怎么根据红外热像检测数据判断电气开关柜内母排连接是否紧固

电气开关柜是电力系统的核心设备，母排连接的紧固性直接影响供电可靠性。红外热像检测作为非接触式测温技术，能快速捕捉母排连接点的温度异常，是判断其是否紧固的关键手段。本文结合红外热像数据的分析逻辑与实际案例，详细说明如何通过温度特征、温差对比等指标，精准识别母排连接松动问题，为运维人员提供可操作的判断依据。

红外热像检测的基础逻辑：温度与接触电阻的关系

母排连接的紧固性直接决定接触电阻的大小。当螺栓松动或接触面氧化时，连接部位的接触面积减小，接触电阻会呈指数级增大。根据焦耳定律Q=I²Rt，电流通过时，接触电阻越大，单位时间内产生的热量越多，最终表现为连接点温度升高。

红外热像仪通过捕捉物体的红外辐射，将温度转化为可视化的热像图，本质是将接触电阻的变化“翻译”为温度信号。例如，某35kV开关柜母排螺栓松动1/2圈，接触电阻从0.01mΩ增至0.1mΩ，若载流1000A，发热功率将从10W增至100W，温度会从环境温度30℃升至70℃以上。

这种温度变化是判断母排松动的核心依据——发热的根源是接触电阻异常，而接触电阻异常的直接原因是连接松动。运维人员需先理解这一逻辑，才能从热像数据中解读出有效的信息。

关键观测点：母排连接部位的温度采集要求

要准确判断母排连接是否紧固，首先需明确“该测哪些点”。母排连接的关键部位包括：铜排与铜排的搭接处、铜排与设备端子的螺栓连接点、伸缩节（补偿热胀冷缩的活动连接部位）。这些部位是接触电阻最易变大的区域。

采集温度时需遵循“同工况、同位置”原则：同一开关柜的A、B、C三相母排，需在相同负载电流（如用电高峰时段）、相同环境温度下采集；同一连接点需选择“接触面中心区域”作为测点，距离螺栓5-10mm，避免采集边缘散热区域或非接触部位。

例如，10kV开关柜的A相母排搭接处，应采集螺栓正下方接触面的温度，而非母排边缘——若测点偏移至边缘，可能因散热快导致温度值偏低，错过真实的发热异常。

核心指标1：绝对温度的异常阈值判断

绝对温度是母排连接点的实际温度值，是最直观的异常指标。不同电压等级与设备类型的阈值不同，需参考DL/T 664-2016《带电设备红外诊断应用规范》：10kV及以下开关柜，正常温度应低于65℃（环境25℃时）；35kV开关柜阈值为70℃；110kV及以上为80℃。

但绝对温度需结合环境温度修正：若环境温度为35℃，10kV母排的正常温度可放宽至70℃（阈值=环境温度+40℃）。例如，夏季高温时，某10kV开关柜母排连接点温度72℃，若环境温度32℃，则实际超过阈值（32+40=72℃），需警惕；若环境温度35℃，则72℃仍在正常范围（35+40=75℃）。

绝对温度的优势是“简单直接”，适合快速筛选严重异常（如温度远超阈值的情况），但需避免因环境因素导致的误判。

核心指标2：相对温差的对比分析

相对温差（ΔT）是被测点与参照点的温度差，计算公式为ΔT = T被测 - T参照。参照点需选同一母排上的“正常部位”——如远离连接点的母排中段，无接触电阻的区域。

根据DL/T 664-2016，相对温差超过10%（ΔT/T参照 > 10%）需警惕，超过20%可判定为严重松动。例如，某35kV开关柜A相连接点温度75℃，参照点（母排中段）50℃，相对温差（75-50）/50=50%，远超阈值，拆开后发现螺栓扭矩仅为规定值的40%。

相对温差的价值在于消除环境与负载的干扰：即使环境温度38℃，只要参照点温度同步升高，相对温差仍能准确反映接触电阻的变化。这是红外热像分析中最可靠的指标之一。

温度分布特征：均匀性与热点形态的识别

除了数值，温度分布的形态能更直观地识别松动。母排松动的热点通常是“局部集中”的：温度最高值集中在连接点的某一区域（如螺栓附近），范围小（直径<20mm），呈“点状”或“小条状”；而正常连接点的温度分布均匀，沿母排延伸逐渐降低。

例如，某开关柜B相母排连接点的热像图中，螺栓位置有一个直径15mm的热点，温度70℃，周围母排50℃——这种“局部高温点”是典型的松动特征。若温度是“均匀升高”（如整个母排比其他相高10℃），则可能是负载不平衡或母排选型过小，而非连接问题。

热点形态还能反映松动程度：若热点从“点状”扩大为“片状”，说明松动范围在扩大，接触电阻进一步增大，需立即处理。

干扰因素排除：环境与设备本底温度的修正

红外热像分析需排除三类干扰：一是环境辐射（如相邻变压器的热辐射），需用铝箔遮挡后再测；二是设备本底温度（如开关柜内继电器的发热），需确保测点仅采集母排温度；三是表面涂层（如绝缘漆），某些漆会吸收红外辐射，导致温度偏高，需选无涂层部位或乘以0.9的修正系数。

例如，某运维人员检测时发现母排温度75℃，但隔离相邻变压器的热辐射后，实际温度仅60℃——这就是环境干扰导致的误判。排除干扰是精准判断的前提。

案例验证：从热像图到松动问题的实际对应

某110kV变电站10kV开关柜C相母排，热像检测显示连接点温度82℃，参照点55℃，相对温差50%，且螺栓位置有直径18mm的热点。运维人员拆开后发现，螺栓扭矩仅为规定值的40%，接触面有氧化层。紧固螺栓并清除氧化层后，温度降至58℃，相对温差5%，恢复正常。

另一案例中，某开关柜B相母排温度70℃，但相对温差仅8%，温度分布均匀——检查后发现是负载电流比其他相高20%，调整负载后温度恢复正常。这说明，结合数值与形态特征才能避免误判。

动态监测：连续数据的趋势分析价值

单次检测可能受负载波动影响，连续动态监测能识别趋势。例如，某开关柜母排连接点温度3个月内从50℃升至65℃，相对温差从8%增至22%——虽然单次未超阈值，但趋势表明松动在加剧，及时处理后避免了电弧故障。

动态监测的方法是每月采集数据，绘制温度-时间曲线：若曲线呈“上升趋势”且斜率增大，说明接触电阻持续增大，松动问题在恶化。结合螺栓扭矩的历史数据（如上次检修的扭矩值），能进一步提高判断准确率。