用紅外線測溫儀來測量導線連接器溫度

用紅外線測溫儀來測量導線連接器溫度
紅外線測溫儀是一種遠距離和非接觸帶電設備的測量溫度的裝置，目前用于送變電工程上有HW一2型和Hw～4型兩種。前者是小型手提式的，距離測溫點50m左右，這兩種測溫儀內部結構原理基本相同；現在以Hw一2型測溫儀為例，來敘述紅外線測溫儀的原理、結構及測量方法。
(一)紅外線及其測量原理
紅外線是一種電磁波，它的波長是在0．76～1000pm之間，在物理學中，我們知道白光在棱鏡下可分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫等七種顏色的光。它們的波長由紅光最大依次到紫光最短，而且緊挨著紅光，因此稱為紅外線。
紅外線和可見光一樣呈直線傳播，III％射、反射和被吸收，也可用透鏡進行聚焦等。
紅外線是人們肉眼看不見的，但太陽能幾乎有50％是以紅外線輻射的形式傳送到地球上來的。因此，紅外線與熱的傳送有著密切的關系。任何物體，不論它是否發(fā)光，只要溫度高于絕對零度(～2730C)都會一刻不停地輻射紅外線。溫度高的物體，輻射紅外線較強；反之，輻射的紅外線較弱。因此，只要測定某物體輻射的紅外線多少，就能測定該物體的溫度。
(二)導線連接器的紅外測溫
1．測試儀選擇
(1)導線連接器紅外測溫的適用范圍是線路導線接續(xù)管、引流線夾、耐張線夾等運行導線的連接器，這部分元件因制造或安裝工藝可能會存在缺陷，以及機械拉力增大、長期振動、金屬疲勞、過電壓、酸堿鹽類塵埃的腐蝕都會造成連接器內接觸面接觸電阻增大，繼而溫度增加，當溫度超過700C時，金屬氧化加劇，最終可導致接續(xù)元件故障。紅外測溫是防止連接器故障的重要的監(jiān)督方法。
(2)紅外測溫儀器通過使用紅外點溫儀、紅外熱像探測儀、紅外成像儀三種，線路測試考慮方便靈巧，常用的是紅外熱像探測儀，該設備是以熱釋電攝管為探測器，以斬波調制方式工作的非制冷型紅外熱電視。
(3)導線連接器紅外測溫一般采用溫差法判定。相對溫差可用下式求出：
       (4—2)
式中  、T1 ——發(fā)熱點的溫升和溫度；
     、T2——正常相對應點的溫升和溫度；
    T0——環(huán)境參考體的溫度。
  2．紅外測溫診斷方法和判斷依據
 (1)表面溫度判斷根據測得的設備表面溫度值，對照GB763的有關規(guī)定如表4—13所示。
表4—13    電器中各零件材料的最高允許溫度和溫升
序號 電器零件、材料及介質的類別 最高允許溫度(℃) 周圍空氣為40℃時的允許溫升(K)
1 用螺栓或其他等效方法連接的導體結構部分裸鋁(鋁合金) 空氣中90 50
2 用螺栓或螺釘與外部導體連接的端子裸鋁(鋁合金) 空氣中90 60
3 需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的裸鋁、鋁合金。鋼、鑄鐵及其他 空氣中110 70
(2)相對溫差判斷。對電流致熱型的設備，若發(fā)現設備的導流部分熱態(tài)異常，應對所測部分全面掃描，找出熱態(tài)異常部位，然后對異常部位進行準確測溫，再按式(4—2)計算相對溫差值，按表4—14規(guī)定判斷設備缺陷的性質。
表4—14    部分電流致熱型設備的相對溫差判據
設備類型 相對溫差值  (％) 
 一般缺陷 重大缺陷 視同緊急缺陷
其他導流設備 ≥35 ≥80 ≥95
(3)當發(fā)熱點的溫升值小于10K時，不宜按表4—14的規(guī)定確定設備缺陷。
(4)一般情況下，對電壓致熱型設備宜用允許溫升或同類允許溫差的判斷依據確定。當同類溫差超過溫升值的30％時，應定為重大缺陷。
(5)一般應在導線連接處端部lm處的導線溫度為參考點，在額定電流的密度下，風速為0級時測得溫升值，經過距離系數修正后，再行判定。距離修正系數見表4—15。
  表4—15    測試距離修正系數
探測距離(m) 5 10 15 20 25 30 35 40
修正系數 1.00 1.08 1.14 1.20 1.26 1.35 1.45 1.52
當探測器距離線路大于10m時，所測的溫升值乘以表4—15修正系數為導線連接器對導線的實際溫升。
(6)準確測溫時應針對不同檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體。
  (7)準確測溫時應正確選擇被測物體的發(fā)射率，常用材料發(fā)射率參考值見表4—16。
表4—16    常用材料發(fā)射率的參考值(比輻射率8)     
 
材  料 溫度(℃) 發(fā)射率近似值 材  料 溫度(℃) 發(fā)射率近似值
輕度氧化鋁 25～600 0.10～0.20 電瓷  0.90～0.92
強氧化鋁 25～600 0.30～0.40 完全生銹鐵板 25 0.80
拋光鑄鐵 200 0.21 水 0～100 0.95～0.96
加工鑄鐵 20 0.44 冰  0.98
完全生銹氧化鋼 22 0.66 完全生銹軋鋼板 20 0.69
完全生銹鑄鐵 40～250 0.95 混凝土  0.94
(8)觀測時風速超過0.5m/s時，應記錄風速，必要按以下進行修正測量數據。
風速小于1.5m/s，定量檢測值可按下式進行修正：
 
式中   ——折算到折算到 =0時的標準溫升值，℃；
        ——檢測時現場的風速，m/s；
     ——風速為 時實際檢測到的溫升；
    W——衰減系數，迎風取1.3，背風取0.9。
  風速大于1.5m/s時，定量檢測值可按下式進行修正，有：
式中 ——在風速 下的溫升，K；
 ——在風速 下的溫升，K。
無風速時，可按表4—41中的數據估計風速。
3．紅外測溫注意事項（測溫槍）
(1)檢測目標及環(huán)境的溫度不宜低于5℃。
(2)空氣濕度不宜大于85％，不應在有雷、雨、霧、雪及惡劣天氣下進行觀測。
(3)室外檢測應在日出之前、日落之后或陰天進行。
(4)測溫應選擇在夏季電力負荷高峰時進行。
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