红外技术在煤矿电气设备安检中的应用探究

唐兆广

摘 要：随着我国经济的稳定发展，煤矿产业规模也在不断扩大。人们对煤矿电气设备的安全性、稳定性要求也越来越高。因此，煤矿企业对先进的在线监测设备的投入不断加大，其中红外诊断技术备受国内外电力行业的重视，并得到快速发展。对提高电力设备运行可靠性、有效度有着重要的意义。本文首先对实验室测试过程中存在的问题进行了概述，详细探讨了红外技术在煤矿电气设备安检中的应用，旨在提高系统运行经济效益、降低检修成本.

关键词：红外技术；煤矿电气设备；安检；应用

电气设备作为煤矿安全的重要组成部分，保证其安全运行尤为重要。据统计，煤矿每年发生的电气设备事故近60%是由于安全检修不到位造成的。没有通过先进的科学仪器对机电设备进行高效检测，难以采取有效的措施减少此类事故的发生。应用红外热成像仪采集、分析设备运行时的热场数据，可快速判断设备运行状态，有利于及时排障和维护，预防事故发生。

1 红外诊断技术概述

1.1 红外诊断技术的含义

红外诊断技术主要是对红外辐射的产生进行研究、并且其进行传递和转换、检测的过程中能够完成电气设备实际工作中的各项任务，是一门应用技术非常广泛的科学技术。在电气设备应用的过程中，主要是利用红外诊断技术对其设备的各个阶段的分布情况进行具体的分析和研究，根据电气设备的温度对电气设备进行具体的判断，检查其设备是否有异常，对存有異常的设备进行停电处理，并对其主要设备的运行状态进行监视，进而保证电气设备安全运行。

1.2 红外诊断技术应用的基本原理

在自然界中，所有的温度高于零度的物体都在不停地辐射出红外线。其中红外辐射是通过其中所具有的波长之间的电磁波进行的，然而物体在进行红外辐射的过程中其本质主要是热辐射，其中热辐射的强度和主要成分是由辐射体的温度来决定的。使用红外诊断技术应用的基本原理能够对各种需要检测的目标温度的高低，以及给热量分布的情况提供了基础。

2 红外技术在煤矿电气设备安检中的应用

2.1 诊断依据

采用红外热像仪可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布，测量任何部位的温度值，它可以在-20 ℃～2 000 ℃的宽量程内以0.05 ℃的高分辨率检测电气设备的热故障。据此对各种外部及内部电气故障进行诊断非常方便、有效，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点。

2.1.1 电气设备故障

电气设备的热故障一般可分为外部热故障和内部热故障2 种。

（1）外部热故障是指发生在裸电导体的接触部分、刀闸触头和电气设备的出线联络处的热故障，其热像分布以故障点位置温度最高，周边成降低趋势。故是否存在热故障可以很直观地判断，故障部位可由温度分布准备快速的确定。

（2）内部热故障是指故障发热部位在设备的内部，特点是发热过程长，且为稳定发热，与故障点接触的固体、液体和气体，都将发生热传导、对流和辐射，热量能不断地达到外壳，改变了设备外表面的热场分布。不同的电气设备造成的内部热故障的原因不尽相同。电气设备内部热故障的直接测量和判断比较困难， 一般均通过设备外部的温度分布情况，凭借经验间接地加以判断认定。

2.2 井下检测注意事项

（1）由于煤矿井下环境与地面有很大差异，较明显的是空气中含有一定量的可燃性气体，如CO、CH4，其含量因位置不同而浓度不一，因此红外热像仪必须加防爆措施，避免粉尘和水气进入仪器内部危害电子线路，还应增加防尘防水措施，在增加成本的基础上，安全得到了进一步的保证；

（2）井下空气中含有的H2O、CO2、O3、SO2等分子都可以吸收红外辐射，虽然量少，但对红外辐射的散射和吸收有很大影响，因此为保证红外热像仪的成像效果，物距最好控制在5 m 以内，保证透射率不低于90%，如图1 所示；

（3）检测环境的温度应在5 ℃以上，空气湿度应<85%，不应在喷雾降尘及风速过大的环境中检测，井下检测宜在弱灯光或无灯光下，被测物应避免灯光直射；

（4）避开强磁场，检测会造成强磁场的电气设备时，需保持一定距离，避免磁场干扰热像仪工作；

（5）检测过程中需要应用图像处理功能对热像图进行二次处理，如热像图相减，去除掉这些附加的温度效应，以达到去伪存真的目的；其次红外热图像表征目标的温度分布，是灰度图像，为了更有效地判断被测目标的红外热场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实际校正，伪色彩描绘等；

（6）在保证人身安全和不影响设备工作的前提下，可以将遮挡红外辐射的门或盖板打开；

（7）受井下环境限制，部分被测物温度变化范围不大，因此，所选红外探测器不仅有较好的稳定性，还应有较高的灵敏度；

（8）对煤矿井下电气设备检测时，全面扫描、排查待测设备，找出热异常部位，再加以详细检测，对所得热谱图进行处理分析，确定故障原因并加以处理；

（9）红外热成像仪应尽量垂直对准被测物体，倾角应<30°，以提高测量的准确度。

3 结束语

综上所述伴随着科学技术的不断深入和发展，电气设备状态检测中红外诊断技术的应用范围越来越广，红外诊断技术能够对电气设备和线路产生的故障进行有效的处理，已经成为电气设备应用中不可或缺的实用技术手段。在日常的电气设备检测中我们要爱护红外诊断仪器，确保电气设备能够正常实用和运行。

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