红外检测诊断技术在电力系统的应用ppt课件.pptx

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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1一、电力设备故障红外检测诊断原理一、电力设备故障红外检测诊断原理二、电力设备发热机理二、电力设备发热机理三、故障发热对电力设备的危害三、故障发热对电力设备的危害四、电力设备故障红外检测诊断方法四、电力设备故障红外检测诊断方法五、电力设备红外检测注意事项五、电力设备红外检测注意事项六、电力设备红外检测典型图谱实例六、电力设备红外检测典型图谱实例七、红外检测诊断技术的局限性七、红外检测诊断技术的局限性经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受

2、到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2一、电力设备故障红外检测诊断原理一、电力设备故障红外检测诊断原理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用31.1 电力设备故障红外检测与诊断概念电力设备故障红外检测与诊断概念 理论分析和实验研究表明，任何温度高于绝对零度（理论分析和实验研究表明，任何温度高于绝对零度（273）的物体，表面都在不断地辐射红外线。红外线的电的物体，表面都在不断地辐射红外线。红外线的电磁波长范围为磁波长范围为0.781000m。许多对可见光（。许多对可见光（电磁波长

3、范电磁波长范围为围为0.380.78m）透明的介质，对红外线却不透明。透明的介质，对红外线却不透明。红外成像设备是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见红外成像设备是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。其图象反映物体表面的红外辐射场，即温的红外线的设备。其图象反映物体表面的红外辐射场，即温度场。度场。电力设备的许多故障表现为设备热状态异常。红外检测电力设备的许多故障表现为设备热状态异常。红外检测与诊断就是利用红外成像设备探测被诊断设备表面的红外辐与诊断就是利用红外成像设备探测被诊断设备表面的红外辐射信号，获得设备的热状态特征，并根据这种热状态特征及射信号，获得设备的热状态特征，并根据

4、这种热状态特征及适当的判断依据，做出设备有无故障及故障属性、出现位置适当的判断依据，做出设备有无故障及故障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。和严重程度的诊断判别。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用41.2 红外辐射的发射及其规律红外辐射的发射及其规律1.2.1 黑体的红外辐射规律黑体的红外辐射规律 “黑体黑体”就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于率都等于1（即全部吸收）的物体。（即全部吸收）的物体。自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都

5、自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射（吸收率不等于有一定的反射（吸收率不等于1），所以，黑体只是一种理），所以，黑体只是一种理想化的物体模型。但是黑体热辐射的基本规律是红外研究及想化的物体模型。但是黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外辐射随温度及波长而应用的基础，它揭示了黑体发射的红外辐射随温度及波长而变化的定量关系。变化的定量关系。下面介绍其中的四个基本定律。下面介绍其中的四个基本定律。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用51.2.1.1 黑体辐

6、射的光谱分布规律普朗克辐射定律黑体辐射的光谱分布规律普朗克辐射定律 一个绝对温度为一个绝对温度为T（K）的黑体，其单位表面积在波长）的黑体，其单位表面积在波长附近的单位波长间隔内，向整个半球空间发射的辐射功附近的单位波长间隔内，向整个半球空间发射的辐射功率（简称为光谱辐射度）率（简称为光谱辐射度）Mb（T）与波长）与波长、温度、温度T满足满足下列关系下列关系式中，式中，c为真空中的光速，为真空中的光速，c=108m/s；h为普朗克常数，为普朗克常数，h=6.6256x1034W/s2；k为玻耳兹曼常数，为玻耳兹曼常数，k=1.38054x1023Ws/K；C1为第一辐射常数；为第一辐射常数；C

7、2为第二辐射常数为第二辐射常数 该定律给出了黑体在温度为该定律给出了黑体在温度为T（K）时的辐射光谱分）时的辐射光谱分布特征。布特征。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用61.2.1.2 黑体辐射功率随温度的变化规律黑体辐射功率随温度的变化规律 斯蒂芬斯蒂芬-玻耳兹玻耳兹 曼定律曼定律 该定律描述黑体单位表面积向整个半球空间发射的所该定律描述黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐射功率有波长的总辐射功率Mb（T）（简称全辐射度）随其温度）（简称全辐射度）随其温度的变化规律，其数学形式可由普朗

8、克辐射定律对波长在的变化规律，其数学形式可由普朗克辐射定律对波长在0范围内积分得到。范围内积分得到。称为称为斯蒂芬斯蒂芬-玻耳兹曼常数，玻耳兹曼常数，5.6697x10-8W/(m2K4)。该定律表明，凡是温度高于开氏零度的物体，都会该定律表明，凡是温度高于开氏零度的物体，都会自发向外辐射红外热辐射，而且黑体单位表面积发射的自发向外辐射红外热辐射，而且黑体单位表面积发射的总辐射功率与开氏温度的四次方成正比，当温度有较小总辐射功率与开氏温度的四次方成正比，当温度有较小变化，将会引起物体发射的辐射功率有很大变化。变化，将会引起物体发射的辐射功率有很大变化。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按

9、照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用71.2.1.3 辐射的空间分布规律朗伯余弦定律辐射的空间分布规律朗伯余弦定律 该定律指出，黑体在任意方向上的辐射强度和该方向该定律指出，黑体在任意方向上的辐射强度和该方向与辐射表面法线夹角的余弦成正比，即与辐射表面法线夹角的余弦成正比，即I为在与辐射表面法线夹角为为在与辐射表面法线夹角为方向上的辐射强度，方向上的辐射强度，I0为为0时的辐射强度。时的辐射强度。该定律表明，黑体在辐射表面法线方向的辐射最强。该定律表明，黑体在辐射表面法线方向的辐射最强。在实际做红外检测时，应尽可能选择在被测表面法线方在实际做

10、红外检测时，应尽可能选择在被测表面法线方向进行。如果在与法线成向进行。如果在与法线成角方向检测，则接受到的红外角方向检测，则接受到的红外辐射信号将减弱成法线方向最大值的辐射信号将减弱成法线方向最大值的cos倍。倍。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用81.2.1.4 辐射光谱的移动规律维恩位移定律辐射光谱的移动规律维恩位移定律 为了确定黑体光谱辐射度极大值相对应的波长为了确定黑体光谱辐射度极大值相对应的波长 mm（也也称峰值辐射波长）与温度之间的关系，可将普朗克辐射定律称峰值辐射波长）与温度之间的关系

11、，可将普朗克辐射定律对波长对波长 求微商，并令其为零，可解得到求微商，并令其为零，可解得到 该定律表明，物体越热，其最大辐射波长越短。该定律表明，物体越热，其最大辐射波长越短。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用91.2.2 实际物体的红外辐射规律实际物体的红外辐射规律 黑体的辐射光谱和强弱只与温度和波长有关，然而黑体的辐射光谱和强弱只与温度和波长有关，然而实际物体辐射量除依赖于温度和波长外，还与其材料性实际物体辐射量除依赖于温度和波长外，还与其材料性质和表面状态等因素有关。但只要引入一个随材料性质质

12、和表面状态等因素有关。但只要引入一个随材料性质和表面状态变化的辐射系数，则黑体辐射的和表面状态变化的辐射系数，则黑体辐射的4个基本定律个基本定律可应用于实际物体，从而使得对实际物体辐射规律的研可应用于实际物体，从而使得对实际物体辐射规律的研究大大简化。这个辐射系数称为该实际物体的发射率究大大简化。这个辐射系数称为该实际物体的发射率（又常称为黑度），定义为实际物体与同温度黑体辐射（又常称为黑度），定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。这样，实际物体的辐射规律可表示为如下形性能之比。这样，实际物体的辐射规律可表示为如下形式：式：实际物体在实际物体在T(K)温度下的光谱辐射度温度下的光谱辐射度MM

13、(T)(T)为为经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用10实际物体在实际物体在T(K)温度下的全辐射度温度下的全辐射度M(T)为为 通常，根据光谱发射率随波长的变化形式，可把实际通常，根据光谱发射率随波长的变化形式，可把实际物体分成两类：物体分成两类：灰体灰体光谱发射率与全发射率相等；光谱发射率与全发射率相等；选择性辐射体选择性辐射体光谱发射率随着波长的变化而变化。光谱发射率随着波长的变化而变化。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品

14、的价款或接受服务的费用111.3 发射率及其对设备状态信息检测的影响发射率及其对设备状态信息检测的影响 由于不同物体的光谱发射率由于不同物体的光谱发射率（，T T）和和全发射率全发射率（T）值不尽相同，即使在温度和表面积都一样的情况下，它们的辐值不尽相同，即使在温度和表面积都一样的情况下，它们的辐射功率也并非相同。这给应用红外辐射测温和设备状态信息红射功率也并非相同。这给应用红外辐射测温和设备状态信息红外监测带来不确定性。为了解决这个问题，必须了解被测设备外监测带来不确定性。为了解决这个问题，必须了解被测设备表面的发射率，以便对检测结果进行修正。表面的发射率，以便对检测结果进行修正。被检测设备

15、表面的发射率可用实验方法直接测得。一般是被检测设备表面的发射率可用实验方法直接测得。一般是从文献中查找相应的发射率参考值，但要注意表面状态对发射从文献中查找相应的发射率参考值，但要注意表面状态对发射率的影响。率的影响。下面定性介绍影响发射率大小的各种因素。下面定性介绍影响发射率大小的各种因素。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用121.3.1 不同材料性质的影响不同材料性质的影响 不同性质的材料因对辐射的吸收或透射性能各异，因不同性质的材料因对辐射的吸收或透射性能各异，因此它们的发射性能也应不同。这里

16、讲的不同性质的材料，此它们的发射性能也应不同。这里讲的不同性质的材料，不仅指材料的化学组分和化学性质的差异，也包括材料的不仅指材料的化学组分和化学性质的差异，也包括材料的物理性质和内部结构（如表面层结构和结晶状态等）的差物理性质和内部结构（如表面层结构和结晶状态等）的差异。例如绝大多数纯金属表面的发射率都很低，而绝大多异。例如绝大多数纯金属表面的发射率都很低，而绝大多数非金属材料（尤其是金属氧化物）红外光谱区的发射率数非金属材料（尤其是金属氧化物）红外光谱区的发射率都很高。当温度低于都很高。当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般时，金属氧化物的发射率一般大于大于0.8。经营者提供商品或者

17、服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用131.3.2 表面状态的影响表面状态的影响 任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不同的表面粗糙度，这将对发射率造成影响，这种影响的大同的表面粗糙度，这将对发射率造成影响，这种影响的大小同时取决于材料的种类。小同时取决于材料的种类。例如，对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度例如，对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度影响较小或无关。但是，对于金属材料，表面粗糙度将对影响较小或无关。但是，对于金属材料，表面粗糙度将对发射率产生

18、较大影响。如熟铁，当表面为毛面，温度为发射率产生较大影响。如熟铁，当表面为毛面，温度为300K时，发射率为时，发射率为0.94；而表面抛光，温度为；而表面抛光，温度为310K时，时，发射率就仅为发射率就仅为0.28。另外，一些人为因素，如施加润滑油及其它沉积物另外，一些人为因素，如施加润滑油及其它沉积物（如涂料等），都会明显影响物体的发射率。（如涂料等），都会明显影响物体的发射率。对于电力设备，由于表面氧化、表面标识、灰尘吸附对于电力设备，由于表面氧化、表面标识、灰尘吸附等原因，其发射率一般在等原因，其发射率一般在0.850.95之间。之间。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的

19、要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用141.3.3 温度的影响温度的影响 温度对不同性质物体的影响是不同的，很难做出定量温度对不同性质物体的影响是不同的，很难做出定量分析。实验表明，所有金属材料表面的发射率随温度增加分析。实验表明，所有金属材料表面的发射率随温度增加而增加，非金属材料表面的发射率则随温度的增加而减小。而增加，非金属材料表面的发射率则随温度的增加而减小。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用151.4 背景辐射对设备状态信息检测的影响背景辐射对设备

20、状态信息检测的影响 电力设备运行状态在线红外监测过程中，检测仪器接电力设备运行状态在线红外监测过程中，检测仪器接收到的红外辐射，除包括目标自身发射的红外辐射外，还收到的红外辐射，除包括目标自身发射的红外辐射外，还包括设备其它部位及周围环境的辐射，以及目标对太阳和包括设备其它部位及周围环境的辐射，以及目标对太阳和环境辐射的反射与散射。所有这些干扰均称为背景辐射。环境辐射的反射与散射。所有这些干扰均称为背景辐射。由于被检测目标的平衡温度除热传导外，还取决于它与周由于被检测目标的平衡温度除热传导外，还取决于它与周围环境的对流和辐射热交换，所以在进行设备运行状态的围环境的对流和辐射热交换，所以在进行设

21、备运行状态的红外检测时，必须考虑环境背景辐射的影响。红外检测时，必须考虑环境背景辐射的影响。为了减小背景辐射的影响，除应选择无阳光照射的时为了减小背景辐射的影响，除应选择无阳光照射的时间进行检测和采取遮挡等措施避开周围背景辐射以外，更间进行检测和采取遮挡等措施避开周围背景辐射以外，更为有效的主动措施是选择合适的检测距离和仪器视场角进为有效的主动措施是选择合适的检测距离和仪器视场角进行检测。行检测。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用16 实际检测中，给定的红外仪器（无论是红外测温仪还实际检测中，给定的

22、红外仪器（无论是红外测温仪还是热像仪）其视场角是固定不变的（除非更换镜头）。在是热像仪）其视场角是固定不变的（除非更换镜头）。在这种情况下唯一的办法就是选择合适的检测距离，在保证这种情况下唯一的办法就是选择合适的检测距离，在保证安全的情况下，应按以下准则来确定检测距离：安全的情况下，应按以下准则来确定检测距离：L为检测距离（红外仪器与检测目标之间的距离），为检测距离（红外仪器与检测目标之间的距离），d为被检测目标最小方向尺寸（如接头或套管目标的直径），为被检测目标最小方向尺寸（如接头或套管目标的直径），0为红外仪器视场角。为红外仪器视场角。通常为了更可靠起见，一般按照下式确定检测距离：通常为了

23、更可靠起见，一般按照下式确定检测距离：应选择高空间分辨率（小瞬时视场角）的红外热像仪。应选择高空间分辨率（小瞬时视场角）的红外热像仪。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用171.5 红外辐射的大气衰减及其对热状态信息检测的影响红外辐射的大气衰减及其对热状态信息检测的影响 大气对物体的辐射有吸收、散射、折射等物理过程，对物大气对物体的辐射有吸收、散射、折射等物理过程，对物体的辐射强度会有衰减作用，这种现象可称之为体的辐射强度会有衰减作用，这种现象可称之为“消光消光”。大气的消光作用与波长有关，有明显的选

24、择性。红外在大气中大气的消光作用与波长有关，有明显的选择性。红外在大气中有三个波段区间能基本完全透过，称为有三个波段区间能基本完全透过，称为“大气窗口大气窗口”，分别为，分别为近红外（近红外（12.5m）、中红外（）、中红外（35m）和远红外（）和远红外（814m）。）。对于电力设备，其大部分温度较低，集中在对于电力设备，其大部分温度较低，集中在300K600K左右。在这一温度区间，设备发射的红外辐射信号，在远红外左右。在这一温度区间，设备发射的红外辐射信号，在远红外区间内所占的百分比最大。因此，大部分电力系统的红外检测区间内所占的百分比最大。因此，大部分电力系统的红外检测仪器工作在仪器工作在

25、814m的波长范围内。同时，由于该波长范围的波长范围内。同时，由于该波长范围远离可见光波段，因此，红外成像设备可以在白天工作，受可远离可见光波段，因此，红外成像设备可以在白天工作，受可见光影响较小。见光影响较小。不过，即使工作在大气窗口，大气对还是有消光作用。尤不过，即使工作在大气窗口，大气对还是有消光作用。尤其是大气中的水蒸气对红外辐射影响最大。因此，在检测时，其是大气中的水蒸气对红外辐射影响最大。因此，在检测时，最好湿度小于最好湿度小于85，距离则越近越好。，距离则越近越好。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或

26、接受服务的费用181.6 红外成像设备工作原理红外成像设备工作原理 电力设备运行状态的在线红外检测或故障检测，实质就电力设备运行状态的在线红外检测或故障检测，实质就是对设备（目标）发射的红外辐射进行探测及显示处理的过是对设备（目标）发射的红外辐射进行探测及显示处理的过程。设备发射的红外辐射功率经过大气传输和衰减后，由检程。设备发射的红外辐射功率经过大气传输和衰减后，由检测仪器光学系统接收并聚焦在红外探测器上。在此，把目标测仪器光学系统接收并聚焦在红外探测器上。在此，把目标的红外辐射信号功率转换成便于直接处理的电信号，经过放的红外辐射信号功率转换成便于直接处理的电信号，经过放大处理，以数字或二维

27、热图象的形式显示目标设备表面的温大处理，以数字或二维热图象的形式显示目标设备表面的温度值或温度场分布。度值或温度场分布。在设备热状态信息的红外探测过程中，最关键的环节是在设备热状态信息的红外探测过程中，最关键的环节是把代表设备热状态信息的红外辐射功率信号转换成电信号，把代表设备热状态信息的红外辐射功率信号转换成电信号，这个功能由红外探测器完成。这个功能由红外探测器完成。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用19设备热状态信息红外探测原理示意图设备热状态信息红外探测原理示意图被被测测设设备备表表面面光光学

28、学系系统统红外探测器红外探测器放放大大温温度度（场场）显显示示装装置置红外辐射红外辐射聚焦聚焦红外测温仪红外测温仪数字化平均温度显示数字化平均温度显示红外热像仪或热电视红外热像仪或热电视黑白灰度或伪彩色化热图像显示黑白灰度或伪彩色化热图像显示经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用20 现已研制出的红外探测器，品种繁多，而且结构新颖、现已研制出的红外探测器，品种繁多，而且结构新颖、灵敏度高、响应速度快。灵敏度高、响应速度快。按工作温度可分为低温探测器（需要用液氦、氖、氮或按工作温度可分为低温探测器（需要用

29、液氦、氖、氮或氩气制冷）、中温探测器（用热电制冷，在氩气制冷）、中温探测器（用热电制冷，在195200K温度温度范围工作）和室温探测器（不制冷）；范围工作）和室温探测器（不制冷）；按响应波长范围可分为近红外、中红外和远红外探测器；按响应波长范围可分为近红外、中红外和远红外探测器；按结构和用途可分为单元探测器、多元列阵探测器和焦按结构和用途可分为单元探测器、多元列阵探测器和焦平面成像探测器。平面成像探测器。按对辐射的不同响应方式，可分为光电探测器和热敏探按对辐射的不同响应方式，可分为光电探测器和热敏探测器。测器。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔

30、偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用21 红外测温仪器的另一个重要部分是红外光学系统。红外测温仪器的另一个重要部分是红外光学系统。红外光学系统用于汇聚被测目标的辐射通量，并将其传红外光学系统用于汇聚被测目标的辐射通量，并将其传输到红外探测器上，它与探测器一起决定该仪器的视场输到红外探测器上，它与探测器一起决定该仪器的视场和空间分辨率。和空间分辨率。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用22二、电力设备发热机理二、电力设备发热机理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其

31、受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用23 正常运行的电力设备，由于电流、电压的作用将产生正常运行的电力设备，由于电流、电压的作用将产生发热，主要包括发热，主要包括电流效应电流效应引起的发热和引起的发热和电压效应电压效应引起的发引起的发热。当电力设备缺陷或故障时，缺陷部位的温度将产生异热。当电力设备缺陷或故障时，缺陷部位的温度将产生异常变化。常变化。对于电力设备到处可见的导线和连接件以及很多裸露对于电力设备到处可见的导线和连接件以及很多裸露工作部件，由于在成年累月的运行中，受环境温度变化、工作部件，由于在成年累月的运行中，受环境温度变化、污秽覆盖、有害气体腐蚀、风雨雪

32、雾等自然力的作用，再污秽覆盖、有害气体腐蚀、风雨雪雾等自然力的作用，再加上人为设计、施工不当等因素，均会造成设备老化、损加上人为设计、施工不当等因素，均会造成设备老化、损坏和接触不良，导致介质损耗、泄漏电流和接触电阻的增坏和接触不良，导致介质损耗、泄漏电流和接触电阻的增大，从而引起相应的局部发热而温度升高，若未能及时发大，从而引起相应的局部发热而温度升高，若未能及时发现和制止这些隐患的发展，其结果会是这些缺陷或故障恶现和制止这些隐患的发展，其结果会是这些缺陷或故障恶性循环发展而引发连接点熔焊、导线断裂、甚至设备爆炸性循环发展而引发连接点熔焊、导线断裂、甚至设备爆炸起火等事故。起火等事故。经营者

33、提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用242.1 电力设备故障分类电力设备故障分类 电力设备故障可分为电力设备故障可分为外部故障外部故障和和内部故障内部故障两大类，其两大类，其基本特征如下：基本特征如下：1）外部热故障的特征）外部热故障的特征 它以局部过热的形态向其周围辐射红外线，各种裸露它以局部过热的形态向其周围辐射红外线，各种裸露接头、连接件的热故障，其红外热像图显现出以故障点为接头、连接件的热故障，其红外热像图显现出以故障点为中心的热场分布。从设备的热图像中可直观地判断是否存中心的热场分布。从设备的热图

34、像中可直观地判断是否存在热故障，根据温度分布可准确地确定故障的部位及故障在热故障，根据温度分布可准确地确定故障的部位及故障严重程度。严重程度。2）内部热故障的特征）内部热故障的特征 它的发热过程一般都较长，且为稳定发热，与故障点它的发热过程一般都较长，且为稳定发热，与故障点接触的固体、液体和气体，都将发生热传导、对流和辐射，接触的固体、液体和气体，都将发生热传导、对流和辐射，从而有许多与设备外壳相距不很远的内部故障所产生的热从而有许多与设备外壳相距不很远的内部故障所产生的热量，能不断地传输到达外壳，改变了设备外表面的热场分量，能不断地传输到达外壳，改变了设备外表面的热场分布。布。经营者提供商品

35、或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用252.2 电力设备内部热故障种类电力设备内部热故障种类 1）电阻损耗增大引起的发热）电阻损耗增大引起的发热 它属于电流效应引起的发热。一般由于导电回路的接它属于电流效应引起的发热。一般由于导电回路的接头、连接件和触头接触不良，造成接触电阻增大，引起发头、连接件和触头接触不良，造成接触电阻增大，引起发热。其发热功率为：热。其发热功率为：P=I2R,R为接触电阻。为接触电阻。2）介质损耗增大引起的发热）介质损耗增大引起的发热 它属于电压效应引起的发热。一般由于绝缘介质的劣它属于电压

36、效应引起的发热。一般由于绝缘介质的劣化、老化、受潮等因素，引起介质损耗增大，产生发热。化、老化、受潮等因素，引起介质损耗增大，产生发热。其发热功率为：其发热功率为：P=U2Ctg，其中，其中C为介质两端的等值电容。为介质两端的等值电容。3）铁芯和可导磁部位故障引起的发热）铁芯和可导磁部位故障引起的发热 一般表现为磁回路不正常，及由此引起的磁滞涡流损一般表现为磁回路不正常，及由此引起的磁滞涡流损耗增大发热等。主要是由于绝缘不良、设计不当等，而造耗增大发热等。主要是由于绝缘不良、设计不当等，而造成局部磁短路和漏磁，引起局部过热。成局部磁短路和漏磁，引起局部过热。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，

37、应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用26 4）电压分布不匀造成的温度变化）电压分布不匀造成的温度变化 一般由于电压型设备内部元器件的缺陷，引起电压分布一般由于电压型设备内部元器件的缺陷，引起电压分布异常，造成设备温度分布的异常。如异常，造成设备温度分布的异常。如FZ-110避雷器由于第二避雷器由于第二节元件内部受潮，引起各节的电压分布异常，其红外热像图节元件内部受潮，引起各节的电压分布异常，其红外热像图表现为正常元件温度高于正常温度，受潮元件温度低于正常表现为正常元件温度高于正常温度，受潮元件温度低于正常温度。温度。5）设备内部缺油造成

38、的温度变化）设备内部缺油造成的温度变化 一般由于设备内部漏油造成油位下降，这会产生两种不一般由于设备内部漏油造成油位下降，这会产生两种不同的热效应。一种是缺油时造成绝缘强度降低，而引起局部同的热效应。一种是缺油时造成绝缘强度降低，而引起局部放电，导致发热；另一种是缺油的油面处，由于上下介质不放电，导致发热；另一种是缺油的油面处，由于上下介质不同，它们的热容系数相差很大而造成热场分布存有差异。这同，它们的热容系数相差很大而造成热场分布存有差异。这种状态为红外诊断设备内部的真实油面提供了条件。种状态为红外诊断设备内部的真实油面提供了条件。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加

39、赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用272.3 具体的电力设备发热机理具体的电力设备发热机理 1）变压器箱体涡流损耗发热）变压器箱体涡流损耗发热 因变压器内部磁通泄漏，产生涡流损耗，引起箱体或部因变压器内部磁通泄漏，产生涡流损耗，引起箱体或部分连接螺杆发热，它的热像特征是以漏磁通穿过壳体而形成分连接螺杆发热，它的热像特征是以漏磁通穿过壳体而形成环流的区域为中心的热场分布。环流的区域为中心的热场分布。2）变压器内部异常发热）变压器内部异常发热 变压器内部出现异常发热时，有可能引起箱体局部温度变压器内部出现异常发热时，有可能引起箱体局部温度升高。但这种热谱图不具有

40、环流形状。这类缺陷同时伴有变升高。但这种热谱图不具有环流形状。这类缺陷同时伴有变压器内部油的气化，应该结合色谱分析进行判断。压器内部油的气化，应该结合色谱分析进行判断。3）变压器高压套管缺陷）变压器高压套管缺陷 变压器套管的内部缺陷一般有三类。一类是因其绝缘不变压器套管的内部缺陷一般有三类。一类是因其绝缘不良而使介损增大，其热像显示套管整体温度偏高；第二类是良而使介损增大，其热像显示套管整体温度偏高；第二类是导电回路连接件接触不良，造成接触电阻过大而过热，其热导电回路连接件接触不良，造成接触电阻过大而过热，其热像显示以发热点为中心的热谱图；第三类是因套管油泄漏或像显示以发热点为中心的热谱图；第

41、三类是因套管油泄漏或注油时气未排净而造成的缺油现象，其热像显示是在无油处注油时气未排净而造成的缺油现象，其热像显示是在无油处温度偏低，可显示缺油界面。温度偏低，可显示缺油界面。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用28 4）变压器冷却系统阻塞）变压器冷却系统阻塞 变压器冷却系统中阻塞故障，可在图像上直观显示，受变压器冷却系统中阻塞故障，可在图像上直观显示，受阻两侧温度场明显有异。阻两侧温度场明显有异。5）少油断路器动、静触头接触不良）少油断路器动、静触头接触不良 少油断路器动、静触头间接触不良，引起发热

42、，其热像少油断路器动、静触头间接触不良，引起发热，其热像特征显示为顶帽下温度特征显示为顶帽下温度Td最高，瓷套下法兰温度最高，瓷套下法兰温度Tf的温度的温度次之，瓷套温度次之，瓷套温度Tc最低。在进行相间比较时，相间温差不应最低。在进行相间比较时，相间温差不应大于大于10K。6）少油断路器中间触头接触不良）少油断路器中间触头接触不良 少油断路器中间触头的接触电阻过大，引起发热，其热少油断路器中间触头的接触电阻过大，引起发热，其热像特征是其瓷套下法兰温度像特征是其瓷套下法兰温度Tf最高，最高，Tc最低，即表现为最低，即表现为TfTdTc，相间温差也不应大于，相间温差也不应大于10K。7）少油断路

43、器静触头基座接触不良）少油断路器静触头基座接触不良 少油断路器的静触头基座与台面接触不良，引起发热，少油断路器的静触头基座与台面接触不良，引起发热，此时热像显示其顶帽中部温度此时热像显示其顶帽中部温度Td最高，而瓷套下法兰与瓷最高，而瓷套下法兰与瓷套的温度接近，但仍高于瓷套温度，即套的温度接近，但仍高于瓷套温度，即TdTfTc，相间温，相间温差也不应大于差也不应大于10K。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用29 8）多油断路器内部触头接触不良）多油断路器内部触头接触不良 多油断路器内部触头接触不良的

44、热像特征是油箱上部温度多油断路器内部触头接触不良的热像特征是油箱上部温度高，且温度从上至下递减。判定有无缺陷的标准是通过相间图高，且温度从上至下递减。判定有无缺陷的标准是通过相间图像比较，相间温差不应大于像比较，相间温差不应大于2K。9）电磁式电压互感器内部故障）电磁式电压互感器内部故障 电磁式电压互感器内部故障包括铁芯发热（生锈、生产质电磁式电压互感器内部故障包括铁芯发热（生锈、生产质量不过关为主）、绕组绝缘缺陷等，随着电压等级的升高，绝量不过关为主）、绕组绝缘缺陷等，随着电压等级的升高，绝缘介质缺陷比例增大。必要时应配合色谱和电气试验结果综合缘介质缺陷比例增大。必要时应配合色谱和电气试验结

45、果综合分析，确定缺陷性质和处理意见。分析，确定缺陷性质和处理意见。10）电容型电压互感器内部故障）电容型电压互感器内部故障 电容型电压互感器的内部故障包括电容器内部缺陷和中间电容型电压互感器的内部故障包括电容器内部缺陷和中间变压器内部缺陷。它们正常的热像特征是三相温升与温差都不变压器内部缺陷。它们正常的热像特征是三相温升与温差都不大，本体温度分布均匀，不应有局部过热现象。其内部故障的大，本体温度分布均匀，不应有局部过热现象。其内部故障的诊断采用相间比较法，电容器部分可参照耦合电容器的要求进诊断采用相间比较法，电容器部分可参照耦合电容器的要求进行，中间变压器部分可参照上述的电磁式电压互感器，即相

46、间行，中间变压器部分可参照上述的电磁式电压互感器，即相间温差温差(对于对于35kV及以上的设备及以上的设备)不应超过不应超过2K。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用30 11）电流互感器内部故障）电流互感器内部故障 电流互感器的内部故障主要是内部连接接触不良和绝电流互感器的内部故障主要是内部连接接触不良和绝缘介质缺陷两类。当设备正常时，热像特征是三相温升温缘介质缺陷两类。当设备正常时，热像特征是三相温升温差均很小，当不考虑外部风力对流冷却的作用时，对于差均很小，当不考虑外部风力对流冷却的作用时，对于

47、35kV及以上的设备，其整体最大相间温差只在及以上的设备，其整体最大相间温差只在1.3K左右，左右，而实际运行的户外设备，由于微风对流经常存在，故其相而实际运行的户外设备，由于微风对流经常存在，故其相间温差更微小。故在诊断电流互感器内部是否存在绝缘缺间温差更微小。故在诊断电流互感器内部是否存在绝缘缺陷时，仍采用相间比较法。若内部连接接触不良时，可能陷时，仍采用相间比较法。若内部连接接触不良时，可能引起温升，导致其相应的局部表面过热，可达数十度，考引起温升，导致其相应的局部表面过热，可达数十度，考虑到互感器顶帽内外部温差可能达虑到互感器顶帽内外部温差可能达3045K，所以判断油浸，所以判断油浸式

48、互感器内部连接不良的最高外部温度值应在式互感器内部连接不良的最高外部温度值应在55以下。以下。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用31 12）避雷器故障）避雷器故障 避雷器的型号较多，但不论是普阀式、磁吹式还是氧化锌避雷器的型号较多，但不论是普阀式、磁吹式还是氧化锌避雷器，在正常运行时它们都有轻微发热的元器件，前两者是避雷器，在正常运行时它们都有轻微发热的元器件，前两者是间隙并联电阻，后者是氧化锌元件本身，但当避雷器元件老化、间隙并联电阻，后者是氧化锌元件本身，但当避雷器元件老化、受潮或并联电阻断裂，

49、其内部会产生闪络现象从而引起发热。受潮或并联电阻断裂，其内部会产生闪络现象从而引起发热。虽温差只虽温差只1K左右但在图像上能明显看出发热部位。左右但在图像上能明显看出发热部位。13）电力电容器内部故障）电力电容器内部故障 电力电容器按其结构可分为两大类，一类为铁壳封装的扁电力电容器按其结构可分为两大类，一类为铁壳封装的扁方体，其介质损耗功率较大，表面温升较高，并联电容器属此方体，其介质损耗功率较大，表面温升较高，并联电容器属此类型；另一类为瓷套封装的圆形体，介损较小，温升不高，其类型；另一类为瓷套封装的圆形体，介损较小，温升不高，其最热温度在接近顶部，它们的温度分布是上节低，下节高，判最热温度

50、在接近顶部，它们的温度分布是上节低，下节高，判别缺陷的方法用同类设备图像比较法，它们相对应部位的温差别缺陷的方法用同类设备图像比较法，它们相对应部位的温差应在应在1.5K左右或更低，耦合电容器属此类型。左右或更低，耦合电容器属此类型。14）电缆内部故障）电缆内部故障 包括绝缘不良和导体连接处接触不良两种，它们的热像特包括绝缘不良和导体连接处接触不良两种，它们的热像特征都是缺陷的相应外表面部位过热，或是整体过热，或是局部征都是缺陷的相应外表面部位过热，或是整体过热，或是局部过热。一般电缆允许的最大温升不得超过过热。一般电缆允许的最大温升不得超过40K(铠装的稍高铠装的稍高)。经营者提供商品或者服