一、背景概述

帶電設備
傳導負荷電流（試驗電流）或加有運行電壓（試驗電壓）的設備。

溫升
用同一檢測儀器相繼測得的被測物表面溫度和環境溫度參照體表面溫度之差。

相對溫差
兩個對應測試點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分數。

環境溫度參照體 
用來采集環境溫度的物體叫環境溫度參照體。它可能不具有當時的真實環境溫度，但它具有與被測物相似的物理屬性，并與被測物處在相似的環境之中。

外部缺陷
凡致熱效應部位裸露，能用紅外檢測儀器直接測出的缺陷。

內部缺陷
凡致熱效應部位被封閉，不能用紅外檢測儀器直接檢測，只能通過設備表面的溫度場進行比較、分析和計算才能確定的缺陷。

二、電氣接頭

在工廠輸配電系統中，有大量觸頭、開關、套管夾等，常常由于接觸不佳、腐蝕或內部異常等各種原因，出現異常過熱點，嚴重影響供電。使用紅外熱像儀可以準確地檢測出過熱點，及時排除隱患，確保供電。

三、電氣接頭熱缺陷形成原因及發熱機理 

所謂電氣設備熱缺陷，通常是指通過一定手段檢測拿到，由于其內在或外在原因所造成的發熱現象。
根據缺陷所產生的原因不同，我們通常歸納為以下幾類：
1、長期暴露在空氣中的部件，由于溫度濕度的影響，或表面結垢而引起的接觸不佳。
2、由于外力作用所引起的部件損傷，因而使得的導電截面積減少而產生的發熱。如接頭連接不佳，螺栓、
墊圈未壓緊或過緊。
3、長期在惡劣環境下運行；大氣中的活性氣體、灰塵引起的腐蝕氧化；元器件材質不佳，加工安裝工藝不
好造成導體損傷；機械振動等各種原因所造成的導體實際截面降低。
4、負荷電流不穩或超標等。
5、由于電器內部本身故障，如內部連接部件接觸不佳導致的電阻過大。
根據公式： P=I×I×R，我們知道，發熱功率（P）與接觸電阻（R）、通過電流（I）的平方成正比。
正常時，這些連接處（部位）的電阻在允許范圍，通過額定工作電流后發熱也在設計允許值以內，所以不會影響設備的運行。由于以上因素使接觸電阻異常，電流通過時發熱功率增大，而且通電時間越長、電流越大，會產生異常發熱，使溫升異常增加，就會產生缺陷。

四、熱缺陷的劃分 

根據 GB763-90 以及我們幾年來的實測數據統計分析，按照熱缺陷溫升的高低及對設備的危害程度可將其分為一般性熱缺陷、嚴重性熱缺陷和危險性熱缺陷三種。
1、一般性熱缺陷：其溫升范圍在 10～20℃之間，與相同運行條件下的設備相比，該接頭有一定的溫升，用紅外成像儀測量僅有輕微的熱像特征，此種情況應引注意，檢查是否系負荷電流超標引起，并加強跟蹤，防止缺陷度的加深。

一般熱缺陷的實際案例 ：

對于此類熱缺陷應該予以重視。雖然相對溫差較小，但要注意查看負載狀況，如果是在低負荷率情況下，就意味著負荷率一旦升高，設備的電氣接頭缺陷處的溫度將會急劇升高。 下，就意味著負荷率一旦升高，設備的電氣接頭缺陷處的溫度將會急劇升高。
2、嚴重性熱缺陷：發熱點溫升范圍在 20～40℃之間，或實際溫度在 60～80℃之間，或設備相間溫差范圍在 1.5～2.0 倍之間，熱像特征明顯，缺陷處已造成嚴重熱損傷，對設備運行構成嚴重的威脅。
嚴重性熱缺陷實際案例：

此類熱缺陷，在確認過負載狀況之后，應當給予長期監測，避免熱缺陷進一步惡化。生產條件允許時或必要時應當及時調整，避免造成重大的經濟損失。

3、高危性熱缺陷：發熱點溫升超過 40℃，或者zui高溫度已超過國標 GB763-90 所規定的該材料zui高允許值。
高危性熱缺陷實際案例：

此類缺陷熱像圖非常清晰，外觀檢查可看到嚴重的灼燒痕跡。該種缺陷隨時可能造成突發性事故，應立即退出運行，進行徹底檢修。

五、紅外熱像儀在電氣方面的應用 

• 高壓電氣設備出線接頭、內部導流回路連接處檢測
• 各類導電接頭、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不佳缺陷
• 各類高壓開關內中心觸頭接觸不佳缺陷
• 隔離刀閘刀口與觸片以及轉動帽與球頭結合不佳缺陷
• 電力變壓器高、低壓套管上、下兩端連接不佳
• 線夾發熱檢測
• 電纜接頭檢測

六、現場可能會遇到哪些問題？

1、如果負荷很低，則會使設備故障發熱不明顯，即使存在較嚴重的故障，也不可能以特征性熱異常的形式暴露出來。只有當設備在額定電壓下運行，而且負荷越大時，發熱及溫升才越嚴重，故障點的特征性熱異常也越明顯。因此在進行紅外檢測時，為了能夠取得可靠的檢測效果，要盡量保證設備在額定電壓和滿負荷下運行，即使不能做到連續滿負荷運行，也應編制一個運行方案，以便在檢測前和檢測過程中，能讓設備滿負荷運行一段時間(如 4～6h)。
2、對于負荷率低時發現的設備故障發熱應該特別予以重視，這意味著負荷率一旦升高，設備故障發熱可能快速升高。
3、出現在電氣設備內部的缺陷，因此反映到設備外表的溫升很小，通常只有不到 1℃。檢測這種故障對熱像儀的靈敏度要求較高，而且對于檢測員來說，也較難判斷，需熟悉設備的正常工作原理。

設備內部缺陷的實際案例：

根據紅外熱圖可以看出，開關表面的溫差大約有 5 度左右。如果套用上面的標準，這個開關應該屬于正常工作范疇。不過從圖像的熱場分布趨勢來看，A 相內部肯定存在異常溫升，根據經驗公式，內部的實際溫差 T1 等于 4—6 倍的表面溫差△T。因此開關的內部真實溫差大約在 20—30℃左右。確認負荷狀況后，才能準確定義屬于哪類熱缺陷并且正確處理。

七、如何才能拍攝清晰的熱像圖？

1、應用于溫差小的場合時，盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀；
2、對戶外電氣設備的現場紅外檢測，盡可能選擇在陰天或者在傍晚無光照時間進行。這樣可以防止直接入射、反射和散射的太陽輻射影響，對戶內設備應當盡量避開其他的輻射影響；
3、調色板模式*好設置在灰度或鐵紅，這樣熱像圖較為清晰；分析時可采用高對比色。更容易發現熱點的根源。
4、對于開關柜等需要測試內部故障的電氣設備，可用氟化鈣等特殊材料制作的紅外窗口代替一般的有機玻璃窗口，從而拿到更準確的溫度數據。

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