引言电气设备局部发热故障的原因包括部件接触电阻突然增大、设备内部局部放电、电压不稳定、绝缘体老化、设备外部覆盖保温材料等[1-4]。电气设备局部发热时，可以利用红外热像仪对设备表面测试，得到外表面温度分布，确定故障的具体部位[5-7]。实际应用中，将测试温度与相关标准两者进行比较，进而判断热故障的严重程度，但此过程容易造成故障漏判或误判，且单一方法不容易跟踪热故障的发展趋势，对早期故障的识别能力有限。因此，通过介绍表面温度判断法、同类比较判断法、相对温差判断法等多方法融合的红外检测故障诊断方法，以期能够显著提高故障诊断的精确度。1红外检测判断方法及检测步骤1.1常用红外检测判断方法（1）表面温度判断法：根据红外热相仪，测得设备表面温度值，对照该设备相关标准规定，结合测量时设备的负荷、当地的环境温度等分析判断。表面温度高低从一定程度上反映设备热故障的严重程度，但该方法忽略表面温度的变化趋势，对热故障诊断而言，有时温度值的变化趋势比温度值更为重要。某管道外表面温度560 ℃，局部红外热像如图1所示。根据《热力设备红外检测导则》（DL/T 907—2004）要求，设备、管道绝热结构外表面温度允许值如表1所示。由表1可知，凡检测设备、管道的绝热结构外表面温度经环境温度修正后高于表1的允许值，视为不合格。由图1可知，该管道的红外绝热结构外表面最高温度为127 ℃，明显高于表1的允许值，说明该设备外表温度严重超标。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F001图1某设备局部红外热像图10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.T001表1设备、管道绝热结构外表面温度允许值（te=25 ℃）序号设备、管道发热体外表面温度绝热结构外表温度1100t≤250≤352250t≤400≤403400t≤500≤454500≤50℃（2）同类比较判断法：通过安装在相同位置的同类设备，或同一设备的相同部件之间的温度差进行比较，判断设备的热故障。该方法采用横向对比方法进行诊断，可以避免设备微小故障的漏判。某主变高压侧B相套管红外热像与可见光采集图对比如图2所示。由图2可知，该设备在红外光热像图中，设备的表面最高温度为37.7 ℃。通过与A相、C相对比，评价设备是否正常。图2某主变高压侧B相套管红外及可见光对比10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F2a1（a）红外光10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F2a2（b）可见光（3）相对温差判断法：通过红外测温方式，评估设备接头的运行状态。相对温差定义为设备基本情况相同条件时，两个对应测点之间的温差与其中较热点温升的比值。其中包括设备型号规格、安装地点、表面状态以及负荷电流或所加电压的有效值。相对温差的计算公式为：δ=T1-T2T1-T0×100%(1)式中：δ——相对温差，%；T1——发热点温度，℃；T2——相对应测点的温度，℃；T0——环境参照体的温度，℃。某设备相对应测点温度如图3所示。由图3可知，相对应点温度为设备的最高温度18.9 ℃；发热点温度为设备相对应点最高温度19.7 ℃；环境温度10 ℃，由式（1）计算可得设备相对温差为8.2%，结合相关标准要求判断设备的运行状态。图3某设备对应测点温度10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F3a1（a）相对应点10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F3a2（b）发热点1.2红外检测要求为提高红外检测的安全性，增强检测数据的可靠性，使得不同时间检测数据具有相互的可比性，可以按照以下要求进行检测：（1）检测距离不应小于与被测设备的安全距离；（2）在对设备进行红外测试的过程中，应有专人监护，且同一次测试任务过程中不得更换监护人；（3）可采用自动量程设置，手动设定时仪器的温度量程应充分考虑被测设备可能出现的温度范围；（4）满足相关安全规程的前提下，采用红外热像仪对设备表面温度进行测试时，宜尽量接近被测试设备，但以整个设备充满红外图片为适中，以便于横向比较，调整位置，可通过调节焦距获得清晰的红外图谱；（5）当红外热像仪具有更高级别的功能时，宜使用相关功能获得更好的测试效果，如自动跟踪功能、局部平均功能、面平均功能、最大值或最小值功能等；（6）测试完成后，应记录设备的负荷、环境温度、运行电压电流等参数，以便进行同工况对比，同时，还应及时保存测试的图片，避免数据丢失；（7）根据环境温度起伏变化、仪器长时间监测稳定性等情况，需要时应对仪器重新进行内部温度校准；（8）使用完毕后，应关闭镜头盖，以免粉尘及其他物体污染镜头。2应用实例2.1设备概况某公司2#锅炉为DG 1025/18.2—II13型亚临界自然循环燃煤态排渣炉，配置包括引风机、送风机、一次风机各2台。一次风机为SFC 22F—C5A单吸入双支撑离心式风机，电机部分为YKK 560—4G型号。一次风机现场布置如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F004图42#炉1#一次风机2.2故障处理2021年5月14日，巡检中心对2#机组进行检测，结果如图5所示。由图5(a)可知：14：43发现2#炉一次风机动力电缆进线盒C相、B相温度较高，分别为79.6 ℃、55.2 ℃（环境温度为28 ℃）。采用表面温度判断法，该进线盒最高温度为79.6 ℃，采用交联聚乙烯绝缘材料，未超过公司运行检修规程规定6 kV电压，最高允许运行温度不超过90 ℃要求，如表2所示。采用同类对比法，A相、B相、C相温度分别为46.5 ℃、55.2 ℃和79.6 ℃，最大偏差可达33.1 ℃，根据公司运行检修规程，三相相对偏差不大于5 ℃，已属于严重超标水平；采用相对温差判断法，根据式(1)，C点相对A点的相对温差为64.1%，应加强监测。图5电缆进线盒C相、B相温度10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F5a1（a）14：4310.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F5a2（b）15：5010.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.T002表26 kV电缆最高允许运行温度材料/℃3 kV及以下6 kV10 kV天然橡皮绝缘6565-聚氯乙烯绝缘6565-聚乙烯绝缘-7070交联聚乙烯绝缘909090由图5(b)可知：15：50再次经过跟踪检测发现，C相、B相温度分别上升至92.9 ℃、62.2 ℃（环境温度30 ℃）。采用表面温度判断法，该进线盒最高温度92.9 ℃，超过公司运行检修规程规定6 kV电缆，最高允许运行温度不超过90 ℃。采用同类对比法，A相、B相、C相温度分别为48.6 ℃、62.2 ℃和92.9 ℃，最大偏差达到44.3 ℃，偏差进一步增大；采用相对温差判断法，根据式(1)，C点相对A点的相对温差为70.4%，相对温差进一步增大。两次测试，机组所带负荷190 MW，2#炉一次风机三相电流稳定，无明显负荷波动，出现三相温度值不平衡，相差较大，接线端温度明显恶化，说明该接线鼻子压接处接触电阻较大引起发热，情况较为紧急，建议立即将一次风机停运，并由维护部电气维护人员准备处理。经电气维护人员抢修2 h后发现，一次风机接线采用铜铝过渡接线鼻子，在长期运行中因电流效应产生轻微损伤，导致C相接触电阻增大，引起设备发热温度升高，因此，检修人员重新对该电机接线鼻子进行更换处理。2.3改善效果电机设备故障消除后，将2#炉一次风机重新启动运行。电机设备进入正常运转后，利用红外检测技术监测设备的运行状态，发现2#炉一次风机接线端子的三相温度可降低至32.4 ℃，同一时间的环境温度为21 ℃，电机检修后的监测如图6所示。由图6可知，将表面温度判断法、同类比较判断法和相对温差判断法多种方法相互结合，2#炉一次风机电源电缆C相缺陷能够被及时发现，能够有效避免电源引线因熔断或短路造成的一次风机电机烧毁损坏，异常能够及时处理，且在可控范围内，保证机组的稳定运行。图6电机检修后的监测10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F6a1（a）修复后的电源接线实体10.3969/j.issn.1004-7948.2022.05.013.F6a2（b）修复后的红外监测3结语采用表面温度判断法、同类比较判断法、相对温差判断法等融合红外检测故障诊断方法，构建多评价方法融合的红外图像异常诊断分析方法。提出红外检测步骤方法，通过规范测试步骤，使数据来源更加科学合理，提高测试数据的可比性。经多方法融合诊断方法的持续使用，可建立各类热故障的专家库，进一步提高故障诊断的准确度。