紅外熱成像儀在預防性電器維修中應用

王智勇

【摘 要】長久以來，各個企業在產品的生產過程中都特別關注設備運行的不間斷性、高費用停機事件發生的可能性、設備是否可靠的幾大問題。為了保證設備不會因停機產生高額費用，企業為此做出了許多努力。為了確保正產過程中設備的穩定以及避免由于停車所造成的OEE損失，企業需要確保預防性維修的及時性。在電氣設備的維修中，較為精準的掌握設備的相關技術情況，有效地對設備的性能進行改善，通過紅外熱成像儀對變電所內變壓器、變頻器、電纜、電容器、接線端子等重要設備進行精準的分析從而得出具體數據，再根據具體數據建立一個維修報告，對設備的故障進行有效的維修，這種情況下不僅可以使生產過程相對穩定，而且也降低了風險、降低了停車造成的OEE損失，從而大幅度的節省了維修設備的成本。

【關鍵詞】紅外熱成像；預防性；電器維修

與修復性維修相比較而言，預防性、預測性維修是一種更加先進的維修方式，它的優點更多，同時它的發展勢頭也更強勁。舉例來說，在預防性維修計劃中，發熱作為一個被重點監視的關鍵性能參數，它有預示設備損壞或是發生故障的功能，而工作人員在進行紅外熱成像預測性維護時，就可以檢查主要設備的溫度，定期跟蹤設備的運行，在最早的實踐發現其讀數的異常從而對設備進行檢查。

對電氣設備預防性監測可以通過紅外熱像技術來實現，而電氣專業是這一方面的專家，它們可以對設備的運行進行有效的監測，了解設備運行的準確狀態，針對隱患進行迅速有效的維修，從而電氣設備的運行更加穩定。

1 關于紅外熱成像的相關知識

1.1 關于紅外熱成像工作原理的簡要說明

因為會發熱，所以自然界中的物體總會散發出各種人類肉眼所無法辨識的輻射線，而熱成像儀的鏡頭可以把這種人類肉眼不可見的輻射線射到光柵上面，這時電子顯示屏上就會將所拍攝物體的溫度展示出來。原因是光柵后方有一個可以采集信息的探測器，探測器會對射到光柵上的輻射線進行分析與處理，最后再轉換成具體數據，供人類參考。工作時其具體位置為：物體置于鏡頭前方，光柵位于鏡頭的后方，依次是探測器與紅外熱圖。一般情況下，把已經拍攝好的照片用圖片處理軟件進行適當的處理后，就可以了解設備任何一個具體部位的溫度，這時候再對溫度進行精確地分析，就可以明確了解設備運行狀態的好壞。

1.2 關于紅外熱成像技術優點的簡要說明

據我們所知，熱成像技術就是利用熱感應照相機的紅外線成像技術。生成熱而不是光的圖像、精確測量IR即紅外能量、把具體數據轉換成相對應的溫度圖像就是熱感應照相機的工作步驟及其原理。如果紅外技術可以被有效的應用，那么就可以省掉很多不必要且較為繁瑣的步驟直接得到溫度的度數，同時它不僅可以在安全的環境下快速的測量相對人類來說較為高的溫度或是較危險以及難以接觸的物體表面溫度，但是絕對不會對檢測對象造成污染或是損壞。

2 關于紅外熱成像主要檢測方法的簡要說明

2.1 關于溫差判斷法的簡要說明

關于溫差判斷法，從字面意思就可以看出是根據相對溫差判斷的方法。把兩個對應檢測點之間的溫差與溫度較高點的溫升進行比較，所得出的百分數就是相對溫差。

2.2 關于表面溫度判斷法的簡要說明

表面溫度判斷法的主要步驟是：采集設備表面的資料；對資料進行更進一步的分析；然后按照國家的相關規定，把設備缺陷的性質加以確定，具體參考目標為：溫度超標的程度、設備的重要程度、設備承受機械應力大小的程度。但是這種方法也有其缺陷，即由于過于缺乏可靠性，所以主觀決定性也相對較強，很多情況下會引起相關技術人員的誤判。

2.3 關于同類比較法的簡要說明

從字面意思來看，同類比較法即就是將同型號廠家的不同設備進行比較。 這種分析法有兩種分類：電流致熱型設備及電壓致熱型設備比較。在同一個電器回路中，一般判斷設備情況正常與否時，是在三相電流對稱和三相（或兩相）設備相同時，把三相（或兩相）電流致熱型（如電流互感器）設備對應部位的溫升值進行分析比較從而得出結果。一般情況下重大缺陷的判定標準為同類溫差超過允許溫升值的30%。同時如果三相電壓出現不對稱情況時，就應該考慮工作電壓的影響了。

2.4 關于熱譜圖分析法的簡要說明

將設備與同類設備相比較，看其在正常狀態與異常狀態下的熱譜圖的差異，再根據具體數據分析其是否正常。

2.5 關于檔案分析法的簡要說明

把同一設備不同時期的相關監測數據進行對比分析，確定設備致熱參數的大體變化趨勢來確定設備的正常與否，其中參考數據主要為：溫升、相對溫差和熱譜圖。

3 關于紅外熱像在電氣設備中應用實例的簡要介紹

3.1 紅外熱像在電機中的應用

眾所周知，電機的零散部件是比較多的，所以導致故障發生的原因也會比較多，如若發生接線端子連接松脫、氧化腐蝕、過熱的不良情況時，就需要工作人員手動重新連接或更換接線端子。一般情況下，造成電機外殼整體溫度過高的的原因主要是散熱不良，這時候也需要技術人員手動檢查散熱風扇以及風道；而如果只是電機外殼溫度局部分布溫度過高時，那么情況可能就是內部鐵芯、繞組因絕緣層老化亦或是損壞從而導致了短路。而在其部件軸承溫度過高、潤滑不良、磨損時，潤滑及軸承轉動聲音就需要被特別關注。一般來說，技術人員是可以將電機發熱的具體部位與電機的負荷、電流等運行環境進行結合，從而可以較為準確的判斷電機情況的正常與否。

3.2 關于變壓器應用情況的相關介紹

油路管道堵塞、渦流損耗、內部異常、鐵芯絕緣不良等情況都可以使變壓器發熱，一般情況下，維修人員是可以通過照片準確的判斷出變壓器冷卻循環部位的溫度、變壓器進出線出的溫度、變壓器進出電纜的溫度、主變的溫度，從而準確的分析變壓器的運行狀態是否良好。

3.3 關于電容器應用的相關介紹

設備狀態正常時，如果出現了介質損耗發熱的情況，是很正常的情況，因為在交流電壓下，設備內部的介質與導體的絕緣介質會產生相互反應。但是如果絕緣介質的絕緣性能出現了任何的缺陷的話，介質損耗也會隨之增大，電容值當然也會隨之變大，最后的結果就是介質損耗發熱，功率增加，然后設備運行的溫度也隨之增加。

3.4 關于接線端子應用的簡要介紹

據我們所知，發熱功率P與接觸電阻R、通過電流I的平方是成正比的。一般來說，在正常情況下，連接部位的電阻是在國家允許的范圍內的，并且通過額定電流后它的發熱值也是在設計允許值的范圍之內的，從而根本不會對設備的運行造成任何影響。如果電流通過時發熱功率增大，那就說明設備發生了腐蝕氧化、連接不良、外力損傷等情況。同時通電時間過長也會使電流過大，這時設備會產生異常的發熱現象，從而產生損耗。

4 關于電纜中的應用

一般情況下，技術人員是可以迅速判斷電纜的溫度以及設備的運行狀態是否良好的。觀察期的溫度變化、異常溫度點的存在與否都是需要借助的條件，而設備運行的環境例如境溫度、電流大小、電纜粗細等細節也是至關重要的。

5 總結

紅外熱像儀對電氣設備來說就是一種理想的無損檢測儀器，因為熱像儀不僅可以把電氣設備表面部分任何一點的溫度檢測到，而且可以在電腦上把具體的數據加以儲存，就可以建立一個設備的有效的健康檔案。總而言之，紅外熱像等技術對于電氣專業預防性維修是相當重要的，未來維修的世界必將是預防性維修的。由此企業也可以穩定自己的生產力。

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[責任編輯：王偉平]