便携式热成像仪在电气设备预知性维修中的应用研究

李维军，刘红涛

（上海宝冶能源环境工程公司，上海 200941）

电气设备属于生产设备动力供应的动脉，具有重要的作用。如果电气设备出现故障，不仅会导致生产系统停产，还会导致生产工艺设备瘫痪，从而造成较大的经济损失。冶金电气设备故障中，接触点发热导致出现的绝缘老化故障机率较高。所以，就要对电气设备发热进行预防，此方面也是工程技术人员的主要防范内容，还是冶金电气设备维护中的主要内容。电气设备温度的监测，目前使用可实时显示被测设备热成像，结合有温度分析软件智能化的仪器，从而提高冶金电器设备状态检测及故障诊断的直观性、方便性及精准性。

1 便携式热成像仪的概念及使用

热成像仪技术就是通过不可见红外线辐射能量，从而合理转化成为温度图像，其中不同温度使用不同颜色进行表达。便携式热成像仪从上世纪70年代开始，通过多年的发展及进步，已经逐渐被广泛应用到军事领域、民用领域中。在科学技术不断发展的过程中，仪器成本得到了有效的降低，并且应用领域也逐渐广泛，比如超声波、射线、磁粉、涡流及渗透等技术。热成像仪技术的主要特点为：可以不使用技术实现远距离检测，具有一定的安全性；检测具有实时性、便捷性及全面性的特点；能够使检测结果成为二维热图像；能够对运动、强磁及具备腐蚀性的物体进行检测。便携式热成像仪实际上就是使用非接触方式对红外能量进行检测，并且将其转化成为电信号，以此使热图像及温度值在显示器中展现，实现温度数据的合理计算。热成像仪能够将测量的热像实现精确化，不仅便于热图像的检测及观察，还能够有效识别故障发热区域并且对其进行分析，以此使其精准度得到进一步的提高。设备预知性维护指的是以设备运转状态为基础的维修方式及管理理念，要求红外成像、振动监视、润滑油分析等多种技术进行支持。利用相应的技术手段得到关键的生产系统实时运转情况，并且以实际数据根据计划对维修活动进行合理安排，将生产过程中无法计划的全部机械设备、电气设备停机降低到最低的程度，并且确保维修之后的设备为正常运行状态，还能够在设备故障严重之前对其进行识别及判断。假如早期对设备隐患进行检测及维修，从而实现设备使用过程中的最佳状态，以此使维护成本得到降低。

2 便携式热成像仪在电气设备预知性维修中的应用

使用美国公司所生产的Fluke Ti20便携式热成像仪，其能够精准的获得远距离目标辐射及热图像。设备点检人员使用Ti20便携式热成像仪检测电磁站中的电气设备，并且制定检测标准：＜75℃，每天检测一次，观察运行；75～100℃，每天检测两次，重点进行监视。＞100℃每天检测三次，并且以温度实际的变化情况和生产工艺确定是否要停电检修。图1为检测的流程。电磁站设备对主要检测点进行动态的检测，主要检测点包括接线部位、开关触头、低压电磁柜中的电气部件连接部位和电缆结构。在应用一段时间之后，Ti20便携式热成像仪在检测过程中及时发现了大量电气设备隐患，有效实现了电气设备状态检测和预知性的维修。

2.1 设备电气系统的检测

将Ti20便携式热成像仪应用到电机控制中心及电气柜中实现定期的检查，包括负载失衡、连接松动、阻抗提高和腐蚀等问题，热成像仪都能够利用可见光及红外图像精准定位，从而有效实现及时的维修，避免因为过热导致出现连接件熔断等问题，还能够避免出现火灾等情况。中低压设备一般的热成像仪诊断包括连接件腐蚀、电阻高、内部断路器故障、内部保险丝损坏、内部缺陷及连接不良等。

2.2 电机与机械系统的检测

图1 检测的流程

电机失衡或者失准都会提高温度，电机电刷触电磨损及电枢短路故障发生之前会出现大量的热，热成像仪技术能够给出具体的信息，包括常见的泵过载、电机过热、轴承温度较高、电机轴过热等。如果机械部件受到磨损或者效率降低的时候，系统中所释放的热量就会增加，以此增加振动，提高传动机构的温度。根据线温分布、热性图等功能，能够将存在的问题进行全面的展现，以此有效保证机械系统的正常运行。

2.3 其他设备

热成像仪的其他检测主要包括热处理、冶金等高温设备隔热破损检测过程，比如炉中的热点或者耐火材料的绝缘受损等；研发电路时候出现的元器件过热、电路板热分布的情况等方面测试；锂电池、LED、太阳能等全新的能源在能量及产品控制过程中温度的存储检测；热力管道、屋顶等保温性能质量检测过程。

2.4 应用案例

焦化厂回收车间电源开关热成像检测之后的温度曲线详见图2，其中三个曲线缝制为电源开关三相温度，电源B相的温度高于其他两项，三相温度不均匀。另外，利用热层像图能够对高温区域中具有的电源进线端端子连接的地方进行有效的判断，其他部分的温度都正常。所以表示电源B相进线接线端子具有安全隐患。因为设备不能够立即停止，所以设备维护人员要对其使用重点监护。

图2 焦化厂回收车间电源开关热成像检测之后的温度曲线

3 结语

通过本文研究表示，便携式热成像仪应用到电气设备预知性维修过程中具有重要的作用，能够有效提高设备故障的检测效率，避免出现重大设备安全事故，降低事故。将便携式热成像仪应用到各领域中，能够为电气设备发展提供依据及保证。