電動機使用紅外測溫技術的檢測應用

宋靜

【摘 要】 本文對電動機過熱原因進行分析、重點介紹了紅外測溫技術的基本原理、紅外測溫技術的特點以及電動機紅外測溫的方法進行了闡述。實踐表明，應用紅外測溫技術對電動機進行測溫起到了事半功倍的效果。

【關鍵詞】 紅外測溫技術 電動機 溫升 故障 檢測

背景分析：目前，電動機電路分析技術發(fā)展已相當成熟，如MCA電機電流分析技術等，根據(jù)這些技術開發(fā)的電機故障檢測儀器，已成為評判電動機狀態(tài)的有效工具。它不僅可檢測到發(fā)生故障的種類，還可判定這些故障的嚴重程度。

1 電動機過熱原因分析

電動機的發(fā)熱故障原因基本包括下面幾種：（1）短路。相間短路、對地短路、匝間短路都會造成電流成倍或幾十倍增加，電動機或線路急劇發(fā)熱。（2）過載。由于設計不合理或使用不當，電動機超負荷運轉，造成熱量長時間累積，使電動機溫度升高。（3）缺相。電動機繞組或接線一相斷路，使電動機僅兩相工作。在很短的時間內就可以使剩余的兩相定子繞組的電流迅速增加而過熱，將電動機燒壞。尤其是帶額定負載起動或運行的電動機更是如此。（4）電動機外部接線錯誤。應當△接法誤接成Y接法，以致空載時電流很小，輕載時雖然可帶動負荷，但電流超過額定值，使電機發(fā)熱；應當Y接法誤接成△接法，以致空載時電流可能大于額定值，造成電機溫度迅速升高。（5）電源電壓過高或過低，超出電動機額定電壓的允許變動范圍（即±10%）。（6）電機掃膛。定子、轉子相碰，電動機發(fā)出金屬撞擊聲，鐵芯溫度迅速上升，嚴重時電動機冒煙，甚至線圈燒毀。（7）接觸不良。導電回路的接頭、連接件和觸頭、負荷線連接不好、活動觸頭壓力不夠、接線螺絲松動、導電結合面銹蝕等都造成接觸電阻增加、接觸部分過熱、溫升很快。其發(fā)熱功率為I2R，其中I為電流，R為接觸電阻。（8）鐵芯發(fā)熱。定子鐵芯硅鋼片之間絕緣損壞，以致定子鐵芯短路，引起定子鐵芯渦流增大，造成電動機過熱。（9）散熱不良，環(huán)境溫度太高。電動機風道阻塞，通風不良。電動機周圍環(huán)境溫度過高（超出設計規(guī)定的+40℃），散熱不良、冷卻效果差。這兩方面都容易造成溫升過高。

2 故障發(fā)熱對電動機的危害

電動機因故障發(fā)熱異常，致使設備溫度超過正常值時，材料的強度、穩(wěn)定性、導電性或絕緣性能都會降低，同時，隨著承受高溫的時間增長，其各種有關性能將變差，最終會導致設備的部分或全部功能失效。“溫度”的高低是決定絕緣介質壽命的關鍵。一般可以認為，當材料的工作溫度超過它的允許溫度10℃左右時，絕緣材料的壽命將降低到原來壽命的一半左右。見表1。

3 紅外測溫技術的基本原理及特點

（1）紅外測溫技術的基本原理。紅外測溫儀的測溫原理是將物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號，紅外線輻射能的大小與物體本身的溫度相對應，根據(jù)轉變成電信號大小，從而確定物體的溫度。紅外測溫技術的主要內容包括四個方面具體內容，測溫機理如圖1。（2）紅外測溫技術的特點。紅外測溫技術不僅可遠距離測量，而且能迅速檢測設備表面的溫度分布，從而進一步分析設備內部結構和特征有無異常變化。特別是對運行中的電氣設備的裸露部位、高壓部位的檢測很方便，可進行非接觸測量，保證點檢人員的人身安全。

4 電動機紅外測溫的方法

電動機紅外測溫的主要部位是電動機的負荷線接頭、電動機前后軸承部位以及電機外殼，一般采用性能和結構比較簡單、價格較低的紅外熱成像儀器進行簡易紅外測溫。紅外精密測溫診斷遠不如紅外簡易診斷技術成熟和簡單易行，因此多在大型、關鍵設備和要求測溫精度較高的設備（如同步電機）上進行。紅外精密測溫診斷主要確定設備異常發(fā)熱的部位，診斷發(fā)熱異常的原因、缺陷性質，預測缺陷的發(fā)展趨勢和設備的壽命。

5 紅外測溫故障診斷的實例

在實踐中，我們多次成功地應用紅外技術對電動機進行檢測，下面舉兩例進行說明。

（1）種分槽攪拌系統(tǒng)電動機。種分槽是我廠種分氫鋁生產的反應槽，其正常運轉對整個生產起著舉足輕重的作用。然而種分槽因其物料的特殊性，在攪拌系統(tǒng)停止前需將槽內物料全部排出，否則攪拌系統(tǒng)停止20分鐘以上，物料就會沉積，不但造成停產損失，而且處理時間長、處理費用高。2008年，就有一臺種分槽因電機故障，開不起車來，造成物料沉積，不得不停車清理，處理時間長達2個多月。

在這之后，我們采取了很多辦法，防止類似事故發(fā)生，采用紅外測溫儀定時檢測電機溫度就是方法之一。2012年3月25日，我們在對種分氫鋁生產線07#種分槽進行日常點檢時，用紅外測溫儀對電機負荷線接頭進行溫度檢測，發(fā)現(xiàn)其中一相溫度高達108℃，比其余兩相高出五十多度，我們初步判斷是由于其接頭緊固螺栓未壓緊造成接觸電阻增加、接觸部分過熱的緣故。在聯(lián)系對電動機停電后，電工在5分鐘內對接頭螺栓進行緊固，送電運行半個小時后，再次檢測，此時電機三相的溫度均為60℃，說明判斷正確，導致過熱的原因已被排除，避免了一起重大的設備事故。

（2）原料磨電動機。原料磨系統(tǒng)是我廠非常關鍵的設備，一旦發(fā)生故障，必將對后續(xù)工序造成重大影響。因此，對原料磨的點檢是重要的一項工作。2013年5月10，點檢人員發(fā)現(xiàn)5#原料磨配套使用的分級機傳動電動機軸承溫度較正常值高出10℃左右，當時正值高產時期，為了保證期間不停產，采用紅外測溫儀對軸承部位跟蹤檢查，檢查結果發(fā)現(xiàn)它的溫升呈有規(guī)律的變化而無繼續(xù)升高的現(xiàn)象，我們據(jù)此判定該電機雖有缺陷，但不至于馬上發(fā)生故障。于是要求崗位加強巡檢和維護，一直堅持到月底生產間隙才停機檢修。解體檢修時發(fā)現(xiàn)軸承有些磨損，但損壞不大。這樣，我們利用紅外技術跟蹤檢測，即保證了正常生產又保證了設備不致產生太大的損壞。

6 結語

利用紅外測溫技術對運行中的電動機溫度進行檢測是非常實用的一種點檢方法，只要合理選擇運用，就能正確分析、處理設備故障，并且可以大大降低處理費用。

參考文獻：

[1]陳衡等.電力設備紅外診斷.北京：中國電力出版社，1999.

[2]程玉蘭.紅外診斷現(xiàn)場實用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]王衛(wèi)民.三相交流異步電動機常見故障及處理.2006年“中電索能”杯全國氯堿行業(yè)整流技術交流會.endprint

【摘 要】 本文對電動機過熱原因進行分析、重點介紹了紅外測溫技術的基本原理、紅外測溫技術的特點以及電動機紅外測溫的方法進行了闡述。實踐表明，應用紅外測溫技術對電動機進行測溫起到了事半功倍的效果。

【關鍵詞】 紅外測溫技術 電動機 溫升 故障 檢測

背景分析：目前，電動機電路分析技術發(fā)展已相當成熟，如MCA電機電流分析技術等，根據(jù)這些技術開發(fā)的電機故障檢測儀器，已成為評判電動機狀態(tài)的有效工具。它不僅可檢測到發(fā)生故障的種類，還可判定這些故障的嚴重程度。

1 電動機過熱原因分析

電動機的發(fā)熱故障原因基本包括下面幾種：（1）短路。相間短路、對地短路、匝間短路都會造成電流成倍或幾十倍增加，電動機或線路急劇發(fā)熱。（2）過載。由于設計不合理或使用不當，電動機超負荷運轉，造成熱量長時間累積，使電動機溫度升高。（3）缺相。電動機繞組或接線一相斷路，使電動機僅兩相工作。在很短的時間內就可以使剩余的兩相定子繞組的電流迅速增加而過熱，將電動機燒壞。尤其是帶額定負載起動或運行的電動機更是如此。（4）電動機外部接線錯誤。應當△接法誤接成Y接法，以致空載時電流很小，輕載時雖然可帶動負荷，但電流超過額定值，使電機發(fā)熱；應當Y接法誤接成△接法，以致空載時電流可能大于額定值，造成電機溫度迅速升高。（5）電源電壓過高或過低，超出電動機額定電壓的允許變動范圍（即±10%）。（6）電機掃膛。定子、轉子相碰，電動機發(fā)出金屬撞擊聲，鐵芯溫度迅速上升，嚴重時電動機冒煙，甚至線圈燒毀。（7）接觸不良。導電回路的接頭、連接件和觸頭、負荷線連接不好、活動觸頭壓力不夠、接線螺絲松動、導電結合面銹蝕等都造成接觸電阻增加、接觸部分過熱、溫升很快。其發(fā)熱功率為I2R，其中I為電流，R為接觸電阻。（8）鐵芯發(fā)熱。定子鐵芯硅鋼片之間絕緣損壞，以致定子鐵芯短路，引起定子鐵芯渦流增大，造成電動機過熱。（9）散熱不良，環(huán)境溫度太高。電動機風道阻塞，通風不良。電動機周圍環(huán)境溫度過高（超出設計規(guī)定的+40℃），散熱不良、冷卻效果差。這兩方面都容易造成溫升過高。

2 故障發(fā)熱對電動機的危害

電動機因故障發(fā)熱異常，致使設備溫度超過正常值時，材料的強度、穩(wěn)定性、導電性或絕緣性能都會降低，同時，隨著承受高溫的時間增長，其各種有關性能將變差，最終會導致設備的部分或全部功能失效。“溫度”的高低是決定絕緣介質壽命的關鍵。一般可以認為，當材料的工作溫度超過它的允許溫度10℃左右時，絕緣材料的壽命將降低到原來壽命的一半左右。見表1。

3 紅外測溫技術的基本原理及特點

（1）紅外測溫技術的基本原理。紅外測溫儀的測溫原理是將物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號，紅外線輻射能的大小與物體本身的溫度相對應，根據(jù)轉變成電信號大小，從而確定物體的溫度。紅外測溫技術的主要內容包括四個方面具體內容，測溫機理如圖1。（2）紅外測溫技術的特點。紅外測溫技術不僅可遠距離測量，而且能迅速檢測設備表面的溫度分布，從而進一步分析設備內部結構和特征有無異常變化。特別是對運行中的電氣設備的裸露部位、高壓部位的檢測很方便，可進行非接觸測量，保證點檢人員的人身安全。

4 電動機紅外測溫的方法

電動機紅外測溫的主要部位是電動機的負荷線接頭、電動機前后軸承部位以及電機外殼，一般采用性能和結構比較簡單、價格較低的紅外熱成像儀器進行簡易紅外測溫。紅外精密測溫診斷遠不如紅外簡易診斷技術成熟和簡單易行，因此多在大型、關鍵設備和要求測溫精度較高的設備（如同步電機）上進行。紅外精密測溫診斷主要確定設備異常發(fā)熱的部位，診斷發(fā)熱異常的原因、缺陷性質，預測缺陷的發(fā)展趨勢和設備的壽命。

5 紅外測溫故障診斷的實例

在實踐中，我們多次成功地應用紅外技術對電動機進行檢測，下面舉兩例進行說明。

（1）種分槽攪拌系統(tǒng)電動機。種分槽是我廠種分氫鋁生產的反應槽，其正常運轉對整個生產起著舉足輕重的作用。然而種分槽因其物料的特殊性，在攪拌系統(tǒng)停止前需將槽內物料全部排出，否則攪拌系統(tǒng)停止20分鐘以上，物料就會沉積，不但造成停產損失，而且處理時間長、處理費用高。2008年，就有一臺種分槽因電機故障，開不起車來，造成物料沉積，不得不停車清理，處理時間長達2個多月。

在這之后，我們采取了很多辦法，防止類似事故發(fā)生，采用紅外測溫儀定時檢測電機溫度就是方法之一。2012年3月25日，我們在對種分氫鋁生產線07#種分槽進行日常點檢時，用紅外測溫儀對電機負荷線接頭進行溫度檢測，發(fā)現(xiàn)其中一相溫度高達108℃，比其余兩相高出五十多度，我們初步判斷是由于其接頭緊固螺栓未壓緊造成接觸電阻增加、接觸部分過熱的緣故。在聯(lián)系對電動機停電后，電工在5分鐘內對接頭螺栓進行緊固，送電運行半個小時后，再次檢測，此時電機三相的溫度均為60℃，說明判斷正確，導致過熱的原因已被排除，避免了一起重大的設備事故。

（2）原料磨電動機。原料磨系統(tǒng)是我廠非常關鍵的設備，一旦發(fā)生故障，必將對后續(xù)工序造成重大影響。因此，對原料磨的點檢是重要的一項工作。2013年5月10，點檢人員發(fā)現(xiàn)5#原料磨配套使用的分級機傳動電動機軸承溫度較正常值高出10℃左右，當時正值高產時期，為了保證期間不停產，采用紅外測溫儀對軸承部位跟蹤檢查，檢查結果發(fā)現(xiàn)它的溫升呈有規(guī)律的變化而無繼續(xù)升高的現(xiàn)象，我們據(jù)此判定該電機雖有缺陷，但不至于馬上發(fā)生故障。于是要求崗位加強巡檢和維護，一直堅持到月底生產間隙才停機檢修。解體檢修時發(fā)現(xiàn)軸承有些磨損，但損壞不大。這樣，我們利用紅外技術跟蹤檢測，即保證了正常生產又保證了設備不致產生太大的損壞。

6 結語

利用紅外測溫技術對運行中的電動機溫度進行檢測是非常實用的一種點檢方法，只要合理選擇運用，就能正確分析、處理設備故障，并且可以大大降低處理費用。

參考文獻：

[1]陳衡等.電力設備紅外診斷.北京：中國電力出版社，1999.

[2]程玉蘭.紅外診斷現(xiàn)場實用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]王衛(wèi)民.三相交流異步電動機常見故障及處理.2006年“中電索能”杯全國氯堿行業(yè)整流技術交流會.endprint

【摘 要】 本文對電動機過熱原因進行分析、重點介紹了紅外測溫技術的基本原理、紅外測溫技術的特點以及電動機紅外測溫的方法進行了闡述。實踐表明，應用紅外測溫技術對電動機進行測溫起到了事半功倍的效果。

【關鍵詞】 紅外測溫技術 電動機 溫升 故障 檢測

背景分析：目前，電動機電路分析技術發(fā)展已相當成熟，如MCA電機電流分析技術等，根據(jù)這些技術開發(fā)的電機故障檢測儀器，已成為評判電動機狀態(tài)的有效工具。它不僅可檢測到發(fā)生故障的種類，還可判定這些故障的嚴重程度。

1 電動機過熱原因分析

電動機的發(fā)熱故障原因基本包括下面幾種：（1）短路。相間短路、對地短路、匝間短路都會造成電流成倍或幾十倍增加，電動機或線路急劇發(fā)熱。（2）過載。由于設計不合理或使用不當，電動機超負荷運轉，造成熱量長時間累積，使電動機溫度升高。（3）缺相。電動機繞組或接線一相斷路，使電動機僅兩相工作。在很短的時間內就可以使剩余的兩相定子繞組的電流迅速增加而過熱，將電動機燒壞。尤其是帶額定負載起動或運行的電動機更是如此。（4）電動機外部接線錯誤。應當△接法誤接成Y接法，以致空載時電流很小，輕載時雖然可帶動負荷，但電流超過額定值，使電機發(fā)熱；應當Y接法誤接成△接法，以致空載時電流可能大于額定值，造成電機溫度迅速升高。（5）電源電壓過高或過低，超出電動機額定電壓的允許變動范圍（即±10%）。（6）電機掃膛。定子、轉子相碰，電動機發(fā)出金屬撞擊聲，鐵芯溫度迅速上升，嚴重時電動機冒煙，甚至線圈燒毀。（7）接觸不良。導電回路的接頭、連接件和觸頭、負荷線連接不好、活動觸頭壓力不夠、接線螺絲松動、導電結合面銹蝕等都造成接觸電阻增加、接觸部分過熱、溫升很快。其發(fā)熱功率為I2R，其中I為電流，R為接觸電阻。（8）鐵芯發(fā)熱。定子鐵芯硅鋼片之間絕緣損壞，以致定子鐵芯短路，引起定子鐵芯渦流增大，造成電動機過熱。（9）散熱不良，環(huán)境溫度太高。電動機風道阻塞，通風不良。電動機周圍環(huán)境溫度過高（超出設計規(guī)定的+40℃），散熱不良、冷卻效果差。這兩方面都容易造成溫升過高。

2 故障發(fā)熱對電動機的危害

電動機因故障發(fā)熱異常，致使設備溫度超過正常值時，材料的強度、穩(wěn)定性、導電性或絕緣性能都會降低，同時，隨著承受高溫的時間增長，其各種有關性能將變差，最終會導致設備的部分或全部功能失效。“溫度”的高低是決定絕緣介質壽命的關鍵。一般可以認為，當材料的工作溫度超過它的允許溫度10℃左右時，絕緣材料的壽命將降低到原來壽命的一半左右。見表1。

3 紅外測溫技術的基本原理及特點

（1）紅外測溫技術的基本原理。紅外測溫儀的測溫原理是將物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號，紅外線輻射能的大小與物體本身的溫度相對應，根據(jù)轉變成電信號大小，從而確定物體的溫度。紅外測溫技術的主要內容包括四個方面具體內容，測溫機理如圖1。（2）紅外測溫技術的特點。紅外測溫技術不僅可遠距離測量，而且能迅速檢測設備表面的溫度分布，從而進一步分析設備內部結構和特征有無異常變化。特別是對運行中的電氣設備的裸露部位、高壓部位的檢測很方便，可進行非接觸測量，保證點檢人員的人身安全。

4 電動機紅外測溫的方法

電動機紅外測溫的主要部位是電動機的負荷線接頭、電動機前后軸承部位以及電機外殼，一般采用性能和結構比較簡單、價格較低的紅外熱成像儀器進行簡易紅外測溫。紅外精密測溫診斷遠不如紅外簡易診斷技術成熟和簡單易行，因此多在大型、關鍵設備和要求測溫精度較高的設備（如同步電機）上進行。紅外精密測溫診斷主要確定設備異常發(fā)熱的部位，診斷發(fā)熱異常的原因、缺陷性質，預測缺陷的發(fā)展趨勢和設備的壽命。

5 紅外測溫故障診斷的實例

在實踐中，我們多次成功地應用紅外技術對電動機進行檢測，下面舉兩例進行說明。

（1）種分槽攪拌系統(tǒng)電動機。種分槽是我廠種分氫鋁生產的反應槽，其正常運轉對整個生產起著舉足輕重的作用。然而種分槽因其物料的特殊性，在攪拌系統(tǒng)停止前需將槽內物料全部排出，否則攪拌系統(tǒng)停止20分鐘以上，物料就會沉積，不但造成停產損失，而且處理時間長、處理費用高。2008年，就有一臺種分槽因電機故障，開不起車來，造成物料沉積，不得不停車清理，處理時間長達2個多月。

在這之后，我們采取了很多辦法，防止類似事故發(fā)生，采用紅外測溫儀定時檢測電機溫度就是方法之一。2012年3月25日，我們在對種分氫鋁生產線07#種分槽進行日常點檢時，用紅外測溫儀對電機負荷線接頭進行溫度檢測，發(fā)現(xiàn)其中一相溫度高達108℃，比其余兩相高出五十多度，我們初步判斷是由于其接頭緊固螺栓未壓緊造成接觸電阻增加、接觸部分過熱的緣故。在聯(lián)系對電動機停電后，電工在5分鐘內對接頭螺栓進行緊固，送電運行半個小時后，再次檢測，此時電機三相的溫度均為60℃，說明判斷正確，導致過熱的原因已被排除，避免了一起重大的設備事故。

（2）原料磨電動機。原料磨系統(tǒng)是我廠非常關鍵的設備，一旦發(fā)生故障，必將對后續(xù)工序造成重大影響。因此，對原料磨的點檢是重要的一項工作。2013年5月10，點檢人員發(fā)現(xiàn)5#原料磨配套使用的分級機傳動電動機軸承溫度較正常值高出10℃左右，當時正值高產時期，為了保證期間不停產，采用紅外測溫儀對軸承部位跟蹤檢查，檢查結果發(fā)現(xiàn)它的溫升呈有規(guī)律的變化而無繼續(xù)升高的現(xiàn)象，我們據(jù)此判定該電機雖有缺陷，但不至于馬上發(fā)生故障。于是要求崗位加強巡檢和維護，一直堅持到月底生產間隙才停機檢修。解體檢修時發(fā)現(xiàn)軸承有些磨損，但損壞不大。這樣，我們利用紅外技術跟蹤檢測，即保證了正常生產又保證了設備不致產生太大的損壞。

6 結語

利用紅外測溫技術對運行中的電動機溫度進行檢測是非常實用的一種點檢方法，只要合理選擇運用，就能正確分析、處理設備故障，并且可以大大降低處理費用。

參考文獻：

[1]陳衡等.電力設備紅外診斷.北京：中國電力出版社，1999.

[2]程玉蘭.紅外診斷現(xiàn)場實用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]王衛(wèi)民.三相交流異步電動機常見故障及處理.2006年“中電索能”杯全國氯堿行業(yè)整流技術交流會.endprint