陳圣鑫

摘 要：本文通過廣西部分代表性企業(yè)調研情況，在了解紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷應用的基本現(xiàn)狀的基礎上，對傳統(tǒng)常用低壓電氣設備故障診斷的方法及局限性進行分析，說明了紅外熱像儀的成像原理；并從紅外診斷的角度研究了低壓電氣設備的故障診斷機理；介紹了紅外熱像儀在低壓電氣設備的故障診斷的實際應用。

關鍵詞：紅外熱像儀 故障診斷 低壓電氣設備

中圖分類號：O434.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）01-0-01

近年來，隨著我國工業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步，企業(yè)電氣設備及其供電和控制線路呈多樣化和復雜化。電氣設備功能增多結構更加復雜，其機械零部件、電氣部件、電子元件、供電線路和控制線路復雜眾多。面對如此復雜的電氣設備及其供電和控制線路，如何準確診斷故障并進行快速修復是擺在每一個維修電工面前的重要課題，值得我們深入研究。

一、紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷應用的現(xiàn)狀

許多研究數(shù)據(jù)表明， 紅外熱像儀在高壓輸配電線路及高壓電氣設備的故障診斷中應用較為普遍。然而，紅外熱像儀在低壓配電線路及低壓電氣設備的故障診斷幾乎沒有得到推廣應用。筆者歷時一個多月奔赴廣西各地先后對中信大猛公司、明陽生化公司、廣西中糧生物質能源有限公司、廣西盛隆冶金有限公司、廣西欽州金桂諾磷化工有限公司、柳州五菱聯(lián)合發(fā)展有限公司、中鋁廣西分公司平果鋁業(yè)公司、華銀鋁業(yè)公司等區(qū)內多家企業(yè)進行調研，從生產(chǎn)一線維修電工、機修工中了解到：紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷中均沒有得到應用。

二、傳統(tǒng)常用低壓電氣設備故障診斷的方法及局限性

目前，傳統(tǒng)常用低壓電氣設備故障的診斷方法是用電工測量儀表測量各種電路和電氣設備的電流、電壓、電阻等參數(shù)，然后根據(jù)測量結果對低壓電氣設備故障進行分析和診斷。傳統(tǒng)常用的電工儀表主要有萬用表、鉗形電流表、兆歐表、直流單臂電橋、直流雙臂電橋、示波器等。傳統(tǒng)常用電工測量儀表在電工測量中存在以下局限性：1. 對測量人員要求較高。除了要根據(jù)被測量對象正確選擇和使用電工儀表外，還要選取合理的測量方法，掌握正確的操作技能，才能盡可能地提高測量準確度。2.要進行多個參數(shù)測量才能對故障進行綜合診斷，測量周期長速度慢效率低。3.對電流大的大功率低壓電氣設備在測量過程存在一定的危險性。4.不適用于惡劣環(huán)境下的在線測量，否則會對測量人員造成極大的傷害。如：高溫、高壓、高空、有毒、強腐蝕等環(huán)境。5. 不適用于夜間或光線較弱環(huán)境下的在線測量。6.對電氣設備內部無法進行檢測。7. 不能與其它電氣設備進行通迅，無法進行遠程檢測和控制。

三、紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷的應用

筆者經(jīng)過查閱相關資料和進行企業(yè)調研結果發(fā)現(xiàn)：迄今為止，由于人們的思想觀念、技術條件、經(jīng)濟條件多方面的限制， 紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷的應用中還是難以應用推廣。然而，紅外熱像檢測診斷技術是一種新興的現(xiàn)代電氣設備故障檢測技術，極大地促進了企業(yè)電氣設備維修的變革，是電氣設備故障診斷技術的“革命”。隨著電氣設備紅外熱像診斷技術的不斷成熟和日臻完善，筆者通過工作實踐證明：紅外熱像儀在低壓電氣設備故障診斷中同樣具有很高的應用價值和廣闊的發(fā)展前景。

1.工作原理

紅外熱像儀利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。通過查看熱圖像，可以觀察到被測目標的整體溫度分布狀況，研究目標的發(fā)熱情況，從而進行設備故障診斷。

2.基本特點

紅外熱像儀是一種非接觸式檢測儀表，它無需與設備直接接觸便可檢測出紅外波長頻譜中的熱圖像，在信號傳輸過程中只有光、電信號。由于紅外熱像儀具有非接觸、直觀、快速、安全等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)常用電工測量儀表的缺點，因此，紅外熱像儀更適用于高溫、高空、有毒、強腐蝕等惡劣環(huán)境和高壓輸電線路監(jiān)控現(xiàn)場運行與測試。

3.診斷機理

電氣設備當通過電流時，由于電流的熱效應，在有電阻的地方溫度會升高。電路出現(xiàn)故障時故障部位的電阻和溫度會產(chǎn)生變化，通過紅外熱像儀而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。即同一設備不同故障有不同溫度得到不同的熱像圖。當然，不同的低壓電氣設備物體表面的熱分布場也不同，其熱像圖也不盡相同。維修電工根據(jù)測量所得熱像圖與正常熱像圖作比對，從而得到故障的準確部位。

4.實際應用

低壓電氣設備指工作在交流1200V以下、直流1500V以下電路中的電氣設備。目前，企業(yè)低壓電氣設備主要包括控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如接觸器、繼電器等。主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器，如按鈕、行程開關等。保護電器：用于保護電路及用電設備的電器，如熔斷器、熱繼電器等。配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。如低壓斷路器、隔離器、執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳動功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器。雖然，不同的低壓電氣設備物體表面的熱分布場不同，其熱像圖也不盡相同，但是電路故障大體分為短路、斷路、接觸不良、元器件老化幾種。無論是哪一種形式的故障其外特征都是電阻發(fā)生了變化。具體地說當電路短路時電阻為零電阻變小，斷路時電阻為無窮大，接觸不良時電阻不穩(wěn)，元器件老化時電阻變大。由于電流的熱效應，電阻變化從而導致溫度變化。因此，無論是哪一種形式的故障其熱像圖也與正常情況明顯不同，從而準確的判斷出故障的部位和故障的種類。

結語

目前，紅外熱像儀在高壓輸配電線路及高壓電氣設備的故障診斷中發(fā)揮著重要作用。紅外熱像故障診斷技術的特點和優(yōu)勢克服了傳統(tǒng)常用低壓電氣設備故障診斷方法的局限性，實踐證明，紅外熱像故障診斷技術利于低壓電氣設備早期故障的診斷，能提高低壓電氣設備故障診斷的及時性、準確性和科學性?？傊?，隨著紅外熱像技術的不斷完善，紅外熱像儀的成本不斷降低其性價比不斷提高，必將開啟紅外熱像低壓電氣設備故障診斷技術的新時代。

參考文獻

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