变压器高压侧套管故障检测方法与流程

本发明属于变压器技术领域，更具体地说，是涉及一种变压器高压侧套管故障检测方法。

背景技术：

红外测温技术已广泛应用于电力设备带电检测，也是变压器例行带电检测项目之一，红外测温可成功检测出变压器多种发热缺陷，包括高压套管介损发热、套管内油位异常、套管接头接触不良，本体漏磁致热等。

现有技术中，红外测温常常通过红外热像仪来实现。对于高压侧的电容型套管，电压致热型缺陷的检测容易受环境干扰。在变压器附近有障碍物的情况下，变压器本体热量容易在障碍物间积聚，红外热像仪测温时，受空气热对流的影响，部分高压侧套管会明显发热，检测人员很容易误判为介质损耗发热，介质损耗引起的电压型致热往往为危急缺陷，容易误导检修人员做出错误的处理措施，浪费人力物力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种变压器高压侧套管故障检测方法，可以解决现有技术中变压器高压侧套管检测容易出现错误的技术问题。

本发明实施例提供一种变压器高压侧套管故障检测方法，包括：

根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常；

若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障；

若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度；

根据所述背景温度，重新设置红外热像仪的环境温度参数；

通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测。

进一步地，根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常，包括：

根据红外热像仪的显示画面，确定变压器的三个高压侧套管的温度；

根据所述变压器的三个高压侧套管的温度，确定温度最高的高压侧套管；

若所述温度最高的高压侧套管的温度与其余任意一个高压侧套管的温度之间的差值大于预设阈值，则确定所述温度最高的高压侧套管出现异常。

进一步地，若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障，包括：

若有套管出现异常，则检测出现异常的套管的末屏接地线的温度；

若所述末屏接地线的温度大于外界环境温度，则确定所述出现异常的套管存在故障。

进一步地，检测出现异常的套管的末屏接地线的温度，包括：

将红外热像仪放置在支撑工具上，使得所述红外热像仪与所述出现异常的套管的末屏接地线齐平；

将所述红外热像仪移动至所述出现异常的套管的预设范围内；

通过所述红外热像仪检测出现异常的套管的末屏接地线的温度。

进一步地，若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度，包括：

若不存在故障，则将温度检测装置固定在绝缘杆上；

通过绝缘杆将温度检测装置送至所述出现异常的套管的中部，并通过所述温度检测装置检测所述出现异常的套管的背景温度。

进一步地，通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测，包括：

通过重新设置后的红外热像仪，获取变压器高压侧套管的温度；

判断是否所述出现异常的套管的温度与其余任意一个高压侧套管的温度之间的差值大于预设阈值；

若是，则确定所述出现异常的高压套管存在故障。

进一步地，若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障，包括：

若有套管出现异常，则判断所述套管出现异常的原因是否为外界环境因素；

若所述套管出现异常的原因不是外界环境因素，则确定所述出现异常的套管存在故障。

进一步地，判断所述套管出现异常的原因是否为外界环境因素，包括：

检测所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离；

判断所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离是否大于距离阈值；

若所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离大于距离阈值，则确定所述套管出现异常的原因不是外界环境因素。

进一步地，在判断所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离是否大于距离阈值之前，还包括：

若所述出现异常的套管为C相高压套管，则根据所述变压器中A相高压套管与所述A相高压套管最近的障碍物之间的距离，确定所述距离阈值。

进一步地，所述变压器高压侧套管故障检测方法还包括：

若所述出现异常的套管存在故障，则对所述出现异常的套管进行检修。

本发明实施例提供的变压器高压侧套管故障检测方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例提供的变压器高压侧套管故障检测方法，通过根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常，若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障，若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度，并根据所述背景温度，重新设置红外热像仪的环境温度参数，通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测，能够有效防止环境温度对变压器检测的影响，避免检修人员做出错误的处理措施，提高了检修效率，降低了检修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的变压器高压侧套管故障检测方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的变压器高压侧套管故障检测方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的高压侧套管故障检测方法中变压器的位置示意图。

附图标记：

1-变压器 2-配电楼 3-隔离墙

11-A相高压套管 12-B相高压套管 13-C相高压套管

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

本发明实施例一提供一种变压器高压侧套管故障检测方法。图1为本发明实施例一提供的变压器高压侧套管故障检测方法的流程图。如图1所示，本实施例中的方法，可以包括：

步骤101、根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常。

本实施例中，可以采用FLIR-P65红外热像仪对变压器进行检测。变压器的高压侧套管可以包括：A相高压套管、B相高压套管和C向高压套管。通过红外热像仪可以显示出变压器各部分的红外图谱，根据红外图谱可以确定各部分的温度。

优选的是，本步骤中的根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常，可以包括：

根据红外热像仪的显示画面，确定变压器的三个高压侧套管的温度；根据所述变压器的三个高压侧套管的温度，确定温度最高的高压侧套管；若所述温度最高的高压侧套管的温度与其余任意一个高压侧套管的温度之间的差值大于预设阈值，则确定所述温度最高的高压侧套管出现异常。

所述预设阈值可以根据实际情况来设置，一般情况下，变压器的三个高压侧套管之间的温度误差不应超过1.5K，因此，所述预设阈值可以设置为1.5K。

例如，根据红外热像仪的显示画面，变压器的三个高压侧套管的温度分别为：A相高压套管28℃，B相高压套管28.1℃，C相高压套管35℃。根据这三个温度，可以确定所述变压器的三个高压侧套管中温度最高的套管为C相高压套管。C相高压套管与A相高压套管的温度差、C相高压套管与B相高压套管的温度差均大于预设阈值，可以确定所述C相高压套管出现异常。

步骤102、若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障。

出现异常的套管可能是由于内部存在故障导致温度出现异常，也可能是由于环境原因导致温度出现异常，所以本实施例中要对出现异常的套管是否存在故障进行判断。

优选的是，本步骤中的若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障，可以包括：

若有套管出现异常，则检测出现异常的套管的末屏接地线的温度；若所述末屏接地线的温度大于外界环境温度，则确定所述出现异常的套管存在故障。

末屏接地线位于高压侧套管的下方，如果末屏接地线的温度过高，就可以认为套管存在故障。红外热像仪对变压器进行检测时需要在比较远的地方，否则检测人员可能会有触电的危险，但是末屏接地线尺寸较小，在比较远的地方进行检测时，无法查看到末屏接地线的具体温度。

本实施例中，可以通过支撑工具来实现末屏接地线的检测。具体的，检测出现异常的套管的末屏接地线的温度，可以包括：

将红外热像仪放置在支撑工具上，使得所述红外热像仪与所述出现异常的套管的末屏接地线齐平；将所述红外热像仪移动至所述出现异常的套管的预设范围内；通过所述红外热像仪检测出现异常的套管的末屏接地线的温度。

其中，所述红外热像仪与所述出现异常的套管的末屏接地线齐平，可以是指所述红外热像仪的中心与所述末屏接地线的中心处于同一水平面。所述预设范围可以是红外成像仪能够检测到末屏接地线的温度图谱的范围，例如红外成像仪必须在套管0.5米以内才能检测到末屏接地线，所述预设范围可以为0.5米。

优选的是，所述支撑装置可以为人字梯，将红外热像仪放在人字梯上，然后将人字梯推至出现异常的套管附近，由红外热像仪检测出现异常的套管的末屏接地线的温度。

所述末屏接地线的温度是否大于外界环境温度，可以直接通过红外热像仪的显示图像看出来，若末屏接地线的显示亮度大于套管周围的显示亮度，则说明所述末屏接地线的温度大于外界环境温度，若末屏接地线的显示亮度小于套管周围的显示亮度，则说明所述末屏接地线的温度小于外界环境温度。

若所述末屏接地线的温度大于外界环境温度，则说明所述出现异常的套管存在故障；若所述末屏接地线的温度小于或等于外界环境温度，则说明所述出现异常的套管不存在故障。

步骤103、若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度。

所述套管的背景温度也就是所述套管对应的外界环境温度。

优选的是，本步骤中的若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度，可以包括：

若不存在故障，则将温度检测装置固定在绝缘杆上；通过绝缘杆将温度检测装置送至所述出现异常的套管的中部，并通过所述温度检测装置检测所述出现异常的套管的背景温度。

其中，所述温度检测装置可以是温度计，中部是指套管的上三分之一处到下三分之一处之间的部分。将温度检测装置送至所述出现异常的套管的中部，但是不要与套管接触，和套管保持一定距离如0.1米，直接检测所述套管的中部附近的温度，作为所述套管的背景温度。

步骤104、根据所述背景温度，重新设置红外热像仪的环境温度参数。

具体的，可以将红外热像仪中所述出现异常的套管对应的环境温度设置为步骤103中检测到的背景温度。没有出现异常的套管对应的环境温度不需要重新设置。

步骤105、通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测。

在重新设置红外热像仪后，可以再次对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测，由于红外热像仪的环境温度参数已经被修正，因此以后可以直接通过该红外热像仪的显示画面来确定高压侧套管是否存在故障。

优选的是，本步骤中的通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测，可以包括：

通过重新设置后的红外热像仪，获取变压器高压侧套管的温度；判断是否所述出现异常的套管的温度与其余任意一个高压侧套管的温度之间的差值大于预设阈值；若是，则确定所述出现异常的高压套管存在故障。

具体的，如果调整后的红外热像仪检测到之前出现过异常的套管的温度还是远高于其它高压侧套管的温度，则说明该套管出现了故障。

在实际应用中，用户可以通过红外热像仪来对变压器进行检测，在首次或前几次检测的时候，可能会有变压器的某个高压侧套管出现异常的情况，此时可以通过本实施例提供的方法，对该套管是否真的存在故障进行判断，并在不存在故障时对套管的环境温度进行重新设置，以后都可以根据重新设置后的红外热像仪来对变压器进行检测。

本实施例提供的变压器高压侧套管故障检测方法，通过根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常，若有套管出现异常，则判断出现异常的套管是否存在故障，若不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度，并根据所述背景温度，重新设置红外热像仪的环境温度参数，通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测，能够有效防止环境温度对变压器检测的影响，避免检修人员做出错误的处理措施，提高了检修效率，降低了检修成本。

实施例二

本发明实施例二提供一种变压器高压侧套管故障检测方法。本实施例提供的变压器高压侧套管故障检测方法，是在实施例一提供的技术方案的基础上，通过查看外界环境来确定出现异常的高压侧套管是否存在故障。

图2为本发明实施例二提供的变压器高压侧套管故障检测方法的流程图。如图2所示，本实施例中的方法，可以包括：

步骤201、根据红外热像仪的显示画面，确定变压器高压侧套管是否出现异常。

本实施例中，步骤201的具体实现原理与实施例一中的步骤101类似，此处不再赘述。

步骤202、若有套管出现异常，则判断所述套管出现异常的原因是否为外界环境因素。

步骤203、若所述套管出现异常的原因不是外界环境因素，则确定所述出现异常的套管存在故障。

步骤204、若所述出现异常的套管存在故障，则对所述出现异常的套管进行检修。

其中，步骤202中的判断所述套管出现异常的原因是否为外界环境因素，可以包括：

检测所述出现异常的套管与所述出现异常的套管最近的障碍物之间的距离；判断所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离是否大于距离阈值；若所述出现异常的套管与最近的障碍物之间的距离大于距离阈值，则确定所述套管出现异常的原因不是外界环境因素。

所述距离阈值可以根据实际需要来设置，例如，可以为5米，当周围障碍物的距离与套管之间的距离小于距离阈值时，可能会导致障碍物与套管之间温度过高，影响红外检测准确性。

优选的是，若所述出现异常的套管为C相高压套管，则可以根据所述变压器中A相高压套管与所述A相高压套管最近的障碍物之间的距离，确定所述距离阈值。

其中，所述距离阈值可以为A相高压套管与所述A相高压套管最近的障碍物之间的距离。

所述障碍物可以为墙体等，例如，A相高压套管距离周围墙体5米，则所述距离阈值可以为5米，如果C相高压套管与周围墙体的距离大于5米，则可以确定C相高压套管出现异常的原因不是外界环境因素。

若所述套管出现异常的原因不是外界环境因素，则确定所述出现异常的套管存在故障，在确定所述出现异常的套管存在故障后，可以对所述出现异常的套管进行检修。

进一步地，若出现异常的套管不存在故障，则检测所述出现异常的套管的背景温度；根据所述背景温度，重新设置红外热像仪的环境温度参数；通过重新设置后的红外热像仪，对变压器高压侧套管是否存在故障进行检测。不存在故障时的具体处理方式可以参见实施例一，此处不再赘述。

本实施例提供的变压器高压侧套管故障检测方法，在有套管出现异常时，通过判断所述套管出现异常的原因是否为外界环境因素来确定所述出现异常的套管存在故障，能够方便、直观地判断套管是否存在故障，提高了处理效率。

在上述各实施例提供的技术方案的基础上，优选的是，除了对温度进行修正以外，还可以对湿度也进行修正。湿度的检测可以通过湿度检测装置如湿度计来实现。湿度的检测和修正方法与温度类似，此处不再赘述。

实施例三

本发明实施例三提供一种变压器高压侧套管故障检测方法。本发明实施例三依据上述各实施例提供的方案，给出一个具体的应用示例。

利用红外热像仪对某220KV变压器进行红外热像检测时，发现高压侧套管C相整体发热，现场检测环境为阴天、温度23℃、湿度55％、风速0.3m/s、检测时高压侧负荷电流为230A。通过红外热像仪可以看出，该变压器的C相高压套管的温度远远大于A相高压套管和B相高压套管的温度。

根据红外图谱特征初步分析，C相高压套管发热原因疑似为内部绝缘劣化引起介质损耗增大，属于电压致热型缺陷。根据带电设备红外诊断应用规范，电压致热型发热应定为严重及以上缺陷，由于C相高压套管与A相高压套管对比，温差达到1.8K，误判断该套管存在严重缺陷。

然而，检测人员结合现场实际情况，并通过多角度进行检测，推断该发热套管不是缺陷，而是因为变压器散出的热空气聚集在隔离墙内侧，导致高压侧C相高压套管附近的空气温度急剧上升，引起套管发热。

实际情况中，在设备负荷、辐射率、风速确定的情况下，影响红外测温的外部因素主要有环境温度、相对湿度、距离等，其中环境温度对检测结果影响最大，环境温度作为红外热像仪的重要参数，应在检测前进行正确设置。

根据红外热像仪的检测原理，仪器内部会对环境温度进行补偿，假如被测设备的表面温度为T1(绝对温度)，外界环境温度为T2(绝对温度)，该物体在单位面积内发出的辐射能量为吸收的辐射能量为那么就可以得出物体的净辐射能Q为：(1)

式(1)中：A为被测物体的单位面积；σ为斯蒂芬-玻耳兹曼常数；ε、α分别为被测物体的辐射率和吸收率。

一般情况下，物体接收外界辐射的能力与物体辐射自身能量的能力相等，即设备的ε和α相等，则：

根据上述分析可得，随着外界环境温度T2的改变，测量结果也将会随着改变。当红外热像仪中的环境温度参数设置值比实际温度低时，检测结果比现场实际值高。

图3为本发明实施例三提供的高压侧套管故障检测方法中变压器的位置示意图。如图3所示，变压器1包括A相高压套管11、B相高压套管12和C相高压套管13，变压器1位于配电楼2与隔离墙3内，配电楼2与隔离墙3均高于变压器1的套管。

结合现场实际情况，A相高压套管11与左侧隔离墙3之间的距离L1为6米，C相高压套管13与右侧隔离墙3之间的距离L2为3.5米。由于A相高压套管11距离隔离墙3较远，红外测温未受热气流影响，因此A相高压套管11表面未见发热现象。而C相高压套管13距离右侧隔离墙3较近，变压器1工作时产生大量热空气积聚在隔离墙3内侧。

检测人员在C相高压套管13中部位置附近使用温湿度计进行测量，该部位环境温度达到40℃，相对湿度18％。套管上涂有RTV防污闪涂料，该涂料具有较高的吸收率和辐射率，约为0.92左右，在热气流沿C相高压套管13上升时，套管表面也会吸收大量热量。

根据红外热像仪的温度补偿原理，将红外热像仪内部参数重新设置为：C相高压套管13的环境温度40℃，湿度18％，发射率0.92。然后重新对变压器1进行检测，通过重新拍摄后的图像可以看出，C相高压套管13的温度与A相高压套管11的温度相差0.1℃，判断设备正常。

目前，新建变电站的变压器1两侧常设置隔离墙3，根据现场检测案例统计，在红外精确测温过程中，因隔离墙3内热空气干扰造成主变套管整体发热的现象具有普遍性，靠近隔离墙3的套管温度往往比外侧的套管高2-4℃，容易造成检测人员误判，此类现象应加以重视。本实施例提供的方法，通过测量变压器1对应的隔离墙3附近的温度，结合红外热像仪内部参数的调整，可以达到排除干扰的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。