第一章红外的基本原理理论分析和实验研究表明，任何温度高于绝对温度（-273℃）的物体，表面都在不断地辐射红外线。红外线是电磁波的一种，可见光的波长范围为0.38~0.78um，红外线的波长范围为0.78~1000um。普通玻璃能透过可见光，但是却几乎不能透过红外线，所以许多可见光透明的介质，对红外线却是不完全透明红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。并根据物体表面的温度场，定量的测量物体的某一部分的平均温度。注意：红外成像设备只能反映物体表面的温度场。对于电力设备，红外检测与故障诊断的基本原理就是通过探测被诊断设备表面的红外辐射信号，从而获得设备的热状态特征，并根据这种热状态及适当的判据，作出设备有无故障及故障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。为了深入理解电力设备故障的红外诊断原理，更好的检测设备故障，下面将讨论电力设备状态与其产生的红外辐射信号之间的关系和规律、影响因素。一.发射率及其对设备状态信息监测的影响1.不同材料性质的影响不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们的发射性能也应不同。一般当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般大于0.8。2.表面状态的影响任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不同的表面粗糙度。因此这种不同的表面状态，将对反射率造成影响，从而影响发射率的数值。这种影响的大小同时取决于材料的种类。例如，对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度影响较大或无关。但是，对于金属材料而言，表面粗糙度将对发射率产生较大影响。如熟铁，当表面状况为毛面，温度为300K时，发射率为0.94；当表面状况为抛光，温度为310K时，发射率就仅为0.28。另外，应该强调，除了表面粗糙度以外，一些人为因素，如施加润滑油及其他沉淀物（如涂料等），都会明显地影响物体的发射率。因此，我们在检测时，应该首先明确被测物体的发射率。在一般情况下，当我们不了解发射率，可以用相间比较法来判别故障。对于电力设备，由于表面氧化、表面表识、灰尘吸附等原因，其发射率一般在0.85-0.95之间。3.温度影响温度对不同性质物体的影响是不同的，很难做出定量的分析，只有在检测过程中注意。所有金属表面的发射率随温度而增加，非金属表面的发射率已伴随温度的增加而减少。二.物体之间的辐射传递的影响由于物体（非透明）对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射，而当达到热平衡后，其吸收的辐射能必然转化为向为发射的辐射能.因此，当我们在一个变电站中，检测任意一个目标时，所检测出来的温度，必然还存在着附近其他物体的影响（包括灯、太阳等红外发射源）。因此，我们在检测时，要注意检测的方向和时间，使其他物体的影响降到最小。三.大气衰减的影响大气对物体的辐射有吸收、散射、折射等物理过程，对物体的辐射强度会有衰减作用，我们称之为消光。大气的消光作用与波长相关，有明显的选择性。红外在大气中有三个波段区间能基本完全透过，我们称之为大气窗口，分为近红外（1~2.5um），中红外（3~5um），远红外（8~14um）。对于电力设备，其大部分的温度较低，集中在300K~600K（27℃~327℃）左右在这一温度区间内，根据红外基本定律可以推导出，设备发射的红外辐射信号，在远红外8~14um区间内所占的百分比最大，并且辐射对比度也最大。因此，大部分电力系统的红外检测仪器工作在8~14um的波长之内。同时，工作在8~14um的波长之内，由于远离可见光波段，因此，红外成像设备都可以在白天工作，受可见光影响较小。不过，请注意，即使工作在大气窗口内，大气对红外辐射还是有消光作用。尤其，水蒸气对红外辐射的影响最大。因此，在检测时，最好在湿度小于85%以下，距离则越近越好。第二章电力设备发热的机理正常运行的电力设备，由于电流、电压的作用将产生发热，主应引起的发热和电压效应引起的发热要包括电流效。当电力设备缺陷或故障时，缺陷部位的温度将产生异常变化。对于电力设备到处可见的导线和连接件以及很多裸露工作部件，由于在成年累月的运行中，受环境温度变化、污秽覆盖、有害气体腐蚀、风雨雪雾等自然力的作用...
