人人影视 怪奇物语2:红外检测技术的原理与应用

一、红外检测技术的发展
红外检测技术以其特有的非接触、实时快速、形象直观、准确度高、适用面广等一系列优点，备受国内外工业企业用户的青睐。目前。在工业生产过程、产品质量控制和监测、设备的在线故障诊断和安全防护以及节约能源等方面，红外检测技术都发挥着非常重要的作用。尤其是近20年来，随着科学技术的飞速发展，红外测温仪在技术上得到了迅速发展，其性能不断完善。功能不断增强，适用范围也不断扩大。
红外检测是一种非接触式在线监测的高科技技术，它集光电成像、计算机、图像处理等技术于一体，通过接收物体发射的红外线，将其温度分布以图像的方式显示于屏幕，从而使检测者能够准确判断物体表面的温度分布状况。具有实时、准确、快速、灵敏度高等优点。它能够检测出设备细微的热状态变化，准确反应设备内、外部的发热状况。对发现设备的早期缺陷及隐患非常有效。
二、红外检测基础理论
红外线或称红外辐射就是电磁波谱中比微波波长短、比可见光光波长的电磁波，波长范围在0．75-lO00 ，在光谱中的位置如图1：
图1 光谱分布
所谓红外辐射，就是电磁波谱中比微波波长还短，比可见光的红光波长还长的电磁波（ ）。因此，它同样具有电磁波的共同特征，即以横波的形式在空间传播，并且在真空中都有相同的传播速度：
（1）
式中 —波长（ ）； —频率（ ）；
为了研究电气设备状态的红外检测和诊断，首先应掌握物体红外辐射的基本规律。
当几个物体处于同一温度时，各物体辐射红外线的能力正比于其本身吸收红外线的能力，并且任何一个物体的红外辐射能密度可用下面公式表示：
（2）
式中 —物体在单位时间内红外辐射的能量密度；
—黑体在同一温度下单位时间内红外辐射的能量密度；
—物体对红外辐射的吸收系数，它总是小于1。
下面介绍黑体热辐射的基本规律。
1.   辐射的光谱分布规律—普朗克辐射定律
一个绝对温度为 的黑体，单位表面积在波长 附近单位间隔内向整个半球空间发射的辐射功率（简称为光谱辐射度） 与波长 温度 满足下列关系：
（3）
式中   —真空中的光速， ；
—普朗克常数，
—波尔兹常数，
—第一辐射常数，
—第二辐射常数，
2.      辐射光谱的移动规律—维恩位移定律
为了确定与黑体光谱辐射度极大值相对应的波长 （俗称峰值辐射波长）随温度的变化关系，可把 表达式（3）对波长 求导，并令其等于零，解方程式则可得：
（4）
它表明黑体辐射光谱分布的峰值波长 随其绝对温度 成反比移动。
3.      辐射功率随温度变化的规律—斯蒂芬-玻耳兹曼定律
斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐射功率 （简称为全辐射度），随其温度的变化规律。因此该定律的数字表述形式可由式（3）对波长积分得到：
（5）
式中 称为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。
它表明，凡是温度高于开氏零度（-273.16℃）的物体都会自发地向外发射红外热辐射，而且黑体单位表面积的总辐射功率与其开氏温度的四次方成正比。因此，当温度有较小变化时，将会引起物体发射的辐射功率有很大变化。这种特性对红外检测很有利。例如，把电力设备表面视为黑体，在未投运时环境温度为27℃（ ），当故障时发热至100℃（ ）单位表面积发射的总辐射功率分别为：
无故障时：
故障时：
这样大的温差非常有利于红外检测检测到的信号强度很大 信噪比很高。
4.      辐射的空间分布规律—朗伯余弦定律
所谓朗伯余弦定律，就是黑体（或任何其他漫辐射体）在任意方向上的辐射强度与观测方向相对辐射表面法线夹角的余弦成正比。
（6）
式中   —在与辐射表面法线夹角为 方向上的辐射强度；
—在辐射表面法线方向（ =0）的辐射强度。
对于辐射面积很小的黑体而言，在法线方向的辐射强度可表示为：
（7）
式中   —黑体辐射源的辐射面积。
于是 将式（5）和式（7）代入式（6）后得到
（8）
这个公式表明，黑体或漫辐射物体在辐射表面法线方向的辐射最强。因此，实际做红外检测时应尽可能选择在被测表面法线方向进行，如果在与法线成 角方向检测， 则接收到的红外辐射信号将减弱成法线方向最大的 倍。从公式（8）可看出，这种信号减弱是得到的辐射表面 的投影面积（ ）的辐射引起的。
以上四个定律不仅指出了被测物体的红外辐射与其表面温度的关系和正确选择检测方向的原则朗伯余弦定律讲解这方面的知识而且还为红外监测仪器工作波长范围的选择提出了原则性的要求 主要表现在以下两个方面：
1)      接收辐射信号最大原则
任何红外检测，总是希望红外仪器接收的被测目标红外辐射信号越大越好，根据以上定律可知道当检测对象以高温目标为主时，目标在短波长范围的辐射所占总辐射比例较大，应选择 的红外仪器；当检测对象以接近环境温度的低温目标为主时，根据维恩位移定律得知应选择响应波长范围在 的红外仪器为宜。
2)      辐射对比度最大原则
当用成像式仪器（如红外仪器）检测表面温度与背景温度很接近的目标时，分辩目标与背景十分困难。但只要选择合适的仪器响应波长范围，仍可得到目标与背景之间有尽可能高的辐射对比度，从而提高对故障的检出率。根据
（9）
可知道对于检测温度在 ℃的电气设备而言，选择中心响应波长 的红外热像仪，即使目标与背景温差较小，也可获得尽可能高的辐射对比度，使得故障较容易识别。若选用 热像仪检测上述目标，则辐射对比度将明显降低。
5.      红外检测的影响因素
红外测温精度和可靠性与很多因素有关，如大气的影响、测试背景的影响、距离系数的影响、物体辐射率的影响，相邻设备热辐射的影响，工作波长区域范围的影响等。
（1）辐射率的影响
一切物体的辐射率 都在 范围内，其值的大小与物体的材料、形状 表面粗糙度、氧化程度、颜色、厚度等有关。总体上说红外测温装置从物体上接收到的辐射能量大小与该物体的辐射率 成正比。实际被测物体与黑体的差别体现在辐射率 ，透射率 和反射率 上。它们在不同的温度和不同的波长有不同的值。这些因素是红外测温仪器现场应用的主要测量误差来源，也是现场实际应用时的困难所在。
实践证明，物体的 、 、 3个参数对波长最敏感，其次是对被测物体的表面状态及温度较为敏感。根据这个次序选择与设备测量范围相适应和适用的红外测温仪的类型及参数，并在使用中尽量准确设定被测物体的辐射率，且根据被测物体的形状，改变不同的检测角度和方向。
由于影响因素较多，因而提供的各类物体的辐射率也是参考值，而且限定在仪器规定的工作波长区域和测温范围内使用。
表1. 部分物体辐射率 近似值
名称
名称
黑体
1.0
磨光的薄板
铝：氧化的薄板
氧化发黑的
0.05
0.22～0.4
0.8～0.9
导电接点
0.8～0.9
人的皮肤
0.98
纤维、橡胶
0.95
磨光的薄板
铜：氧化的薄板
氧化发黑的
0.05
0.6～0.8
0.9
钢：磨光的
氧化的
0.07
0.79
水、冰雹
叶草丛、木板
0.96
各种抛光金属
（金、银、不锈钢）
0～0.1
纸、电瓷、白漆
石棉纸、大理石
0.96
玻璃、砖、有色漆
0.94
土壤
0.92～0.1
辐射率设定不准所造成的误差，短波长测温仪比长波测温仪小得多。例如，当辐射率值误差为10% ， 工作波长的测温仪仅形成2%的测温误差，而 工作波长的测温仪将形成7%的测温误差。
辐射率与测试方向有关，（如图1）最好保持测试角在30°之内，而不宜超过45°，当不得不超过45°时，应对辐射率做进一步修正。
图2 辐射率随测试角的变化关系
（2）波长区域的影响
根据红外辐射的特点：温度愈高波长愈短，辐射的能量愈大。不同温度下的黑体光谱辐射度见图3。
图3 不同温度下黑体光谱辐射度
显然高温测温仪器宜选用较短的工作波长 ，低温测温的仪器宜选用较长的工作波长 。电力设备测温对象主要是远距离接点，辐射能量小，缺陷温度一般低于 ，属低温测温，故选用较长的工作波段区域 的仪器。
波长短比波长长的辐射能量随温度增加要快。因此波长短测温的灵敏度高，短工作波长的测温仪器容易做到误差小，抗干扰能力强，但波长短，信号变化的动态范围大．信号处理有一定难度。相反波长长的低温测温仪，由于信号弱，灵敏度低，要提高精度和抗干扰能力较难，如工作波长为 时，辐射能量受到40%干扰，造成的误差仅约5.5%，工作波长 时，对于同样的干扰造成的误差达29%，因此在 波长区域，由不同辐射率引起的辐射信号的变化所发生的温度误差相对来说要小得多。
因此，电力设备测温的红外仪器在工作波段选择 区域时，仪器的精度和抗干扰能力一定要满足要求，才能保证测温准确。
（3）邻近物体热辐射的影响
当邻近物体温度比被测物体的表面温度高很多或低很多，或被测物体本身的辐射率很低时，邻近物体的热辐射的反射将对被测物体的测量造成影响。
由于反射等于一个负的辐射率，两种情况下都将有一个较大的反射辐射总量。被测物体温度越低，辐射率越小，来自邻近物体的辐射影响就越大。因此，需要进行校正。
如果被测物体与周围环境之间的温差小， 和 两个波长区域受到相同的影响；如果被测物体的温度大大高于环境温度， 波长区域测温的结果受环境温度的影响就要小得多，因此对长波段的仪器工作过程中，受到邻近物体热辐射严重干扰时，应考虑设置屏蔽等措施消除干扰。
（4）距离系数的影响
被测物体与光学目标的关系决定了仪器测温的精度，仪器的距离系数 ，（ ：距离/ ； ：目标直径/ )决定了仪器与被测目标的最大合理距离(见图4)。
图4 被测物体与光学目标的关系
被测目标物体的距离只有满足红外测温仪器光学目标的范围，才能对物体进行准确的温度测量，目标物体的距离太远，仪器吸收到的辐射能减小，对温度不太高的设备接点检测十分不利。同时，仪器的距离系数不能满足远距离目标物体的检测要求时，在这种被测物体小于光学目标的条件下测温，一般都要造成较大的误差，当背景为天空时，还会出现负值温度。
因此进行红外测温时，一定要满足仪器本身距离系数的要求材能保证测温准确。
（5）大气吸收的影响
大气中的水蒸气(H2O)，二氧化碳(CO)，臭氧(O3)，氧化氮(NO)，甲烷(CH4)，一氧化碳(CO)等气体分子是有选择地吸收一定波长的红外线的。这部分气体的红外吸收带中心波长见表2。
表2 某些气体分子吸收带中心波长
气体名称
吸收带中心波长/
水
0.9
1.14
1.38
1.87
2.7
3.2
6.3
二氧化碳
1.4
1.6
2.0
2.7
4.3
4.8
5.2
15
臭氧
4.5
9.5
14
氧化氮
4.7
7.3
甲烷
3.2
7.5
一氧化碳
4.8
在“大气窗口”的3个波长区域 、 和 受大气吸收的影响尽管很小，但辐射能量仍会被衰减。这种衰减过程的特征是基于辐射能在大气中的吸收是有选择性的。通常，引起这种选择性吸收的是多原子极性气体分子，首先是水蒸气、二氧化碳和臭氧。大气吸收随空气湿度而变化，被测物体的距离越远，大气透射对温度测量的影响就越大。
因此，在室外进行红外测温诊断时,应在无雨、无雾，空气湿度最好低于75%的清新空气环境条件下进行，才能取得好的检测效果，便于对设备热缺陷的准确判断。
（6）大气尘埃及悬浮粒子的影响
这主要是受到大气尘埃和其它悬浮粒子的散射作用，使红外线辐射偏离了原来的传播方向而引起的。当悬浮粒子的半径<<红外辐射波长 时，称为瑞利散射.瑞利散射对电力设备检测没有影响。当悬浮粒子的半径与红外辐射的波长 大小接近时，称为米长散射，米长散射对电力设备检测的影响比较大。
因此，红外测温应在无尘或空气较清新的环境条件下进行。
（7）太阳光辐射的影响
由于太阳光的反射和漫反射在 波长区域内，与红外测温仪器设定的波长区域接近，且它们的分布比例并不固定，极大地影响红外成像仪器的正常工作和准确判断。另一方面，太阳光的照射会使被测物体的温升叠加在被测设备的稳定温升上，如日射强度为 时，将造成11～13.7℃的附加温升。
因此红外测温时最好选择在天黑或没有阳光的阴天进行，这样红外检测的效果相对要好得多。
（8）风力的影响
在风力较大的条件下，存在发热缺陷的设备的热量会被风力加速散发，使裸露导体及接触体的散热条件得到改善，而使热缺陷设备的温度下降。如风速为 左右时，大约可使接触部位的发热温升下降一半。
因此，在室外进行设备红外测温检查时，应在无风或风力很小的条件下进行。
三、红外热像仪工作原理
红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上。在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能量转换成电信号。经过放大处理、转换或标准视频信号通过屏幕显示出被测目标的红外热像图。这种热像图与物体表面的热场分布相对应，实质上就是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号较弱，与可见光图像相比，缺少层次和立体感。因此，在实际动作过程中更为有效的判断被测目标的红外热场分布，常采用一些其它辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度控制、伪彩色等技术。
红外热像仪的主要基本参数主要包括：
1.f/D数：f/数是光学系统相对孔径的倒数。设光学系统的相对孔径为A=D/f（D为通常孔径，f为焦距），1/A=f/D，则数f/D是表示系统的集中f为通光孔径的多少倍。例如，f/3表示光学系统的集中为通光孔径的三倍。
2．视场：视场是光学系统视场角的简称。它表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围。当目标位于以光轴为轴线，顶角为视场角的圆锥内的任一点（在一定距离内）时能被光学系统发现，即成像于光学系统像平面的视场光阑内。即使物体能在热像仪中成像的物空间的最大张角叫做视场，一般是ao×βo的矩形视场。
3．光谱响应：红外探测器对各个波长的入射辐射的响应称为光谱响应。一般光电探测器均为选择性探测器（通常红外探测器能够测量三个大气窗口波段内红外线辐射）。
4．空间分辨率：应用热像仪观测时，热像仪对目标空间形状的分辨能力。本行业中通常以mrad（毫弧度）的大小来表示。mrad的值越小，表明其分辨率越高。弧度值乘以半径约等于弦长，即目标的直径。如1.3mrad的分辨率意味着可以在100m的距离上分辨出1.3×10E-3×100=0.13m=13厘米的物体。
5．温度分辨率：可以简单定义为仪器或使观察者能从背景中精确地分辨出目标辐射的最小温度ΔT。民用热成像产品通常使用NETD来表述该性能指标。
6．最小可分辨：温差分辨灵敏度和系统空间分辨率的参数，而且是以与观察者本身有关的主观评价参数，它的定义为：在使用标准的周期性测试卡（即高宽比为7：1的4带条图情况下，观察人员可以分辨的最小目标，背景温差，上述观察过程中，观察时间、系统增益、信号电平值等可以不受限制时调整在最佳状态。
7．帧频：帧频是热像仪每秒种产生完整图像的画面数，单位为Hz。一般电视帧频为25Hz。根据热像仪的帧频可分为快扫描和慢扫描两大类。电力系统所用的设备一般采用快扫描热像仪（帧频20Hz以上），否则就会带来一些工作不便。
8．探测识别和辨认距离探测、识别和辨认距离；这些是使用者很关心的性能指标。为每个使用者自身素质和仪器给出的图像质量的差异以及严格定义的困难（探测性能是一个多种因素的复杂函数）这里只给出大致形象的定义：探测距离是能将目标与背景及一些引起注意的目标清晰分别开来的最大临界；识别距离是将探测的目标能大致分出种类的距离，如果车辆还是舰船；辨认距离是在分别出种类的基础上的细分，如车辆是坦克还是汽车。
9．显示记录方式：显示记录方式是指视监控器或液晶显示或发光二极管显示；显示记录方磁带录像启示、软驱存盘或PC卡记录，电子存储器记录；输出接口、打印类型或照料像等。目前较为先进的是PC卡存储和电子存储。
四、红外检测标准介绍
1、电气设备常见的缺陷
电力设备的故障有多种多样，但大多数都伴有发热的现象。从红外诊断的角度看，通常分为外部故障和内部故障。众所周知，电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头。在理想情况下，输电回路中的各种连接件、接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么，连接部位的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热，然而一旦某些连接件、接头或触头因连接不良，造成接触电阻增大，该部位就会有更多的电阻损耗和更高的温升，从而造成局部过热。此类通常属外部故障。外部故障的特点是：局部温升高，易用红外热像仪发现，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故，造成损失。外部故障占故障比例较大。
所谓高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部，因此反映的设备外表的温升很小，通常只有几K。检测这种故障对检测设备的灵敏度要求较高。内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，对红外检测设备要求高。
2、对检测环境的要求
（1） 检测目标及环境的温度不宜低于5℃，如果必须在低温下进行检测，应注意仪器自身的工作温度要求，同时还应考虑水汽结冰使某些进水受潮的设备的缺陷漏检。
（2）空气湿度不宜大于85%，不应在有雷、雨、雾、雪及风速超过0.5m/s的环境下进行检测。若检测中风速发生明显变化，应记录风速，必要时按附录D修正测量数据。
（3）室外检测应在日出之前、日落之后或阴天进行。
（4）室内检测宜闭灯进行，被测物应避免灯光直射。
3、检测诊断周期
（1）运行电气设备的红外检测和诊断周期，应根据电气设备的重要性、电压等级、负荷率及环境条件等因素确定。
（2）一般情况下，应对全部设备一年检测一次，发电厂、重要的枢纽站、重负荷站及运行环境恶劣或设备老化的变电站可适当缩短检测周期。
（3）新建、扩改建或大修的电气设备在带负荷后的一个月内(但最早不得少于24h)应进行一次红外检测和诊断，对110kV及以上的电压互感器、耦合电容器、避雷器等设备应进行准确测温，求出各元件的温升值，作为分析这些设备参数变化的原始资料。
（4）旋转电机的检测诊断周期应参照DL/T 596—1996的第5章及本标准的附录B和附录C的有关规定执行。
4、操作方法
（1）红外检测时一般先用红外热像仪或红外热电视对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。
（2）准确测温应注意下列各项：
a) 针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体；
b) 测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量；
c) 正确选择被测物体的发射率(见附录E)；
d) 作同类比较时，要注意保持仪器与各对应测点的距离一致，方位一致；
e) 正确键入大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数，并选择适当的测温范围；
f) 应从不同方位进行检测，求出最热点的温度值；
g) 记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。
5、设备缺陷性质
（1） 一般缺陷，是指对近期安全运行影响不大的缺陷。可列入年、季度检修计划中消除。
（2）重大缺陷，是指缺陷比较重大，但设备仍可在短期内继续安全运行的缺陷。应在短期内消除，消除前应加强监视。
（3）紧急缺陷，是指严重程度已使设备不能安全运行，随时可能导致发生事故或危及人身安全的缺陷。必须尽快消除或采取必要的安全技术措施进行处理。
6、诊断方法和判断依据
（1）表面温度判断法
根据测得的设备表面温度值，对照GB 763《交流高压电器在长期工作时的发热》的有关规定，凡温度(或温升)超过标准者可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性。
（2）相对温差判断法
<1> 对电流致热型设备，若发现设备导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式（10）算出相对温差值，按表3的规定判断设备缺陷的性质。
（10）
式中：τ1和T1——发热点的温升和温度；
τ2和T2——正常相对应点的温升和温度；
T0——环境参照体的温度。
表3  部分电流致热型设备的相对温差判据
设备类型
相对温差值%
一般缺陷
重大缺陷
视同紧急缺陷
SF6断路器
≥20
≥80
≥95
真空断路器
≥20
≥80
≥95
充油套管
≥20
≥80
≥95
高压开关柜
≥35
≥80
≥95
空气断路器
≥50
≥80
≥95
隔离开关
≥35
≥80
≥95
其他导流设备
≥35
≥80
≥95
<2> 当发热点的温升值小于10K时，不宜按表1的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质。当无法进行此类复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视。
(3) 同类比较法
<1> 在同一电气回路中，当三相电流对称和三相(或两相)设备相同时，比较三相(或两相)电流致热型设备对应部位的温升值，可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。
<2> 对于型号规格相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。
<4> 热谱图分析法
根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。
<5> 档案分析法
分析同一设备在不同时期的检测数据(例如温升、相对温差和热谱图)，找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。
6  各种电气设备红外诊断导引
(1) 发电机和电动机
<1> 定子绕组接头质量不良
检测方法分为外加电流检测法和停机直接检测法。
外加电流检测法是在发电机或电动机定子绕组中加入试验电流IS，待温升稳定后，对所有绕组接头进行热谱图记录并分析。适用于透平型发电机、水轮发电机和电动机。判断依据见表4。
表4  定子绕组接头质量诊断判断依据
序号
分析方法
判  断  依  据
说        明
1
直方图法
①温度低且分布集中的接头质量良好；
②温度高且分布离散的接头有缺陷；
③温度值高且远离连续分布区的接头有重大缺陷
适用于接头结构一致的电机
2
数据统计法
温差ΔT超过下列数值为有缺陷：
①IS=0.5Ie时，绝缘头为10K，裸露头为5K；
②当IS为其他值时，绝缘头为10K×2IS/Ie，裸露头5K×2IS/Ie
①Ie为电机额定电流；
②适用于接头结构复杂的电机；
③根据接头结构分类统计测温结果；
④去掉明显的高温值，取其余温度值的加权平均值Tp，求出各接头的温差ΔT=T-Tp
停机直接检测法适用于能迅速停机并可以很快进入检测位置的水轮发电机。它利用负荷电流的余热对接头进行热谱图记录并分析。判断依据见表4。
图5  透平型发电机定子线棒接头焊接不良     图6  水轮发电机定子绕组接头温度分布的直方图
图6中75个测点中有72个的温度连续分布在42.5℃～62.5℃之间(检测时IS=0.68Ie)，2个测点温度偏高(72.5℃)，一个远离连续区(95.8℃)。偏高的定为一般缺陷，远离的定为重大缺陷。对有重大缺陷的接头解体检查，发现6个焊头中有2个焊接质量不良，其电阻值是正常焊头的18.4倍。
图5中“+”左上方为某线棒的渐伸线、
检测时IS=0.1Ie，△T=2.5K，超过表2的规定。
打开绝缘头检查，焊头有明显过热迹象。
修复后异常热像消除。
<2> 定子铁芯绝缘质量不良
检测周期：
①    交接验收，定子安装完毕未穿转子前；
②    第一次大修，转子抽出后；
③    重新组装或更换、修理硅钢片后；
④    更换定子槽楔后；
⑤    必要时；
检测方法：
根据有关的参数和计算，选择合适的励磁匝数和测量匝数，接线完毕后，用热像仪测量定子铁芯的初始温度和环境温度。
可以用厂用电源或用380V低压厂用电源经调压器升高后对定子铁芯励磁。一般来说125MW及以下汽轮发电机，利用380V直接合闸励磁能满足1T以上的试验磁密。
对200MW及以上汽轮发电机，为了使试验磁密符合要求，可采用并联补偿的接线方法，减少试验电源容量。
达到试验磁密10min后，开始进行红外检测，并根据热谱图将明显过热的部位逐一做出标记。以后每隔10min检测一次，到规定的试验时间时，还应测出铁芯齿的最低温度，并把缺陷部位的热谱图一一记录下来。
对检测结果进行分析，温升和温差超过规定值的部位应进行处理，处理后再复测。
注意事项
定子周围应无明显对流通风和各种热流。
对汽轮发电机应将热像仪置于膛外，且在汽、励两侧检测；对直径较大的水轮发电机，应在膛内检测。检测时应尽量减少漏磁对仪器的影响。
对直径较大的水轮发电机，应考虑由于磁密分布不均匀所引起的误差。
试验中若发现铁芯任意处的温度超过规定值(一般为105℃)或有异常现象时，应立即停止试验。
对于200MW及以上透平型发电机，试验时磁通密度宜为1.4T或不小于80%设计磁密。
B1—厂用变压器；C—电力电容器；
B2—中间变压器；WL—励磁线圈1匝；
T—三相调压器；WM—测量电压线圈1匝
图7  200MW及以上汽轮发电机定子铁芯试验接线图
图8  透平型发电机定子铁芯绝缘缺陷
图8中齿的最高温升达26.2K，齿的最大温差17.1K，均超过DL/T596—1996中相关规定。
<3> 碳刷和集电环接触不合格
碳刷和集电环的检测宜在机组满负荷时进行。集电环的温度及温升限值按GB/T 7064和GB 755执行，一般温升限值80K，温度限值120℃。当温升或温度均未超过限值时，对温度分布不均匀，超过平均温升30K的碳刷应视为不合格。
图9  发电机电刷接触压力调整不合格
图9中带“+”的电刷为不合格电刷，其温度在150℃以上，明显超过GB/T7064和GB755的温度限值。
<4> 其他部位缺陷
发电机或电动机端盖因漏磁所引起的涡流损耗发热，轴承发热，冷却系统局部堵塞等缺陷也可通过红外检测准确定位。
(2) 变压器和电抗器
<1> 箱体涡流损耗发热
变压器漏磁通产生的涡流损耗引起箱体或部分连接螺杆发热，其热像特征是以漏磁通穿过而形成环流的区域为中心的热谱图。
涡流损耗所引起的箱体温度不得超过DL/T 572—95的相关规定的顶层油温的允许值。
图10  变压器涡流损耗引起的箱体发热
图10中发热区的最高温度为66.9℃，没有超过DL/T572的有关规定，可不加短路环。
<2> 变压器内部异常发热
当变压器内部出现异常发热时，有可能引起箱体局部温度升高。这种热谱图不具有环流形状。这类缺陷同时伴有变压器内部油的气化，可采用红外诊断与色谱分析相结合的方法进行判断。
<3> 冷却装置及油路系统异常
① 潜油泵过热
热谱图上有明显热区。
② 管道堵塞或阀门未开
无热油循环的部分管道或散热器在热谱图上呈现低温区。
③ 油枕缺油或假油位
热谱图上油枕内油气分界面清晰可辨。
④ 油枕内有积水
热谱图上油枕底部有明显的水油分界面。
⑤ 高压套管缺陷
l      介质损耗增大
热像特征是套管整体温度偏高。正常时同类比较相间温差不应超过1K。
l      套管缺油
热谱图上有明显的油气分界面。
l      导电回路连接件接触不良
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
l      铁芯绝缘不良
干式变压器在热谱图上表现为以缺陷部位为中心的局部温度升高。油浸式变压器在吊罩后施加一定的试验电压才能观测铁芯的绝缘损坏情况，必要时配合变压器大修进行。
(3) 高压断路器
<1> 外部连接件接触不良
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
图11  高压断路器外部连接件接触不良
图11中35kV多油断路器外连接件接触不良，6个接头有5个发热，最高温度达537.2℃，属紧急缺陷。
<2> 内部连接件接触不良
是指封闭在断路器内部的动静触头、中间触头及静触头座接触不良。
l      少油断路器
少油断路器进行相间比较时，相间温差不应大于10K。为便于掌握少油断路器内部的温度情况，可参考表3的内外部温差参考值。
a) 动、静触头接触不良
是指动、静触头间的接触电阻过大，引起发热，其热像是一个以顶帽下部为最高温度的热谱图，以T1表示顶帽的最高温度，T2表示瓷套外表的温度，T3表示瓷套下法兰的温度，则有T1>T3>T2，据此可定位缺陷部位在动静触头处。
b) 中间触头接触不良
是指中间触头的接触电阻过大，引起发热，其热像是一个以下部瓷套基座法兰为最高温度的热谱图，有T3>T1>T2，据此可定位缺陷部位在中间触头处。
c) 静触头基座接触不良
是指静触头基座与铝帽内台面接触不良而引起的发热，其热像是一个以顶帽中部为最高温度的热谱图，有T1>T3>T2，并且T3与T2接近，据此可定位缺陷部位在静触头基座处。
d) 少油断路器内部缺陷性质的判断
1)当内部元件温度(表面温度加内外温差参考值)超过附录A的规定时应定为重大缺陷。
2)根据表面温度算出相对温差值，按表5规定判断。
表5  少油断路器内外部温差参考值
电压等级kV
各部位内外温差K
动静触头与顶帽
中间触头与法兰
基座连接与顶帽
6～10
30～40
20～30
20～30
35
40～50
30～40
30～40
110～220
50～70
40～60
40～60
图12  少油断路器动静触头接触不良          图H13  少油断路器中间触头接触不良
图H13中T3>T1>T2，且相间温差大于10K，                                  为动静触头接触不良缺陷。
图H12中T1>T3>T2，且相间温差达24K，为中间触头接触不良缺陷。
图H14  少油断路器静触头基座接触不良
图H14中T1>T3>T2，且T2与T3接近，相间温差大于10K，为静触头基座接触不良缺陷。
l      多油断路器内部触头接触不良
是指断路器内部的触头接触电阻过大，引起发热。其热像特征是箱体上部油面处温度较高，且温度从上至下是递减的。进行相间比较时，油箱外表的相间温差不应大于2K。
图15  多油断路器内部接触不良
图15中为DW3-110G多油断路器，B相上中部温度明显偏高，相间温差达4.3K，超过标准一倍以上，属重大缺陷。检修时测得发热相回路电阻为10000μΩ，为厂家规定值的8.3倍。同时动静触头有烧伤痕迹。
l      其他断路器
其他断路器可参照本导则有关规定执行，如SF6断路器和真空断路器可参照相对温差判断法的规定执行。
(4) 电压互感器
<1> 电磁型电压互感器
l      内部损耗异常
电磁型电压互感器的储油柜表面温升及相间温差不得超过表6的规定，必要时可配合色谱及电气试验结果综合分析，确定缺陷性质及处理意见。
表6  电磁型电压互感器允许的最大温升和相间温差值
电压等级kV
表面最大温升K
相间温差K
6～10
—
4.0
35～66
5.0
1.5
110
5.0
1.5
220
6.0
1.8
图16  JCC-110电压互感器内部损耗异常
图16中B、A两相温差为2.8K，C、A两相温差为2.4K，均超出规定。停电检查，直流电阻及介质损耗均为正常，只有伏安特性有明显差别。
l      缺油
在热谱图上油气交界面清晰可辨。当油面降至储油柜以下时互感器的散热条件变坏，可引起整体温度升高。
图H17  110kV电压互感器缺油
图H17中B相油面已降到储油柜以下，散热条件变坏，引起整体温度升高。应抓紧检查处理。<2> 电容式电压互感器
l      分压电容器部分
判断按表7的规定执行。当热像异常或温升超标或同类温差超标时，应用其他试验手段确定缺陷的性质及处理意见。
表7 耦合电容器允许的最大温升及同类温差参考值
电压等级kV
正常热像特征
异常热像特征
允许温升K
同类温差K
35
瓷套表面有轻微发热
整体或局部有明显发热
膜纸0.5
油纸1.0
—
—
110～220
瓷套表面有一定发热
膜纸1.5
油纸3.0
0.5
1.0
330
膜纸2.0
油纸4.0
0.6
1.2
500
膜纸2.0
油纸5.0
0.6
1.5
注：耦合电容器上中部出现明显的温度梯度，可能是内部缺油，应根据具体情况判断
图18  220kV电容式电压互感器缺油
图18中CVT在春检预试时正常，4个月后红外检测发现下节元件温度35.75℃，上节元件温度24.43℃，环境温度21.94℃，下节元件温升13.8K，大大超过表11的规定，属紧急缺陷。检修试验结果：上节介质损耗0.4，下节介质损耗0.7，解体检查发现下法兰盘向中间变压器油箱漏油，下节元件2/3缺油。
l      中间变压器部分
同分压电容器部分
(5) 电流互感器
<1> 内部损耗异常
电流互感器的储油柜表面温升及相间温差不得超过表8的规定，必要时可配合色谱及电气试验结果综合分析，确定缺陷的性质及处理意见。
表8 电流互感器允许的最大温升和相间温差值
电压等级kV
表面最大温升K
相间温差K
6～10
—
4.0
35～66
4.0
1.2
110
4.0
1.2
220～500
4.5
1.4
图19  35kV套管式电流互感器内部损耗异常
图H19中发热相与正常相温差11.3K，大大超过表5的规定，属重大缺陷。经电气试验查明，绝缘油耐压低(小于20kV)，H2和CO2含量严重超标，套管介质损耗比上年增加33.3%，属进水受潮缺陷。
<2> 内部连接件接触不良
其热像特征是以接触不良处为中心的热谱图，最高温度在出线头或顶部油面处。这类缺陷的性质可用5.2的规定确定。电流互感器内部连接件接触不良时，内外部的温差为30K～45K，为了保证内部温度不超过附录A的规定，油浸式互感器的表面温度应限制在55℃以下。
图20  110kV电流互感器内部接触不良
图20中T1=44.7℃，T2=34.3℃，T0=22℃，相对温差δt=45.8%，外部接头温度正常，属内部接触不良的一般缺陷。
<3> 外部连接件接触不良
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
<4> 缺油
在热谱图上油气交界面清晰可辨。当油面降至储油柜以下时互感器的散热条件变坏，可引起整体温度升高。
<5> 外壳发热
某些设计制造不合理的干式电流互感器用导磁材料做外壳，而且没有采取限制磁通的措施，因涡流损耗大而发热。
图21  6kV电流互感器外壳发热
图21中电流互感器外壳严重发热，最高温度为151.3℃，经解体检查，发现面板为铝板，围屏及底板为铁板，属涡流损耗发热，二次绕组绝缘物已碳化脱落。
(6) 电力电缆
<1> 出线接头接触不良
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
图22  电缆头整体绝缘不良
图22中发热电缆头表面温升虽然没有超过表6的规定，但同类温差偏高(4.7K)，属电缆头整体绝缘不良缺陷。
<2> 电缆头局部绝缘不良
是指电缆头因加工不良或长期运行造成绝缘局部损伤、受潮、劣化等缺陷，其特征是电缆头交叉处出现局部绝缘区域温升偏大。
图23  电缆头局部绝缘不良
图23中电缆头交叉处两相绝缘已严重损坏，表面温升大大超过表6的规定，定为紧急缺陷。主管单位固故未立即处理，第三天此电缆头爆炸(第四天该站计划停电检修)。
<3> 电缆头整体绝缘不良
指电缆头因加工不良或长期运行造成绝缘整体受潮、劣化等缺陷，其特征是整个电缆头温度偏高。
图24 电缆头整体绝缘不良
图24中发热电缆头表面温升虽然没有超过表6的规定，但同类温差偏高(4.7K)，属电缆头整体绝缘不良缺陷。
<4> 电缆头出线套管绝缘不良
指35kV以上电缆出线套管因密封不良，引起进水受潮的缺陷。其特征是套管整体温度升高，靠近法兰的中下部温度偏高，同类比较时相间温差不应超过0.5K。
图25  电缆头出线套管进水受潮
图25中为110kV充油式电缆头出线套管，在43天的时间内，B、A两相的温差由1.5K增至2.0K。停电检修，发现顶部密封圈破损，底部有积水。检修后热像正常。
<5> 电缆整体发热
是指电缆绝缘老化或过负荷运行所引起的缺陷。电缆及电缆头的外表最高允许温升不得超过表9的规定。
表9  各种电缆的最高允许工作温升
电  缆  类  型
内部长期允许温度℃
表面允许温升K
带铠装
不带铠装
油性浸渍绝缘电缆
6kV以下
65
20
25
20kV～35kV
60
15
20
充油电缆
75～80
25～30
20～25
交联聚乙烯电缆
80～90
30～40
25～35
橡胶皮电缆
65
20
25
(7) 电力电容器
<1> 并联电容器(串联电容器)
并联电容器(串联电容器)的判断按表10规定执行。当热像异常或同类相对温差超标时，应用其他试验手段确定缺陷性质及处理意见。
表10  并联电容器(串联电容器)允许的最大温升及同类相对温差值
浸渍材料
正常热像特征
异常热像特征
允许温升K
相对温差%
十二烷基苯
中上部及顶部铁壳有明显温升
整体或局部出现异常高的温升
75～Tom
≤30
二芳基乙烷
80～Tom
硅      油
85～Tom
注：Tom为设备安装场所年最高环境温度，若厂家另有规定按厂家要求执行
图26  35kV并联电容器内部损耗异常
图26中T1=8.4℃，T2=1.1℃，T0=0℃，δt=87%，相对温差大大超过表10的规定，属重大缺陷。
<2> 耦合电容器
耦合电容器的判断按表11的规定执行。当热像异常或温升超标或同类温差超标时，应用其他试验手段确定缺陷的性质及处理意见。
表11  耦合电容器允许的最大温升及同类温差参考值
电压等级kV
正常热像特征
异常热像特征
允许温升K
同类温差K
35
瓷套表面有轻微发热
整体或局部有明显发热
膜纸0.5
油纸1.0
—
—
110～220
瓷套表面有一定发热
膜纸1.5
油纸3.0
0.5
1.0
330
膜纸2.0
油纸4.0
0.6
1.2
500
膜纸2.0
油纸5.0
0.6
1.5
注：耦合电容器上中部出现明显的温度梯度，可能是内部缺油，应根据具体情况判断
图27  110kV耦合电容器内部损耗异常
图27中右边耦合电容器的温升和同类温差都大大超过表11的规定，属紧急缺陷。
(8) 绝缘子
<1> 瓷绝缘子串
a) 正常绝缘子串的温度分布同电压分布规律对应，即呈不对称的马鞍型，相邻绝缘子之间温差很小。
b) 低值绝缘子的热像特征是钢帽温升偏大，零值绝缘子是钢帽温升偏低，污秽绝缘子表现为瓷盘温升偏大。
图28  含低值绝缘子的500kV耐张绝缘子串
图28中下串第4片绝缘子的钢帽的温度比左、右、上都明显偏高，经测试绝缘电阻为23MΩ，属低值绝缘子。
<2> 支持绝缘子
正常的支持绝缘子在靠近导体处有轻微发热，异常绝缘子则表现为整体或局部明显发热。
图29  110kV瓷柱绝缘性能劣化
图29中瓷柱上部温度本应略高，现反而明显偏低，说明上部低温部位绝缘性能劣化，整个绝缘瓷柱的绝缘电阻变小，温升偏高，应予更换。
(9) 其他设备
<1> 导线、母线、隔离开关等连接部位接触不良。
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
图30  110kV隔离开关引线接头接触不良
图30中发热接头温度达270.5℃，表面温度严重超标，属紧急缺陷。
<2> 穿墙套管支撑板发热
大电流穿墙套管的支撑铁板未开口，引起较大的涡流损耗。
图31  穿墙套管支撑板涡流损耗发热
图31中套管之间的铁板未开口，相电流在铁板中产生较强的环流磁通，其涡流损耗引起铁板发热，应结合设备检修进行处理。
<3> 阻波器内避雷器损坏
正常的避雷器基本不发热。如明显发热说明避雷器已损坏。
图32  阻波器内避雷器损坏
图32中的避雷器是用来保护谐振电容器不受过电压危害的，正常运行时，两端电压很低，不应发热。图中避雷器温度很高，表明这个避雷器已损坏，成了电感线圈的一个并联电阻，应予更换。
<4> 二次回路接触不良
热像特征是一个以发热点为中心的热谱图。
图H40  电流互感器二次端子接触不良
图H40中最高温度超过了胶木绝缘的允许温度，应抓紧处理。
《交流高压电器在长期工作时的发热》(GB763—90)3.2条
电器中各零件、材料及介质的最高允许温度和温升不应超过表12中所规定的数值。
注：空气和SF6用作高压电器产品的介质时，其长期工作时的最高允许温度和温升不需限制。
表12  电器中各零件材料的最高允许温度和温升
序号
电器零件、材料及介质
的类别1)、2)、3)、4)
最高允许温度℃
周围空气温度为40℃时
的允许温升K
空气中
SF6中
油  中
空气中
SF6中
油  中
1
触头5)、6)
裸铜或裸铜合金
75
90
80
35
50
40
镀锡
90
90
90
50
50
50
镀银或镀镍(包括镀厚银及镶银片)
105
105
90
65
65
50
2
用螺栓或其他等效方法连接的导体接合部分7)裸铜
(铜合金)和裸铝(铝合金)
90
105
100
50
65
60
镀(搪)锡
105
105
100
65
65
60
镀银(镀厚银)或镀镍
115
115
100
75
75
60
3
用其他裸金属制成或表面镀其他材料的触头或连接8)
4
用螺栓或螺钉与外部导体连接的端子9)
裸铜(铜合金)和裸铝(铝合金)
90
60
镀(搪)锡或镀银(镀厚银)
105
65
其他镀层8)
5
油开关用油10)、11)
90
50
6
起弹簧作用的金属零件12)
7
下列等级的绝缘材料及与其接触的金属零件13)、14)、15)
a)需要考虑发热对机械强度影响的
Y(对不浸渍材料)
85
90
—
45
50
—
A(对浸在油中或浸渍过的)
100
100
100
60
60
60
E、B、F、H
110
100
110
70
70
60
b)不需要考虑发热对机械强度影响的
Y(对未浸渍过的材料)
90
90
—
50
50
—
A(对浸渍过的材料)
100
100
100
60
60
60
E
120
120
100
80
80
60
B
130
130
100
90
90
60
F
155
155
100
115
115
60
H
180
180
100
140
140
60
c)漆
油基漆
100
100
100
60
60
60
合成漆
120
120
100
80
80
60
8
不与绝缘材料(油除外)接触的金属零件(触头除外)
a)需要考虑发热对机械强度影响的
裸铜、裸铜合金或镀银
120
120
100
80
80
60
裸铝、裸铝合金或镀银
110
110
100
70
70
60
钢、铸铁及其他
110
110
100
70
70
60
b)不需要考虑发热对机械强度影响的
裸铜、裸铜合金、镀银
145
145
100
105
105
60
铝、裸铝合金、镀银
135
135
100
95
95
60
1)相同零件、材料及介质，其功能属于本表所列的几种不同类别时，其最高允许温度和温升按各类别中最低值考虑。
2)本表中数值不适用于处于真空中的零件和材料。
3)封闭式组合电器、金属封闭开关设备等外壳的最高允许温度和温升由其相应的标准规定(见表A2)。
4)以不损害周围的绝缘材料为限。
5)当动、静触头有不同镀层时，其允许温度和温升应选取本表中允许值较低的镀层之值。
6)涂、镀触头，在按电器的相应标准进行下列试验后，接触表面应保留镀层，否则按裸触头处理。
a)关合试验和开断试验(如果有的话)；
b)热稳定试验；
c)机械寿命试验。
7)当两种不同镀层的金属材料紧固连接时，允许温升值以较高者计。
8)其值应根据材料的特性来决定。
9)此值不受所连外部导体端子涂镀情况的影响。
10)以油的上层部位为准。
11)当采用低闪点的油时，其温升值的确定应考虑油的汽化和氧化作用。
12)以不损害材料之弹性为限。
13)绝缘材料的耐热分级按GB11021的规定执行。
14)对不需要考虑发热对机械强度影响的铜、铜合金、铝、铝合金的最高允许温度既不高于所接触的绝缘材料的最高允许温度，亦不得高于本表中序号8项b)所规定的值。
15)耐热等级超过H级者以不导致周围零件损坏为限
表13  组合电器外壳的允许温升
外  壳  部  位
在环境温度为40℃时的允许温升K
运行人员易触及的部位
30
运行人员易触及但操作时不触及的部位
40
运行人员不易触及的个别部位
65
注：对温升超过40K的部位应作出明显的高温标记，以防维修人员触及，并应保证不损害周围的绝缘材料和密封材料
五、红外热成像技术在我公司电气设备检测中的应用
多年来我们应用红外热成像技术对我公司电气设备进行检测，为公司减少电气事故发生做出了贡献。在2005年~2008年这一个检修周期内，我们每年至少对我公司内部所有电气设备进行一次全面检测，累计检测各类电气设备4179台次，累计发现一般缺陷388处、重大缺陷26处、紧急缺陷4处。对于发现的各类问题，我们及时出具报告，提出整改建议。对于重大缺陷，能够整改的作业部及时进行了处理，不能立刻整改的加强了巡检，对于紧急缺陷，作业部立即整改，避免了因此带来的非计划停车。
2008年我公司停车大检修，对我们应用红外热成像技术检测出的各类电气设备过热点均进行了处理。
分析历年检测结果，可以得出电气设备过热部位主要集中在：输电线路中导线接续管、架空线连接点、各种线夹；变电站室内外电气设备出线接头、母排接点、母线固定穿钉、穿墙套管、刀闸刀口、电缆接头、端子、接触器、隔离开关、热继电器、及电子卡件等处；变压器的过热点主要集中在套管接线处。
-35.1                141.0℃ 5.6                  103.2℃  33.0                 120.8℃
图3、母排接点
温度最高为117℃，已超过标准允许温度。
图2、低速接头
黄相温度较高，最高温度为69℃，比其它两相同部位温度分别高出32℃、21℃。经计算为重大缺陷。
图1、母线结点
最高温度为97℃，较正常部位高85℃，经计算为紧急缺陷。
19.0                 121.2℃ 0.5                   94.0℃ -4.0                    61.7℃
图5、刀闸下口
局部温度较高，最高温度为69℃，较其他部位高34℃。经计算为一般缺陷。
图6、电缆
黄相温度较高，最高温度为59℃，较正常部位高32℃。经计算为一般缺陷。
图4、母排固定穿钉
最高温度为106℃，这是由于大电流磁场引起的涡流损耗而造成过热。经计算为一般缺陷。
-7.5                  61.7℃ -2.9                   91.1℃  -2.3                  61.7℃
图9、继电器
继电器上口三相温度均较高，最高温度为59℃。经计算为一般缺陷。
图8、接触器
接触器整体温度较高，最高温度为53℃。经计算为一般缺陷。
图7、端子
端子排第三组3号端子温度较高，最高温度为62℃，较正常部位高40℃。经计算为重大缺陷。
分析造成电气设备过热的原因，可分为外部故障和内部故障。
（1）电气设备的外部故障
电气设备的外部接头接触不良。长期暴露在大气中的各种裸露接头，包括高压设备或线路中的连接件等因压接不良等常常引起过热故障。接触不良的主要原因为：设备设计不合理。因材质不良和加工、安装工艺等方面的问题，如连接件的接触表面未除净氧化层及其污垢、焊接工艺差、紧固螺母不到位、未加弹簧垫、未拧紧、连接件内导体不等径等。导体在外界引起的机械振动下，以及线路周期性过载及环境温度的周期性变化，都会使部件周期热胀冷缩，引起连接松驰，还会造成部件的接触电阻增大而出现局部过热。长期裸露在大气环境中工作，因受雨、雪、雾、有害气体及酸、碱、盐等腐蚀性尘埃的污染和侵蚀，造成接头表面材料氧化。负荷冲击的影响。长期运行引起弹簧老化等。
绝缘强度降低。由于表面污秽或机械力作用引起绝缘性能降低造成的过热故障。如绝缘子裂纹、劣化或严重污秽，引起泄漏电流增大而发热。
电力设备的这类缺陷若不能及时发现和处理，将可能会造成断线、局部烧毁，甚至发展成恶性设备事故，外部缺陷数量上占电力设备热缺陷的大部分。
（2）电气设备的内部故障
指封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的故障。由于这类内部热缺陷，其故障点密封在绝缘材料或金属外壳内，由于红外线不能穿透绝缘材料和设备外壳，所以无法直接用红外热成像技术检测内部热缺陷。但是内部热缺陷一般都发热时间长而且比较稳定。故障点的热量可以通过热传导和对流转换，与故障点周围的导体或绝缘材料发生热量传递，引起这些部位的温度升高，特别是与之有电气连接的导体也是传热的良导体，会有显著的温升。
从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断出以下各种内部故障：
(1)内部电气连接或接触不良引起的故障，常见的有电流互感器内部接头接触不良，二次端子接触不良。
(2)内部绝缘材料受潮、劣化，易引起的介质损耗增大故障，避雷器、耦合电容器受潮或内部缺陷则易使上下节温度分布异常。
(3)绝缘子裂纹、裂化或出现零值故障。
(4)电压分布不均或泄漏电流过大性故障。
(5)磁路的涡流损耗增大性故障。
(6)浸油设备的缺油故障，如变压器油枕及套管缺油，散热器阀门未打开。
六、红外热像仪使用方法及技巧
1）调整焦距
可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整，但无法在图像存储后改变焦距，也无法消除其他杂乱的热反射。
保证第一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距。如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的精确性时，试着调整焦距或者测量方位，以减少或者消除反射影响。
2）选择正确的测温范围
为了得到正确的温度读数，务必设置正确的测温范围。当观察目标时，对仪器的温度跨度进行微调将得到最佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。
3）了解最大的测量距离
测量目标温度时，务必了解能够得到精确测温读数的最大测量距离。对于非制冷微热量型焦平面探测器，要想准确地分辨目标，通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素，或者更多。 如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到最精确的测量读数，请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物，才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的最小焦距，否则不能聚焦成清晰的图像。
4）仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温？
一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况，也可以用来编辑显著的温升情况。清晰的红外图像同样十分重要。但是如果在工作过程中，需要进行温度测量，并要求对目标温度进行比较和趋势分析，便需要记录所有影响精确测温的目标和环境温度情况，例如发射率，环境温度，风速及风向，湿度，热反射源等等。
5）工作背景单一
天气寒冷的时候，在户外进行检测工作时，将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时，务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此，有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作，以避免太阳反射带来的影响。
6）保证测量过程中仪器平稳
现在大多数长波红外热像仪都可以达到60Hz 帧频速率，因此在拍摄图像过程中，由于仪器移动可能会引起图像模糊。为了达到最好的效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时，应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。推荐在您胳膊下用支撑物来稳固，或将仪器放置在物体表面，或使用三脚架。