矿用产品隔爆腔内带电体温度测量方法探析

中煤科工集团重庆研究院有限公司 曹 平 彭红玲



矿用产品隔爆腔内带电体温度测量方法探析

中煤科工集团重庆研究院有限公司 曹 平 彭红玲

【摘要】温升试验是考核矿用产品电气性能的重要试验，温升过高会直接影响煤矿安全生产。而温升试验最主要的就是对设备相关部位进行温度测量，不同的温度测量方法对测量直接影响着测量结果的可靠性和准确性。本文研究了几种传统温度测量方法，对其进行优、缺点分析。在此基础上，提出了非接触分体式带电体腔内测温的新方法，该方法具有测量精度高、可靠性较强，具有良好的市场应用前景。

【关键词】隔爆腔；带电体；温度测量；非接触分体式；可靠性高

0　引言

温度是确定物体状态的重要参数之一，它的测量和控制在国防、军事、科研以及工农业生产中占有十分重要的地位。在实验室检测矿用产品隔爆腔内带电体温度的过程中，除了考虑测温仪器的精度外，测量方法的选取同样十分重要。

在实验室检验中，矿用变频器、变压器及无功补偿装置等产品的温升试验需要在高电压下进行试验（变频器及无功补偿装置需要在额定电压下进行，常见电压等级为380V/660V/1140V；变压器需要在短路电压下进行，电压高达数百伏），其接线端子的温度检测采用常规的测温方法已经无法满足试验要求[1-3]。

1　常见的带电体温度测量方法分析

1.1采用热电偶测温

热电偶属于接触式测量仪器，其优点在于所测温度更接近物体的真实温度，测温简单、可靠，缺点在于动态性能差，需要一定的时间进行热交换才能达到热平衡，对被测物的温度分布有一定的影响，且其耐压等级仅有几十伏，无法满足对高压带电体温度的测量。

而人为将热电偶探头进行绝缘处理后（如用绝缘胶带或导热硅胶进行绝缘处理）测量带电体的温度也是不可取的。绝缘胶带的导热率太低，带电体的实际温度经过绝缘胶带后会有明显的温差，而该温差不可测量，造成试验数据不准确。导热硅胶的导热率高，但由于固化时间长、粘合强度低等因素导致工作效率低，脱落后有造成短路等安全隐患。

1.2采用红外测温仪器测温

手持式红外测温仪、红外热成像仪属于非接触式测量仪器，无耐压等级之说。其具有相应时间短、非接触、不干扰被测温场、操作方便等优点。但其测量时需要打开隔爆腔门并在有效测量距离内瞄准被测物，而矿用产品的温升试验是模拟样品在额定工作状态下进行，试验过程中不允许打开防爆腔门。因此，该两种手持式设备不适用于实验室检验矿用产品隔爆腔内带电体的温度。

2　新方法探索

经过上述分析，测量矿用产品隔爆腔内带电体的温度时，非接触式测温方法相对于接触式测温方法优点更为突出[4]。但目前的便携式测温仪并不能直接用于该方向进行测温。

若将测温探头和数据采集终端分开，测温探头将检测到的信号通过光纤传输模块传输给隔爆腔外的数据采集终端进行光电转换、数据处理及显示。这样在试验过程中，将不会再打开隔爆腔门进行测量，符合试验规程，温度测试精度较高。示意图如图1所示：

图1　温度测量原理图

从图1中可以看出，红外测温探头采集到红外波后，通过光纤将红外波传输至数据采集终端。由于光信号不受外界电磁波干扰，故而采用光纤将原始信号从隔爆腔内传出，在外围的数据采集终端进行处理。此方法在一定程度上，抑制了外界因素对传输数据的影响，从而确保了测温精度。

3　结束语

本文通过对常见的两种测温方法进行分析，阐述了该两种方法在矿用产品隔爆腔内带电体温度测量上的不足。在此基础上，提出了一种基于红外测温原理的分体式测温方法。本方法可良好的解决试验过程中不开腔门、检验数据易受干扰等问题。

参考文献

[1]王友鹏.基于ARM核的热释电红外测温仪的研制[D].南京信息工程大学,2007.

[2]张忠恒.双波长红外测温仪的研究[D].天津理工大学,2007.

[3]宋传皓.非接触式红外测温装置研究[J].电脑知识与技术,2015.

[4]李智伟,冯驰.红外测温系统设计与实现[J].应用科技,2010.

曹平（1985—），男，工程师，毕业于重庆大学，主要从事防爆电器性能检验工作。

彭红玲（1980—），女，工程师，毕业于河南理工大学，主要从事防爆电器性能检验工作。

作者简介：