【正文】 由于接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻增大，在電流作用下引起過(guò)熱。這種缺陷主要出現(xiàn)在變壓器套管的根部或頭部的將軍帽內(nèi)的連接不良、CT的一次接線內(nèi)連接不良、少油開(kāi)關(guān)內(nèi)部觸頭座固定不良引起的內(nèi)部過(guò)熱缺陷。其發(fā)熱情況可能因?yàn)閮?nèi)部電氣接頭不怠或內(nèi)部介質(zhì)損耗劣化，或內(nèi)部分布電壓不良或泄漏電流過(guò)大而引起，表現(xiàn)形式不一。但內(nèi)部熱缺陷一般都發(fā)熱時(shí)間較長(zhǎng)而且比較穩(wěn)定，故障點(diǎn)的熱量可以通過(guò)熱傳導(dǎo)和對(duì)流，與故障點(diǎn)周圍的導(dǎo)體或絕緣材料發(fā)生熱傳遞，引起這些部位的溫度升高，尤其是與之有電氣連接的導(dǎo)體，從而弓婕濕著的濕升效應(yīng)。圖3．5變壓器渦流損耗引起箱體發(fā)熱Fi93，5Radiationofthe box bodycausedby the transformer eddy ITent loss圖3．6變壓器箱體頂部過(guò)熱Fj93．6Radiation oftopoftransformerbox body3．4紅外成像技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部故障的診斷電氣設(shè)備的內(nèi)部故障熱傳導(dǎo)延伸出的過(guò)熱情況，缺陷比較隱蔽，目前并沒(méi)有固定的規(guī)律可遵循。其熱像特征是以漏磁通穿過(guò)而形成環(huán)流的區(qū)域?yàn)橹行牡臒嶙V圖。圖3．3 35kV穿墻套管聯(lián)結(jié)不良圖3．4 110kV引流導(dǎo)線松股Fi93．3 35kV bushing improper contact Fi93．4 110kV drainage conductor looseness⑥變壓器類設(shè)備箱體上因漏磁產(chǎn)生的渦流損耗而引起的過(guò)熱。⑤導(dǎo)線松股或斷股引起的導(dǎo)線阻值不均勻而發(fā)熱。大電流穿墻套管的支撐鐵板未開(kāi)口，引起較大的渦流損耗而發(fā)熱。正常的支持絕緣子在靠近導(dǎo)體處有輕微發(fā)熱，異常絕緣子則表現(xiàn)為整體或局部明顯發(fā)熱。其熱像圖譜實(shí)例如圖3．2所示。其熱像圖譜實(shí)例如圖3．1所示：(a)llOkV變壓器A、C相套管外聯(lián)結(jié)不良Co)lOkV斷路器引流鋁排聯(lián)結(jié)不良(c)110kV導(dǎo)線松股及線夾連接不良(d)llOkV導(dǎo)線T型線夾連接不良圖3,1連結(jié)不良引起的過(guò)熱缺陷Fj驢．1 Hot flaw caused by impropcrcontact⑦刀閘的刀口與觸指以及轉(zhuǎn)動(dòng)帽與球頭結(jié)合不良而引起的刀口過(guò)熱和轉(zhuǎn)動(dòng)體重慶大學(xué)工程碩士學(xué)位論文3紅外成像技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備故障的診斷分析過(guò)熱。2%（讀數(shù)范圍)測(cè)溫校正自動(dòng)/手動(dòng)，內(nèi)置黑體測(cè)量模式點(diǎn)測(cè)溫實(shí)時(shí)4點(diǎn)，可全屏移動(dòng)自動(dòng)捕捉點(diǎn)實(shí)時(shí)1點(diǎn)，靜態(tài)3點(diǎn)，區(qū)域最高溫、最低溫捕捉線溫分析實(shí)時(shí)水平、垂直或斜線區(qū)域分析實(shí)時(shí)1個(gè)矩形，靜態(tài)3個(gè)矩形，最高溫、最低溫捕捉，平均溫度測(cè)量，可全屏移動(dòng)、調(diào)整大小等溫分析有，實(shí)時(shí)分析溫差分析有，實(shí)時(shí)分析溫度報(bào)警實(shí)時(shí)高低溫報(bào)警（顏色）菜單控制調(diào)色板調(diào)色板（鐵紅，彩虹，黑白，黑白反轉(zhuǎn)等9條）圖像調(diào)整自動(dòng)調(diào)整（連續(xù)/手動(dòng)），手動(dòng)對(duì)比度、亮度調(diào)整設(shè)置功能日期/時(shí)間，溫度單位℃/℉，語(yǔ)言輻射率校正，或通過(guò)預(yù)定義的物質(zhì)輻射率表校正輻射率環(huán)境溫度校正自動(dòng)，根據(jù)輸入的環(huán)境溫度測(cè)量測(cè)量距離校正自動(dòng)，根據(jù)輸入的距離相對(duì)濕度校正自動(dòng)，根據(jù)相對(duì)濕度圖像存儲(chǔ)類型存儲(chǔ)卡內(nèi)置64M存儲(chǔ)器，128M CF卡，可存儲(chǔ)1200幅圖像存儲(chǔ)方式手動(dòng)/自動(dòng)單幀圖像存儲(chǔ)S/N改善圖像平均（∑∑∑∑16），圖像濾波文件格式標(biāo)準(zhǔn)帶14位測(cè)量數(shù)據(jù)圖像語(yǔ)音注釋40秒語(yǔ)音記錄，隨圖像一同存儲(chǔ)（內(nèi)置麥克風(fēng)）激光指示器等級(jí)二級(jí)類型半導(dǎo)體AlGanInP二極管：1mW/635nm紅色電源系統(tǒng)電池類型鋰電池，可充電，可現(xiàn)場(chǎng)更換電池工作時(shí)間單節(jié)2小時(shí)連續(xù)工作充電類型智能充電器環(huán)境參數(shù)操作溫度﹣20℃ +50℃存儲(chǔ)溫度﹣40℃ +70℃濕度工作及存儲(chǔ)：≦95％（非冷凝）電磁兼容EN 61326：1997+A1；1998+A2；2001+A3；2003物理特性重量尺寸245mm x 120mm x131mm三角架尺寸1/4 20手提箱塑膠接口電源接口有音頻輸出有模擬視頻輸出PAL/NTSC數(shù)字視頻輸出VGAUSB圖像，測(cè)量數(shù)據(jù)，語(yǔ)音傳送至計(jì)算機(jī)3紅外成像技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備故障的診斷分析3．1診斷機(jī)理3．3紅外成像技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備外部故障的診斷采用紅外成像技術(shù)可以有效地診斷如下各種外部缺陷：①各種裸露接頭、線夾、導(dǎo)電板外連接以及軟連接不良引起的過(guò)熱缺陷。/空間分辨率熱靈敏度℃ (在30℃時(shí))幀頻50/60Hz聚焦手動(dòng)探測(cè)器類型非制冷焦平面微熱型探測(cè)器像素320240數(shù)碼變焦功能1~8倍連續(xù)數(shù)碼變焦 ()波長(zhǎng)范圍8－14um圖像顯示模擬視頻輸出PAL/NTSC數(shù)字視頻輸出VGA尋像器高分辨率彩色LCD液晶顯示屏4”彩色高分辨率VGA液晶屏，可接遙控手柄測(cè)量測(cè)溫范圍﹣20℃ +220℃（擋位1）+200℃ +1200℃（擋位2）精度177。 DL700C型熱像儀的功能參數(shù)Tab． Function parameters of DL700C thermal imager 型號(hào)DL700C圖像性能視場(chǎng)角/最小焦距20176。在電力故障診斷等領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。 第四章紅外熱像儀在電氣設(shè)備故障診斷中的實(shí)踐本文采用的是浙江大立科技股份有限公司DL700C型熱像儀，其測(cè)量范圍、。 7　可用計(jì)算機(jī)分析處理目前大多數(shù)紅外熱像儀都備有與計(jì)算機(jī)連接的接口 RS232。 6　不受電磁干擾紅外熱像儀工作在 3~5μm和 ~13μm波段內(nèi)，與電磁頻譜相差甚遠(yuǎn)。以往的檢修方法是讓設(shè)備停止運(yùn)行，由人工對(duì)電氣接頭進(jìn)行清潔與緊固，這種檢修方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，效果不佳。先觀察總體情況，發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)再進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。這樣在紅外熱像儀的視場(chǎng)內(nèi)可以觀察到一大片面積的電氣設(shè)備。一臺(tái)先進(jìn)的紅外熱像儀每秒可采集和存儲(chǔ)數(shù)百萬(wàn)點(diǎn)的溫度信息。因此，可以探測(cè)設(shè)備的細(xì)節(jié)部位，并可實(shí)行遠(yuǎn)距離的檢測(cè)。 2　高靈敏度、高分辨率熱像儀其靈敏度普遍都很高，一般在 30℃溫度時(shí)，其靈敏度可達(dá) ℃~℃，它可以分辨出設(shè)備表面的零點(diǎn)幾度的溫差，從而可以診斷出設(shè)備熱狀態(tài)微小變化。檢測(cè)時(shí)，只要進(jìn)入熱像儀視場(chǎng)內(nèi)的物體，都會(huì)在顯示屏上成像。要求有外部供電接口，連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間長(zhǎng)，并能滿足全天候的環(huán)境使用條件，其信號(hào)和接口可根據(jù)系統(tǒng)要求定制。當(dāng)采用飛機(jī)巡線檢測(cè)時(shí)，紅外熱成像儀應(yīng)具備遠(yuǎn)距離窄視野鏡頭和普通寬視野鏡頭，并且檢測(cè)人員可根據(jù)要求方便切換。能滿足精確檢測(cè)的要求，有能滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求的測(cè)量精度和測(cè)溫范圍，性能指標(biāo)較高，具有較高的溫度分辨率及空間分辨率，具有大氣條件的修正模型，圖像清晰、穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，有目鏡取景器，分析軟件功能豐富.（槍）式紅外熱像儀 能滿足一般檢測(cè)的要求，有最高點(diǎn)溫度自動(dòng)跟蹤，采用LCD顯示屏，可無(wú)取景器，儀器輕便，操作簡(jiǎn)單，圖像比較清晰、穩(wěn)定。紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用，對(duì)電力系統(tǒng)故障的診斷已取得了良好的技術(shù)狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。因此我們可以從溫升及熱分布正常與否來(lái)判斷設(shè)備是否存在或潛在故障。設(shè)備故障紅外診斷的前提，是用紅外方法監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化及故障信息。溫度是反映物體冷熱程度的物理量，溫度的數(shù)值是通過(guò)溫標(biāo)來(lái)表示的，有了溫標(biāo)，物體的冷熱程度，才能準(zhǔn)確客觀地表示出來(lái)。紅外輻射的能量可用物體表面的溫度來(lái)度量，輻射的能量愈大，表明物體的表面溫度愈高。紅外熱成像技術(shù)利用紅外探測(cè)器將不可見(jiàn)的紅外輻射轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)圖像，通過(guò)對(duì)設(shè)備表面溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而評(píng)估其狀態(tài)。并且，針對(duì)采集的紅外圖像也配置專門的處理軟件，通過(guò)計(jì)算機(jī)和處理軟件對(duì)采集的紅外圖像進(jìn)行顯示、處理，包括物體的表面發(fā)射率的設(shè)定、標(biāo)記檢測(cè)物體的熱光標(biāo)、冷光標(biāo)，將紅外圖像與可見(jiàn)光圖像進(jìn)行比較，以便了解設(shè)備各部分的溫度分布狀況等。熱像儀除用正?；叶然蚣俨噬@示物體整體熱圖像外，還能根據(jù)需要完成其它模式的顯示。熱像儀在正常顯示時(shí)是以較暗的灰度對(duì)應(yīng)較低的物體溫度，在相反顯示時(shí)則以較暗灰度對(duì)應(yīng)較高物體溫度。熱圖像的形成過(guò)程就是把時(shí)序視頻信號(hào)經(jīng)同步復(fù)掃描轉(zhuǎn)換成二維空間景物溫度場(chǎng)圖像的過(guò)程。熱圖像的形成、清晰度和圖像的顯示模式是熱圖像顯示的基本問(wèn)題。(3)物體熱圖像的形成與顯示視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、處理和線性化后，可以線性地反映出物體各部分的溫度信息，顯示的任務(wù)就是各部分溫度高低的量值和熱圖像要根據(jù)物體的視頻信號(hào)標(biāo)示出。此外，控制電壓與顯像管的輝度之間還存在著非線性關(guān)系，需要進(jìn)行校正才能使控制電平線性地顯示出相應(yīng)的輝度。另外，探測(cè)器輸出信號(hào)電平是目標(biāo)溫度的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)取決于目標(biāo)的輻射特性、探測(cè)元件的光譜響應(yīng)和熱像儀光譜透射特性，是非線性函數(shù)。③帶有內(nèi)處理功能的探測(cè)器。②多元列陣探測(cè)器。①單元探測(cè)器。反映物體空間溫度分布信息的紅外輻射能量的新號(hào)被熱像儀接收，再經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換、預(yù)處理、放大和線性化等過(guò)程，變成與物體溫度相應(yīng)的可讀的溫度信息。這個(gè)微弱的視頻電信號(hào)經(jīng)前置放大器和進(jìn)一步放大處理后，送至終端顯示器，被測(cè)物體表面溫度分布的熱圖像被顯示出來(lái)，同時(shí)圖像被存儲(chǔ)。紅外數(shù)據(jù)采集的核心是紅外成像系統(tǒng)，它包括了從紅外熱探測(cè)器采集目標(biāo)場(chǎng)景的紅外輻射，到光電轉(zhuǎn)換和圖像處理與信號(hào)的輸出。紅外熱像儀就是利用電氣設(shè)備的這一特性，測(cè)定電氣設(shè)備表面的溫度分布場(chǎng)及其變化情況，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)溫，進(jìn)行成像檢測(cè)，找出電氣設(shè)備可能存在的熱狀態(tài)異常和潛在的故障點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和線路的故障診斷。 紅外熱像儀簡(jiǎn)單工作示意圖電力系統(tǒng)的各類電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。紅外熱成像技術(shù)是一種被動(dòng)紅外夜視技術(shù)，其原理是基于自然界中一切溫度高于絕對(duì)零度(273℃ ) 的物體每時(shí)每刻都輻射出紅外線，同時(shí)這種紅外線輻射都載有物體的特征信息，這就為利用紅外技術(shù)判別各種被測(cè)目標(biāo)的溫度高度和熱分布場(chǎng)提供了客觀的基礎(chǔ)。在自然界中任何溫度高于絕對(duì)零度(273．15℃)的物體都是紅外輻射源【10】。當(dāng)物體受熱時(shí)，其分子內(nèi)原子的相對(duì)振動(dòng)，分子的轉(zhuǎn)動(dòng)以及晶體中原子的振動(dòng)均隨溫度升高而加劇。本文擬通過(guò)紅外診斷，加強(qiáng)以上方面的設(shè)備管理，預(yù)防事故于未然，降低設(shè)備的維護(hù)時(shí)間和成本，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。(2)通過(guò)對(duì)設(shè)備工作狀況的檢測(cè)，可以充分掌握設(shè)備的狀態(tài)，減少維修時(shí)間，降低維修費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，防止因不必要的拆卸而使設(shè)備精度降低。通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的紅外診斷，可以充分了解電氣設(shè)備的工作狀況，避免了設(shè)備故障帶來(lái)?yè)p失的同時(shí)，也降低了不必要的維護(hù)成本。根據(jù)實(shí)際狀況采取相應(yīng)措施，可能需要停機(jī)進(jìn)行維修、更換零部件或加強(qiáng)監(jiān)控等。再通過(guò)建立的故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)溫度的狀況進(jìn)行診斷，解析出設(shè)備的故障。(2) 紅外熱信息的處理及分析紅外圖像是反映設(shè)備狀態(tài)的基本信息，通過(guò)專業(yè)軟件的處理，可以充分了解設(shè)備的溫度分布狀況。 (1) 電氣設(shè)備紅外圖像的獲取在設(shè)備紅外圖像的獲取中需要考慮多方面因素的影響，要盡量降低外界因素的影響，最大程度真實(shí)的反映出設(shè)備的紅外熱信息。同時(shí)，通過(guò)紅外熱成像診斷可以充分掌握設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)于不存在故障隱患、運(yùn)行良好的設(shè)備，可以減少其不必要的維修保養(yǎng)，節(jié)約時(shí)間，節(jié)省設(shè)備的維護(hù)成本，提高了設(shè)備的有效利用率。通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行紅外檢測(cè)，收集其紅外熱輻射圖像，針對(duì)不同部位的紅外圖像信息進(jìn)行分析研究，確定其故障。目前，除少數(shù)內(nèi)部熱故障外，大多數(shù)內(nèi)部熱故障均可在設(shè)備外殼有溫度相應(yīng)，適用于紅外成像技術(shù)診斷。電力系統(tǒng)紅外成像技術(shù)的初始階段，用來(lái)測(cè)裸露接頭過(guò)熱，效果顯著，發(fā)現(xiàn)了大量過(guò)熱點(diǎn)，經(jīng)過(guò)及時(shí)處理，阻止了很多事故發(fā)生。(5)測(cè)量精度高。(4)測(cè)溫范圍廣。(3)測(cè)量結(jié)果直觀形象。(2)非接觸性。它是一種非接觸式精確測(cè)溫方式，與其它的無(wú)損檢測(cè)方法相比，紅外熱成像技術(shù)有如下特點(diǎn)【8】：(1)測(cè)量速度快。總之，雖然傳統(tǒng)測(cè)溫方法有一定作用，但其局限性也是相當(dāng)明顯的。例如，測(cè)量變壓器殼體上層油溫，側(cè)到的只是整體溫度；對(duì)電機(jī)繞組和鐵芯，溫度檢測(cè)雖然也能反映整體溫度，但個(gè)別點(diǎn)的溫度以及最高點(diǎn)溫度難以測(cè)量。檢測(cè)熱故障的傳統(tǒng)方法是停電測(cè)量電阻值（如變壓器和電機(jī)通過(guò)定期測(cè)量繞組直流電阻來(lái)判斷是否存在接頭接觸不良），在易發(fā)熱處貼示溫片，根據(jù)示溫片顏色改變，判斷是否過(guò)熱，設(shè)備帶電時(shí)用綁有石蠟的絕緣桿，將石蠟和街頭相接觸，若石蠟融化則判定為過(guò)熱點(diǎn)。根據(jù)電力單位提供的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量觀察的綜合統(tǒng)計(jì)，絕大多數(shù)變壓器故障部位都伴有發(fā)熱現(xiàn)象，：類別設(shè)備名稱常見(jiàn)熱源部位占總故障數(shù)（%）類別設(shè)備名稱常見(jiàn)熱源部位占總故障數(shù)（%）外部熱故障隔離開(kāi)關(guān)接頭、觸頭44內(nèi)部熱故障斷路器觸頭穿墻套管接頭支撐板19變壓器套管將軍帽、缺油線夾夾線口電流互感器頂帽、絕緣變壓器套管接頭4電壓互感器線圈磁路故障電流互感器接頭3耦合電容絕緣缺陷斷路器套管接頭4閾型避雷針均壓電阻開(kāi)路受潮電抗器接頭電纜頭絕緣、接頭阻波器接頭其他，90％以上的電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)都有明顯的熱源部位并伴有熱現(xiàn)象，因此，監(jiān)測(cè)變壓器是否發(fā)熱異常即可以判斷出絕大多數(shù)的變壓器故障類型，為進(jìn)一步的設(shè)備檢查提供重要依據(jù)。另外，設(shè)備的油循環(huán)受阻，假油位等，也可能引起熱故障或冷故障。外部熱故障主要指長(zhǎng)期暴露在大氣中的各種裸露接頭(包括隔離刀閘的刀刃與轉(zhuǎn)動(dòng)接頭等)、壓接管、壓板和隔離斷路器刀口等，由于受到各種有害氣體侵蝕及灰塵影響，或因材質(zhì)不佳和施工質(zhì)量不合格，或由于風(fēng)力引起的搖擺和周期性負(fù)荷變化引起的沖擊，均可導(dǎo)致連接部位的接觸電阻增大，出現(xiàn)局部過(guò)熱并降低機(jī)械強(qiáng)度。電氣設(shè)備熱故障是多種多樣的，但一般可分為以下兩類：接觸熱故