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维修技术
红外热成像技术在电机检测中的应用。
内容简介:电机等电气设备故障的危害,轻则造成设备损伤与停产;重则发生电气火灾。电机等电气设备的初期异常现象常常伴随可觉察的温度变化迹象,采用红外线热成像检测可在不停电状态下进行检测工作。
    红外线热成像技术可以检测电机高压配电柜内的温度,主要是用来检测故障点(因故障点一般是因为接触不良而发热)。
    什么是红外热成像? 
    光线是大家熟悉的。光线是什么?光线就是可见光,是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为:0.38—0.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波,人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于可见光光谱紫色以外,称为紫外线,比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外,称为红外线。红外线,又称红外辐射,是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。  
    照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。
    目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的目标可见光图像,而是目标表面温度分布图像,换一句话说,红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
    红外热成像的特点是什么? 
    有位著名的美国红外学者指出:“人类的发展可分为三个阶段。第一个阶段是人类通过制造工具,扩展体力活动的能力,第二阶段通过提高判断能力,寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准,而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力,扩大感觉范围或增添新的感官,使我们的大脑能接受更多的信息,正是人类发展的第三阶段。在这个阶段中,红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种” 。这一席话,我认为恰如其分的道出了红外成像技术在当代的重要性。因为,我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时,才能够发出可见光。相比之下,我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。例如,我们可以计算出,一个正常的人所发出的热红外线能量,大约为100瓦。所以,热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外,还有另外两个重要的特性。  
    1. 大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口” 。利用这两个窗口,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点,热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。  
    2. 物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析,从而为工业生产,节约能源,保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。
    电机工业框架。根据美国能源部估计,仅在美国,工业运行中40000000台电机,电机采用工业电源消耗by70%,这说明的重要性电机。 
    热成像作为一种运动状态监控技术和集成到您的公司的维修计划,避免代价高昂的失败,你可以带来巨大的好处。通过使用红外热成像仪,可以对图像的方法捕捉运动红外温度测量。 
    电机热图像可以显示其表面温度反映运行状态。这种状态监测方法避免生产,商业和体制进程至关重要的系统在电机故障是一个重要的方法。这种预测方法是非常重要的,因为在关键系统出现故障,将不可避免地增加成本,需要分配工人和材料,从而降低了生产效率,如果不加以纠正,公司的利润将遭受损失,并可能影响安全的员工和客户。 
理想情况下,你应该在正常操作条件对电机运行检查。只有在一个单点温度测量红外热像仪的温度差,可以为所有关键部件,俘获数万点温度:电机,联轴器,电机与轴轴承和齿轮减速机。 
    每个电机是在一个特定的内部操作温度。其他组成部分的温度不应混淆与电机外壳温度高达。所有电机铭牌应列出标准工作温度。虽然红外热像仪无法看到里面的汽车,但外表面温度足以表明内部温度。作为电机内部温度,它的外表面温度将上升。因此,了解运动经历成像人员通过热成像识别异常情况,如空气流量不足,轴承失效,耦合问题和定子或转子绝缘劣化。
    红外热成像技术在电机设备检测中应用:
    电机等电气设备故障的危害,轻则造成设备损伤与停产;重则发生电气火灾。电机等电气设备的初期异常现象常常伴随可觉察的温度变化迹象,采用红外线热成像检测可在不停电状态下进行检测工作。 
    包括设计、制造、安装和运行维护工作的不当都会造成电气设备出现过热问题;电气设备特别是导电性能、绝缘性能不良时,将会产生可觉察的温度异常现象。常见的过热原因包括: 
    1、接触电阻过高:螺丝松脱或滑扣、异物嵌入、氧化、接触不良等或接触面积不足等原因造成。  
    2、漏电流或放电:导因于设备的绝缘与耐压功能不良,例如沿面污染、湿度太高、绝缘劣化、绝缘距离不足、或过电压等诸多因素。  
    3、过载:由于设计规划不正确、保护装置失常、或供电需求的超负荷等因素均会造成过载,使设备整体温度偏高。  
    4、涡流过热:由于设计施工不良所致,在实际检测中发现,因涡流感应所产生的过热现象十分普遍。  
    5、散热不良:例如线槽电缆堆积过于密集、变电站空调不足、柜体通风不良,设备环境温度偏高等因素导致积热无法消除的过热现象,并加速绝缘老化。  
    6、其它原因。 
    一般来说,设计一个将所有关键电机/驱动器组合包括定期检查是一个很好的实践路径。检查后,每个设备的热图像保存到计算机,并随着时间的跟踪和测量结果。所以,你将获得可以用来比较的基础上的图像,可以帮助您确定一个热点是正常的,并帮你修理修理后,确认的有效性。 
    安全问题,现有的设备状况应具有最高优先维修。内塔(国际电子测试协会)提供了指导方针,在类似的负载下的类似部件的温度差超过15℃(27°°女),应立即进行维修。该组织还建议,当组件和周围空气的温度差超过40℃(72°°女),将立即修复。 
    如果你认为过热的原因是以下,然后采取措施: 
    一、空气流动是不够的。如果短期截止不会影响生产过程,是关闭电机足够长,使进气格栅,小规模清洁。在下一次设备生产,安排一个彻底的清洁运动。 
    二、电压不平衡或过载。通常的过热原因(开关,断路器或电机接线盒的高电阻),一般通过热成像被发现,并使用万用表,钳形表或电力质量分析仪确认。 
    三、即将发生的轴承故障。 
    当热图像显示过热轴承,应做出维修决策,更换轴承和润滑。振动分析,虽然有些昂贵,需要专家进行,但它通常可以帮助确定最佳的行动过程。 
    四、绝缘故障。 如果不影响生产,根据标准,将降低运行电机功率。发送通知的工作,以便尽快更换电机。 
轴对准。在大多数情况下,通过振动分析可以确认一个对齐耦合。如果你可以关闭发动机,它可以使用激光对准装置的拨号,失调状况修正。 
    当使用热成像仪发现问题时,请使用相关软件记录结果的报告,包括设备的热图像和数字图像。这是报告你所发现的问题并提出了最好的办法修复建议。
    红外热成像技术检测电机故障的原理:
    红外热成像运用光电技术检测物体热幅射的红外线特定波段信号,将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形,并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍,由此人们可以「看到」物体表面的温度分布状况。 
    物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波,随着温度变化,电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变,波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”,而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。红外线在地表传送时,会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,强度明显下降,仅在短波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission),通称大气窗口(Atmospheric window),大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测,计算并显示物体的表面温度分布。此外,由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差,因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。
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  电机的绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C 7个等级,其极限工作温度分别为90、105、 120、130、155、180、及180℃以上。
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