红外测温知多少
夏日炎炎，随着气温的升高，电网的用电负荷也逐渐攀升，随之而来的是线路电流增大，设备高负荷运转时间变长、温度升高、故障率增大。由于发供电设备及线路电压等级较高、安全距离较远，因此排查故障时具有一定难度。针对这种情况，有没有什么技术可以在第一时间方便、快速、准确地找出电气设备运行的异常和缺陷，防微杜渐呢？答案就是本次的主题——红外测温。
一、红外测温原理
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度。
二、红外测温仪工作原理及使用
*工作原理
红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
与传统的测温方式相比，红外测温仪可在一定距离内在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，便于现场使用。它可以在-20℃～2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热致故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等。
*使用要点及注意事项
（1）使用要点
a)确定测温范围：每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全。
b)确定目标尺寸：在进行测温时，被测目标面积应充满测温仪视场。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数，造成误差。
c)确定距离系数（光学分辨率）：距离系数由即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处，而又要测量小的目标，就应选择高光学分辨率的测温仪。反之就应选择高距离系数的测温仪。
d)确定波长范围：在高温区，测量金属材料的最佳波长是近红外，可选用0.8～1.0μm。其他温区可选用1.6μm，2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波长上是透明的，红外能量会穿透这些材料，对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用1.0μm，2.2μm和3.9μm；测低温区选用8～14μm为宜。
e)环境条件考虑：当环境温度高，存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下，可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件，可有效解决环境影响并保护测温仪，实现准确测温。
f)标定：红外测温仪必须经过标定才能正确显示出被测目标的温度，校准周期一般是一年。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差，则需退回厂家或维修中心重新标定。
（2）注意事项
a)红外测温仪只测量表面温度，不能测量内部温度。
b)波长在5um以上的不能透过石英玻璃进行测温，但可通过红外窗口测温，最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温。
c)仪器瞄准目标，发现热点后在目标上作上下扫描运动，直至确定热点。
d)蒸汽、尘土、烟雾等环境会阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。
e)如果测温仪突然暴露在温差为20℃或更高的环境下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。
*检测要求
（1）一般要求：
a)被检测设备处于带电运行或通电状态或可能引起设备表面温度分布特点的状态。
b)尽量避开视线中的封闭遮挡物,如门和盖板等。
c)环境温度宜不低于0℃,相对湿度不宜大于85%,白天天气以阴天、多云为佳,检测不宜在雷、雨、雾、雪等恶气象条件下进行,检测时风速般不大于5m/s,当环境条件不满足时,缺陷判断宜谨慎。
d)在室外或白天检测时,要避阳光直射或通过被摄物反射进入仪器镜头；在室内或晚上检测时,要避开灯光直射,在安全允许的条件下闭灯检测。
e)检测电流致热型设备一般在不低于30%的额定负荷检测很低负荷下检测应考虑低负荷率设备状态对测试结果及缺陷性质判断的影响。
（2）精确检测要求（带电设备红外诊断除满足一般检测要求外，还应满足的要求）
a)风速不大于1.5m/s；
b)设备通电时间不少于6h，宜大于24h；
c)户外检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落以后时段为佳，避开阳光直射；
d)被检测设备周围辐射均匀，尽量避开附近能影响测量结果的热辐射源引起的反射干扰；
e)周围无强电磁场影响。
三、红外测温应用案例
红外测温过程中，当测得某电气设备某相温度高于正常值时，依据DL/T664-2016《带电设备红外诊断应用规范》计算相对温差，分析该设备各相之间温差是否在正常范围内。
*相对温差：两个对应测点之间的温升之差与其中较高温度点的温升之比的百分数δt，可用下式求出：
例如：某次测温中三相温度分别为：
可以看出，B相温度明显高于A、C两相，B相发热点温度t1=50.1℃，取C相为对应点，温度t2=29.4℃，环境温度t0=27.0℃，则测值相对温差：
δ=（50.1-29.4）/（50.1-27）*100%=89.6%
结合该设备缺陷温度值及缺陷诊断判据表，即可判断该发热点的缺陷等级。
四、结语
时至今日，红外热成像技术已广泛应用于电气安装、检测、运行等领域，它能在不接触电气设备的情况下，快速、准确、直观地得出运行中的设备表面温度数据，从而帮助有关人员更全面地了解和评价设备的安装质量、运行情况等信息，使得电气设备故障排查变得轻松方便。
供稿单位：国网湖北黄龙滩电厂
供稿人：吴昊 兰文超
审核：朱莉丽