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红外热成像仪在消防领域的应用

随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，各种电气设备数量的与日俱增，电气

产品质量、工程设计施工安装和运行管理等方面存在的诸多问题，最终集中表现为

电气设备和线路运行中存在某些电气事故隐患和电气火灾隐患，极易酿成火灾，造

成惨重的财产损失和重大的人员伤亡。因此，在防火安全检查中，对电气设备和线

路进行电气安全检测，判定电气火灾隐患的存在部位和严重程度，及时采取措施排

除隐患，可以有效地防止和减少电气火灾的发生。红外检测技术就是电气安全检测

的一种重要手段。

红外检测技术是以红外物理学、红外光电子学和电子计算机为基础发展起来的

一门新兴的综合性技术，它广泛应用于军事、冶金、电力、石化、医药等多个领

域。近几年，在电气消防安全检测，发现电气火灾隐患，防止和减少电气火灾事故

方面也取得了显著的成效。

1红外检测技术的原理

红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.76～1000μm，不为肉眼所见。任何

温度高于绝对零度(-273.15℃的物体，都会不断地发射红外辐射。根据斯蒂芬—玻

尔兹曼定律，温度为T的物体，单位面积所发射的辐射功率是

P=εσT4(1

其中：

P——单位面积辐射功率，(W;

ε——物体表面发射率;

σ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数，其数值为5.673×10-8W/(m2K4;

T——物体表面温度，(K。

从上式可知，物体的表面温度越高，单位面积的辐射功率就越大。当已知物体

的表面温度和它的发射率时，按上式就可计算出物体的辐射功率。反之，如果测定

了物体所发射的辐射功率，就可以利用上式确定物体表面的温度。

我们知道，电气设备在正常运行时均会发热升温，电气故障形成和发展的过

程，绝大多数都与发热升温有关。用户使用电气设备过程中，导电回路部分存在大

量的接头、触头或连接件，如果导电回路连接处发生故障，就会引起接触电阻过

大，当负荷电流通过时，必然导致局部过热;如果电气设备的绝缘层出现老化或破

损，将造成绝缘介质损耗过大，在运行电压的作用下，会产生过热;另外，随意装

接用电设备，也会使导线因载流量过大而出现过热现象，这些过热处就成为了电气

火灾的隐患。

2红外检测仪器

红外检测仪器可以检测到这种过热型火灾隐患发射出的红外辐射能量，并将其

转换成相应的电信号，经过专门的电信号处理系统进行处理，最后再经成像装置得

到与物体表面温度相对应的热像图，确定过热点位置和温度。这就是红外检测技术

检测电气火灾隐患的依据。

红外检测仪器多种多样，目前在我国消防工作中普遍应用的有三类，即红外测

温仪、红外热电视、红外热像仪。

3电气火灾隐患检测和判断方法

红外检测技术主要应用于过热型火灾隐患的检测和判定。

3.1电气火灾隐患的检测

电气火灾隐患的检测过程一般为四个步骤：

(1使用红外热电视或热像仪对一般的电气设备和线路进行全面扫描普遍检

查，发现其异常发热部位。对重点电气设备和线路的发热部位摄取热像图;

(2用红外热温仪对异常发热部位进行测温。测温时，应首先正确选择被测物

体的表面发射率，选择适当的参照物确定环境温度，键入环境温度、相对湿度和测

量距离等补偿参数并选取适当的温度范围;

对同一测量对象应从不同的方位进行测量找出最高发热点的温度值，对不同的

测量对象进行测温时应保持距离一致和方位一致;

(3记录异常发热电气设备的实际负载电流、发热部位的表面温度以及环境温

度;

(4利用计算机对热像图的温度场进行分析处理。

3.2电气火灾隐患的判定方法

3.2.1温度判断法

根据红外测温仪测得的电气装置发热部位的表面温度，同时考虑负载率和连接

部分接触电阻的情况，分析可能存在的电气火灾隐患。

必要此法是为排除负荷及环境温度不同时对红外判断结果的影响而提出

的。当环境温度低，尤其是负荷电流小的情况下，设备的温度值并没有超过规范标

准，但大量事实证明此时的温度值并不能说明该设备没有缺陷或故障存在，往往在

负荷增长之后，或环境温度上升后，就会引发设备事故，形成电气火灾隐患。故对

电流型设备还可采用“相对温差”法来判别隐患存在与否。

“相对温差”是指设备状况相同或基本相同(指设备型号、安装地点、环境温

度、表面状况和负荷电流等的两个对应测点之间的温差，与其中较热测点温升的比

值，其数学表达式为

Δτ(%=(-ττ12/τ1×10