一、背景概述

帶電設(shè)備
傳導(dǎo)負(fù)荷電流（試驗(yàn)電流）或加有運(yùn)行電壓（試驗(yàn)電壓）的設(shè)備。

溫升
用同一檢測(cè)儀器相繼測(cè)得的被測(cè)物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。

相對(duì)溫差
兩個(gè)對(duì)應(yīng)測(cè)試點(diǎn)之間的溫差與其中較熱點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。

環(huán)境溫度參照體 
用來(lái)采集環(huán)境溫度的物體叫環(huán)境溫度參照體。它可能不具有當(dāng)時(shí)的真實(shí)環(huán)境溫度，但它具有與被測(cè)物相似的物理屬性，并與被測(cè)物處在相似的環(huán)境之中。

外部缺陷
凡致熱效應(yīng)部位裸露，能用紅外檢測(cè)儀器直接測(cè)出的缺陷。

內(nèi)部缺陷
凡致熱效應(yīng)部位被封閉，不能用紅外檢測(cè)儀器直接檢測(cè)，只能通過(guò)設(shè)備表面的溫度場(chǎng)進(jìn)行比較、分析和計(jì)算才能確定的缺陷。

二、電氣接頭

在工廠(chǎng)輸配電系統(tǒng)中，有大量觸頭、開(kāi)關(guān)、套管夾等，常常由于接觸不良、腐蝕或內(nèi)部異常等各種原因，出現(xiàn)異常過(guò)熱點(diǎn)，嚴(yán)重影響安全供電。使用紅外熱像儀可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出過(guò)熱點(diǎn)，及時(shí)排除隱患，確保供電安全。

三、電氣接頭熱缺陷形成原因及發(fā)熱機(jī)理 

所謂電氣設(shè)備熱缺陷，通常是指通過(guò)一定手段檢測(cè)得到，由于其內(nèi)在或外在原因所造成的發(fā)熱現(xiàn)象。
根據(jù)缺陷所產(chǎn)生的原因不同，我們通常歸納為以下幾類(lèi)：
1、長(zhǎng)期暴露在空氣中的部件，由于溫度濕度的影響，或表面結(jié)垢而引起的接觸不良。
2、由于外力作用所引起的部件損傷，因而使得的導(dǎo)電截面積減少而產(chǎn)生的發(fā)熱。如接頭連接不良，螺栓、
墊圈未壓緊或過(guò)緊。
3、長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下運(yùn)行；大氣中的活性氣體、灰塵引起的腐蝕氧化；元器件材質(zhì)不良，加工安裝工藝不
好造成導(dǎo)體損傷；機(jī)械振動(dòng)等各種原因所造成的導(dǎo)體實(shí)際截面降低。
4、負(fù)荷電流不穩(wěn)或超標(biāo)等。
5、由于電器內(nèi)部本身故障，如內(nèi)部連接部件接觸不良導(dǎo)致的電阻過(guò)大。
根據(jù)公式： P=I×I×R
我們知道，發(fā)熱功率（P）與接觸電阻（R）、通過(guò)電流（I）的平方成正比。
正常時(shí)，這些連接處（部位）的電阻在允許范圍，通過(guò)額定工作電流后發(fā)熱也在設(shè)計(jì)允許值以?xún)?nèi)，所以不會(huì)影響設(shè)備的安全運(yùn)行。由于以上因素使接觸電阻異常，電流通過(guò)時(shí)發(fā)熱功率增大，而且通電時(shí)間越長(zhǎng)、電流越大，會(huì)產(chǎn)生異常發(fā)熱，使溫升異常增加，就會(huì)產(chǎn)生缺陷。

四、熱缺陷的劃分 

根據(jù) GB763-90 以及我們幾年來(lái)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，按照熱缺陷溫升的高低及對(duì)設(shè)備的危害程度可將其分為一般性熱缺陷、嚴(yán)重性熱缺陷和危險(xiǎn)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(yùn)行條件下的設(shè)備相比，該接頭有一定的溫升，用紅外成像儀測(cè)量?jī)H有輕微的熱像特征，此種情況應(yīng)引注意，檢查是否系負(fù)荷電流超標(biāo)引起，并加強(qiáng)跟蹤，防止缺陷度的加深。

一般熱缺陷的實(shí)際案例 ：

對(duì)于此類(lèi)熱缺陷應(yīng)該予以重視。雖然相對(duì)溫差較小，但要注意查看負(fù)載狀況，如果是在低負(fù)荷率情況下，就意味著負(fù)荷率一旦升高，設(shè)備的電氣接頭缺陷處的溫度將會(huì)急劇升高。 下，就意味著負(fù)荷率一旦升高，設(shè)備的電氣接頭缺陷處的溫度將會(huì)急劇升高。
2、嚴(yán)重性熱缺陷：發(fā)熱點(diǎn)溫升范圍在 20～40℃之間，或?qū)嶋H溫度在 60～80℃之間，或設(shè)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(yán)重?zé)釗p傷，對(duì)設(shè)備運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。
嚴(yán)重性熱缺陷實(shí)際案例：

此類(lèi)熱缺陷，在確認(rèn)過(guò)負(fù)載狀況之后，應(yīng)當(dāng)給予長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，避免熱缺陷進(jìn)一步惡化。生產(chǎn)條件允許時(shí)或必要時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整，避免造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

3、高危性熱缺陷：發(fā)熱點(diǎn)溫升超過(guò) 40℃，或者最高溫度已超過(guò)國(guó)標(biāo) GB763-90 所規(guī)定的該材料最高允許值。
高危性熱缺陷實(shí)際案例：

此類(lèi)缺陷熱像圖非常清晰，外觀(guān)檢查可看到嚴(yán)重的燒傷痕跡。該種缺陷隨時(shí)可能造成突發(fā)性事故，應(yīng)立即退出運(yùn)行，進(jìn)行徹底檢修。

五、紅外熱像儀在電氣方面的應(yīng)用 

• 高壓電氣設(shè)備出線(xiàn)接頭、內(nèi)部導(dǎo)流回路連接處檢測(cè)

• 各類(lèi)導(dǎo)電接頭、接線(xiàn)樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷

• 各類(lèi)高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)中心觸頭接觸不良缺陷

• 隔離刀閘刀口與觸片以及轉(zhuǎn)動(dòng)帽與球頭結(jié)合不良缺陷

• 電力變壓器高、低壓套管上、下兩端連接不良

• 線(xiàn)夾發(fā)熱檢測(cè)

• 電纜接頭檢測(cè)

六、現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)遇到哪些問(wèn)題？

1、如果負(fù)荷很低，則會(huì)使設(shè)備故障發(fā)熱不明顯，即使存在較嚴(yán)重的故障，也不可能以特征性熱異常的形式暴露出來(lái)。只有當(dāng)設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行，而且負(fù)荷越大時(shí)，發(fā)熱及溫升才越嚴(yán)重，故障點(diǎn)的特征性熱異常也越明顯。因此在進(jìn)行紅外檢測(cè)時(shí)，為了能夠取得可靠的檢測(cè)效果，要盡量保證設(shè)備在額定電壓和滿(mǎn)負(fù)荷下運(yùn)行，即使不能做到連續(xù)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，也應(yīng)編制一個(gè)運(yùn)行方案，以便在檢測(cè)前和檢測(cè)過(guò)程中，能讓設(shè)備滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間(如 4～6h)。
2、對(duì)于負(fù)荷率低時(shí)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障發(fā)熱應(yīng)該特別予以重視，這意味著負(fù)荷率一旦升高，設(shè)備故障發(fā)熱可能快速升高。
3、出現(xiàn)在電氣設(shè)備內(nèi)部的缺陷，因此反映到設(shè)備外表的溫升很小，通常只有不到 1℃。檢測(cè)這種故障對(duì)熱像儀的靈敏度要求較高，而且對(duì)于檢測(cè)員來(lái)說(shuō)，也較難判斷，需熟悉設(shè)備的正常工作原理。

設(shè)備內(nèi)部缺陷的實(shí)際案例：

根據(jù)紅外熱圖可以看出，開(kāi)關(guān)表面的溫差大約有 5 度左右。如果套用上面的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)開(kāi)關(guān)應(yīng)該屬于正常工作范疇。不過(guò)從圖像的熱場(chǎng)分布趨勢(shì)來(lái)看，A 相內(nèi)部肯定存在異常溫升，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，內(nèi)部的實(shí)際溫差 T1 等于 4—6 倍的表面溫差△T。因此開(kāi)關(guān)的內(nèi)部真實(shí)溫差大約在 20—30℃左右。確認(rèn)負(fù)荷狀況后，才能準(zhǔn)確定義屬于哪類(lèi)熱缺陷并且正確處理。

七、如何才能拍攝清晰的熱像圖？

1、應(yīng)用于溫差小的場(chǎng)合時(shí)，盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀；
2、對(duì)戶(hù)外電氣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)紅外檢測(cè)，盡可能選擇在陰天或者在傍晚無(wú)光照時(shí)間進(jìn)行。這樣可以防止直接入射、反射和散射的太陽(yáng)輻射影響，對(duì)戶(hù)內(nèi)設(shè)備應(yīng)當(dāng)盡量避開(kāi)其他的輻射影響；
3、調(diào)色板模式最好設(shè)置在灰度或鐵紅，這樣熱像圖較為清晰；分析時(shí)可采用高對(duì)比色。更容易發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)的根源。
4、對(duì)于開(kāi)關(guān)柜等需要測(cè)試內(nèi)部故障的電氣設(shè)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(jī)玻璃窗口，從而得到更準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。