红外线测温方法（通用4篇）
红外线测温方法 篇1
回转窑窑尾烟室测温通常采用接触式常规热电偶测温, 烟室温度状况直接影响回转窑热工运转的稳定性、产量及熟料质量, 因此该处的温度测量显得尤为重要。
传统的热电偶测温需要将其传感器部分插入炉壁与其内部物料接触, 高温的物料对热电偶传感器的腐蚀、冲刷, 极易导致传感器部分损坏, 而且结皮之后, 传感器被结皮包裹无法准确获得物料的温度。而且还存在损耗大、维护量大等问题, 在清堵的过程中也容易导致热电偶损坏。如果使用性能更好的耐磨、耐高温热电偶, 可延长使用时间, 但是其单体成本会更高。
经过比较, 公司决定采用新型的红外测温装置, 依靠红外辐射能量传感器进行测温。传感器与物料无需接触, 不存在高温腐蚀和磨损的问题, 其测温装置自带的自动清结皮装置 (需压缩空气) 可以定期清理炉内壁的结皮, 稳定性较高, 能很好地解决水泥行业这一测温技术难题。图1为热电偶对比红外测温8h中控截图, 表1对使用成本作了一个对比。
热电偶往往是在拔出清理结皮过程中损坏的, 使用一般的耐磨热电偶最不经济, 而且综合维护量大。图2为现场安装照片。
新型的红外热电偶解决结皮的问题后, 测量温度准确, 减少了维护, 有利于生产操作, 从长远来看, 经济效益良好。
红外线测温方法 篇2
据国家能源局2011年上半年发布的全国电力工业统计数据, 1—6月, 全国第一产业用电量475亿k W·h, 增长5.9%;第二产业用电量1.66万亿k W·h, 同比增长11.7%, 第三产业用电量2 384亿k W·h, 增长15.3%。其中, 电力、钢铁、建材、有色、化工和石化等6大高耗能行业仍是全社会用电增长的主要拉动力量。随着社会经济的高速发展, 用电需求的日益增加, 输电线路负荷日渐增大, 甚至超负荷运行。因此必须采取有效措施提高输电线路的故障排查率, 确保输电线路运行可靠。其中对输电线路进行红外线测温就是一种常用而且高效的方法。
1 红外线测温仪的工作原理
红外测温仪是通过利用不同的变焦镜头 (如:广角、长焦、近摄镜头) 对待测物的距离进行测量, 并接收待测物体发射、反射和传导的热红外线来测量其表面的温度。红外能量通过光电探测仪转换成相应的信号, 该信号通过一系列的运算和转变, 测量出被测目标的温度值。最后通过红外测温仪内部元件对测量数据处理并显示到图片或显示屏上。但是, 目标和测温仪所在的环境条件对其测量有一定的影响。
所有大于绝对零度的物体都会向四周发射出红外线, 而发射出的红外线与物体的表面温度关系成正比。通过对物体发出的红外线进行换算可以精准地确定其表面的温度。而红外线测温仪就是利用这一原理进行温度测量。
2 红外线测温仪在测量时的环境考虑
由于广东江门地区地处亚热带海洋性季风气候。高温潮湿, 时常出现一边下雨, 一边出太阳的现象。红外线热像仪镜头长时间暴露在这样的环境中极易受到污染, 使其表面积尘, 积水气, 从而影响测量结果。因此每次在使用前必须先使用专用的吸耳球吹拭镜头上附着的灰尘, 然后再使用专用镜头擦拭布或洁净的软布轻轻擦拭镜头表面。另外测量时, 如果被测量物体在以太阳为背景下则测量出的结果存在较大的差异, 应选择在不以阳光为背景的前提下测量。当在地形条件比较差如庄稼、树林等不能直接用镜头观望或难以接近的环境条件下如河流、山沟时, 可以使用红外测温仪自带的分离液晶显示屏, 通过遥控手柄上的液晶显示屏, 即可方便的观测被测物的图像。
3 测量方法
3.1 相对温差法[1]
当环境气温较低, 线路负荷较小时, 用红外线测温仪测出线路的温度正常, 但却不能说明该线路不存在热缺陷。而随着环境温度上升, 用电负荷增大时, 使用红外线测温仪测量时就可检测到线路发热的情况。相对温差法就是解决这种因设备负荷和环境温度的影响, 利用测量出发热点的温度与正常对应点的温度进行比较, 得出一个相对温差值, 根据值判断故障情况。即假如在某一个固定温度内, 设备的温度T与设备电流I的K次方成比例, 那么我们可以通过公式的运算求出发热点的温度T发热;正常对应点的温度T正常, 以及相对温差值△T, 即得出△T= (T发热-T正常) /T正常。从公式运算结果中, 根据《电力设备预防性试验规程》可得出当△T数值越大时, 线路热缺陷越严重。因此我们可以通过计算△T值的大小判断故障程度。 (编者所在地区使用该种方法的情况较小, 因为当地的地理气候常年温差不大, 而且当使用红外线对输电线路进行测温时, 往往已是高温炎热且用电负荷大的夏季。)
3.2 绝对温差法[2]
绝对温差法也叫同类比较法, 即在相同的运行条件下, 对设备同一部件的温度进行测量比较。例如被测导线接头温度为T接头, 再在导线接头附近1 m的地方测量出一个正常导线温度为T正常, 通过△T=T接头-T正常, 得出绝对温差值△T。
参考有关国家标准和国内外经验, 在满负荷时 (不为额定负荷时, 一般的红外热像仪可折算到额定负荷) , 对高压线路发热判别取△T, 当超过5℃时可以认为有轻微接触隐患 (一般热缺陷) , △T超过15℃即为重大缺陷, △T超过40℃即为紧急缺陷。由于测量等各方面的误差, △T判断缺陷界限值不是绝对的, 需根据测量情况具体分析。
此方法主要避免了使用红外测温仪时检测距离、现场环境温度、湿度等外部因素带来的误差。
3.3 台账分析法[3]
通过每年记录方式用旧数据对设备即时测量出的数据进行比较, 分析存在的数据差异, 判断其是否存在热缺陷。但使用这种方法时, 时常出现较大误差。因为要取用相同环境, 以及相同红外设备才能进行比较, 且由于环境是变化的, 设备会老化, 因此测量出的数据只能作为参考数据。且需根据现实数据进行分析, 才可以作出准确判断。
4 红外线测温对输电线路的应用
综合分析上述测量方法, 笔者认为绝对温差法比较容易即时发现输电线路存在的隐患, 如:导线接头、接驳处氧化情况、绝缘子等热缺陷。例:在2011年07月06日, 我们接到上级指令, 要求开展对江门地区某110 k V输电线路 (该线路分为架空线路段以及电缆线路段的混合型线路) 进行红外线测温。在测量该线路的架空线段时, 该线路的N30塔中相跳线接头温度为35℃, 该塔底相跳线接头温度为36℃, 而该线路导线的正常温度在34℃左右。根据绝对温差法得:△T<5℃, 因此可以判断该线路接头运行正常, 不存在热缺陷。最后通过对该线路的架空段接头进行全面的红外测量, 并未发现任何热缺陷, 该输电线路的架空段运行正常。
但在测量该线路的电缆段时发现异常情况:该运行110 k V输电线路电缆交叉互联接地箱经过红外测温后发现其电缆交叉互联接地箱的A相300同轴铜电缆a接头的螺栓颜色发红, 其表面温度高达830℃, 而正常的交叉互联接地箱应与当时的气温34℃差不多, 根据绝对温差法得:△T远远大于40℃。因此当即判断为紧急缺陷, 需要马上进行停电处理。并对该电缆塔进行环流测试时发现A、B、C三相环流值分别为151 A、153 A、148 A, 而当时该线路的三相负荷电流均为290 A左右。
为何会产生如此大的环流, 并在环流叠加情况下发热呢?通过检查分析得出产生大环流的原因有: (1) 同轴电缆在电缆中间头和交叉互联箱之间接线错误; (2) 电缆交叉互联接地箱内螺丝松动造成发热; (3) 电缆外护套绝缘损伤或击穿; (4) 电缆交叉互联接地箱保护器发生故障。
最后通过逐一排查确定是由于该交叉互联接地箱的同轴电缆相序A、C相在施工过程中对调接错造成发热。经过重新对调接线后, 再对该交叉互联接地箱进行测温, 未再发现有发热现象。
5 输电线路发热原因分析
导致输电线路发热的原因有很多, 但主要还是由输电线路中的负荷电流I以及线路自身的电阻R造成的。而影响到电流I和电阻R的因素主要为以下几点: (1) 跳线或导线接头的螺丝没有拧紧。在机械震动下, 螺丝慢慢松脱, 导致接头接触不良。 (2) 导线经过雷击后, 导线表面出现大面积的烧伤, 而没有立即对其进行修补、更换, 而使载流量下降。 (3) 线路的跳线或导线接头在长时间使用后氧化严重, 导致电阻增大。 (4) 线路的施工过程造成。如:压接前没有清洗压接管、压接面没有涂导电脂、压接没有达到国家相关的标准、用错尺寸的压接管、错误接线等等。 (5) 输电线路超负荷运行。 (6) 由外力振动等各种原因所造成的导线断股, 使导线截面减少。 (7) 输电线路使用劣质金具。
从大量检测数据来看, 输电线路中爆压比液压存在的热故障较多, 因此要从源头上即在施工压接、验收过程中把好质量关, 才能大量减少输电线路热故障的发生。
6 结语
红外线测温技术作为一种比较先进的检测技术, 已经得到了广大电力部门的应用。它能快速且有效地检测到设备的发热情况, 能及时发现重大缺陷与预防重大缺陷的发生, 保证电力设备的安全运行, 提高供电可靠性, 且其操作简单、方便、易于携带, 是输电线路的一种重要的监测手段。
参考文献
[1]胡世征.电气设备红外诊断的相对温差判断法及判断标准[J].电网技术, 1998, 22 (10) :10
[2]岳灵平.高压输电线路红外检测探析[J].湖州师范学院学报, 2006 (S1)
基于红外测温处理电气隐患 篇3
电气设备在运行中的缺陷是通过发热来表现出来的。利用红外测温对带电设备的表面温度场进行检测和诊断, 从而发现设备的缺陷和异常, 为检修提供依据。
1 红外测温概述
在自然界中, 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。红外测温的理论根据是普朗克黑体辐射定律, 它定量地确定了不同温度的黑体在各个波长的电磁辐射能量的大小。通过对物体自身辐射的红外能量的测量, 便能准确地测定它的表面温度 (如图1) 。
利用红外测温进行电气设备检修, 可在不停电的情况下, 准确有效地检测运行设备的温度状况, 进而判断设备是否运行正常。
2 判断方法及依据
2.1 表面温度判断法
红外测温取得电气设备表面温度, 超过标准者可依据超标程度、负荷大小、重要性及承受的机械应力来确定缺陷性质。本文引用如下负荷率修正公式:
式中:Ttc—修正后的总温度, oC;
Trt—总的额定温度, oC;
Tra—额定环境温度, oC;
Im—测得电流, A;
Ir—额定电流, A;
Tma—测得环境温度
n—指数 (1.6-2.0) , 平均1.8
计算得Ttc与实际值比较, 当实际值高于Ttc时说明过热。
2.2 类比法
在同一电气回路中, 当三相电流对称或三相 (或两相) 设备相同时, 比较三相 (或两相) 电流致热型设备对应部位的温升值, 可判断设备是否正常。若三相同时出现异常, 可与同回路的同类设备比较, 若三相不对称时, 应考虑负荷电流的影响。对于型号规格相同的电压致热型设备, 可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。对此类设备的缺陷允许温升或同类允许温差的判据确定, 一般情况下, 同类温差超过允许温升值的30%为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。
3 应用实例
(1) 在例行检测某电机控制柜三相保险管, U相71℃、V相73℃、W相103℃。实测三相电流平衡, 观察4小时电流变化不大。W相异常发热, 分析保险管座可能存在虚接情况。停电检查W相上下保险管座弹簧卡子, 夹持松紧度对比U相和V相不存在异常。检查保险管发现问题, 保险管上端本体发热, 为2天前设备检修更换保险管。分析保险管质量问题。更新同型号保险管后, 再次带负荷检测三相保险管温度分别为:U相72℃、V相71℃、W相74℃, 设备运转正常, 避免一次故障停机事故。
(2) 某电潜泵多次欠载停机, 检查不存在欠负荷情况, 分析电气控制回路问题, 仔细检查控制回路后, 更换电机保护器后仍出现无故欠载。再次分析控制回路中可能存在高阻通路, 时通时断, 最后利用红外测温方法, 带载测温, 发现电流互感器端子温度107℃, 其他接点温度40℃左右, 处理电流互感器端子, 设备运转正常。
4 结论
利用红外测温方法能安全、快捷、准确地测量出电气设备带电状况下的温度, 提前发现故障隐患、及时采取维护措施, 提高检修效率、保障电气设施安全运行, 具有十分重要的意义。
参考文献
[1]杨清德.电工常见故障维修[M].北京:电子工业出版社, 2011:14-24.
[2]何利民, 尹全英.怎样查找电气故障[M].北京:机械工业出版社, 1998:76-90.
红外线测温方法 篇4
红外线测温枪是一种新型精密的手持式非接触型温度测量仪器。主要的工作原理是:配合其自身发出的激光束的导向作用, 接受被测物体表面辐射的红外线能量, 并由其内部电路分析处理、运算后显示出被测物体的表面温度数值。红外线测温枪构造主要是由光学系统, 光电探测器, 信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。测量的安全程度高是使用红外测温枪的最重要之处。不同于常见的接触式测温仪, 红外测温枪能够安全地读取难以接近的或不可达到的目标温度, 可以在仪器允许的范围内读取准确的目标温度。正是由于其所具有的轻巧、快捷、方便、安全及测量准确等特点, 因此在实际的应用相当广泛。
常见的基本型红外测温仪电路主要由以下几个部分构成:
光学系统———主要由一组透镜所组成。其通过滤除可见光等干扰因素, 只让被测物体发出的红外光进入到接收透镜内并加以聚焦, 以便于形成能量集中的焦点。
光电转换器———经过聚焦的红外光能量点落在光电转换器上, 有光电转换器转换为相应的电信号。
信号处理———电路将接受的电信号进行精密的放大, 输出一定幅值的电信号。
数据算法与显示电路———上面得到的电信号通过数据算法与机内 (微处理器) 预先设置的对应温度数据进行比较, 再经目标发射红外功率校正后, 得到相对应的目标温度值, 经过处理后由显示电路 (液晶显示器) 显示出被测物体的具体温度。
干扰因素的校正———主要是考虑到测量环境的干扰 (温度、污染等) 所带来的误差, 通过机内微处理器进行校正, 消除干扰, 以提高测量的精确度。
红外线测量原理框如图1所示。
利用红外线测温枪的技术优势, 在日常的电气设备维护中就显得特别的方便, 可以较为准确、快速地判断故障发生的原因及范围, 甚至可以具体到细小的位置, 起到事半功倍的良好效果。
具体的应用实例有以下几个方面:
1 电力变压器:
通过分析和归纳, 在比照其他在线运行的电力变压器的运行情况就能够准确地判断被检测变压器的工作负荷的大小, 以及是否在正常的允许范围内。这样就能够及时发现电力变压器存在的事故隐患。
2 汇流硬母线排:由于在配电施工中硬母
排制作的缺陷或进过长期应用使得连接处发生松动而造成接触不良, 容易发生高热现象, 因此通过对汇流排各个连结点的温度进行检测和记录分析, 就能迅速发现故障点所在并及时得到检修, 将发生事故的苗头消灭在萌芽之中。
3 电力开关:
高、低压配电柜中所用的电力开关装置主要有隔离刀开关、负荷开关、熔断器等。通过在线检测电力开关装置触头的温度高低, 并参照表2中给出的允许范围, 就能够及时地检测出潜在的故障接触点, 防止由于长期运行时存在的高热而烧毁触头造成严重的断电事故。
4 输、配电电缆 (电线) :
参照表1中给出的数值, 通过对运行中的电缆 (线) 表面的温度进行非接触测量就能够较为快速而准确来判断电缆 (线) 的工作情况, 通过对比还能够定性的判断电缆 (线) 中工作电流的大小。
5 交流电动机:
由于常见的三相异步交流电动机是密封性的结构, 在线运行时内部转子及线圈绕组的温度无法直接测量。但是可以通过过测测量量其其铸铸铁铁外外壳壳、、电电机机输输出出轴轴和和电电机机端端盖盖的的温度来间接判断交流电动机运行状态 (需要有一定的时间积累才行) 。
6 直流电动机:
在日常使用的直流电动机, 由于存在着换向器和电刷机构, 因此容易发生换向器跳火烧毁、碳刷严重磨损等故障。借助于在线测量换向器电刷机构的运行温度 (通过散热孔) , 就能够准确地判断电机的实际运行状态, 及早发现事故的苗头。
7 补偿式交流稳压电源:在对其进行维护保养时, 测量主要部件的温度就可以较快地判断运行的正常与否。
8 变压器和调整电刷:通过测量其铁心、线圈绕组、接线桩头的温升情况就可以判断其工作的状态如何。
由于红外线测温枪的使用功能在日常电气维护中的优势作用尤为显著, 因此为了提高电气维护的技术水平, 减少实际的维护工作量, 就要做到与时具进。不断地对电气设备的维护手段和技术进行更新, 用以提升电气维护的技术水平。其中当然也包含相关测量技术手段的提高, 这样在实际的工作中就能取得良好的效果。