1、 Q/JDLLLLLLQ/吉 林 省 电 力 有 限 公 司 企 业 标 准Q/GDW/Z-23-001-2010带 电 电 力 设 备 红 外 检 测 诊 断 规 程Diagnostic regulations of live power equipment Infrared Detecting2010-01-20 发布 2010-02-01 实施吉 林 省 电 力 有 限 公 司 发 布Q/GDW/Z-23-0012010I目 次 前言 II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .14 电力设备红外检测 .34.1 一般检测 34.1.1 检测的外部条件 34.1.2 现场
2、操作 34.2 精确检测 44.2.1 检测的外部条件 44.2.2 现场操作 45 电力设备过热缺陷性质的分类 85.1 一般缺陷 85.2 严重缺陷 85.3 危急缺陷 86 缺陷判定 86.1 电流致热缺陷判定 86.1.1 三 相同位置最大相间温差比较法 86.1.2 绝对温升判定法 86.1.3 热点最高温度与表面温度差异 86.1.4 实 测温度修正 96.1.5 低于陷判断标准设备温升的处理 96.2 电压致热缺陷判定 97 电力 设备红外检测周期 97.1 变电设备 97.2 输电设备 97.3 配电设备 98 红外检测诊断 管理 10附录 A (资料性附录) 高压开关设备 和
3、控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限 .11附录 B (资料性附录) 常用 材 料热辐射率参考值 13Q/GDW/Z-23-0012010II前 言电力设备的红外检测诊断技术是一项简便、快捷的设备状态在线检测装置，具有不停电、不取样、非接触、直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，是发、供电设备实施状态检修重要技术监督方法，是保证电力设备安全、经济运行的重要措施。为加强吉林省电力设备的红外检测诊断工作，提高红外检测诊断工作的管理水平，特制定本标准。本标准附录 A、附录 B 为提示的附录。本标准由吉林省电力有限公司标准化委员会提出。本标准由吉林省电力有限公司电力科学研究院
4、归口并负责解释。本标准起草单位：吉林省电力有限公司电力科学研究院。本标准主要起草人：王朔 朱大铭 梁之林 崔明 葛猛 王伟本标准批准人：马明焕本标准首次发布确认时间：2009 年 12 月。Q/GDW/Z-23-00120101带电电力设备红外检测诊断规程1 范围本标准规定了红外诊断对象、诊断方法和设备缺陷的判断依据，对红外检测和诊断技术管理工作提出了要求。本标准适用于吉林省电力有限公司供电企业具有电流、电压致热效应或其他致热效应的电力设备。吉林省电力用户带电设备进行红外检测和诊断可参照本标准。注：只要表面发出的红外辐射不受阻挡，都属于红外诊断技术的有效监测设备，例如：旋转电机、变压器、断路器
5、、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、低压电器及二次回路等。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 763 交流高压电器在长期工作时的发热DL/T 664 带电设备红外诊断应用规范Q/GDW 168 输变电设备状态检修试验规程3 术语和定义下列术语与定义适应于本标准。3.1带电设备 传导负荷电流(试验电流)或加有运行电压(试验
6、电压) 的设备。3.2 温升 用同一检测仪器相继测得的被测物表面温度和环境温度参照体表面温度之差。3.3 最大相间温差用同一检测仪器相继测得的电力设备两相或三相同位置间的最大温度差。3.4 环境温度参照体用来采集环境温度的物体叫环境温度参照体。它可能不具有当时的真实环境温度，但它具有与被测物相似的物理属性，并与被测物处在相似的环境之中。3.5 Q/GDW/Z-23-00120102最大持续负荷过热点温度散热条件不变，实测负荷下设备过热点温度折算至最大持续负荷状态下的过热点将达到的温度。最大持续负荷过热点温度可按下式折算：(1)TeTTsIIs /)(maxmax)(式中：Tmax 最大持续负荷
7、状态下的过热点将达到的温度 ()；Ts 测量时本回路的实际设备过热点温度( )；T 测量时同位置其他相最低温度( )；Imax 本回路运行中经常出现的最大持续负荷电流( A);Is 测量时本回路的实际负荷电流 (A)。3.6 环境温度影响指较低环境温度下进行设备红外检测，散热条件不同对设备本体、连接点温度的影响。红外检测时环境温度低于 20时，分析时应对实测热点温度进行修正。3.7 风速影响 指环境不同风速条件下对设备本体、连接点温度的影响。风速 2 级及以上时，应对实测热点温度进行必要的修正。风级、风速参考表 1。表 1 风级、风速与表象风级 风速 m/s 风名 地面现象0 0 0.2 无风
8、 静烟直上1 0.31.5 软风 烟能表示风向，树叶略有摇动2 1.63.3 轻风 人脸感觉有风，树叶有微响，旗开始飘动3 3.45.4 微风 树叶和很细的树枝摇动不息，旗展开4 5.57.9 和风 能吹起地面的灰尘和纸张，小树枝摇动3.8 测量距离温度修正现场红外热像仪距离参数设置与被测设备的实际距离有差异时所做的修正。测试距离温度修正使用分析软件进行。3.9辐射系数修正 现场红外热像仪设置的材料辐射系数与被物体材料辐射系数有差异时所做的必要修正。辐射系数修正使用分析软件进行。辐射系数（）修正参考附录 B。3.10一般检测对电力设备局部发热点在红外热像仪屏幕上目视可分辨的红外快速检测。一般检
9、测适用于电力设备电流致热类缺陷检测，检测环境条件要求不严格。3.11 精确检测 对电力设备本体热场分布状态的红外检测。精确检测适用于电力设备电压致热类缺陷检测，检测Q/GDW/Z-23-00120103环境条件要求严格。进行现场红外精确检测时，一般情况下不易在红外热像仪屏幕上直观发现和确定缺陷。不易发现和判断的设备本体温度异常，如套管缺油、油循环故障等，列入精确检测。3.12 电流致热缺陷电气设备内部或外部金属部件的连接、金属部件与金属部件的连接的接头和线夹等载流部分接触不良，电流流过时引起的设备异常发热所判定的缺陷。3.13 电压致热缺陷变压器、电抗器、消弧线圈、互感器、并联电容器、耦合电容
10、器、高压套管、避雷器、绝缘子、电缆头等电力设备内部及表面绝缘性缺陷，正常运行电压作用下引起的设备发热所判定的缺陷。电压致热缺陷一般为内部缺陷。3.14 热点最高温度指所选定区域内或分析用曲线上包括的所有像素点中单一像素点的最高温度。本标准所使用的设备热点最高温度除有特殊说明的外，均指红外热像图所选定区域内或分析用曲线上包含的所有像素点中单一像素点记录的最高温度。4 电力设备红外检测4.1 一般检测一般检测检测是设备载流部分连接点，包括设备内部连接点的发热检测，适用于用红外热像仪对电气设备进行大面积检测。 电流致热型设备红外检测周期及缺陷诊断判据见表 2。 4.1.1 检测的外部条件a) 无雷、
11、雨、雾、雪的气象条件，风速一般不大于 4 级；b) 被检设备应为带有负荷的运行设备，宜在设备最大负荷状态下进行，低负荷检测数据分析时应进行最大持续负荷折算。4.1.2 现场操作a) 检测前，应了解被检测设备的负荷情况。b) 红外热像仪开机后检查仪器日期、时间、辐射系数、距离参数设置。辐射系数变电设备红外时使用 0.90，距离参数设置 8m，一般不再进行调整。输配电线路红外热像仪距离参数设置根据现场测试物体的实际距离设定。c) 红外检测时应按设备间隔进行粗略扫描，发现过热部位后选择合适角度对过热点进行准确定位拍摄。d) 红外图像不能准确标识设备发热点位置时，应加拍可见光照片。e) 拍摄应去掉对红
12、外图像分析无意义的物体，获取设备最大的整体红外热像图f) 应尽可能使三相设备拍摄于同一张红外热像图，如受热像仪镜头、现场条件限制，三相设备Q/GDW/Z-23-00120104拍摄于同一张热像图有困难，应分别将两相设备拍摄于同一张热像图，对应设备热点的其他相设备的同位置应无重叠遮挡。g) 设备过热点温升达到严重及以上缺陷时，应将设备过热点的准确位置及实测温度告知值班员，填入缺陷记录薄并询问本间隔设备经常出现的最大负荷及时间。4.2 精确检测 精确检测主要指对电压致热型设备本体的红外检测，用于检测诊断运用中设备内部缺陷。电压致热型设备红外检测周期及缺陷诊断判据见表 3 。4.2.1 检测的外部条
13、件a) 环境温度一般不低于 5，空气相对湿度不大于 80%；b) 无雷、雨、雾、雪的气象条件，风速一般不大于 2 级；c) 检测室外设备的时间宜为日落后 2h、日出前或无日照辐射的阴天。室内检测应避开灯光的直射或折射，必要时关闭照明光源；d) 被检测设备红外热像图的背景应避开高于设备运行温度的热辐射体；e) 被检测设备在额定电压下连续运行时间宜在 24h 以上，设备最短连续运行时间不宜少于 6 h。4.2.2 现场操作a) 检测前，应了解设备的运行情况。b) 红外热像仪开机后先检查仪器日期、时间、辐射系数、距离参数设置。精确检测的辐射系数使用 0.92，距离参数设置 12m，现场一般不再调整。
14、c) 不论红外热像仪屏幕红外图像目测有无温度异常，均应拍摄红外热像图，使用软件进行红外热图像分析。d) 拍摄三相单台设备红外图像时，应保持等距离、等角度。不同间隔的单一设备拍摄应与其它间隔同类设备使用相同距离、相同角度。e) 拍摄应去掉对红外图像分析无意义的物体，获取设备最大的整体红外热像图。f) 应尽可能使三相设备拍摄于同一张红外热像图，如受热像仪镜头、现场条件限制，三相设备拍摄于同一张热像图有困难，应分别将两相设备拍摄于同一张热像图，三相或两相设备本体的关键部位应互无重叠遮挡。g) 设备本体温升、温场分布异常达到严重及以上缺陷时，应将设备异常过热的准确位置、实测温度、缺陷初步诊断结果和注意
15、事项告知值班员，缺陷诊断初步结果应填入缺陷记录薄。初步诊断为危急缺陷的，应立即向上级汇报。h) 新投运的变电设备应于投运的第 1、3、7 天连续进行精确检测，无异常后转入正常的电力设备红外检测。初始红外检测热像图应作为基础技术资料保存。i) 新投运的变电设备精确检测发现设备本体温场分布异常时应进行红外连续跟踪检测，根据红外诊断结果及时采取其他带电或停电检测措施。Q/GDW/Z-23-00120105表 2 电流致热型设备红外检测周期及缺陷诊断判据缺陷性质序号 设备类别 检测周期 检测部位 热像特征 故障原因 一般缺陷 严重缺陷 危急缺陷 说明1电 气 设 备 连接的金属部件1 个月 线夹或连接
16、处 以线夹和接头为中心的热像 线夹和接头接触不良 同位置最大相间温差20 K 实测温度125 或折算温度175 实测温度1752 隔离开关1）1 个月2）倒闸操作后动、静触头或导电杆等的接触点以过热点为中心的热像 接触不良同位置最大相间温差20 K实测温度125 或折算温度175实测温度175消 弧 室 上 端 法 兰 以上部分温度最高开关内载流联接接触电阻过大同位置最大相间温差5 K同位置最大相间温差20 K同位置最大相间温差40 K3 断路器 1 个月开关内部上端均压罩开关内部下、中部箱体下法兰温度高于顶帽温度开关内载流联接接触电阻大同位置最大相间温差5 K同位置最大相间温差20 K同位置
17、最大相间温差40 K4 电流互感器 1 个月 内联接箱体 导电杆出线根部高温热像 内部载流联接接触电阻大 同位置最大相间温差5 K 同位置最大相间温差20 K 同位置最大相间温差40 5 套管 1 个月 柱头 套管顶部柱头最热的热像 载流联接接触电阻大 同位置最大相间温差20 K 实测温度125 或折算温度175 实测温度1756 电力电缆 1 个月 接线端子 以过热点为中心的热像 接触不良 同位置最大相 间温差20 K 实测温度90 或折算温度125 实测温度1257 电缆终端 1 个月 护套接地连接端子 以护层接地连接为中心的发热 接触不良 同位置最大相 间温差5 K 同位置最大相间温 差
18、 10 K电流二次线接线端子 接线端子过热 接触不良同位置最大相间温差5 K同位置最大相间温差10 K同位置最大相间温差15 K8 变电站二次结线箱 6 个月 电压二次线接线端子 接线端子过热 接触不良同位置最大相间温差3 K同位置最大相间温差5 K同位置最大相间温差8 K9 变电站所用 电系统 6 个月 开关等元件，导线连接端子 元件、端子过热 接触不良 同位置最大相间温差20 K 实测温度125 实测温度1751折算温度是指将现场实测结点温度了负荷、气温、风速换、折算后的温度。2当相同位置发热均异常时，应使用温升法判断。3表中实测温度及折算温度已考虑了热像图单像素点最高温度与被测物体表面温
19、度的差异。Q/GDW/Z-23-00120106表 3 电压致热型设备红外检测周期及缺陷诊断判据序号 设备类别 检测周期 热像特征 故障原因 允许温升K最大相间温差K 说明10kV 浇注式 1 年 本体发热铁芯故障、绝缘介质有杂质等原因导致的电场分布不均 4.066 kV 油浸 3 个月 4.0 2.0 1 电流互感器220kV 及以上油浸 3 个月套管部分整体温升增大，上部温度最高受潮、介损偏大、电容层屏蔽层局部放电、二次开路4.5 1.5 10kV 浇注 1 年 本体发热、局部发热铁芯故障、绝缘介质中有杂质或气泡、电场分布不均 4.066 kV 油浸 3 个月 5.0 2.0 2 电压互感
20、器220kV 及以上油浸 3 个月整体温升偏高，且中上部温度高 受潮、介损偏大 6.0 1.5 整体温升偏高，符合自上而下逐步的递减的规律 介损偏大3耦合电容器（含电容式电压互感器）66kV-500 kV油浸式 3 个月 局部区域温度升高 电容极板击穿、缺油1.53.0 2.5 电压致热缺陷一般应诊断为严重缺陷。最大相间温差超过本规定值 1.5倍时，应提升严重缺陷的重视程度，超过本规定值 2.0 倍及以上的为危急缺陷。套管整体发热 介损偏大 2.04 电容型高压套管 3 个月 对应部位呈现局部发热区故障内部存在局部放电故障 2.0穿墙套管或电缆头套管温差更小5 压油式套管 瓷瓶柱 3 个月 有
21、明显的液面温度分界线 缺油 4.0Q/GDW/Z-23-00120107表 3 电压致热型设备红外检测周期及缺陷诊断判据(续)序号 设备类别 检测周期 热像特征 故障原因 允许温升K最大相间温差K 说明10kV 1.0 2.06 氧化锌避雷器 66kV-500kV 3 个月整体发热、局部异常温度降低或发热、多节串联非故障节超压运行整体过热、采型或安装错误导致的超压运行发热阀片受潮或老化、超压运行过热 1.02.0 1.0 同互感器10kV-35kV7 并联电容器66kV-220kV 3 个月 整体发热或局部发热 电容极板击穿 4.0 同互感器以球头为发热中心的热像图，比正常绝缘子温度高绝缘子绝
22、缘低值发热 1.08 瓷、玻璃绝缘子 变电站内66kV 及以上 1 年热像呈暗色调 绝缘子绝缘零值 2.0 绝缘子球部同位置温差9 瓷支持绝缘子 66kV 及以上 1 年 局部环形发热 绝缘子瓷柱横、纵向裂纹 4.0应注意与污秽沿面放电发热的区别10 合成绝缘子 66kV 及以上 1 年 绝缘子芯棒整体或局部温度升高 芯棒受潮 1.0 1.5 同互感器10kV 6 个月 4.011 电缆 66kV 及以上 3 个月 电缆头根部温度升高、电缆头套管整体或局部温度升高制做工艺不良、电缆头受潮、电场分布不均 4.0同互感器Q/GDW/Z-23-001201085 电力设备过热缺陷性质的分类电力设备过
23、热缺陷分为一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷。5.1 一般缺陷指设备存在过热，有一定的同位置相间温差，温度场梯度明显，但短期内不会发展成为事故。一般缺陷应按电力设备缺陷管理规定进行缺陷管理，跟踪缺陷发展，有计划地安排消除缺陷。负荷小的电流致热一般缺陷应特殊予以注意，必要时宜在大负荷状态下补测。5.2 严重缺陷指电流致热型设备接点等过热程度较严重，电压致热型设备本体相间同位置温差较大、温度场分布梯度大，宜安排处理或对设备内部缺陷安排其他带电检测、停电高压试验以综合判定缺陷性质、原因的过热性缺陷。严重过热性设备缺陷应加强运行监视，安排红外跟踪。电压致热型设备红外检测诊断为严重缺陷的，应做好设备更换准备。
24、5.3 危急缺陷指电流致热型设备接点过热实测温度超过表 2 危急缺陷规定，电压致热型设备本体同位置最大相间温差达到表 2 规定数值的 2.0 倍及以上的设备缺陷。电流致热型设备危急缺陷应安排进行红外连续监测，必要时可采取降低负荷电流措施。电压致热型设备危急缺陷应安排连续红外监测和其它在线检测，必要时应将设备退出运行，做好设备更换准备。6 缺陷判定6.1 电流致热缺陷判定6.1.1 三相同位置最大相间温差比较法进行同一间隔设备相同位置接点的最大温差比较，缺陷判定标准见表 2。电流致热缺陷分析和判断一般采用本方法。6.1.2 绝对温升判定法当设备三相同位置接点均过热时使用本方法。以环境温度参照体温
25、度作为基准温度与三相过热点进行比较，缺陷判定标准执行表 2 规定。选取环境参照体有困难时，可在被检测设备本间隔或其他间隔设备载流导线、导电杆上选取温度较低的部位作为环境温度参照体，以其温度作为基准温度与三相过热点进行比较，缺陷判定标准执行表 2 规定。6.1.3 热点最高温度与表面温度差异电流型致热设备接点等红外图像图区域最高温度或线温最高温度标示，是选择的分析区域内或线上单一像素点的最高温度，与被测物体热点表面温度有较大差异。差异的大小取决于最高发热点温度、Q/GDW/Z-23-00120109位置、隐入物体结构的深度、物体的形状等。尖端放电现象也会对电流致热型设备接点等过热点的温场分布有一
26、定影响。在进行红外热像图电流致热缺陷分析时，应充分考虑这些因素。必要时可使用等温线分析、区域平均温度分析等对区域内最高温度分析进行必要的解释和修正，按修正后数值确定缺陷类别。6.1.4 实测温度修正电流致热检测受环境条件、负荷大小影响，对缺陷进行分析时应考虑这些因素，对实测温度进行必要的修正或折算。6.1.5 低于陷判断标准设备温升的处理设备接点的接触电阻不平衡是绝对的，各接点运行中温升会有不同。当电流型致热设备接点同位置最大相间温差小于 20 K 时，虽然可不按缺陷管理，但应记录和备案，计划停电时应安排处理。6.2 电压致热缺陷判定6.2.1 电压致热缺陷是对电力设备安全运行威胁较大的缺陷，
27、是设备状态评估的重要状态量。6.2.2 电压致热缺陷一般为严重及以上缺陷。6.2.3 电压致热缺陷判定使用三相同位置最大相间温差判定，判定标准见表 3。6.2.4 电压致热缺陷的诊断应使用红外热像仪所附带的分析软件对三相同位置设备的红外热像图进行线温、等温等分析，必要时应与设备历次红外热像图分析比对。6.2.5 设备电压致热红外检测热像图分析异常时，应及时调取本组设备的其他试验数据进行综合分析，必要时进行红外跟踪检测，安排带电试验项目检测，确定设备温度异常的原因。7 电力设备红外检测周期7.1 变电设备 7.1.1 变电设备红外一般检测、精确检测分别对应于输变电设备状态检修规程中的巡检、例行试
28、验项目。除新设备投入的红外检测外，检测周期为 1 个月及以下的为一般检测。7.1.2 变电设备红外检测周期及缺陷判断标准见表 2、表 3。7.1.3 根据电网的负荷情况、环境情况等，宜安排特殊红外检测，并确定检测的重点内容。7.2 输电设备7.2.1 500kV 输电线路直线连接管、耐张引流夹 1 年一次，220kV 及以下输电线路 4 年一次。7.2.2 电缆线路的电缆终端头、中间头（如可检测） 、电缆线路杆塔终端无空气间隙金属氧化物避雷器等每 3 个月进行 1 次红外精确检测。隧道、电缆沟内电缆密集敷设的电缆 1 个月进行一次红外精确检测。7.3 配电设备7.3.1 配电线路导线连接点、柱
29、上变压器台设备、线路开关设备等每年进行一次 1 次红外一般检测。7.3.2 避雷器每年进行 1 次红外精确检测。7.3.3 箱式配电站、环网柜、电缆分支箱等内部设备、柱上电缆终端头每 6 个月进行 1 次红外精确检Q/GDW/Z-23-001201010测。8 红外检测诊断管理8.1 电力设备红外检测诊断纳入技术监督工作管理。红外检测中所形成的数据信息，是电力设备实施状态检修的重要依据。8.2 公司生产技术部承担红外检测工作管理职能。8.3 电力科学研究院设立红外检测诊断中心，承担公司红外检测信息管理、技术指导、培训职能。8.4 各供电公司应明确红外检测诊断工作的主管部门，落实管理责任人，建立
30、设备红外检测数据库，红外检测热像原图及分析诊断结论应及时录入数据库管理。8.5 各供电公司红外检测分析诊断为缺陷的应填入设备缺陷记录薄，按缺陷管理规定上报和安排处理。8.6 各供电公司红外检测诊断为严重及以上过热性质缺陷，应将红外热像原图、诊断结论及时上报电力科学研究院红外检测诊断中心。8.7 各供电企业红外检测分析诊断把握不准的设备过热，应将设备红外热像原图、初步诊断意见及时上报电力科学研究院红外检测诊断中心。电力科学研究院红外检测诊断中心应对热像图及时进行分析，给出结论性诊断意见。必要时电力科学研究院红外检测诊断中心应指导现场重新拍摄红外热像图，或到现场拍摄红外热像图进行分析诊断。8.8
31、从事电力设备红外热像图分析诊断的人员为技术特殊工种，培训合格后上岗。8.9 公司每年对各供电企业红外检测人员培训一次。Q/GDW/Z-23-001201011附 录 A(资料性附录)高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限表 A.1 给出了高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限。表A.1 高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限 Q/GDW/Z-23-001201012Q/GDW/Z-23-001201013附 录 B(资料性附录)常用材料热辐射率参考值表 B.1 给出了常用材料热辐射率参考值。表 B.1 常用材料热辐射率参考
32、值材 料 温度 辐射率近似值 材 料 温度 辐射率近似值抛光铝或铝箔 100 0.09 纸 0100 0.800.95轻度氧化铝 25600 0.100.20 不透明塑料 0.95强氧化铝 25600 0.300.40 瓷器(亮) 23 0.92氧化黄铜 200600 0.610.59 电瓷 0.900.92抛光铸铁 200 0.21 屋顶材料 20 0.91加 工 铸 铁 20 0.44 木材 0.78完全生锈钢材 22 0.66 石头 0.92完全生锈铁板 25 0.80 混凝土 0.94完全生锈铸铁 40250 0.95 红砖 20 0.95镀锌亮铁板 28 0.23 沥青 0200 0.85黑或白漆 3890 0.800.95 玻璃(面) 23 0.94平滑黑漆 3890 0.960.98 绝缘片 0.910.94亮漆(所有颜色) 0.90 金属片 0.880.90非亮漆 0.95 环氧玻璃板 0.80_
