國網(wǎng)遼寧電科院緊密圍繞國家電網(wǎng)公司智能運檢工作大局，一切從實際出發(fā)，一直致力于GIS觸頭尤其是隔離開關觸頭過熱的有效診斷。經(jīng)過8年的不斷深入研究，取得了許多具有實際意義的結(jié)論和成果，其中，利用紅外成像診斷GIS局部過熱判據(jù)是重要成果之一。
該成果指出，觸頭接觸不良程度較輕時，局部發(fā)熱量也較小，局部溫度不足以使外殼產(chǎn)生局部高溫，則殼體表面不存在溫度梯度的變化；當觸頭發(fā)生過熱后，只要過熱部位的熱量使其對應的外殼溫度高于環(huán)境溫度（△T≥1K）時，通過紅外成像儀就可以清晰的觀測到，外殼的溫升越高，過熱相與健全相的紅外圖譜區(qū)別越明顯；對于隔離開關：在最高點附近，溫度變化大約為dT/dL=11℃-15℃/0.6m。當外殼長度L＞0.6m時，溫度下降趨勢減緩，當L＞3m時，基本為環(huán)境溫度。
根據(jù)試驗結(jié)果，提出了外殼的紅外成像最高溫度與內(nèi)部過熱平均溫度的擬合公式，即Tm=16.17·(t-t0)0.5654+13.17 （1）
式中，t為外殼紅外成像最高測試溫度，℃；t0為環(huán)境溫度，℃。也就是說，通過計算外殼最高溫度點的溫差，即可估算出GIS內(nèi)部過熱點的平均溫度。同時證明了GIS內(nèi)部過熱故障下不會產(chǎn)生特高頻局部放電信號。
國網(wǎng)遼寧電科院和國網(wǎng)遼寧超高壓公司在對某500kV變電站例行帶電檢測時，通過精確紅外測溫發(fā)現(xiàn)220kV GIS局部溫度異常，熱點位于A相套管分支氣室，溫差為7.5K，環(huán)境溫度-10℃，溫差大于1K。
根據(jù)式（1），求得GIS導體過熱部位的平均溫度為71℃，也就是說，過熱點的最高溫度有可能在幾百攝氏度，設備需要停電處理。
圖4 故障設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及紅外成像圖譜
解體后發(fā)現(xiàn)過熱部位導體對接面局部燒蝕、熏黑，測試接觸電阻為447.8μΩ，嚴重超標。6顆螺栓校驗按工藝標準校驗力矩，其中5顆螺栓緊固情況不良。
圖5 故障部位解體后的燒蝕圖片
利用GIS局部過熱紅外診斷判據(jù)及過熱溫度估算方法，成功診斷了一起潛伏性過熱缺陷，此判據(jù)得到了實踐檢驗，有效可靠，使GIS內(nèi)部觸頭過熱紅外診斷有據(jù)可依，具有廣泛推廣價值。
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