電氣設備紅外測溫技術的實現分析

孫國軍

摘 要：隨著社會經濟的發展，我國的電力系統對電氣設備的安全性提出了更高的要求。為了提高電氣設備的使用安全性，電力部門應對電氣設備進行積極有效的檢測，以便最快找出故障點。電氣設備故障點多數以溫度異常的形式出現，所以為了解決溫度異常導致的問題發明了紅外測溫技術。通過對電氣設備的部件進行溫度測試，能夠保證對紅外模塊測量的數據和設備在正常情況下運行的溫度進行比較和分析，判斷出電氣設備是否運行正常。紅外測溫技術能在帶電情況下快速、準確地找出電氣設備的運行缺點，保證電氣設備的安全運行。

關鍵詞：電氣設備；紅外測溫技術；故障檢測

隨著社會的發展，電力系統對電氣設備的建設提出了更高的要求，因為電氣設備在運行的過程中會因為故障而引起表面或者是內部溫度的狀態變化。電力系統的發展，使得紅外測溫技術的應用逐漸擴大。

1 紅外測溫技術

電氣設備在運行時因為故障導致設備表面和內部的溫度不斷發生變化，紅外測溫技術通過監視電氣設備的溫度變化情況，對設備故障情況進行判斷。與傳統的預防性試驗和離線診斷相比較，紅外測溫技術不接觸、不停電、不解體，能夠實現大面積范圍內的掃描成像，具有快捷、靈敏、形象的特點。光電探測器以及紅外光學系統等，組成了整個紅外測溫系統。其中光電探測器主要是在測溫過程中，聚集物體輻射的能量并將其轉換成測量所需的電信號。

電氣設備故障一般分為外部故障和內部故障兩種。外部故障一般是以局部過熱的形態不斷向周圍輻射紅外線，紅外熱像圖以故障點為中心不斷進行熱場分布。而內部故障發熱的時間較長，而且發熱較為穩定，與故障點相接觸的固體、液體等因為熱傳導在內部產生熱量，再將內部熱量傳達到外殼中，能夠改變設備之外的熱場分布。所以利用紅外測溫技術能夠快速準確找到內、外部故障點。

利用紅外測溫，快捷、簡便。變壓器、電壓互感器等電氣設備因為線路絕緣老化容易造成溫度異常，內部缺陷不易顯露，采用紅外測溫技術能直接獲取故障發生點信息，因此紅外測溫技術在電力系統中的應用十分廣泛。

2 紅外測溫技術工作原理

當物體溫度高于絕對零度，物體就會不停地向四周發散紅外線能量。物體的紅外輻射能量的大小和波長的分布以及表面的溫度有十分密切的聯系。所以，對物體自身輻射出的紅外線能量進行測量，能夠準確地獲知物體表面溫度，這也是紅外輻射表達出來的客觀依據。

黑體是理想的輻射源，輻射能量和溫度之間相互依賴。隨著溫度不斷升高，輻射的能量就會相應增加，這是紅外測溫技術在相應波段的工作依據。溫度不斷升高，就會讓輻射峰值的波長不斷向短波方向移動。紅外測溫技術必須依據波長劃分測溫范圍。高溫測溫儀多用在短波處，低溫測溫儀主要應用在長波處，短波的溫度比長波處的溫度高，具有很強的抗干擾性。

3 紅外測溫溫度校正

在實際的紅外測溫系統中，影響輻射的測溫精度和可靠性的因素眾多，如被測物體的發射率以及被測物體的溫度和風力等多種因素，都會影響到測量結果的精準。因此在對溫度進行測試的時候，應該充分考慮影響溫度準確性的各種因素，由于儀器本身具有很大的誤差，所以應該將紅外傳感器的溫度數據不斷進行校正以便獲取有效、真實的數據，這樣也能精準地查找出電氣設備的熱缺陷，防止電網事故的發生。

4 紅外測溫技術在電氣設備中的應用

4.1 紅外熱像儀

在對紅外熱像儀進行選擇時，應對電氣設備的參數以及性能進行勘測和比較，保證監測目標在合適的范圍內并在熱像儀時清晰可見，保證紅外線測溫的數據精確，并能夠根據電氣設備的溫度范圍不斷確定熱像儀的量程。同時，技術人員應對電氣設備的外觀進行仔細勘察，特別是光路系統中不能出現破損。為了確保電網的穩定運行，減輕電力和人力損失，必須加強工作人員的安全防護措施，保障人員人身安全，能快速、準確地對電氣設備的溫度進行測量。

4.2 紅外點溫儀

紅外點溫儀的操作比較簡便，在使用紅外點溫儀對電氣設備的溫度進行測量時，應該先確定溫度的范圍，再選擇合適的儀器。紅外點溫儀的型號決定了測溫范圍，所以在實際溫度測量過程中的溫度范圍應該與選擇的儀器的溫度范圍相匹配。此外又因為黑體是理想的輻射源，所以需要依據黑體輻射的定律盡可能選擇短波進行測量。但是紅外點溫儀在對小目標或者遠距離的物體進行溫度測量時，精確度會不斷降低，測量結果也無法保存，非常不利于電氣設備的整體溫度的走向。因此，紅外點溫儀只能在精確度要求不高的應用場合被廣泛使用。

5 結語

紅外測溫技術在檢測熱缺陷方面具有安全、可靠、簡便的特點，被廣泛應用在電力系統中。但是實現紅外測溫功能，還需要對電氣設備溫度數據進行校正，通過對實驗數據的采集與標準溫度進行比較，獲得電氣設備真正的數據。與接觸式測溫儀表相比，使用紅外測溫技術時不需要與被測介質進行熱交換，因為其能夠快速測溫，避免了測溫延遲的現象。除此之外，電力系統并不能使用高溫測量，所以紅外測溫技術才得以在電氣設備中被廣泛應用。

判斷電氣設備是否發生故障，需要開展一系列基礎工作，而保證電氣設備能夠獲得正常的溫度數據，得出電氣設備是否出現熱缺陷是一切基礎工作的前提。當下，紅外測溫技術因為安全易操作的特點，被廣泛應用在電氣設備中，尤其是被廣泛應用在通信技術和自動抄表技術中。紅外抄表系統由手持紅外抄表器和帶紅外通信功能的電能表組成。電能表和紅外抄表器都具有紅外通信電路，工作人員在進行抄表時，攜帶手持紅外抄表器到現場抄表，并將用戶的用電量記錄保存下來，再將數據輸入電腦利用計算機進行處理。紅外測溫技術在電氣系統中的應用，能夠降低電氣設備運行故障的發生率，降低設備的維修費用。紅外測溫技術的不斷發展，能夠降低紅外測溫設備的成本費用，因此，電氣設備的發展前景將會十分美好。

參考文獻

[1]陳琳，唐忠，崔昊楊.電氣設備紅外測溫技術的實現[J].電測與儀表，2013，（4）：64-68.

[2]張天國.紅外測溫設備在電氣設備維護中的應用[J].電工技術，2011，（3）：49.

（作者單位：山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠）