紅外熱像儀在電機(jī)檢測(cè)中的應(yīng)用

為什么要進(jìn)行電機(jī)檢測(cè)

電機(jī)是工業(yè)的骨架。據(jù)美國(guó)能源部估計(jì)，僅僅在美國(guó)，工業(yè)設(shè)備中就運(yùn)轉(zhuǎn)著4000萬臺(tái)電機(jī)，這些電機(jī)耗用了整個(gè)工業(yè)所消耗電力的70%，這就足以說明電機(jī)的重要性。

若電機(jī)超過額定溫度，那么電機(jī)的溫度每升高10℃，則電機(jī)的壽命將縮短一半。

電機(jī)的檢測(cè)是保證正常生產(chǎn)及系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要措施。因?yàn)樵陉P(guān)鍵的傳送系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不可避免地會(huì)增加成本，需要重新分配人工和材料，從而使生產(chǎn)效率降低，造成巨大損失，并可能影響到人員的安全。

紅外熱像儀在電機(jī)檢測(cè)中的應(yīng)用

電機(jī)的部件較多，發(fā)生故障的部位及原因也較多，通過紅外熱像儀可發(fā)現(xiàn)如下一些問題。

1 電氣接線（電氣接線盒外殼）

問題點(diǎn)①：接線端子過熱
可能原因：連接松脫、接線端子氧化腐蝕、連接過緊。
建議措施：重新連接或更換接線端子。

問題點(diǎn)②：電纜過熱
可能原因：不平衡電壓或過載。
建議措施：使用萬用表、鉗表或電能質(zhì)量分析儀予以確認(rèn)具體原因。

2 電機(jī)外殼溫度分布

問題點(diǎn)①：外殼部分區(qū)域溫度過高
可能原因：內(nèi)部鐵芯、繞組因絕緣層老化或損壞導(dǎo)致短路。
建議措施：拆卸外殼進(jìn)行檢修。

問題點(diǎn)②：外殼整體溫度過高
可能原因：空氣流動(dòng)不充分導(dǎo)致散熱故障。
建議措施：如果停機(jī)時(shí)間短，則只對(duì)電機(jī)空氣進(jìn)口格柵進(jìn)行清洗，并在下一次有計(jì)劃的停機(jī)檢修中，安排一次徹底的電機(jī)清洗。

3 與電機(jī)連接的軸承、連軸器

問題點(diǎn)：軸承、連軸器溫度過高
可能原因：潤(rùn)滑不良或軸未對(duì)正。
建議措施：檢查潤(rùn)滑情況或?qū)S進(jìn)行調(diào)整。

如何用紅外熱像儀測(cè)量?jī)?nèi)部溫度

每臺(tái)電機(jī)都在一個(gè)特定的內(nèi)部溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。其他部件的溫度不應(yīng)與電機(jī)外殼的溫度一樣高。所有電機(jī)的銘牌上都應(yīng)列出標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。雖然紅外熱像儀無法看到電機(jī)內(nèi)部，但外部表面溫度足以指示出內(nèi)部溫度高低。隨著電機(jī)內(nèi)部溫度的升高，其外表面的溫度也升高。下面通過一個(gè)檢測(cè)實(shí)例，看看如何得到電機(jī)內(nèi)部溫度。

我們要檢測(cè)一個(gè)F級(jí)電機(jī)的溫度，其最高溫度限制為135℃（外殼上的銘牌中有標(biāo)示），我們可用一個(gè)接觸式溫度探頭（如K型熱電偶、Pt100鉑電阻等）安裝在電機(jī)內(nèi)部（注意絕緣），同時(shí)使用紅外熱像儀檢測(cè)對(duì)應(yīng)外殼的溫度，熱電偶得到的溫度與熱像儀得到的溫度差即為修正值，通過實(shí)驗(yàn)我們得知F級(jí)電機(jī)內(nèi)部與外殼的溫差一般在30～40℃（內(nèi)部溫度高），故只要該級(jí)電機(jī)外殼溫度控制在90℃以下即可保證正常運(yùn)行。

圖1 利用紅外熱像儀檢測(cè)純水泵電機(jī)的外殼溫度

注意：不同級(jí)別的電機(jī)內(nèi)部空間和溫度傳遞均不一樣，若檢測(cè)電機(jī)的級(jí)別改變，必須按上述測(cè)試方式得到新的修正值。

對(duì)于沒有明確溫度限定的電機(jī)部件來說，NETA（國(guó)際電氣測(cè)試協(xié)會(huì)）提供的指南規(guī)定，當(dāng)相似負(fù)載下相似部件的溫度差超過15℃時(shí)，應(yīng)該立即進(jìn)行維修。該組織還建議，當(dāng)部件與環(huán)境溫度的溫度差超過40℃時(shí)，也要立即進(jìn)行維修。

圖2 利用熱像儀得出電機(jī)內(nèi)部的溫度

一般來說，設(shè)計(jì)一條將所有關(guān)鍵電機(jī)/驅(qū)動(dòng)器組合包括在內(nèi)的定期檢查路徑是一個(gè)非常好的做法。檢查之后，將每個(gè)設(shè)備的熱圖像保存到計(jì)算機(jī)上，并隨時(shí)間跟蹤測(cè)量結(jié)果。這樣，用戶就會(huì)獲得可用于比較的基礎(chǔ)圖像，有助于確定一個(gè)熱點(diǎn)是否正常，并幫助用戶確認(rèn)維修之后是否有效。