紅外技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備安檢中的應(yīng)用探究

唐兆廣

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在不斷擴大。人們對煤礦電氣設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性要求也越來越高。因此，煤礦企業(yè)對先進的在線監(jiān)測設(shè)備的投入不斷加大，其中紅外診斷技術(shù)備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視，并得到快速發(fā)展。對提高電力設(shè)備運行可靠性、有效度有著重要的意義。本文首先對實驗室測試過程中存在的問題進行了概述，詳細探討了紅外技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備安檢中的應(yīng)用，旨在提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟效益、降低檢修成本.

關(guān)鍵詞：紅外技術(shù)；煤礦電氣設(shè)備；安檢；應(yīng)用

電氣設(shè)備作為煤礦安全的重要組成部分，保證其安全運行尤為重要。據(jù)統(tǒng)計，煤礦每年發(fā)生的電氣設(shè)備事故近60%是由于安全檢修不到位造成的。沒有通過先進的科學(xué)儀器對機電設(shè)備進行高效檢測，難以采取有效的措施減少此類事故的發(fā)生。應(yīng)用紅外熱成像儀采集、分析設(shè)備運行時的熱場數(shù)據(jù)，可快速判斷設(shè)備運行狀態(tài)，有利于及時排障和維護，預(yù)防事故發(fā)生。

1 紅外診斷技術(shù)概述

1.1 紅外診斷技術(shù)的含義

紅外診斷技術(shù)主要是對紅外輻射的產(chǎn)生進行研究、并且其進行傳遞和轉(zhuǎn)換、檢測的過程中能夠完成電氣設(shè)備實際工作中的各項任務(wù)，是一門應(yīng)用技術(shù)非常廣泛的科學(xué)技術(shù)。在電氣設(shè)備應(yīng)用的過程中，主要是利用紅外診斷技術(shù)對其設(shè)備的各個階段的分布情況進行具體的分析和研究，根據(jù)電氣設(shè)備的溫度對電氣設(shè)備進行具體的判斷，檢查其設(shè)備是否有異常，對存有異常的設(shè)備進行停電處理，并對其主要設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，進而保證電氣設(shè)備安全運行。

1.2 紅外診斷技術(shù)應(yīng)用的基本原理

在自然界中，所有的溫度高于零度的物體都在不停地輻射出紅外線。其中紅外輻射是通過其中所具有的波長之間的電磁波進行的，然而物體在進行紅外輻射的過程中其本質(zhì)主要是熱輻射，其中熱輻射的強度和主要成分是由輻射體的溫度來決定的。使用紅外診斷技術(shù)應(yīng)用的基本原理能夠?qū)Ω鞣N需要檢測的目標溫度的高低，以及給熱量分布的情況提供了基礎(chǔ)。

2 紅外技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備安檢中的應(yīng)用

2.1 診斷依據(jù)

采用紅外熱像儀可以對正在運行的設(shè)備進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布，測量任何部位的溫度值，它可以在-20 ℃～2 000 ℃的寬量程內(nèi)以0.05 ℃的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱故障。據(jù)此對各種外部及內(nèi)部電氣故障進行診斷非常方便、有效，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點。

2.1.1 電氣設(shè)備故障

電氣設(shè)備的熱故障一般可分為外部熱故障和內(nèi)部熱故障2 種。

（1）外部熱故障是指發(fā)生在裸電導(dǎo)體的接觸部分、刀閘觸頭和電氣設(shè)備的出線聯(lián)絡(luò)處的熱故障，其熱像分布以故障點位置溫度最高，周邊成降低趨勢。故是否存在熱故障可以很直觀地判斷，故障部位可由溫度分布準備快速的確定。

（2）內(nèi)部熱故障是指故障發(fā)熱部位在設(shè)備的內(nèi)部，特點是發(fā)熱過程長，且為穩(wěn)定發(fā)熱，與故障點接觸的固體、液體和氣體，都將發(fā)生熱傳導(dǎo)、對流和輻射，熱量能不斷地達到外殼，改變了設(shè)備外表面的熱場分布。不同的電氣設(shè)備造成的內(nèi)部熱故障的原因不盡相同。電氣設(shè)備內(nèi)部熱故障的直接測量和判斷比較困難， 一般均通過設(shè)備外部的溫度分布情況，憑借經(jīng)驗間接地加以判斷認定。

2.2 井下檢測注意事項

（1）由于煤礦井下環(huán)境與地面有很大差異，較明顯的是空氣中含有一定量的可燃性氣體，如CO、CH4，其含量因位置不同而濃度不一，因此紅外熱像儀必須加防爆措施，避免粉塵和水氣進入儀器內(nèi)部危害電子線路，還應(yīng)增加防塵防水措施，在增加成本的基礎(chǔ)上，安全得到了進一步的保證；

（2）井下空氣中含有的H2O、CO2、O3、SO2等分子都可以吸收紅外輻射，雖然量少，但對紅外輻射的散射和吸收有很大影響，因此為保證紅外熱像儀的成像效果，物距最好控制在5 m 以內(nèi)，保證透射率不低于90%，如圖1 所示；

（3）檢測環(huán)境的溫度應(yīng)在5 ℃以上，空氣濕度應(yīng)<85%，不應(yīng)在噴霧降塵及風速過大的環(huán)境中檢測，井下檢測宜在弱燈光或無燈光下，被測物應(yīng)避免燈光直射；

（4）避開強磁場，檢測會造成強磁場的電氣設(shè)備時，需保持一定距離，避免磁場干擾熱像儀工作；

（5）檢測過程中需要應(yīng)用圖像處理功能對熱像圖進行二次處理，如熱像圖相減，去除掉這些附加的溫度效應(yīng)，以達到去偽存真的目的；其次紅外熱圖像表征目標的溫度分布，是灰度圖像，為了更有效地判斷被測目標的紅外熱場，常采用一些輔助措施來增加儀器的實用功能，如圖像亮度、對比度的控制，實際校正，偽色彩描繪等；

（6）在保證人身安全和不影響設(shè)備工作的前提下，可以將遮擋紅外輻射的門或蓋板打開；

（7）受井下環(huán)境限制，部分被測物溫度變化范圍不大，因此，所選紅外探測器不僅有較好的穩(wěn)定性，還應(yīng)有較高的靈敏度；

（8）對煤礦井下電氣設(shè)備檢測時，全面掃描、排查待測設(shè)備，找出熱異常部位，再加以詳細檢測，對所得熱譜圖進行處理分析，確定故障原因并加以處理；

（9）紅外熱成像儀應(yīng)盡量垂直對準被測物體，傾角應(yīng)<30°，以提高測量的準確度。

3 結(jié)束語

綜上所述伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，電氣設(shè)備狀態(tài)檢測中紅外診斷技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，紅外診斷技術(shù)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備和線路產(chǎn)生的故障進行有效的處理，已經(jīng)成為電氣設(shè)備應(yīng)用中不可或缺的實用技術(shù)手段。在日常的電氣設(shè)備檢測中我們要愛護紅外診斷儀器，確保電氣設(shè)備能夠正常實用和運行。

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