紅外測溫儀在電氣系統中的應用
摘 要：紅外檢測技術是一種快速、容易并且十分有效的確定電氣設備故障的方法。利用紅外測溫儀對現場電氣設備及變配電室進行檢測，查出了多處隱患，并得到了及時處理，保證了電氣系統的安全穩定運行。
關鍵詞：紅外檢測技術；紅外測溫儀；隱患；處理
1 引言
隨著檢測技術的發展，我廠意識到設備狀態檢測的重要性，為了做好設備狀態檢測工作，我廠專門為各車間配備了紅外線檢測儀，自97年利用紅外線檢測儀測溫以來，查出1000處發熱點，并得到了及時處理，保證了電氣系統的安全穩定運行，為生產的順利進行創造了有利的條件。
2 紅外檢測技術
2.1 紅外概念
任何一種物體，在穩度－273℃以上，都會產生能量熱輻射。這種熱輻射以不同的電磁波形式組成，輻射的波長也不同。實踐表明，當物體穩度在1000℃以下時，物體輻射輻射故障大多數是不可見的紅外光，而能量也都集中在紅外區。所以可以利用非接觸探測紅外能量的辦法來近似描述物體表面的熱狀態。
這種輻射能與溫度的表面關系可用玻爾茲曼定律來描述：
即：E=∑σ0T4(Kcal)
T 極對溫度，
σ0 玻爾茲曼常數
E 能量
∑ 輻射率，與不同材料相關聯。
所以，物體輻射的能量不僅跟表面穩度四次方成正比，而且也跟材料表面輻射率有很大關系。
2.2 電路熱點的概念
眾所周知，當兩塊金屬連接在一起時，畢竟不能理想地良好接觸，因此存在連接電阻R。由于熱、冷的影響（或斷、開電），使金屬膨脹或收縮，時間一長，會導致連接松動。這種松動的連接，導致對電流的阻值增加，產生過量的熱量，導致功率損失。即Q=I2R
這種產生的熱，反過來又引起更大的阻力，進一步減弱連接的有效性。就如同正反饋，連接電阻R進一步導致電路阻值增加，直到最后連接失效。
例如，一個攜帶1000安培電流的接點，通常只有微歐級的阻值，因此，僅產生幾度的功率損失。然而，如果阻值增加到1歐，功率損失將是1兆歐，足以熔化蒸發四周的物質，引起爆炸。
電氣連接的狀態可以很方便地由與環境溫度的溫差進行標定。如果導體良好連接，連接阻值極小，電流通過時，不會有熱產生。然而，所有的連接都有一些熱產生。這些熱值的大小，也會隨電流大小而變，過多的熱（即溫度遠遠超過環境溫度）表示過大的電阻值，它往往是壞的連接、過電流或一些其它故障所引起。
通常情況下，接點所產生的熱由兩種方法轉化，一是傳到四周的空氣，二是輻射。因此。在電氣接點的傳遞上，也可用溫度的升高來表示：
輻射能量 Q≈h（T-Ta） ≈I2R/2
h—常數， I—流過的電流值 T—輻射表面溫度，R—電阻值 Ta—環境溫度
2.3 紅外熱點的非接觸測量方法
電路連接點溫度的測量有兩種方法：一是測量它的絕對溫度值T，二是測量它的相對溫度值△T。
在用紅外測溫儀測溫時，要根據實際情況選擇儀表的視場角和被測材料的紅外發射率。如果選擇的發射率、視場角不合適，就會導致測量不準確。比如測量同一材料溫度時，0.9設定的發射率，測得溫度85℃，但用0.6發射率時，溫度卻變為78℃，相差達7℃。在實際測量中，選擇材料的發射率有3種方法：一是經驗法，即一般黑的、油漆的、氧化、發暗的表面，其發射率一般可設定為0.95。而且不論材料基材是什么，尤其在電力系統中，氧化接點常常為測量點，其發射率在0.9～0.95之間。第二是實驗法：即在被測材料表面涂黑或貼電工黑膠布，隨后用0.9～0.95輻射率測量其溫度，這時溫度為正確值，而后再測量沒有涂黑的部分，同時不斷調節儀器的輻射率，使得此時顯示的溫度與涂黑時測得相同，這時的輻射率即為該被測體的真實輻射率；第三，非金屬材料的輻射率一般在0.9左右，實際測量時也可參考下表查閱真實的輻射率值。
另外測量不準的一個原因是測量距離。一般都跟儀器的視場角、被測溫物體表面積相關。被測面越大，測量距離可以越遠。應保證被測表面充滿視場角，即：
L≤S×θ L------被測距離，θ-------視場角
舉例如下，儀表視場角50：1，被測物體表面直徑φ30mm，則測試距離必須小于L≤30×50＝1500mm，超出這個距離，會導致測不準，而且距離越遠，溫度越不準。其原因就是，儀器固有的視場角已超出了被測物體表面尺寸，這樣把物體四周的空氣溫度也平均進去，造成測量不準。如圖所示：
L：測量距離 S：被測體表面直徑 θ：儀表固有視場角
因此，在測量物體溫度時，應盡可能靠近被測物體。并確保視場角在物體表面上。這里需要指出的是，一般儀表視場角越大，如180：1，120：1等其價格也越高，在同等測量物下，可正確測量的間距也越大。
電氣溫度具體標準如下：
在工廠實際操作中，一般認為：t≤60℃～80℃注意，＞80℃需盡快處理。
3 紅外測溫儀在實際生產中的應用
3.1 電氣設備狀態監測的重要性
我廠通過應用紅外測溫儀，查出了多處隱患。過去，對變配電室的監測，靠眼睛、鼻子去判斷故障，經常因發現隱患太遲而造成配電室放炮事故發生。如今，通過利用紅外測溫儀進行測溫，已經消除了多起隱患。現在，變配電室每年事故已趨于零，在變配電室很難查出發熱點。充分說明了電氣設備狀態監測的重要性。
3.2 紅外測溫儀監測的隱患事例分析及處理
3.3.1 對變配電室的監測
（1）對變配電室的監測
2000年10月21日，六車間點檢員發現BD-26A配電室Ⅰ段進線隔刀中相刀口發熱260℃，立即向車間值班室匯報，經值班室快速協調，采取緊急措施，將母線所帶設備能接臨時線的盡量接臨時線，將可以短時不開的設備停下來，待母線沒有負荷后，將Ⅰ段隔刀拉開，由于刀口發熱比較嚴重，及時更換了隔刀，使生產損失降低到最低。如果當時沒有及時發現刀口發熱，很可能造成弧光短路，引起上一級配電室Ⅰ段母線開關跳閘，造成大面積停電，使事故影響面擴大，嚴重影響生產的正常組織。
2001年8月18日，種分車間點檢員發現BD-27B1#變高壓負荷開關黃相觸頭發熱280℃，立即匯報車間值班室，值班室馬上通知電工班進行處理，電工班聯系電調，將BD-27B配電室Ⅰ、Ⅱ段母聯開關合上，拉開Ⅰ段進線隔刀，拉開1#變負荷開關，電調通知六配將1#變（6612）饋出線開關退出，做好安全措施后，對負荷開關觸頭進行了徹底處理。如果發現不及時，很可能引起短路，造成上一級保護跳閘，嚴重影響生產。
（2）對電機電纜的監測
2001年10月9日，種分車間點檢員發現Ⅰ-5#種分槽電機接線盒電纜中相發熱110℃，立即匯報值班室，經值班室協調，對5#種分槽進行隔槽，待放完料后，停下電機，打開電機接線盒，發現接線板已碳化，隨即更換了接線板。如果發現不及時，電機接線盒會放炮，造成種分槽沉槽事故發生，嚴重影響生產的正常進行。
2002年3月10日，九車間點檢員發現2#真空泵真空斷路器下端高壓黃相螺絲處發熱99℃，聯系值班室，馬上開備用泵（3#真空泵），將2#真空泵停下來，對發熱點進行了處理，保證了生產的正常進行。
2001年8月10日，九車間點檢員發現2#排風機電機接線盒一相電纜溫度85℃，立即聯系值班室，經值班室協調，將2#排風機停下來，打開接線盒，發現該相線鼻子發黑，接線板出現了碳化痕跡，電工進行了及時處理，避免了一起事故發生。
以上略舉了一些實例，實際工作中監測到類似的隱患很多，再此不再累訴。
3 結語
要想使設備達到預知維修的目的，必須學會用科學的手段處理問題。只要我們善于借助先進的科學儀器，在實際工作中，就能及早發現事故的隱患，找出問題的癥結，并能快速地處理，為生產的順利進行創造有利的條件。