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Tech
Notes
技術專文

產線受到重大影響。根據變壓器原
圖1、紅外線波長
[1]
理 ，變壓器發生短匝後伴隨而來
的是變壓器線圈的激熱效應，當線
圈溫度過高導致絕緣破壞，隨即發 微波 紅外線 可見光 紫外線 X線
生短路事故。針對此特性，本文希
望透過紅外線熱影像技術，能在變 波長(µ) 1000 0.75 0.4 0.2
0.2
0.4
壓器在激熱階段時，發現變壓器異
常狀況。並且隨網路傳輸的蓬勃發
展，建立一套即時性的監測系統，
與傳統性的週期性檢查方式轉為全 遠紅外線(長波) 中紅外線 中波 近紅外線 短波
天式，能夠24小時有效地監測與自 1000 3 1.5 0.76
動分析、異常警報等功能，可提高
供電系統安全性、可靠性，大大減
少電力故障、節省大量的人力、物 圖2、紅外線檢測實例
力。
參考溫度44.5 68°C
熱點溫度66.7
60
文獻回顧 AR03:53.9
40

紅外線熱影像儀原理與特點
24°C
紅外線熱影像儀器係運用光電技
術，以偵測物體熱幅射之特定紅 可見光位置參考圖 紅外線熱像分析圖
外線波段訊號，可將該訊號轉換
成可供人類視覺辨視之影像圖形，
並可進一步計算出溫度值。這種技
術讓人類可以超越視覺障礙，「看 圖3、士林變壓器高壓線圈繞製方式
得到」物體表面之溫度分佈情形。
物體表面溫度若超過絕對零度(0K)
匝間 匝間
即會輻射出電磁波，隨著溫度的不
同，其所輻射電磁波之強度與波長
分布特性亦隨之改變，波長約略介 層間 層間
於0.75µm到1000µm間之電磁波
概稱為「紅外線」， 圖1所示。

大部份的紅外線熱影像儀器即針對
此波段電磁波進行偵測，以計算並
顯示物體的表面溫度分佈。因此，
具有非接觸式、測溫快速、反應靈 (a) (b)
敏及視覺直接觀測等特性，使其在
非破壞性檢測及熱點追蹤的領域中
扮演重要的角色。對用電設備進行
檢測，提早發現問題避免造成重大 鑄式變壓器，其線圈繞製方式為 線圈側的短路故障將遠大於低壓線
傷害及損失，如 圖2。它不僅可以 Continuous Disc，如 圖3(a)所示 圈側。
圖形方式顯示溫度差，還可以測量 [3] 。依其繞線方式每層有4匝或5匝
.................................(1)
和存儲每個點的溫度。所有數據點 的差異，變壓器匝間短路故障的匝
都可被調用，以便對每個圖像進行 接著根據歐姆定律(2)，可以得知內
數一般很少，短路故障時繞組中部
詳細分析，以及對一段時間內的多 部環流Is正比於匝間電壓且反比於
分被短接起來，產生一個閉合的線
[2]
個圖像進行趨勢分析 。 線路阻抗Rs，因此若在高壓線圈側
圈，造成線圈內部環流，如 圖3(b)
發生匝間短路，將會產生極大的內
所示。透過變壓器匝間電壓公式(1)
模鑄式變壓器匝間/層間短路 部環流。
可以得知，匝間電壓Vs正比於該線
本文所分析對象為士林電機之模 圈電壓Vt及短路匝數Ns，因此高壓 ............................................. (2)

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