马庆锐
江苏国信扬州发电有限公司，江苏扬州 225131
摘要: 本文是关于红外检测诊断技术在电力设备上的应用介绍，以火力发电厂的应用情况为例，介绍了红外检测原理、红外仪器的使用方法及注意事项、红外诊断分析技术以及具备的电力系统普及性分析方法。
主题词：红外 诊断 电力 应用
概述：红外诊断技术的发展及在电力系统中的应用简介
近年来红外技术在许多领域特别是医疗和工业设备故障诊断领域得到越来越广泛的应用，非接触、实时、快速在线检测方式获取目标的状态信息，具有形象、直观和效益/投资比高等一系列优点。红外诊断技术的运用有助于实现电力设备从传统的计划检修向预知预测的状态检修转移。本文重点将红外诊断在火力发电厂内的应用进行探讨，其中的方法同样适用于电网企业、光伏发电企业、重化工企业等设备诊断领域。
一、红外诊断技术的原理及测温仪技术参数设定
1、物体的红外辐射能力与其辐射率ε成正比，根据普郎克定律，辐射的能量密度峰值对应的波长随物体温度的升高变短。峰值波长：λ=2897/T，电力系统一般缺陷温度低于500K，红外仪器的工作波长一般选择8~14μm。
2、红外测试仪使用注意事项：
1)选择仪器时注意合适的距离系数与检测角
距离系数为测量距离与目标物大小（直径）的比值，距离系数越大，表明红外仪器性能越高，特定检测距离下允许被测目标越小。对于确定的目标，实际测量距离一般取计算值的2/3为检测距离。有的仪器标注为视场角（rad），即距离系数的倒数，有的仪器上标的是检测角，检测角:δ≈(φ/L*180)/ π,使用时注意换算。
安全距离与用距离系数计算出的检测距离有冲突时候，应该更换合适仪器。参考距离系数：一般室内设备取8:1，中低压开关室取50:1，室外机务近距离设备8:1，锅炉保温等远距离检测可以取300:1，升压站电气设备取100:1。
2）辐射率的设定。
应用中被测设备为合金，且大多数表面粗糙，为脏污物等涂层覆盖，所以仪器的绝对发射率只能作为参考，最可靠方法是用实验确定。配置参考辐射率：普通管道0.79，保温材料0.96，抛光金属0.08，电气接头0.85，绝缘子0.95，电动机0.9。
4、红外检测的外界影响因素及相关注意事项：
1)大气的影响。
大气对于红外线有吸收作用，导致辐射能量衰减，在室外进行红外检测，应在无雨、无雾、空气湿度低于75%的空气清新环境下进行，采用大气补偿模式。
2)其他光源反射或漫反射的影响。
太阳光反射或漫反射在3~14μm波长范围内，且分布比例不固定，会有11~13.7℃的附加温升影响正确判断。应在晚上或没有阳光的阴天进行红外检测，且不可有其他光源照射被测体。
3)风力影响。
风力较大的时候，由于强制对流冷却的影响，室外露天环境下的发热设备散热条件改善，导致红外检测不准确。最好在无风条件下检测，否则应将所有数据修正到某一低风速下的值。
4)邻近物体的辐射影响及负荷率的影响。
当邻近物体温度比被测设备表面温度高很多时，应选择正确的测量角度和位置，必要时加热屏蔽措施。对于载流电气设备，负荷率高时，缺陷点与周围反差越大，应该将所测温升换算到满负荷情况时的温升。
5)玻璃的影响。
普通光学玻璃红外光是不能透过的，红外光学材料可以穿透。
二、红外诊断方法
1、常用诊断方法
1）绝对值值判别法：
取得的温度数据与标准数据比较，如果在标准允许温度范围内，则初步判定被测设备正常。此方法最常见但不准确，需与其他分析方法综合考虑。
2）历史数据比较法：
将以往的相似情况下所测量的数据与现测数据相比较，分析温度变化趋势。因此要求红外诊断人员分析诊断时候不应该孤立地判断，而要对该设备所有历史数据全面地加以考虑，对于每一次的数据都应该记录备案。
3）横向比较法：
将测量值与自身不同部分、与周围同环境下的同样或近似设备的测量值相比较，找出异同。如图1所示，照明箱局部过热，桩头只有50℃，但是由于该路开关是合上的，上桩头与下桩头相比有过热趋势，故应采取措施。
4）常见缺陷定性分析法：
不同设备存在缺陷时候有不同的表现形式，一般电阻性发热表现温度上升，而对于变压器套管少油缺陷，则表现为少油部分温度降低。
5）其他注意事项：
⑴各种分析诊断方法要综合考虑；⑵实际辐射与外来辐射真假象需要识别。如图2所示，避雷器绝缘子连接处及均压环上均有较强烈的红外辐射（图中较亮处），再看后面的构架，同样有强烈的红外辐射，可见这是外来辐射，并非绝缘子或均压环出现缺陷。⑶红外诊断频率应与故障出现率相一致。发电厂及电力系统热缺陷与设备的投运时间有关，在热缺陷出现率高时，应加强红外检测诊断的频率。
四、火电厂运用红外技术的效用与前景展望
红外测温可以及时将大量温度型缺陷及早发现及早处理，减少了重大事故发生的概率。以某装机2400MW火力发电厂为例,在过去的三年里，该厂运用红外诊断技术直接发现各类缺陷共计约600多处，几乎每一次巡、点检都运用红外检测设备，及早发现过热隐患避免直接经济损失数百万元。
现在我们借助于无人机，对工业现场长距离快捷巡检，及早发现温度型缺陷，消除热缺陷于萌芽之中有重要意义，但是在与大量的同行交流中我们也发现两个方面的问题：1、不注意参数的设定，导致很多温度测量并不十分准确，2、缺少历史曲线与环境温度对比的历史分析，不利于发现趋势性缺陷。这也是作者发此文的目的所在。
参考文献：
红外成像基础 广州飒特红外技术有限公司资料 2000-6
中国红外产品指南 董其国 机械工业出版社 1998-8
内部电绝缘缺陷的红外热像检测诊断 田志海 激光与红外 1996-1
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