电动机使用红外测温技术的检测应用

宋静

【摘 要】 本文对电动机过热原因进行分析、重点介绍了红外测温技术的基本原理、红外测温技术的特点以及电动机红外测温的方法进行了阐述。实践表明，应用红外测温技术对电动机进行测温起到了事半功倍的效果。

【关键词】 红外测温技术 电动机 温升 故障 检测

背景分析：目前，电动机电路分析技术发展已相当成熟，如MCA电机电流分析技术等，根据这些技术开发的电机故障检测仪器，已成为评判电动机状态的有效工具。它不仅可检测到发生故障的种类，还可判定这些故障的严重程度。

1 电动机过热原因分析

电动机的发热故障原因基本包括下面几种：（1）短路。相间短路、对地短路、匝间短路都会造成电流成倍或几十倍增加，电动机或线路急剧发热。（2）过载。由于设计不合理或使用不当，电动机超负荷运转，造成热量长时间累积，使电动机温度升高。（3）缺相。电动机绕组或接线一相断路，使电动机仅两相工作。在很短的时间内就可以使剩余的两相定子绕组的电流迅速增加而过热，将电动机烧坏。尤其是带额定负载起动或运行的电动机更是如此。（4）电动机外部接线错误。应当△接法误接成Y接法，以致空载时电流很小，轻载时虽然可带动负荷，但电流超过额定值，使电机发热；应当Y接法误接成△接法，以致空载时电流可能大于额定值，造成电机温度迅速升高。（5）电源电压过高或过低，超出电动机额定电压的允许变动范围（即±10%）。（6）电机扫膛。定子、转子相碰，电动机发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。（7）接触不良。导电回路的接头、连接件和触头、负荷线连接不好、活动触头压力不够、接线螺丝松动、导电结合面锈蚀等都造成接触电阻增加、接触部分过热、温升很快。其发热功率为I2R，其中I为电流，R为接触电阻。（8）铁芯发热。定子铁芯硅钢片之间绝缘损坏，以致定子铁芯短路，引起定子铁芯涡流增大，造成电动机过热。（9）散热不良，环境温度太高。电动机风道阻塞，通风不良。电动机周围环境温度过高（超出设计规定的+40℃），散热不良、冷却效果差。这两方面都容易造成温升过高。

2 故障发热对电动机的危害

电动机因故障发热异常，致使设备温度超过正常值时，材料的强度、稳定性、导电性或绝缘性能都会降低，同时，随着承受高温的时间增长，其各种有关性能将变差，最终会导致设备的部分或全部功能失效。“温度”的高低是决定绝缘介质寿命的关键。一般可以认为，当材料的工作温度超过它的允许温度10℃左右时，绝缘材料的寿命将降低到原来寿命的一半左右。见表1。

3 红外测温技术的基本原理及特点

（1）红外测温技术的基本原理。红外测温仪的测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，从而确定物体的温度。红外测温技术的主要内容包括四个方面具体内容，测温机理如图1。（2）红外测温技术的特点。红外测温技术不仅可远距离测量，而且能迅速检测设备表面的温度分布，从而进一步分析设备内部结构和特征有无异常变化。特别是对运行中的电气设备的裸露部位、高压部位的检测很方便，可进行非接触测量，保证点检人员的人身安全。

4 电动机红外测温的方法

电动机红外测温的主要部位是电动机的负荷线接头、电动机前后轴承部位以及电机外壳，一般采用性能和结构比较简单、价格较低的红外热成像仪器进行简易红外测温。红外精密测温诊断远不如红外简易诊断技术成熟和简单易行，因此多在大型、关键设备和要求测温精度较高的设备（如同步电机）上进行。红外精密测温诊断主要确定设备异常发热的部位，诊断发热异常的原因、缺陷性质，预测缺陷的发展趋势和设备的寿命。

5 红外测温故障诊断的实例

在实践中，我们多次成功地应用红外技术对电动机进行检测，下面举两例进行说明。

（1）种分槽搅拌系统电动机。种分槽是我厂种分氢铝生产的反应槽，其正常运转对整个生产起着举足轻重的作用。然而种分槽因其物料的特殊性，在搅拌系统停止前需将槽内物料全部排出，否则搅拌系统停止20分钟以上，物料就会沉积，不但造成停产损失，而且处理时间长、处理费用高。2008年，就有一台种分槽因电机故障，开不起车来，造成物料沉积，不得不停车清理，处理时间长达2个多月。

在这之后，我们采取了很多办法，防止类似事故发生，采用红外测温仪定时检测电机温度就是方法之一。2012年3月25日，我们在对种分氢铝生产线07#种分槽进行日常点检时，用红外测温仪对电机负荷线接头进行温度检测，发现其中一相温度高达108℃，比其余两相高出五十多度，我们初步判断是由于其接头紧固螺栓未压紧造成接触电阻增加、接触部分过热的缘故。在联系对电动机停电后，电工在5分钟内对接头螺栓进行紧固，送电运行半个小时后，再次检测，此时电机三相的温度均为60℃，说明判断正确，导致过热的原因已被排除，避免了一起重大的设备事故。

（2）原料磨电动机。原料磨系统是我厂非常关键的设备，一旦发生故障，必将对后续工序造成重大影响。因此，对原料磨的点检是重要的一项工作。2013年5月10，点检人员发现5#原料磨配套使用的分级机传动电动机轴承温度较正常值高出10℃左右，当时正值高产时期，为了保证期间不停产，采用红外测温仪对轴承部位跟踪检查，检查结果发现它的温升呈有规律的变化而无继续升高的现象，我们据此判定该电机虽有缺陷，但不至于马上发生故障。于是要求岗位加强巡检和维护，一直坚持到月底生产间隙才停机检修。解体检修时发现轴承有些磨损，但损坏不大。这样，我们利用红外技术跟踪检测，即保证了正常生产又保证了设备不致产生太大的损坏。

6 结语

利用红外测温技术对运行中的电动机温度进行检测是非常实用的一种点检方法，只要合理选择运用，就能正确分析、处理设备故障，并且可以大大降低处理费用。

参考文献：

[1]陈衡等.电力设备红外诊断.北京：中国电力出版社，1999.

[2]程玉兰.红外诊断现场实用技术.北京：机械工业出版社，2002.

[3]王卫民.三相交流异步电动机常见故障及处理.2006年“中电索能”杯全国氯碱行业整流技术交流会.endprint

【摘 要】 本文对电动机过热原因进行分析、重点介绍了红外测温技术的基本原理、红外测温技术的特点以及电动机红外测温的方法进行了阐述。实践表明，应用红外测温技术对电动机进行测温起到了事半功倍的效果。

【关键词】 红外测温技术 电动机 温升 故障 检测

背景分析：目前，电动机电路分析技术发展已相当成熟，如MCA电机电流分析技术等，根据这些技术开发的电机故障检测仪器，已成为评判电动机状态的有效工具。它不仅可检测到发生故障的种类，还可判定这些故障的严重程度。

1 电动机过热原因分析

电动机的发热故障原因基本包括下面几种：（1）短路。相间短路、对地短路、匝间短路都会造成电流成倍或几十倍增加，电动机或线路急剧发热。（2）过载。由于设计不合理或使用不当，电动机超负荷运转，造成热量长时间累积，使电动机温度升高。（3）缺相。电动机绕组或接线一相断路，使电动机仅两相工作。在很短的时间内就可以使剩余的两相定子绕组的电流迅速增加而过热，将电动机烧坏。尤其是带额定负载起动或运行的电动机更是如此。（4）电动机外部接线错误。应当△接法误接成Y接法，以致空载时电流很小，轻载时虽然可带动负荷，但电流超过额定值，使电机发热；应当Y接法误接成△接法，以致空载时电流可能大于额定值，造成电机温度迅速升高。（5）电源电压过高或过低，超出电动机额定电压的允许变动范围（即±10%）。（6）电机扫膛。定子、转子相碰，电动机发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。（7）接触不良。导电回路的接头、连接件和触头、负荷线连接不好、活动触头压力不够、接线螺丝松动、导电结合面锈蚀等都造成接触电阻增加、接触部分过热、温升很快。其发热功率为I2R，其中I为电流，R为接触电阻。（8）铁芯发热。定子铁芯硅钢片之间绝缘损坏，以致定子铁芯短路，引起定子铁芯涡流增大，造成电动机过热。（9）散热不良，环境温度太高。电动机风道阻塞，通风不良。电动机周围环境温度过高（超出设计规定的+40℃），散热不良、冷却效果差。这两方面都容易造成温升过高。

2 故障发热对电动机的危害

电动机因故障发热异常，致使设备温度超过正常值时，材料的强度、稳定性、导电性或绝缘性能都会降低，同时，随着承受高温的时间增长，其各种有关性能将变差，最终会导致设备的部分或全部功能失效。“温度”的高低是决定绝缘介质寿命的关键。一般可以认为，当材料的工作温度超过它的允许温度10℃左右时，绝缘材料的寿命将降低到原来寿命的一半左右。见表1。

3 红外测温技术的基本原理及特点

（1）红外测温技术的基本原理。红外测温仪的测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，从而确定物体的温度。红外测温技术的主要内容包括四个方面具体内容，测温机理如图1。（2）红外测温技术的特点。红外测温技术不仅可远距离测量，而且能迅速检测设备表面的温度分布，从而进一步分析设备内部结构和特征有无异常变化。特别是对运行中的电气设备的裸露部位、高压部位的检测很方便，可进行非接触测量，保证点检人员的人身安全。

4 电动机红外测温的方法

电动机红外测温的主要部位是电动机的负荷线接头、电动机前后轴承部位以及电机外壳，一般采用性能和结构比较简单、价格较低的红外热成像仪器进行简易红外测温。红外精密测温诊断远不如红外简易诊断技术成熟和简单易行，因此多在大型、关键设备和要求测温精度较高的设备（如同步电机）上进行。红外精密测温诊断主要确定设备异常发热的部位，诊断发热异常的原因、缺陷性质，预测缺陷的发展趋势和设备的寿命。

5 红外测温故障诊断的实例

在实践中，我们多次成功地应用红外技术对电动机进行检测，下面举两例进行说明。

（1）种分槽搅拌系统电动机。种分槽是我厂种分氢铝生产的反应槽，其正常运转对整个生产起着举足轻重的作用。然而种分槽因其物料的特殊性，在搅拌系统停止前需将槽内物料全部排出，否则搅拌系统停止20分钟以上，物料就会沉积，不但造成停产损失，而且处理时间长、处理费用高。2008年，就有一台种分槽因电机故障，开不起车来，造成物料沉积，不得不停车清理，处理时间长达2个多月。

在这之后，我们采取了很多办法，防止类似事故发生，采用红外测温仪定时检测电机温度就是方法之一。2012年3月25日，我们在对种分氢铝生产线07#种分槽进行日常点检时，用红外测温仪对电机负荷线接头进行温度检测，发现其中一相温度高达108℃，比其余两相高出五十多度，我们初步判断是由于其接头紧固螺栓未压紧造成接触电阻增加、接触部分过热的缘故。在联系对电动机停电后，电工在5分钟内对接头螺栓进行紧固，送电运行半个小时后，再次检测，此时电机三相的温度均为60℃，说明判断正确，导致过热的原因已被排除，避免了一起重大的设备事故。

（2）原料磨电动机。原料磨系统是我厂非常关键的设备，一旦发生故障，必将对后续工序造成重大影响。因此，对原料磨的点检是重要的一项工作。2013年5月10，点检人员发现5#原料磨配套使用的分级机传动电动机轴承温度较正常值高出10℃左右，当时正值高产时期，为了保证期间不停产，采用红外测温仪对轴承部位跟踪检查，检查结果发现它的温升呈有规律的变化而无继续升高的现象，我们据此判定该电机虽有缺陷，但不至于马上发生故障。于是要求岗位加强巡检和维护，一直坚持到月底生产间隙才停机检修。解体检修时发现轴承有些磨损，但损坏不大。这样，我们利用红外技术跟踪检测，即保证了正常生产又保证了设备不致产生太大的损坏。

6 结语

利用红外测温技术对运行中的电动机温度进行检测是非常实用的一种点检方法，只要合理选择运用，就能正确分析、处理设备故障，并且可以大大降低处理费用。

参考文献：

[1]陈衡等.电力设备红外诊断.北京：中国电力出版社，1999.

[2]程玉兰.红外诊断现场实用技术.北京：机械工业出版社，2002.

[3]王卫民.三相交流异步电动机常见故障及处理.2006年“中电索能”杯全国氯碱行业整流技术交流会.endprint

【摘 要】 本文对电动机过热原因进行分析、重点介绍了红外测温技术的基本原理、红外测温技术的特点以及电动机红外测温的方法进行了阐述。实践表明，应用红外测温技术对电动机进行测温起到了事半功倍的效果。

【关键词】 红外测温技术 电动机 温升 故障 检测

背景分析：目前，电动机电路分析技术发展已相当成熟，如MCA电机电流分析技术等，根据这些技术开发的电机故障检测仪器，已成为评判电动机状态的有效工具。它不仅可检测到发生故障的种类，还可判定这些故障的严重程度。

1 电动机过热原因分析

电动机的发热故障原因基本包括下面几种：（1）短路。相间短路、对地短路、匝间短路都会造成电流成倍或几十倍增加，电动机或线路急剧发热。（2）过载。由于设计不合理或使用不当，电动机超负荷运转，造成热量长时间累积，使电动机温度升高。（3）缺相。电动机绕组或接线一相断路，使电动机仅两相工作。在很短的时间内就可以使剩余的两相定子绕组的电流迅速增加而过热，将电动机烧坏。尤其是带额定负载起动或运行的电动机更是如此。（4）电动机外部接线错误。应当△接法误接成Y接法，以致空载时电流很小，轻载时虽然可带动负荷，但电流超过额定值，使电机发热；应当Y接法误接成△接法，以致空载时电流可能大于额定值，造成电机温度迅速升高。（5）电源电压过高或过低，超出电动机额定电压的允许变动范围（即±10%）。（6）电机扫膛。定子、转子相碰，电动机发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。（7）接触不良。导电回路的接头、连接件和触头、负荷线连接不好、活动触头压力不够、接线螺丝松动、导电结合面锈蚀等都造成接触电阻增加、接触部分过热、温升很快。其发热功率为I2R，其中I为电流，R为接触电阻。（8）铁芯发热。定子铁芯硅钢片之间绝缘损坏，以致定子铁芯短路，引起定子铁芯涡流增大，造成电动机过热。（9）散热不良，环境温度太高。电动机风道阻塞，通风不良。电动机周围环境温度过高（超出设计规定的+40℃），散热不良、冷却效果差。这两方面都容易造成温升过高。

2 故障发热对电动机的危害

电动机因故障发热异常，致使设备温度超过正常值时，材料的强度、稳定性、导电性或绝缘性能都会降低，同时，随着承受高温的时间增长，其各种有关性能将变差，最终会导致设备的部分或全部功能失效。“温度”的高低是决定绝缘介质寿命的关键。一般可以认为，当材料的工作温度超过它的允许温度10℃左右时，绝缘材料的寿命将降低到原来寿命的一半左右。见表1。

3 红外测温技术的基本原理及特点

（1）红外测温技术的基本原理。红外测温仪的测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，从而确定物体的温度。红外测温技术的主要内容包括四个方面具体内容，测温机理如图1。（2）红外测温技术的特点。红外测温技术不仅可远距离测量，而且能迅速检测设备表面的温度分布，从而进一步分析设备内部结构和特征有无异常变化。特别是对运行中的电气设备的裸露部位、高压部位的检测很方便，可进行非接触测量，保证点检人员的人身安全。

4 电动机红外测温的方法

电动机红外测温的主要部位是电动机的负荷线接头、电动机前后轴承部位以及电机外壳，一般采用性能和结构比较简单、价格较低的红外热成像仪器进行简易红外测温。红外精密测温诊断远不如红外简易诊断技术成熟和简单易行，因此多在大型、关键设备和要求测温精度较高的设备（如同步电机）上进行。红外精密测温诊断主要确定设备异常发热的部位，诊断发热异常的原因、缺陷性质，预测缺陷的发展趋势和设备的寿命。

5 红外测温故障诊断的实例

在实践中，我们多次成功地应用红外技术对电动机进行检测，下面举两例进行说明。

（1）种分槽搅拌系统电动机。种分槽是我厂种分氢铝生产的反应槽，其正常运转对整个生产起着举足轻重的作用。然而种分槽因其物料的特殊性，在搅拌系统停止前需将槽内物料全部排出，否则搅拌系统停止20分钟以上，物料就会沉积，不但造成停产损失，而且处理时间长、处理费用高。2008年，就有一台种分槽因电机故障，开不起车来，造成物料沉积，不得不停车清理，处理时间长达2个多月。

在这之后，我们采取了很多办法，防止类似事故发生，采用红外测温仪定时检测电机温度就是方法之一。2012年3月25日，我们在对种分氢铝生产线07#种分槽进行日常点检时，用红外测温仪对电机负荷线接头进行温度检测，发现其中一相温度高达108℃，比其余两相高出五十多度，我们初步判断是由于其接头紧固螺栓未压紧造成接触电阻增加、接触部分过热的缘故。在联系对电动机停电后，电工在5分钟内对接头螺栓进行紧固，送电运行半个小时后，再次检测，此时电机三相的温度均为60℃，说明判断正确，导致过热的原因已被排除，避免了一起重大的设备事故。

（2）原料磨电动机。原料磨系统是我厂非常关键的设备，一旦发生故障，必将对后续工序造成重大影响。因此，对原料磨的点检是重要的一项工作。2013年5月10，点检人员发现5#原料磨配套使用的分级机传动电动机轴承温度较正常值高出10℃左右，当时正值高产时期，为了保证期间不停产，采用红外测温仪对轴承部位跟踪检查，检查结果发现它的温升呈有规律的变化而无继续升高的现象，我们据此判定该电机虽有缺陷，但不至于马上发生故障。于是要求岗位加强巡检和维护，一直坚持到月底生产间隙才停机检修。解体检修时发现轴承有些磨损，但损坏不大。这样，我们利用红外技术跟踪检测，即保证了正常生产又保证了设备不致产生太大的损坏。

6 结语

利用红外测温技术对运行中的电动机温度进行检测是非常实用的一种点检方法，只要合理选择运用，就能正确分析、处理设备故障，并且可以大大降低处理费用。

参考文献：

[1]陈衡等.电力设备红外诊断.北京：中国电力出版社，1999.

[2]程玉兰.红外诊断现场实用技术.北京：机械工业出版社，2002.

[3]王卫民.三相交流异步电动机常见故障及处理.2006年“中电索能”杯全国氯碱行业整流技术交流会.endprint