红外热像检测用于电力变压器过热故障的诊断流程

红外热像检测是基于物体热辐射特性的非接触式诊断技术，能直观呈现电力变压器表面及内部组件的温度分布，快速识别过热故障隐患。变压器作为电力系统核心设备，其过热故障（如导体接触不良、铁芯短路、绕组老化等）易引发绝缘击穿、设备烧毁甚至电网停电，而红外热像检测凭借实时、无损伤、精准的优势，已成为变压器状态检修的关键手段，标准化诊断流程是保障检测有效性的核心。

检测前的准备工作

首先需完成设备校准：使用黑体辐射源对红外热像仪进行温度精度校准（确保误差≤±2℃），清洁镜头表面油污或灰尘，避免影响图像清晰度。其次是环境评估：选择无阳光直射、无强风、湿度≤85%的天气检测，远离高压带电设备以减少电磁干扰；记录环境温度、风速等参数，为后续温度分析提供参考。最后是收集被试变压器信息：包括型号、额定容量、运行年限、历史故障记录及当前负载率（负载率直接影响变压器正常温度范围，如满负载时绕组温度比轻负载高10-15℃）。

检测实施的关键步骤

检测位置需覆盖变压器核心发热部件：高/低压套管接线端子、分接开关触头、母线连接处、铁芯接地引下线、冷却器进出口管道及油箱表面。参数设置要匹配设备材料：金属外壳发射率设为0.8-0.9，绝缘瓷套设为0.9-0.95；调整背景温度补偿，确保环境温度对测量结果的影响最小化；保持检测距离在1-5米（避免图像畸变），使用三脚架固定仪器以保证图像稳定。图像采集时，对同一部位拍摄3-5帧，记录拍摄时间、负载率、环境温度等关联数据，确保数据可追溯。

热像数据的初步分析

首先识别温度异常：对比同一相或同类组件的温度差，正常情况下同相套管端子温差应≤5℃，超过则判定为异常；用热像仪的点测量功能定位热点（如螺栓连接处的最高温度点），用面测量功能计算热点区域的平均温度。然后计算相对温差：ΔT=(T热点-T参考)/T参考×100%（T参考为同相正常组件的温度），相对温差更能反映故障的严重程度（如相对温差≥10%，说明接触电阻增大）。最后记录数据：将热点位置、最高温度、平均温度、环境温度及相对温差填入表格，形成原始数据台账。

过热故障类型的判别

导体接触不良的热像特征是局部点状或小面积热点，温度随负载率上升明显（如母线螺栓松动，热点温度比周围高10-20℃）；铁芯过热表现为铁芯区域大面积均匀升温或局部片状热点（如硅钢片短路，温度比正常高15-30℃）；绕组故障则是绕组区域整体温度升高或层间温差大（如匝间短路，热点温度可达100℃以上）；冷却系统故障的热像特征是冷却器进出口温差减小（正常温差为5-10℃），变压器顶层油温超过85℃（额定负载下）。通过这些特征可快速区分故障类型。

故障严重程度的评估

依据DL/T 664-2016《带电设备红外诊断应用规范》，过热故障分为三级：一般缺陷（温差5-10℃，无明显温升，不影响设备运行）、严重缺陷（温差10-15℃，有明显温升，需计划检修）、危急缺陷（温差≥15℃，或温度超过设备最高允许温度，需立即停电处理）。评估时需修正负载率：如变压器在满负载时，套管端子正常温度≤70℃，轻负载时≤60℃，若满负载时端子温度达80℃，则判定为危急缺陷。同时对比历史数据，若热点温度每月上升5℃以上，说明故障在恶化，需升级处理等级。

联动验证与故障确认

红外检测发现绕组过热时，需联动油色谱分析：若油中乙炔、乙烯含量升高（乙炔＞5μL/L，乙烯＞100μL/L），说明绕组存在匝间短路；若铁芯过热伴随局部放电信号（超声检测到频率为100Hz的异常声），说明铁芯接地引下线断裂或接地不良。对于危急缺陷，需停电检修验证：如打开分接开关检查触头烧蚀情况，或拆开铁芯查看硅钢片是否短路，通过实际拆解确认故障原因，避免误判。

检测报告的编写要点

报告需包含七部分内容：检测对象信息（变压器型号、编号、安装位置）、检测环境（温度、湿度、负载率）、设备信息（热像仪型号、校准日期）、检测结果（热像图、热点位置、温度数据）、故障分析（类型、严重程度、原因）、处理建议（一般缺陷加强监测，严重缺陷计划检修，危急缺陷立即停电）、附件（原始热像图、数据台账）。热像图需标注热点位置、温度值、发射率及检测距离，确保图像信息完整。数据需准确无误，所有记录可追溯（如拍摄时间与负载率对应），避免因数据错误导致决策失误。