电力设备红外测温课件(2篇).docxVIP

电力设备红外测温课件(2篇)

电力设备红外测温课件内容一

一、红外测温基础理论

1.热辐射原理

热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大。在电力设备中，正常运行的设备和存在故障的设备由于温度不同，其热辐射的强度和波长分布也不同。例如，当设备存在接触不良故障时，接触部位会因电阻增大而发热，其热辐射强度会明显高于正常部位。

热辐射遵循普朗克定律，该定律描述了黑体辐射的光谱分布与温度的关系。黑体是一种理想化的辐射体，它能够完全吸收和发射各种波长的辐射能。实际的电力设备并非黑体，但可以近似看作灰体，其辐射特性与黑体有一定的相似性。通过普朗克定律，我们可以计算出不同温度下物体的辐射能量分布，从而为红外测温提供理论依据。

2.红外辐射的特性

红外辐射位于电磁波谱中可见光和微波之间，波长范围约为0.76μm-1000μm。根据波长的不同，红外辐射可分为近红外、中红外和远红外三个区域。在电力设备红外测温中，常用的是中红外和远红外区域，因为这两个区域的辐射能量与设备的温度密切相关，且更容易被红外探测器所检测。

红外辐射具有穿透性、反射性和吸收性等特性。不同的材料对红外辐射的吸收和反射能力不同，这会影响红外测温的准确性。例如，金属表面对红外辐射的反射率较高，而陶瓷、橡胶等材料的吸收率较高。在进行红外测温时，需要考虑被测物体的表面特性，选择合适的发射率进行修正，以提高测量的准确性。

3.红外探测器工作原理

红外探测器是红外测温设备的核心部件，它能够将红外辐射转换为电信号或其他可测量的物理量。常见的红外探测器有光子探测器和热探测器两类。

光子探测器是利用光子与半导体材料中的电子相互作用产生电信号的探测器。它具有响应速度快、灵敏度高的优点，但需要在低温下工作，成本较高。热探测器则是利用红外辐射的热效应来产生电信号的探测器，如热电偶探测器、热释电探测器等。热探测器不需要制冷，成本较低，但响应速度较慢，灵敏度相对较低。

在电力设备红外测温中，根据实际需求选择合适的红外探测器。对于需要快速测量的场合，可选择光子探测器；对于对成本要求较高的场合，热探测器则更为合适。

二、电力设备常见故障及发热原因

1.导电回路故障

导电回路故障是电力设备中最常见的故障之一，主要包括接头松动、触头氧化、导线断裂等。这些故障会导致导电回路的电阻增大，根据焦耳定律\(Q=I^{2}Rt\)（其中\(Q\)为热量，\(I\)为电流，\(R\)为电阻，\(t\)为时间），在电流一定的情况下，电阻增大将导致发热增加。

例如，在变电站的母线接头处，如果螺栓松动，会使接头处的接触电阻增大，从而产生过热现象。通过红外测温可以及时发现这些过热部位，避免故障进一步扩大。

2.绝缘故障

绝缘故障也是电力设备的重要故障类型，如绝缘老化、受潮、击穿等。当绝缘出现故障时，会导致泄漏电流增大，产生局部放电现象，从而引起设备发热。

以电缆为例，当电缆绝缘受潮时，绝缘电阻降低，泄漏电流增大，电缆表面温度会升高。通过红外测温可以检测到电缆表面的温度异常，判断电缆绝缘是否存在故障。

3.铁芯故障

在变压器等具有铁芯的电力设备中，铁芯故障也会导致发热。铁芯故障主要包括铁芯短路、硅钢片绝缘损坏等。当铁芯出现短路时，会形成涡流，根据电磁感应定律，涡流会在铁芯中产生热量，导致铁芯温度升高。

例如，变压器铁芯的硅钢片绝缘损坏时，会使涡流损耗增大，铁芯发热严重。通过红外测温可以检测到变压器铁芯部位的温度异常，及时发现铁芯故障。

三、红外测温设备及使用方法

1.红外热像仪的结构和性能指标

红外热像仪是电力设备红外测温中最常用的设备，它主要由光学系统、红外探测器、信号处理电路和显示装置等部分组成。

光学系统用于收集被测物体的红外辐射，并将其聚焦到红外探测器上。红外探测器将红外辐射转换为电信号，信号处理电路对电信号进行处理和分析，最终在显示装置上显示出被测物体的热像图。

红外热像仪的性能指标主要包括温度分辨率、空间分辨率、测量范围等。温度分辨率是指热像仪能够分辨的最小温度差，一般在0.01℃-0.1℃之间。空间分辨率是指热像仪能够分辨的最小目标尺寸，通常用毫弧度（mrad）表示。测量范围是指热像仪能够测量的温度范围，一般为-20℃-2000℃。

2.红外点温仪的特点和应用场景

红外点温仪是一种简单的红外测温设备，它只能测量被测物体某一点的温度。与红外热像仪相比，红外点温仪具有体积小、携带方便、价格便宜等优点。

红外点温仪适用于对设备某一特定部位进行快速温度测量的场合，如对开关柜内的触头、母线接头等部位进行温度检测。在使用红外点温仪时，需要将仪器对准被测部位，按下测量按钮，即可在显示屏上显示出被测部位的温度。

3.红外测