试析电力设备红外测温准确性和可靠性的影响因素

上海大学机电工程与自动化学院/国网上海嘉定供电公司 庆 尧

电力设备在长时间应用下会出现发热现象，供电企业通常采用红外线测温技术对其进行全面的检测，可达到良好的检测效果。在测温的过程中，对于测量结果的准确性及可靠性有着较多的影响因素，应充分分析其主要因素，从而有效避免对测温的干扰。

1 电力设备红外线测温概述

为确保电力设备的稳定运行，需加大对其检查力度，明确电力设备的实际使用状态，在检查过程中通常采用红外线测温技术，该项技术应用较为广泛，并包含较多的检测仪器，如红外热像仪、红外测温仪等。通过对仪器的应用，可有效检测出电力设备的温度是否在正常范围内，针对温度过高时可采用相应的降温方式，促使设备达到理想的状态。同时，在电力设备检测的过程中，应确保检测数据的准确性及可靠性，有利于工作人员对电力设备进行有效分析，并通过数据信息明确设备发热的具体原因。因此数据的准确性及可靠性尤为重要。在实际检测过程中应加以重视，可充分判断电力设备出现问题的具体部位。

但在红外线测温技术的应用下仍存在较多的干扰因素，容易造成测温的数据不够准确，影响工作人员的正确分析，继而需明确测温过程中可能出现的影响因素，并对各项因素进行有效分析。通过对影响因素的整体把握，以此在实际测温时对有关干扰因素加以注意，避免对红外线测温形成不良影响，造成电力设备难以正常运行。为此需全面考虑可能存在的干扰原因，并明确具体的改善方法，继而可对电力设备进行有效测温。

2 影响电力设备红外线测温准确性和可靠性的因素

2.1 大气吸收

电力设备红外线辐射时，运输过程中能量会出现减少的现象，即使红外线通过波长区域红外线穿透能力较强也不能完全通过，由于大气吸收的原因影响红外线衰减。大气在吸收红外线时，会将一部分红外线辐射能量转化为其他形式的能量，或以另一种光谱存在[1]。大气中的臭氧、二氧化碳、氧气等气体分子可选择性吸收红外线，红外线被大气吸收而衰减的过程就是大气对于辐射能的吸收。引起对红外线部分吸收的原因相对较多，如多原子的极性气体分子如臭氧、二氧化碳、水等在吸收红外线时受温度的影响。此外测量距离也会影响准确性和可靠性，测量仪器与被测量物体的距离越远、大气吸收对测量的影响越大。测量仪器与被测量物体定标的距离不同对红外线测温仪器的精度也会产生影响。为此，在室外进行红外线测温时，需在天气晴朗、空气湿度小的环境下测量，保证测量的效果，提高测量的精确性和准确度。

2.2 悬浮粒子

在红外线辐射过程中通常还会受大气与悬浮粒子影响，造成辐射的能量逐渐减少，由于悬浮粒子具有散射的功能，继而容易吸收大部分的能量并再进行散射，促使能量难以集中，改变能量的辐射方向。因此应对其进行分析，若红外线在辐射过程中其波长大于悬浮粒子的半径，则该散射不会影响设备的正常测温；若两者的数值较为接近时则会严重影响设备检测数据的准确性，不利于对电力设备的状态做出准确判断。若红外线辐射的波长在0.76～17μm之间、悬浮粒子半径为0.5～8μm时，则表明该粒子与红外线辐射相对较低，继而容易影响红外线的正常测温，促使测温系统难以准确接收电力设备的数据，使其无法正常工作。针对该因素应做出相应的改善，在测温过程中应选择环境良好的区域，从而保证红外线测温处于正常状态。

2.3 风力因素

在电力设备检测过程中，若在室外进行会受到风力的影响，当风速较大时会促使电力设备中的部分热量易被吹散,在风力的作用下具有良好的散热功能，继而造成红外线难以准确探测到电力设备的实际温度，无法快速找到发热的位置。在设备的应用过程中，极易发生相应故障，影响电力设备的顺利运行。例如风速达到1.5m/s时，会使电力设备的温度下降1/2左右，使工作人员难以精确测量，影响测量结果的可靠性。针对该情况，在实际检测过程中应在风力相对较小的环境下开展测温工作，从而能够充分保存电力设备中的热量，有效测出准确的温度数据，为对电力设备分析提供有效的参考依据[2]。

2.4 距离系数

红外线仪器测温距离对数据的准确性及可靠性也会造成不同程度的影响，距离系数是红外线测温的仪器与被测对象之间的直线距离。在测温过程中应满足距离系数的具体要求，继而使其在合理的测温范围内。同时两者间的距离直接关系着测温的准确性，在仪器测温过程中，仪器所辐射到设备中只能测量到电力设备的平均温度，通过调整两者间的距离，促使红外线仪器与被测对象间的距离缩小，进而能够辐射到设备的具体面积，以此可得到设备的真实温度数据。并且在测温过程中与测试背景有相应的关系，因此需对三者进行合理的调整，确保三者间的距离在距离系数的范围内，符合实际的测量标准。

2.5 太阳光辐射

在阳光的照射下会使电力设备表面温度逐渐升高，在红外线测量过程中测温数据也会大于正常数据，影响数据的可靠性。当阳光的辐射范围在3～14μm之间时，该范围与仪器设置的区域相接近，从而造成仪器测量的数据出现误差，难以对温度进行有效判断。当太阳辐射强度在5.9J/cm·min时，会使设备的温度升高大约12.4℃，影响实际温度的判断。为此，在采用红外线测温过程中应选择在傍晚或阴雨天进行，有效避免太阳光的影响。同时还可选择在没有阳光照射的室内开展测温，也可达到良好的效果，充分保障数据的准确性，有助于快速找准发热的具体位置。

2.6 辐射率因素

辐射率通常是指被测设备的辐射强度所占比例，在测温过程中，若辐射率在0～1之间，则表明该数值与被测设备的材料、氧化程度、厚度等有着相应的关系，以此对数据的准确性产生影响。其中ε代表设备的辐射率，δ代表设备的透射率，ρ代表物体的反射率，在测量过程中，若黑体的ε=1、δ=0、ρ=0，则表明被测设备的ε＜1、δ＞0、ρ＞0，三个数据的数值是不同的。同时会随着设备的表面情况发生相应变化，在不同波长下测量温度有着不同的数值，继而对测量数据形成偏差。因此，在电力设备采用红外线测温技术时需考虑到辐射率的因素，可采用比较法对数据进行合理的判断，确定辐射率、反射率及透射率之间的数值，继而选择相适宜的材料，使其具有较强的耐温性能，以此可有效得出准确数值。

2.7 物体热辐射

若被测物体邻近的设备温度较高，会对被测设备的温度产生影响，在物体热辐射下，促使被测设备的温度逐渐升高，影响具体温度的测量。反之，由于受邻近设备低温的影响，同样也会使被测设备的温度出现下降的现象。若被测设备与其周围的环境存在的温差相对较小，测在3～5μm及8～12μm均会受到同等程度的影响。若环境温度小于设备温度，则在3～5μm区域对测温的结果影响相对较小[3]。为此在实际测量过程中应在其周围设置相应的屏蔽装置，以此避免对测温产生影响。在电力设备进行红外线检测过程中还会受到波长的影响，例如波长在0.9μm左右时红外线辐射会造成大约40%左右干扰，出现5.5%左右的误差。若波长8～12μm时会使其误差达到29%,因此员需选择合理的波长区域。

综上，在电力设备的红外线测温过程中存在较多干扰因素，需全面考虑、了解具体影响的因素，在实际测温过程中采取合理的措施，避免造成数据出现较大误差。同时还需控制好被测设备与仪器间的距离，并根据实际情况明确具体的波长区域，通过一系列的措施可确保数据的准确性及可靠性，保证电力设备的稳定运行。