用红外线测温仪来测量导线连接器温度
红外线测温仪是一种远距离和非接触带电设备的测量温度的装置,目前用于送变电工程上有
HW一
2型和
Hw~
4型两种。前者是小型手提式的,距离测温点
50m左右,这两种测温仪内部结构原理基本相同;现在以
Hw一
2型测温仪为例,来叙述
红外线测温仪的原理、结构及测量方法。
(一
)红外线及其测量原理
红外线是一种电磁波,它的波长是在
0.
76~
1000pm之间,在物理学中,我们知道白光在棱镜下可分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫等七种颜色的光。它们的波长由红光最大依次到紫光最短,而且紧挨着红光,因此称为红外线。
红外线和可见光一样呈直线传播,
III%射、反射和被吸收,也可用透镜进行聚焦等。
红外线是人们肉眼看不见的,但太阳能几乎有
50%是以红外线辐射的形式传送到地球上来的。因此,红外线与热的传送有着密切的关系。任何物体,不论它是否发光,只要温度高于绝对零度
(~
2730C)都会一刻不停地辐射红外线。温度高的物体,辐射红外线较强;反之,辐射的红外线较弱。因此,只要测定某物体辐射的红外线多少,就能测定该物体的温度。
(二
)导线连接器的红外测温
1.测试仪选择
(1)导线连接器红外测温的适用范围是线路导线接续管、引流线夹、耐张线夹等运行导线的连接器,这部分元件因制造或安装工艺可能会存在缺陷,以及机械拉力增大、长期振动、金属疲劳、过电压、酸碱盐类尘埃的腐蚀都会造成连接器内接触面接触电阻增大,继而温度增加,当温度超过
700C时,金属氧化加剧,最终可导致接续元件故障。红外测温是防止连接器故障的重要的监督方法。
(2)红外测温仪器通过使用红外点温仪、红外热像探测仪、红外成像仪三种,线路测试考虑方便灵巧,常用的是红外热像探测仪,该设备是以热释电摄管为探测器,以斩波调制方式工作的非制冷型红外热电视。
(3)导线连接器红外测温一般采用温差法判定。相对温差可用下式求出:
(4—2)
式中
、
T1 ——发热点的温升和温度;
、
T2——正常相对应点的温升和温度;
T0——环境参考体的温度。
2.红外测温诊断方法和判断依据
(1)表面温度判断根据测得的设备表面温度值,对照
GB763的有关规定如表
4—13所示。
表
4—13 电器中各零件材料的最高允许温度和温升
序号
电器零件、材料及介质的类别
最高允许温度
(℃
) 周围空气为40℃时的允许温升(K)
1 用螺栓或其他等效方法连接的导体结构部分裸铝(铝合金) 空气中90 50
2 用螺栓或螺钉与外部导体连接的端子裸铝(铝合金) 空气中90 60
3 需要考虑发热对机械强度影响的裸铝、铝合金。钢、铸铁及其他 空气中110 70
(2)相对温差判断。对电流致热型的设备,若发现设备的导流部分热态异常,应对所测部分全面扫描,找出热态异常部位,然后对异常部位进行准确测温,再按式(4—2)计算相对温差值,按表4—14规定判断设备缺陷的性质。
表4—14 部分电流致热型设备的相对温差判据
设备类型 相对温差值 (%)
一般缺陷 重大缺陷 视同紧急缺陷
其他导流设备 ≥35 ≥80 ≥95
(3)当发热点的温升值小于10K时,不宜按表4—14的规定确定设备缺陷。
(4)一般情况下,对电压致热型设备宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。当同类温差超过温升值的30%时,应定为重大缺陷。
(5)一般应在导线连接处端部lm处的导线温度为参考点,在额定电流的密度下,风速为0级时测得温升值,经过距离系数修正后,再行判定。距离修正系数见表4—15。
表4—15 测试距离修正系数
探测距离(m) 5 10 15 20 25 30 35 40
修正系数 1.00 1.08 1.14 1.20 1.26 1.35 1.45 1.52
当探测器距离线路大于10m时,所测的温升值乘以表4—15修正系数为导线连接器对导线的实际温升。
(6)准确测温时应针对不同检测对象选择不同的环境温度参照体。
(7)准确测温时应正确选择被测物体的发射率,常用材料发射率参考值见表4—16。
表4—16 常用材料发射率的参考值(比辐射率8)
材 料 温度(℃) 发射率近似值 材 料 温度(℃) 发射率近似值
轻度氧化铝 25~600 0.10~0.20 电瓷 0.90~0.92
强氧化铝 25~600 0.30~0.40 完全生锈铁板 25 0.80
抛光铸铁 200 0.21 水 0~100 0.95~0.96
加工铸铁 20 0.44 冰 0.98
完全生锈氧化钢 22 0.66 完全生锈轧钢板 20 0.69
完全生锈铸铁 40~250 0.95 混凝土 0.94
(8)观测时风速超过0.5m/s时,应记录风速,必要按以下进行修正测量数据。
风速小于1.5m/s,定量检测值可按下式进行修正:
式中 ——折算到折算到 =0时的标准温升值,℃;
——检测时现场的风速,m/s;
——风速为 时实际检测到的温升;
W——衰减系数,迎风取1.3,背风取0.9。
风速大于1.5m/s时,定量检测值可按下式进行修正,有:
式中 ——在风速 下的温升,K;
——在风速 下的温升,K。
无风速时,可按表4—41中的数据估计风速。
3.红外测温注意事项(测温枪)
(1)检测目标及环境的温度不宜低于5℃。
(2)空气湿度不宜大于85%,不应在有雷、雨、雾、雪及恶劣天气下进行观测。
(3)室外检测应在日出之前、日落之后或阴天进行。
(4)测温应选择在夏季电力负荷高峰时进行。
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