一般不易出現(xiàn)外在特征發(fā)熱。當(dāng)受潮時間較長，低溫閥片易受潮發(fā)生水解

38、而坍塌，使間隙組零件混亂并出現(xiàn)分壓不均勻，引起局部放電發(fā)熱，將引起外在溫升。在正常情況下，F(xiàn)S型避雷器的熱像與環(huán)境參照體溫度接近。FS型避雷器的故障主要是受潮，在故障狀態(tài)下，其熱像圖表現(xiàn)為局部溫升。如圖，即為一FS型避雷器嚴(yán)重受潮后局部發(fā)熱的熱像圖。FZ型普閥避雷器間隙組裝有并聯(lián)分路電阻，當(dāng)避雷器因密封膠老化受潮后，一方面引起分路電阻下降，另一方面也導(dǎo)致非線性閥片電阻阻值的降低。功率損耗成倍增加，受潮初期故障發(fā)展并不很快，當(dāng)水汽大量進入設(shè)備內(nèi)部時，瓷套內(nèi)表面會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，同時閥片出現(xiàn)水解變形，通常伴有明顯的發(fā)熱。正常情況下，F(xiàn)Z型避雷器的熱像圖有輕微的發(fā)熱，但是比較均勻。故障狀態(tài)下的FZ型避

39、雷器根據(jù)串連元件的多少以及電壓等級的不同，同種故障可以有不同的外在表現(xiàn)，但是基本上都是以分路電阻發(fā)熱的增加或者減少為特征。其中單元件結(jié)構(gòu)的FZ型避雷器受潮時，發(fā)熱量增加；多元件結(jié)構(gòu)的FZ型避雷器出現(xiàn)受潮時，非故障元件發(fā)熱量增加，而受潮故障元件發(fā)熱量減少或消失，結(jié)構(gòu)元件數(shù)越少，發(fā)熱量增加得越嚴(yán)重。圖示就是一個典型的多元件結(jié)構(gòu)的FZ型避雷器故障熱像圖，因為故障元件受潮而引起良好元件發(fā)熱。FZ避雷器分路電阻老化一般為整組或整相發(fā)熱降低，但不均勻性增加，即拉大了溫度上高下低的差距，也可能有伴隨不均衡的局部元件發(fā)熱量增加的發(fā)熱特征。對于電壓等級較低的避雷器，這些特征可能不太明顯。磁吹避雷器與FZ型相似，

40、但是因結(jié)構(gòu)上的緊湊性，發(fā)生故障的過程和內(nèi)外表現(xiàn)均有所不同。具體表現(xiàn)1、串連元件數(shù)較少，獨立的密封容器少，相互影響大，一旦出現(xiàn)故障危險性更大。2、外觀結(jié)構(gòu)較大，受潮程度可能不一致，內(nèi)部散熱條件較好，發(fā)熱不易從瓷套反映出來。在故障狀態(tài)下的熱像圖常以整體發(fā)熱為基礎(chǔ)，伴隨局部特征。如圖為單元件磁吹變電站型（FCZ）避雷器受潮故障熱像圖。如圖為FCZ型避雷器內(nèi)部分路電阻老化熱像圖。氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)簡單，防潮、通流和非線性等性能也優(yōu)于以上避雷器。受潮會大大增加其本身的電導(dǎo)性能，阻性電流明顯增大。受潮程度較輕時，導(dǎo)致故障元件本身阻性電流增大并且發(fā)熱，受潮較嚴(yán)重時，發(fā)熱也明顯增大。故障狀態(tài)下的熱像圖以整體發(fā)熱

41、為特征。如圖為氧化鋅避雷器密封不良引起的閥片受潮熱像圖。此圖為氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮熱像圖。電抗器故障的紅外檢測與診斷：電抗器有限流電抗器和啟動電抗器，分別用于限制短路電流和保障調(diào)相機、抽水蓄能水輪發(fā)電機、大型交流電動機的降壓異步啟動。電力系統(tǒng)一次回路使用的電抗器，為一個電阻很小的空心電感線圈，不用導(dǎo)磁材料，所以不會飽和，電抗為恒定值，與通過的電流大小無關(guān)。對電抗器而言，除正常運行時產(chǎn)生的溫升以外，它的故障主要表現(xiàn)為如下幾種。1、各種引線接頭連接不良引起的過熱故障，其熱像特征是以不良接頭為中心的過熱熱像圖。2、套管故障。3、電抗器鐵芯絕緣不良或片間短路引起的熱故障。4、帶鐵芯的電抗器因漏磁或渦流

42、產(chǎn)生的箱體局部過熱故障。5、支持瓷柱接地線故障。施工時如果限流電抗器支持瓷柱接地線未斷開，而是象一個短路環(huán)一樣放在電抗器正下方，則當(dāng)限流電抗器運行時將在接地線中感應(yīng)較大的短路電流，并引起接地線發(fā)熱。圖示為一電抗器鐵芯漏磁產(chǎn)生渦流引起的箱殼局部過熱故障。如圖為一限流電抗器支持瓷柱接地線未斷開而形成的過熱故障，接地線的穩(wěn)定已達到3x了。電力電容器故障紅外診斷：電力電容器按不同用途可分為1、移相電容器（并聯(lián)電容器），通常并聯(lián)于電力線路上，主要用來補償感性無功功率，提高功率因數(shù)。2、串聯(lián)電容器，和輸電線路串聯(lián)運行，用來補償輸電線路的感抗，減少線路壓降，提高線路穩(wěn)定性，改進電壓調(diào)整率。3、耦合電容器，直

43、接接在高壓線路上，供通訊、測量和保護的作用。它不僅長期承受疊加有通信用的高頻信號的作用，而且還要經(jīng)受高壓線路上出現(xiàn)的各種過電壓的作用。因此，耦合電容器的工作苛刻程度較移相電容器、串聯(lián)電容器更高，且耦合電容器大多數(shù)都安裝在戶外，所以對絕緣等級要求比較高。4、均壓電容器或稱斷路器電容器，并聯(lián)于高壓斷路器端口上，用來改善斷口在開斷狀態(tài)下的電壓分布。此類電容器只在熱備用狀態(tài)才承受系統(tǒng)少量電壓及雷電沖擊或開關(guān)過電壓等，通常承受電壓時間也較短，工作要求較低，一般情況下不發(fā)熱。電容器按照絕緣介質(zhì)來分，可分為固體絕緣和液體絕緣兩類，常見的故障主要包括受潮、絕緣老化、支架放電、漏油、連接片脫焊、浸漬不良等。1、

44、受潮是發(fā)生率較高的基本故障，因制造不良或安裝工藝不好，都會引起密封不嚴(yán)或密封件老化，造成電容器芯體受潮。大多數(shù)故障點出現(xiàn)在電容器上部，通過冷熱循環(huán)產(chǎn)生的負(fù)壓而進水，致使內(nèi)部容易受潮的元件和絕緣介質(zhì)吸收水分后，鐵件生銹，絕緣材料介質(zhì)損耗增大，并嚴(yán)重發(fā)熱。當(dāng)介損進一步增加時，會導(dǎo)致電壓分布變化，介質(zhì)老化，耐壓強度大幅度下降，造成局部或整體放電擊穿等事故。2、絕緣老化，電容器運行時間過長后，長期耐壓可導(dǎo)致絕緣介質(zhì)性能劣化，介損及發(fā)熱量增加。絕緣油老化還會伴有氣體產(chǎn)生，引起內(nèi)部局部放電，還可造成酸值增加，并與某些金屬形成鹽類，進一步導(dǎo)致介損增大。3、支架放電，耦合電容器內(nèi)部一般使用絕緣支撐桿，由于介電

45、常數(shù)不一樣，支架沿面就容易在場強集中處發(fā)生局部放電侵蝕，繼而擴大缺陷，產(chǎn)生大面積的炭化。一般來說，支架放電在某種程度上與電容器受潮有內(nèi)在聯(lián)系。4、漏油，當(dāng)構(gòu)件密封不良時，會引起漏油。漏油后通過呼吸作用吸進潮氣，會導(dǎo)致一定程度的受潮，油位較低時，產(chǎn)生電容器芯子浸漬不良，會因電容器極板間或端面出現(xiàn)氣隙而發(fā)生放電，嚴(yán)重時可以造成局部元件擊穿或引發(fā)其它故障。5、連接片脫焊，多為組裝工藝不嚴(yán)所致，或者因為運輸途中的嚴(yán)重震動造成的。它可以引起小范圍內(nèi)局部放電和發(fā)熱，長期作用可引發(fā)絕緣介質(zhì)普遍劣化。6、浸漬不良，電容器生產(chǎn)過程中抽真空不夠，會造成浸漬不良，使電容器芯子內(nèi)部存在殘余氣體，因而在電場作用下發(fā)生局

46、部放電，并增大介質(zhì)損耗和發(fā)熱量。這種局部放電普遍存在于電容器芯子內(nèi)部，這種故障引起的劣化作用也是普遍的，它會導(dǎo)致設(shè)備整體性能惡化。電容器在交流電壓作用下，介質(zhì)會因交變極化而消耗能量并發(fā)熱，這就是正常運行狀態(tài)下的介質(zhì)損耗發(fā)熱。耦合電容器：受潮及大多數(shù)故障的熱像特征與正常運行時的熱像特征類似，以整體發(fā)熱為主，符合溫度自上而下遞減的規(guī)律。但是表面溫升高于正常狀態(tài)下的溫升。某些故障可能伴隨有局部發(fā)熱的熱像特征，底部附近的故障發(fā)熱，可通過油對流循環(huán)導(dǎo)致整體性均衡發(fā)熱；中上部故障發(fā)熱使故障點以上區(qū)域普遍發(fā)熱，漏油故障一幫在上部呈現(xiàn)一個以油位面為分界線的冷熱分明的熱像。圖示為一耦合電容器嚴(yán)重缺油故障的熱像圖

47、。圖示為一耦合電容器A、B相正常的上節(jié)與介損增大的下節(jié)發(fā)熱比較熱像圖。圖示為電容器外殼接地點連接不良引起的故障熱像圖。移相電容器和串聯(lián)電容器：一般受潮和老化故障的熱像特征呈現(xiàn)為整體發(fā)熱的熱像，嚴(yán)重者，伴隨有“鼓肚子”的外觀特征，此類移相電容器比正常電容器在運行中的溫度高出許多，很容易因發(fā)生內(nèi)部擊穿而引起爆炸事故。觸整體發(fā)熱外，局部性故障的熱像特征往往是在整體發(fā)熱的同時伴隨局部過熱特征。而缺油故障則形成以油位面為分界線的明顯溫度梯度的熱像。斷路器電容：運行中的斷路器電容器幾乎沒有任何電壓作用，即使在熱備用中的斷路器電容也只是承受少量的不平衡電壓和暫態(tài)過電壓作用。因此，這類電容器很少有過熱現(xiàn)象，也

48、就是說它不存在紅外檢測診斷的條件。互感器故障的紅外檢測與診斷：電力互感器是電力系統(tǒng)中變換電氣量并反映給測量儀表或繼電保護裝置的電氣設(shè)備。電壓互感器紅外檢測與診斷：電壓互感器按其工作原理，可分為電容型電壓互感器和電磁型電壓互感器，其中電容型電壓互感器是利用電容分壓與電磁感應(yīng)相結(jié)合制成的，運行時系統(tǒng)電壓作用在分壓電容上，因為分壓電容就是兩節(jié)或三節(jié)耦合電容器，所以電容型電壓互感器電容分壓部分的故障分析和耦合電容器的完全相同。電磁型電壓互感器實質(zhì)上就是一種容量很小的降壓變壓器，工作原理都是電磁感應(yīng)原理，構(gòu)造和連接方式也與降壓變壓器相同。電磁型電壓互感器常見故障除了連接不良還有以下幾種：1、受潮故障。由

49、于密封不良和縱絕緣裕度較小，所以一旦進水受潮，不但會引起介質(zhì)損耗增大和發(fā)熱，而且還會使絕緣老化，導(dǎo)致絕緣強度下降，造成電壓互感器運行中發(fā)生匝、層間主絕緣擊穿。進水受潮還會引起固體鐵芯得支架受潮，導(dǎo)致放電或者閃絡(luò)。2、線圈及鐵芯故障。主要是由于線圈匝間短路及鐵芯片間局部短路引起得過熱。3、懸浮電位放電及其它放電故障。由于內(nèi)部有氣隙、金屬異物或穿芯螺栓與鐵芯連接松動，運行中電位懸浮所致。4、諧振過電壓。這主要由于斷路器得斷口電容及母線電容產(chǎn)生諧振過電壓，此時鐵芯處于飽和狀態(tài)，勵磁損耗急劇增加，它不僅會引起絕緣故障，還會導(dǎo)致過熱。5、缺油故障。電磁型電壓互感器工作原理雖然和變壓器相同，但是因為結(jié)構(gòu)的

50、不同，使得兩者在正常狀態(tài)下的發(fā)熱和散熱狀況有較大的差別。變壓器主要有銅損、鐵損和附加損耗引起發(fā)熱，并且發(fā)熱量隨負(fù)荷變化。而電壓互感器主要由鐵損引起發(fā)熱，同時銅損和絕緣也有一定影響，正常運行時的發(fā)熱量基本恒定。變壓器一般有專門的冷卻裝置，可以把大部分熱量散發(fā)出來，而電壓互感器則是自然冷卻。電磁型電壓互感器故障狀態(tài)下的熱像特征與紅外診斷：1、10kV和6kV電壓互感器基本上都是澆注式絕緣，當(dāng)出現(xiàn)整體受潮、絕緣老化和局部放電等絕緣故障時，熱像特征是一個以本體為中心的整體發(fā)熱熱像；35kV及以上的電壓互感器基本上都是油浸式絕緣，它們的絕緣故障熱像特征是以頂部儲油柜為最高溫度的整體發(fā)熱熱像，并有上高下低

51、的溫度分布。2、線圈和鐵芯故障的診斷。線圈和鐵芯故障的熱像特征是以本體為中心的整體發(fā)熱熱像，溫升較絕緣故障高。3、缺油故障。油與空氣交界面上下介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)相差5倍左右，在油面處形成一個很大的溫度梯度。圖示為電壓互感器的模擬試驗比較熱像圖，左側(cè)為一良好JCC110型電壓互感器正常運行狀態(tài)下的熱像圖，右側(cè)為相同型號的電壓互感器在故障狀態(tài)下加額定電壓5小時的模擬試驗熱像圖。電流互感器的紅外檢測與診斷：電流互感器也和變壓器一樣按照電磁感應(yīng)原理工作，由線圈和鐵芯構(gòu)成。一次線圈電流取決于線路負(fù)荷電流，與二次負(fù)荷無關(guān)。二次線圈主要接電流表，保護回路各繼電器的電流線圈阻抗都很小，電流互感器正常運行時接近短路狀態(tài)。與電壓互感器類似，電流互感器也分為干式、澆注式、油浸式和充氣式。運行中電流互感器不僅承受高電壓，同時還承受大電流作用。絕緣和一次線圈接頭和電流變比連接板引起的故障較多。常見的內(nèi)部故障可分為如下1、內(nèi)部連接故障。各種內(nèi)部電氣接頭連接不良引起的故障。