用于完整的电气故障检测和诊断

红外热成像技术对于所有各种形状和尺寸的电气设备来说都是一种极其有用的诊断工具。但是为了确定为什么热成像会显示当时的样子，有时候还需要进行电能质量测量。

为什么会产生热
基本的电力学的功率电阻公式解释了设备功率与其产生的热之间的关系。
电能（P）等于电流（I）的平方乘以电阻（R）：P = I2R。
如果电阻提高一点，电流就会成指数形式增加。所产生的热量与流经系统的电能量直接成正比。

例如：一条带保险的电气连接的电阻为 8 欧姆，正常情况下流过的电流为 30A。这在环境室温（大约 70 °F 到 80 °F）下会有红外（IR）温度。随着用螺丝紧固的机械连接件会随着时间不断变松，整个线路的电阻会轻微提高（测得在若干毫欧姆之间），但是电流（单位安培）会平方计算的，因此会大大提高。其结果是温度可能会高达 500°F。这种电流的显著提高直接转变为了对整个金属物理连接进行加热，更恶劣的情况下会直接产生露天电弧。

雪上加霜的是随着产生的热量增加，电阻也会升高，最终导致失控。
这种现象通常被称为“热失控击穿”，或电弧闪光。热量与电压无关，是由电流显著提高产生的，这可以轻易的超过 30,000°F。

测量电能质量可以有何帮助
热成像可能无法接近一些机架上的断路器、电机绕组、转子铜条、电机控制中心，以及深层配电盘上面的关键测量点。

通过分层了解电路和电气分布上的电能质量数据，您可以获得更多有关电气设备健康状态的线索。

异常高电阻的连接随着时间流逝会消耗大量的电能，每年可能达到几千美元，而这没有换回任何价值，特别是如果功率因数下降，更会造成电价提高。通过使用热成像来检测问题，并使用电能质量工具来计算功率或电流使用情况，您可以查出成本，以及潜在的可以节省开支的地方。

  案例研究#1：电气断开装置上的热失控
图 1 给出了一个三极断开装置上的一个过度磨损的合页机构的热特性。图2 给出了测得的该线路的耗电量。在该断开装置上有进行的功率测量显示，在该线路的三相线路上有相当大的不平衡。下表给出了记录到供给该断开装置的每相线路上（ABC）的电压、电流和功率因数。可以很清楚的看到 C 相线路上的有电压下降和电流的值属性升高。而且，由于该线路阻抗的不稳定特性，整体的功率因数非常低。在红外相机清楚显示了该情况的恶劣性和紧急性的同时，三相电能质量表可以检测出红外扫描可能无法查出的问题和异常。如果该断开开关的设备门没有打开，这个热问题应该很可能已经被忽视了。   图 1结果更换了合页机构，重新装设带有新保险的断开装置。电流、电压和发热参数都回到合理值和平衡条件。 


  案例研究#2：飞行模拟器传动基座液压泵电机
这是一个全传动飞行模拟器，使用了一个六个自由度的液压传动系统，来提供飞行模拟所需运动。该液压系统由两个子系统组成。液压动力装置（HPU）和传动基座。传动系统由六个液压执行器构成，它们始终支撑着飞行室，并且响应输入信号、移动飞行室，在六个自由度上提供模拟飞行运动（提升、摆动、直线方向波动，以及在旋转方向上滚动、倾斜和偏航）。安装在每个执行器上的伺服阀从主机计算机接收电指令，独立驱动每个执行器。液压动力装置包括一个 300 加仑的贮液器，用于传动系统的一个 100 马力的原线圈和一个 20 马力的过滤器电机泵装配件（并联），以及一个具有三个过滤器的支管总成。具有两条油路，一条用于传递动力，另一条用于冷却和过滤，两条油路相互独立。两套系统共享一个贮液器，并安装在同一个基座架上。模块式设计使系统既可以作为一套设备，也可以作为独立系统运输装卸。电机泵装置安装在基座架上，为了达到无噪声运行采用了震动隔离安装方式，这样也可以防止把震动传送到模拟器上。正常运行条件正常条件下，热成像测得这个 TEFC 电机的外壳温度大约在 102 °F 左右。在电机起动器上采集到电能质量数据显示三相线路非常平衡，都具有 8-10A 的电流，每相上都具有 470V 电压。这些电机由 20A 的慢熔保险保护，线路使用的是 #10 绞线。辅助电机泵液压液通过精细的过滤、冷却和传输系统返回到主储液箱，以便再用于传动基座液压缸。  液压动力装置（HPU）


  案例研究#3：
热（应力）运行条件当 TEFC 泵电机运行在异常的温热条件下时，热成像显示了外壳温度达到了大约 130 °F。在电机起动器上采集到的电能质量数据显示，三相线路上有严重的不平衡，在 C 相上有超过5倍高的电流。所有相序上的电压在 298 到 245V 之间剧烈波动。正常的线路电压为 277V。经过全面检查和一些机械故障检查发现，有一个电磁阀损坏和一个电气建立松脱共同造成了机箱温度加热条件。由于该线路上的电阻升高，而如前所述 P=I2*R 电流平方乘以电阻获得功率，这导致了严重过热。 


  案例研究#1：电气断开装置上的热失控
采集到异常的电气数据后，使用红外相机进行的快速检查显示，有一个轴承和轴变热。电机轴上的压力不平衡和磨损造成了电压和电流不平衡，这反过来又导致了内部转子条和绕组的不均匀磨损。更换了泵机的止端轴承，对电机轴重新进行了激光对齐并进行了润滑。工作温度回到了环境温度（90 °F），同时电流、电压和功率因数也都稳定到了正常度数，如下图所示。