紅外熱成像儀在消防中的應(yīng)用
<DIV align=left> 火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源,用現(xiàn)有的普通方法,很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。然而采用紅外熱成像儀,則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火,把火災(zāi)消滅在最初。 <BR> 加拿大林業(yè)學(xué)院早在1975年就開始進(jìn)行森林防火試驗(yàn),從飛機(jī)上檢查尚未起燃地潛在火源,加拿大森林研究中心利用直升飛機(jī)采用AGA750便攜式熱成像儀,在一個火災(zāi)季節(jié)中發(fā)現(xiàn)15次隱火。谷物糧倉往往會發(fā)生自燃現(xiàn)象,這種自燃現(xiàn)象往往時間長、來勢猛、損失大。目前一般采用溫度計(jì)測量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準(zhǔn)確判定這些火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍,做到早知道早預(yù)防,早撲滅。采用熱像儀方便簡單,速度快,撲滅及時。 <BR> 紅外熱像儀還可以用來探測電氣設(shè)備的不良接觸,以及過熱的機(jī)械部件,以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。 <BR> 1980年至1983年四年中,我國利用國產(chǎn)的熱像儀對華北電力網(wǎng)內(nèi)的20座發(fā)電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個插頭進(jìn)行了過熱檢查,發(fā)現(xiàn)不正常發(fā)熱點(diǎn)500多處,嚴(yán)重過熱為100處,由于及時處理,未發(fā)生火災(zāi)事故。在國外,美國保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,在所有電氣設(shè)備隱患中的25%以上是引發(fā)火災(zāi)的主要原因,都是由于插頭接觸不良引發(fā)的,所以美國國家防火協(xié)會的《電氣維修手冊70B》規(guī)定,在任何電氣插頭按照規(guī)定的力距被緊固之后,只要這個力矩值不變化,以后就不應(yīng)當(dāng)再進(jìn)行緊固。所以制造良好,安裝正常的電氣插頭,根本不需要定期緊固,只有發(fā)現(xiàn)其功能異常和其過熱才要去處理。 <BR> 對于所有可以直接看見的設(shè)備,紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分,則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況,來發(fā)現(xiàn)其熱隱患,這種情況對傳統(tǒng)的方法來說,除了解體檢查和清潔接頭外,是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運(yùn)行測試,紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過載或三相負(fù)載的不平衡。 <BR> 美國MAI公司對許多已經(jīng)進(jìn)行過一般電氣預(yù)防性設(shè)備做紅外熱成像產(chǎn)品檢查,發(fā)現(xiàn)其中不少已接受過維修的設(shè)備仍然存在電氣故障。例如一個重要電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家,這個公司對其電氣設(shè)備每兩年進(jìn)行一次停電維修。在這停電運(yùn)行期間,進(jìn)行設(shè)備清掃,對所有連接點(diǎn)緊固和斷路器的跳閘試驗(yàn)。并對高、低壓開關(guān)裝置安裝進(jìn)行測試。在傳統(tǒng)維修之后進(jìn)行的紅外熱成像產(chǎn)品檢查,仍然確定了一些隱患。在不同設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重隱患有19個,一般隱患有179個。這些嚴(yán)重隱患是指被測設(shè)備的表面溫度超過NEMA或UL的最大設(shè)計(jì)溫度。大多數(shù)隱患是在電動機(jī)控制設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的,另外也在開關(guān)裝置和動力盤上發(fā)現(xiàn)一些隱患。又例如一個聯(lián)邦政府辦公用建筑物內(nèi)一個主要電動機(jī)控制中心發(fā)生火災(zāi)之后,每六個月對設(shè)備進(jìn)行一次預(yù)防性維修。在這次火災(zāi)之后進(jìn)行過兩次維修,又進(jìn)行一次紅外熱成像產(chǎn)品檢查,其結(jié)果是:嚴(yán)重隱患預(yù)防維修之前為3個,而預(yù)防維修之后還是3個。所以紅外熱成像產(chǎn)品檢查的必要性是顯而易見的。 <BR> 此外,使用紅外熱成像產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的清掃和緊固可以節(jié)省大量費(fèi)用。這種節(jié)約有兩個原因:首先是紅外熱成像產(chǎn)品檢查進(jìn)行的十分快,而不像傳統(tǒng)的方法那樣花費(fèi)大量人力去進(jìn)行設(shè)備的清掃和緊固。另外紅外熱成像產(chǎn)品檢查在進(jìn)行時,不要求設(shè)備停電,而只是在找出隱患后,在進(jìn)行修理時才要求短時間停電。并且為修理個別隱患的停電只是局部性的,停電時間很有限,甚至可能安排在計(jì)劃停電時間內(nèi)進(jìn)行修理。下面是幾個例子。 <BR> 1、美國的一個《資產(chǎn)管理公司》推行一個包括所有電動機(jī)控制設(shè)備、照明、動力盤和開關(guān)裝置的完整維修項(xiàng)目(不包括斷路器跳閘試驗(yàn))。其收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)工作量而定,一個典型的辦公大樓(250,000平方英尺,10層)平均維修費(fèi)用為6,500美元。同樣的大樓進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查,只要一天便可以完成對所有電動機(jī)控制,配電盤和開關(guān)裝置的檢查(并包括各種機(jī)械設(shè)備),其紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù)費(fèi)大約為600美元到800美元。因此,紅外熱成像產(chǎn)品的費(fèi)用僅是傳統(tǒng)方法費(fèi)用的1/10。</DIV><DIV align=left> 2、一個《電子設(shè)備制造廠》在簽定紅外熱成像產(chǎn)品檢查合同之前,是采用4天停電,由3個組5個電工進(jìn)行傳統(tǒng)維修,工人每天工作為12小時,以便清潔和緊固所有開關(guān)裝置、電動機(jī)控制設(shè)備和動力盤中的連接點(diǎn)。這些工作的人工費(fèi)用為30,000美元。對于同樣設(shè)備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查也進(jìn)行了4天,并在2個工廠工人協(xié)助下完成,其費(fèi)用只有3,000美元。<BR> 3、一個大型《辦公/旅館/售貨商業(yè)綜合樓》每三年進(jìn)行一次高、低開關(guān)裝置的傳統(tǒng)維修,在維修期間花在清潔和緊固工作上的費(fèi)用至少有20,000美元。而對同樣設(shè)備進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查則只用12小時,花費(fèi)僅2,000美元,發(fā)現(xiàn)了12隱患,其中兩個為能引發(fā)火災(zāi)的嚴(yán)重隱患。 <BR> 4、通過紅外熱成像產(chǎn)品檢查和分析,一家《美國小型工廠》每年將耗費(fèi)由160個減少到40個工時。如按25美元/小時的費(fèi)用(包括加班)計(jì)算每年節(jié)省120小時,也就是可以節(jié)省3000美元。<BR> 根據(jù)美國的上述經(jīng)驗(yàn),用紅外熱成像產(chǎn)品檢查代替?zhèn)鹘y(tǒng)維修中的定期清掃和緊固工作,可以節(jié)約費(fèi)用50%—90%,并可有效防止火災(zāi)的發(fā)生。例如在1985年7~8月期間,華盛頓郵報(bào)根據(jù)幾乎每天都發(fā)生的許多電氣設(shè)備停電事故,在頭版上描述了這些事故造成的火災(zāi)、人身傷亡、財(cái)產(chǎn)破壞和在生產(chǎn)、稅收方面的損失。例如其中當(dāng)?shù)匾患衣灭^的一次設(shè)備停電事故,就造成了六百五十萬美元的損失。為了避免上述停電事故,許多單位常?;ㄙM(fèi)很多錢執(zhí)行預(yù)防性維修工作。不幸的是這些工作不但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不了存在的隱患,而且還可能造成新的電氣隱患。所以電氣設(shè)備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查,在很多方面可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)防性維修工作。 <BR> 美國《設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)控制技術(shù)》第375號公報(bào)指出:無論是新的或者舊的建筑物,都能從紅外熱成像產(chǎn)品檢查中受益。美國有近50個公司提供紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù),為客戶的所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng),包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動機(jī)、變壓器等等,作紅外熱成像檢查,以保證客戶的所有運(yùn)行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患,有效的防止火災(zāi)的發(fā)生。美國保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也已經(jīng)表明,對所有電氣設(shè)備進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查,可使不安全因素大大降低,并且節(jié)省大量保險(xiǎn)費(fèi)的支出。下面是一些需要進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查的設(shè)施: <BR> 1、各種電氣裝置:可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不良,不平衡負(fù)荷,過載,過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。它們的平均修理費(fèi)用為1萬到5萬美元;更換需要8萬—10萬美元,工期為幾個星期到幾個月。 <BR> 2、變壓器:可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動,套管過熱,接觸不良(抽頭變換器),過載,三相負(fù)載不平衡,冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。重繞需要經(jīng)費(fèi)1萬到5萬美元,更換為8萬—14萬美元,工期為幾個星期或幾個月。 <BR> 3、電動機(jī)、發(fā)電機(jī):可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高,不平衡負(fù)載,繞組短路或開路,碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。其影響為有毛病的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞,有毛病的碳刷,則可以損壞滑環(huán)和集流環(huán),進(jìn)而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標(biāo)的損壞。電機(jī)重新繞組圈(5000馬力)需要5~10萬美元,更換需用10萬~20萬美元,工期幾個星期到幾個月。 <BR> 4、電氣設(shè)備維修檢查,屋頂查漏,節(jié)能檢測,環(huán)保檢查,安全防盜,森林防火,無損探傷,質(zhì)量控制,醫(yī)療檢查等等也很有效益。 <BR> 此外,就是在北京也有一個使用熱成像進(jìn)行電氣設(shè)備收費(fèi)檢查的事例:加拿大駐中國大使館新館使用前,曾于1992年9月委托香港一家公司,用美國生產(chǎn)的熱成像設(shè)備,對新館內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行一次防火及熱隱患全面檢查,并支付了4,000美元的熱像檢查服務(wù)費(fèi)。實(shí)際上,不計(jì)算準(zhǔn)備工作時間,真正用于檢查的時間只有一天。 <BR> 由于機(jī)械或電器設(shè)備制造問題引起的火災(zāi)和爆炸是調(diào)查人員經(jīng)常關(guān)心的問題。例如在一座房屋中,因加熱器故障引起火災(zāi),里面一個人因煙霧致死。當(dāng)對一個落地式加熱器檢查時,只要它與引起火災(zāi)的那個加熱器完全一樣,取得這種加熱器工作時的熱圖像,便可以看到熱圖像上的熱試驗(yàn)點(diǎn)(hottest)在高溫限制開關(guān)附近,判斷出故障是由銅線引起的,這種故障足以點(diǎn)燃加熱器內(nèi)部的碎片和粉末,以及保護(hù)高限開關(guān)的底盒。在熱圖像上看到的高溫亮點(diǎn)超過了電線絕緣的溫度額定值。電線在這種環(huán)境中,絕緣老化必然導(dǎo)致短路,引起失火,熱圖像不僅提供了定量的溫度值,而且也對故障產(chǎn)生的方式提供了明顯而直觀的描述。 <BR> 一個已過熱的皮帶牽引輪,這個皮帶牽引輪力圖驅(qū)動一個已閉鎖的壓縮機(jī)。從這個試驗(yàn)中解答的問題是,三角皮帶和皮帶牽引輪之間產(chǎn)生多高溫度可以點(diǎn)燃這個設(shè)備附近的可燃性氣體。具有燃點(diǎn)溫度為6000 F的可燃性氣體被點(diǎn)燃,附近的一個壓縮機(jī)發(fā)生爆炸,造成一個石油加工廠嚴(yán)重?fù)p壞和人員傷亡。使用捍紅外熱像在輪外緣測量溫度,將獲得的信息作為有限元熱傳導(dǎo)分析的邊界條件,計(jì)算結(jié)果表明,風(fēng)機(jī)皮帶牽引輪和皮帶之間的溫度超過8000 F 。這個溫度是以點(diǎn)燃可燃性氣體,這些可燃性氣體是由于疏忽從工廠的石油加工廠設(shè)備中泄漏出來的。 <BR> 火災(zāi)發(fā)生后,美國調(diào)查人員從目擊者、消防部門、警察和現(xiàn)場搜集證據(jù)。在機(jī)械或電氣設(shè)備可能引起失火的情況中,從過去能量核算或設(shè)備分析得到的紅外熱像資料可能是很有用的。例如一個具有過熱馬達(dá)和風(fēng)機(jī)皮帶牽引輪的空氣傳送裝置(air hander)的熱圖像。從皮帶和皮帶牽引輪發(fā)出的熱很快穿過該設(shè)備外邊的金屬外殼,以后如果懷疑這個空氣傳送裝置可能引起火災(zāi),這個設(shè)備幾乎損壞的紅外熱圖像可以是闡述失火原因觀點(diǎn)的重要基礎(chǔ)。</DIV>