一、背景概述

在我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)用電量約占全國(guó)用電量的60% 。是非常重要的生產(chǎn)設(shè)備，幾乎覆蓋每個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

電機(jī)按工作原理可分成三大類(lèi)：

1、直流電機(jī)

2、異步電機(jī)

3、同步電機(jī)

電機(jī)的工作系統(tǒng)可分為五類(lèi)：

二、常用的電機(jī)診斷方法

電機(jī)的五類(lèi)工作系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)而又截然不可分割的，因此電機(jī)診斷需要涉及較多技術(shù)領(lǐng)域。

目前常用的電機(jī)診斷方法有：

• 電流分析法分析電機(jī)的電氣系統(tǒng)

• 振動(dòng)分析法分析電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)

• 緣診斷法測(cè)試電機(jī)的絕緣系統(tǒng)

• 溫度診斷法檢測(cè)電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，磁路系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、絕緣系統(tǒng)

• 振聲診斷法測(cè)試電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)

• 油質(zhì)診斷法測(cè)試電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)

并非所有的溫度診斷法都能對(duì)電機(jī)進(jìn)行全面的預(yù)測(cè)性檢測(cè)！

因?yàn)闇囟仍\斷法按不同的測(cè)試方式又分為：

溫度計(jì)測(cè)試

采用溫度表，熱電偶或熱電阻一類(lèi)的接觸式測(cè)溫元件、儀表測(cè)量繞組、鐵芯、軸承等部位。

優(yōu)點(diǎn)：溫度直觀(guān)可靠

缺點(diǎn)：感溫元件影響被測(cè)量溫度場(chǎng)的分布、接觸不良都會(huì)帶來(lái)帶來(lái)測(cè)量誤差，另外溫度過(guò)高

或油污都會(huì)影響感溫元件的性能和降低壽命。僅僅是測(cè)試溫度不夠全面。

紅外點(diǎn)溫槍測(cè)試

采用非接觸式紅外測(cè)溫儀對(duì)電機(jī)進(jìn)行溫度測(cè)試。

優(yōu)點(diǎn)：安全，高效。不受距離影響。

缺點(diǎn)：測(cè)溫可靠度不夠高。對(duì)于小區(qū)域的局部發(fā)熱點(diǎn)很難檢測(cè)到。測(cè)試不夠全面。

紅外熱成像檢測(cè)

采用紅外熱成像儀對(duì)電機(jī)進(jìn)行全面的預(yù)測(cè)性檢測(cè)。

優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測(cè)量，安全，高效，直觀(guān)，可以成像，距離遠(yuǎn)，溫度數(shù)據(jù)不抽樣、不解體

不僅僅是測(cè)試溫度，更可以直觀(guān)的顯示電機(jī)某一時(shí)刻的工作狀態(tài)！

三、為什么紅外熱成像技術(shù)能對(duì)電機(jī)的五類(lèi)工作系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)性檢測(cè)？

一、因?yàn)闊嵯駜x一次能夠捕獲幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)并生成紅外圖像。這個(gè)也就是前面我們?cè)跓嵯駜x系統(tǒng)里面提到的熱像儀像素的問(wèn)題，像素越多，同時(shí)測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)越多。生成的紅外圖像越細(xì)膩，越能找到真正的熱點(diǎn)。

二、熱像儀按測(cè)試方式可分為定量檢測(cè)與定性檢測(cè)。所謂定量檢測(cè)，就是要測(cè)得被測(cè)物體表面的精確溫度，來(lái)判斷電機(jī)是否溫升過(guò)高。而定性檢測(cè)，就是結(jié)合電機(jī)各個(gè)系統(tǒng)的工作原理以及熱傳導(dǎo)的原理，來(lái)判斷導(dǎo)致電機(jī)異常工作的原因。定性檢測(cè)不一定需要很精確的溫度，但是對(duì)于檢測(cè)工程師的要求較高。需要盡可能多的了解各種工況下各種設(shè)備的工作原理。

因此，一般對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)都采用定性與定量相結(jié)合的方式。對(duì)電機(jī)進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)，需要了解不同電機(jī)各部位的溫度限值以此來(lái)判斷電機(jī)是否存在異常。

電機(jī)各部位的溫度限值

1、與繞組接觸的鐵芯溫升(溫度計(jì)法)應(yīng)不超過(guò)所接觸的繞組絕緣體的溫升限值(電阻法)，即A級(jí)為60℃，E級(jí)為75℃，B級(jí)為80℃，F(xiàn)級(jí)為100℃，H級(jí)為125℃。

2、滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過(guò)95℃，滑動(dòng)軸承的溫度應(yīng)不超過(guò)80℃。因溫度太高會(huì)使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞油膜。

3、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，定子溫度往往以不燙手為準(zhǔn)。

四、對(duì)于電機(jī)的五類(lèi)工作系統(tǒng)如何進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)？

對(duì)電機(jī)進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意：

1、在額定負(fù)荷下溫升未超過(guò)溫升限度，僅由于環(huán)境溫度過(guò)高，而使電機(jī)溫度超過(guò)最大允許工作溫度。這種現(xiàn)象說(shuō)明電機(jī)本身是正常的。解決的辦法是用人工方法使環(huán)境溫度下降，如辦不到，則必須減負(fù)載運(yùn)行。

2、在額定負(fù)載下溫升超出銘牌規(guī)定。不管什么情況，均屬電機(jī)有故障，必須停機(jī)檢查，特別對(duì)溫升突然變大更要注意。

其原因有：

• 電氣系統(tǒng)故障

• 電機(jī)控制電路三相不平衡

對(duì)于此類(lèi)異常，可采用功率諧波表進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試以分析具體原因

• 電氣系統(tǒng)故障

• 電機(jī)與電纜接頭發(fā)熱

對(duì)于此類(lèi)故障，可清潔電纜接頭表面后，緊固電纜接頭螺釘。

• 機(jī)械系統(tǒng)故障

• 電機(jī)軸承熱缺陷

電機(jī)軸承處溫度最高，在電機(jī)端蓋表面有像外擴(kuò)散的熱傳導(dǎo)趨勢(shì)。此類(lèi)故障可采用振動(dòng)分析法進(jìn)一步分析具體原因

• 電機(jī)聯(lián)軸器熱熱缺陷

此類(lèi)異常的分析方法應(yīng)采用定性分析，結(jié)合聯(lián)軸器的工作原理，與同樣工況下同種設(shè)備進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)。聯(lián)軸器熱缺陷可采用激光對(duì)中儀進(jìn)行對(duì)中調(diào)整。

絕緣系統(tǒng)故障以及磁路系統(tǒng)故障

• 電機(jī)絕緣材料老化

• 定轉(zhuǎn)子相擦

• 匝間短路

• 局部鐵芯損壞

• 鐵芯片間短路

• 過(guò)載

通過(guò)紅外熱成像檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)電機(jī)整個(gè)定子表面溫度非常高，電機(jī)定子兩端溫度較低，中間較高，此類(lèi)異?？赡苡捎谶^(guò)載或者絕緣材料老化導(dǎo)致。并非散熱異常引起。而定子表面局部發(fā)熱，可能由于局部鐵芯損壞，鐵芯片間短路，匝間短路導(dǎo)致。

可使用高阻計(jì)電壓表，高斯計(jì)進(jìn)一步確認(rèn)故障原因。

• 散熱系統(tǒng)故障

• 風(fēng)扇損壞

• 風(fēng)扇未緊固

• 風(fēng)道堵塞

• 風(fēng)溫不正常

正常的電機(jī)散熱系統(tǒng)

根據(jù)紅外熱像分析：整個(gè)電機(jī)定子表面溫度幾乎一致，電機(jī)定子表面沒(méi)有因尾端散熱系統(tǒng)而引起對(duì)流降溫現(xiàn)象。因此可以確認(rèn)此類(lèi)故障屬于散熱不良。正常的電機(jī)散熱系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，我們可能會(huì)遇到：

若現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試時(shí)碰到電機(jī)接線(xiàn)盒外殼溫度分布異常，局部發(fā)熱，可能外殼溫度不高，但是一定要引起注意！

根據(jù)斯特藩-玻爾茲曼定律/Stefan Blotzmann Law：J =ε*δ* T4

熱輻射約等于溫度T的4次冪。

所以電機(jī)的內(nèi)部故障會(huì)熱傳導(dǎo)至電機(jī)外殼表面，并且有較為明顯的熱梯度顯示。打開(kāi)之后，我們發(fā)現(xiàn)：

接線(xiàn)盒內(nèi)部進(jìn)水，電纜接頭已經(jīng)氧化。應(yīng)當(dāng)立即調(diào)整。

電機(jī)定子表面溫度分布均勻，有對(duì)流降溫現(xiàn)象。軸承處亦無(wú)溫升，無(wú)局部發(fā)熱。正常運(yùn)行的電機(jī)。