基于红外热成像技术的电梯电气系统检测技术之我见

摘 要：在电梯电气系统进行检测的过程中，一种以红外热成像为基础的技术应运而生。这项技术具有快速以及非接触的特点，并且在检测结果的形象方面具有更加直观的优势，因此在工程领域受到极高的重视。为了进一步实现该项技术的发展与研究，本文重点从这项技术的特点出发，重点分析了如何在电梯电气系统检测的过程中运用红外热成像技术，通过实例证明这一技术的可靠性。由此证明该项技术在解决外部与内部缺陷时具有十分理想的效果。希望通过本文的论述可以促进电梯更加安全与稳定的运行，保证电气设备可以处于正常的工作状态中。

关键词：电梯；红外热成像；电气系统；检测

在电梯运行的过程中，需要使用各种元件才能实现对电梯的有效控制，相关的指令功能在子系统以及单元模块中都有所显现。随着时代的发展与进步，与电梯相关的电子元气件设备功能更加完善，与此同时，其结构也变得愈发复杂起来，例如接触器、印制电路板元件等，一旦上述的电气元件出现故障，整个电梯就不能正常使用，人们的人身安全就更加无法得到有效的保障。基于上述的原因，加强对电梯故障的检测显得愈发重要。这是实现电梯安全运行的首要前提。在电梯电气控制系统中，如果发现软故障，那么在后续定位以及检测过程中将会变得十分困难，所以要加快对电梯控制系统故障的检测，将问题进行有效的排查是工作中的重要任务。采用红外热成像技术后，可以令检测结果变得更加直观，其优势在电气工程领域中愈发的显现出来。

1 红外热像检测技术及电梯传统检测技术的比较

在对电梯进行检测的过程中，传统的检测方法都是运用接触式进行测量。这种测量方式需要分别检测出电流与电压甚至是其他的参数等，需要技术人员在电梯电气控制原理以及所产生的故障的基础上对问题加以判断，这样才能发现电梯出现故障的部分，在整个检测的过程中，需要消耗较长的时间，并且其技术要求相对较高，目前满足这方面要求的技术人员数量越来越少，所以对于电梯检测来说将会面临极大的困难。在这种情况下，传统的检测技术还存在极大的不足之处，一方面电梯功能呈现出多样化的发展趋势，另外一方面，传统电梯检测技术不能发现新的故障，也就是说只能对现有的、已存在的故障进行检测，所以随着时代的发展变迁，传统的电梯检测技术显然已经不适应发展变化的要求了，而红外热成像检测技术就在这时应运而生。这一技术在电力以及核电等领域都展现出了一定的优势，将其应用在电梯电气系统检测的过程中逐渐凸显了其特点。笔者主要总结了以下几点优势。

1.1 非接触式检测。因红外热像电梯检测技术是被测电梯元件上辐射的红外线能量，不会影响或干扰被测对象-电梯的频率特性与磁场，所以可应用于电梯电气控制系统或高频电路的故障检测。

1.2 操作简单方便、安全性高，电梯电气控制系统集交流380V、220V与直流110V等多种电压，对其进行检测或者其他带电检测的场合，红外热像电梯检测技术不仅安全方便，而且对各种电梯检测条件和电梯运行环境要求也不高。

1.3 红外热像电梯检测技术不需要电梯元器件布列图等详细的电梯资料图与具有很强的特种设备专业技能，就能够较快速准确的判断出现电梯故障的元器件或者电梯安全回路，且可根据积累的电梯红外故障诊断技术标准及时地诊断或预判出电梯隐患故障，因而能够有效地避免电梯电气元件的突然故障。

1.4 红外热像电梯检测技术应用范围广，可广泛应用于电梯电气系统中的任何电气元件，且从生产、安装、使用、维修及检验等各个环节中都可应用。

1.5 使用像素高的红外热像仪可同时对电梯电气控制板大范围的元器件进行扫描检测，故障检测、分析与定位的过程结为一体，能在较短时间内定位电梯电气故障区域和失效电气元件。

需要注意的是，因为电梯型号的不同，以及对运行环境具有一定要求，所以如果想要令红外热成像技术完全取代传统的检测技术还为时尚早，我们仍然需要在部分方面加以进一步的完善。但是值得肯定的是，今后的电梯电气系统检测中，红外热成像技术必然将会成为检测的主流趋势。

2 电梯电气系统检测中红外热成像技术的相关方法

通过运用红外热成像技术对电梯电气系统进行检测，首先需要保证电梯处在一个正常的状态中，并且还要确保其已经连续运行了一段时间，这样电气的系统元件才拥有一定的热量。紧接着在进行检查时，还需要对电梯的运行状况以及荷载情况加以充分的了解，当打开红外热成像仪器时，保证仪器的相关设置处在正常的范围中，满足检测环境的要求。当图像清晰显现后，就可以进行检测了。在检测时还应该注意的问题是要保证要对检测部位进行全面的扫描，如果存在异常，要及时进行标记，再重复的对异常部分进行检查，以保证检测结果的准确性，最终形成红外热成像图。笔者总结了检测过程中应该注意的几点问题：

2.1 仪器应在安全距离允许范围内尽量靠近电梯电气控制系统，以提高红外热像仪对电梯电气元件表面细节的分辨能力及测温精度。

2.2 对电梯红外热成像检测应事先设定几个不同的角度对元件检测跟踪，确定可进行检测电梯元件的最佳位置，并作上标记，确保复测电梯元件或同型号电梯电气系统有互比性，积累图库并提高检测分析准确性与效率。

2.3 检测电梯控制系统温升所用的环境温度参照体应尽可能选择与电梯电气系统类似的物体，且最好能在检测电梯电气系统中选择同一方向或同一视场。

2.4 红外热成像技术电梯检测一般在电梯机房进行，所以电梯系热像系统的电梯电气系统测温量程宜设置在电梯机房环境温度加温升（10K～20K）之间进行检测。

2.5 在有较为明显的电梯电气系统电磁场环境中，仪器连续使用时每隔5min～10min，或者图像出现不均衡现象时，再继续电梯电气元件检测时应进行内部温度校准。

2.6 红外热成像技术电梯检测应正确选择被测电梯元件的比辐射率。

3 红外热成像技术电梯电气元件检测的缺陷分析方法

在进行电梯电气元件检测的过程中，采用红外热成像技术已经十分普遍了，这项技术的应用可以发现其中存在的缺陷，并且针对缺陷进行有效的分析，可以说是十分高效并且普及的一项技术。在电力行业中，也出台了相关的诊断技术应用守则，目的是对电梯进行更加有效的检测，从根本上发现问题，解决故障。笔者经过实践，总结了以下几个常见的缺陷分析方法，经过大量实践表明，这些方法十分有效。

3.1 表面温度判断法

电子元气件的表面温度判断法主要用于电梯电气系统中裸露在外的各类接头、接线柱、触头等。根据电梯电气元件表面温度，参照相关电气行业标准，按照温度（温升）超过标准的程度来确定电梯电气元件缺陷的性质及严重性；检测时应从不同方位进行拍摄电梯电气系统元件，找出最热点温度或异常部位。

3.2 相对温差判断法

红外热成像技术电梯电气元件检测的相对温差判断法指电梯电气系统两个对应测点的温差与其中较热点的温升之比百分数。对电梯电气系统中电流致热的元器件，当环境温度较低尤其是负荷电流小的情况下，其元件的温升值并没有超过有关规定，但大量的检测实践证明此时的温升值并不能说明该元件没有缺陷或故障存在，往往在负荷增长或环境温度上升之后，就会引发电梯故障或事故。相对温差用下述公式表示：

△t=（t1-t2）/（T1-T2）/（T1-T0）

其中，t1和T1表示电梯元件发热点的温升和温度，t2和T2表示电梯正常相对应点的温升和温度，T0表示电梯运行环境参照体的温度。

3.3 同类比较法

在同地的电梯电气回路中，当三相电流对称和三相（或两相）电梯电气设备相同时，比较三相（或两相）电流致热型元件对应部位的温升值，可判断电梯是否运行正常或预判电梯故障。若三相电压同时出现异常，可与同回路的同类电梯电气设备比较；因电梯电气回路负载的复杂性，当三相负荷电流不对称时应考虑负荷电流的影响。

对于型号规格相同的电梯电气电压致热型元件，可根据其对应点温升值的差异来判断电梯电气元件是否正常。电压致热型电梯电气元件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，当同类电梯电气元件温差超过允许温升值的30%时，应定为重大安全隐患。

3.4 图像特征判断法

红外热成像技术电梯电气元件检测中图像特征判断法是一种常见的经验判断方法，能发现一些特殊的电梯电气元件缺陷，如抱闸接触器发热异常。根据同型号电梯的正常运行状态和异常状态的电气热图像的差异判断电梯是否处于运行正常，并可用该方法预判电梯故障。

3.5 档案分析法

红外热成像技术电梯电气元件检测档案分析同一电梯在不同时期的检测数据（例如温度异常升高、相对温差和热谱图），找出电梯电气系统致热参数的变化趋势和变化速率，以判断电梯是否正常。将电气元件温度测量图像结果与电梯以往测试的红外技术档案相比较进行分析，这种方法的基础是要为被诊断的电梯建立红外热谱图检测技术档案，在诊断电梯有无异常时，可分析该电梯在不同时期的红外热谱图检测结果，包括温度、温升和温度场分布有无变化，掌握电梯电气元件发热的变化趋势。

4 红外热成像检测电梯电气系统例证

在当前的电梯设备应用过程中，其功能愈发广阔。与此同时，电气电子元件的相关结构也呈现出复杂化的发展趋势，尤其是在电路板元件中，也呈现出愈发密集的发展趋势，所以只有掌握有效的检测技术，才能发现电梯电气系统中存在的故障，传统的技术在发生故障后很难在第一时间发现问题，并且对其进行有效的解决。但是在红外热成像技术出现以后，这一问题得到得了有效的解决，该项技术以及在电梯电气系统中得到了很好的证实。因此笔者从以下三个方面进行了研究，探究红外热成像技术在系统中的应用。实践已经证明在电梯三相不平衡、电梯电机观测以及电梯变频器的观测中都取得了显著的效果。

4.1 红外热成像仪在检测电梯三相不平衡方面的应用

首先在电梯三项不平衡的应用中，因为在电梯电气系统中，普遍存在的一个现象就是三项电流与电压幅值存在不一致的问题。在这种情况下，电机会呈现出不断升温的趋势，并且也会产生较大的损耗，由此造成的隐患就是电梯不能正常的进行运行，如果人们正在乘坐电梯，极有可能造成关人或者困人的现象。由此可知，由三相电压不平衡的故障造成的电梯不稳定现象是引发电梯事故的主要原因，而通过红外热成像技术对安全隐患进行检测，可以及时发现问题，找出产生故障的根本性原因，由此可以有效的解决电梯故障，还人们一个安全的电梯环境。

4.2 红外热像仪在电梯电机观测方面的应用

另一方面，在对电梯电机进行观测的过程中，也可以应用红外热成像技术对相关的问题进行检测。这一技术的应用主要是对电梯中电机的温度变化进行捕捉，整个使用区域可以分成几个组成部分，针对不同部分的温度变化而组成一个二维图像，在这个图像中，可以显而易见的观察出温度的测量值变化，进而技术人员就可以通过温度的变化确定电梯是否处在安全的范围中，常见的几种温度判定方法是对表面温度进行判断，或者是采用档案分析法对缺陷进行测量，这些方法都能够有效的分析出电梯电机是否出现故障或者存在缺陷，从而为解决故障提供了必要的条件。

4.3 红外热像仪在电梯变频器观测方面的应用

此外，在对电梯进行评估的过程中，一般也都会使用红外热成像技术，对电梯的变频器进行观测，在使用这项检测技术时，可以将变频器中的相关元件温度进行检测，如果发现最高温度超过了150℃，那么就可以认定电梯变频器的温度出现局部过高的现象，这种情况下如果不进行有效的处理，那么可能产生的隐患是偶发性的事故。这是电梯电气常见的故障，主要是由于元件碳化造成的，所以需要加强对这方面问题的关注，采用红外热成像技术对电梯变频器进行检测，这样才能做到及时的更换，更好的为电梯稳定运行提供服务。

5 总结

总而言之，在电梯电气系统的检测过程中，红外热成像技术可以称其为是一种发展迅速的检测技术，不但能够对电梯设备的相应状态进行安全检测，而且也可以实现在线检测，这一方法的应用，能够迅速而敏捷的发现电气设备中存在的缺陷状况，使其成为电梯检修的首要前提，本文主要通过与传统电梯检修技术的对比突出现有的红外热成像技术的优越性，从而实现全方位的电梯电气系统的安全维修，为电气设备更加安全与稳定的运行创造了良好的环境。

参考文献

[1]王晓燕，黄新.红外热成像技术在建筑节能检测中的应用[J].建筑节能，2011（11）.

[2]黄国扬，李健.红外热成像技术在建筑节能检测中的应用[J].住宅科技，2010（1）.

[3]曾庆立，迟愚非.红外检测电力设备的应用[J].东北电力技术，2008（7）.

[4]郑新才，李明，张静.红外检测技术在电力设备故障诊断中的应用[J].电气应用，2007（10）.

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