红外测温在三类新能源场站运维中的应用方法
红外测温是少数能在不停电状态下发现早期接触不良与散热异常的手段。本文分别说明光伏、储能、充电站三类场站的测温对象与判读重点,并整理发射率设置、环境反射、风速与测量距离等容易造成误判的因素。
一、概述
红外测温(热成像)在新能源场站运维中的不可替代之处,是它在设备带电运行状态下即可发现异常温升:接触电阻增大、散热通道堵塞、局部遮挡导致发热、器件老化,这些问题的早期表现都是温度,而不是电信号。
但它同时也很容易被误用。同一台红外热像仪,设置不同、角度不同、环境不同,测出的温差可以差出好几度;不做横向对比、不考虑负载条件,看到”有点热”就判故障,反而会增加无效检修。
二、原理与适用边界
红外测温通过接收物体自身发出的红外辐射推算表面温度。它测到的是表面温度,因此有两点必须记住:
- 测的是表面,不是内部。外部被遮挡、壳体反射率高的部件,红外不一定能反映真实状态;
- 温差需要相同工况下横向对比才有意义。负荷、环境温度、风速、日照都会显著影响表面温度。
因此红外测温更适合作为筛查与排序的手段:先找出哪些点位明显偏离同类,再安排停电检查与测量验证。
三、光伏场站的测温对象
- 组件与组串:重点找热斑,包括遮挡、积灰、组件内部失效、旁路二极管导通引起的局部发热。建议从阵列背部或正面按顺序扫描,注意区分日照角度造成的正常温差。
- 汇流箱:熔断器座、直流断路器、进出线端子是接触不良的高发位置,箱内温度明显高于环境、局部端子颜色变深都值得复查。
- 直流柜与逆变器直流侧:直流母排连接点、断路器进出线端子。
- 交流侧与变压器:低压出线端子、并网点连接、箱变高低压侧接头。
- 跟踪支架控制柜:接触器、端子排发热常表现为跟踪异常,容易被误判为控制逻辑问题。
四、储能场站的测温对象
- 电池簇与模组连接:母排、连接片、端子是接触电阻与温升的主要来源,也是安全检查的重点。
- 电池表面温度分布:模组之间、簇之间的温差比绝对温度更重要,温差扩大往往先于压差问题出现。
- PCS 功率器件:散热器、功率模块、交流滤波与直流侧的连接端子。需注意高功率运行时温度本就较高,要按负载条件对比。
- 配电与保护器件:直流断路器、熔断器、接触器端子。
- 热管理系统:进出风温度、冷凝器与风机工作状态,用于判断温控能力是否下降。
储能系统测温更强调”同簇同工况对比“:同一簇内温差、同型号不同簇之间的差异,比单点绝对温度更能说明问题。
五、充电站的测温对象
- 充电枪头与枪线端子:接触电阻增大最直接的体现就是端子温升,建议在大电流充电过程中测温,并与其他枪位对比。
- 充电模块散热:模块进出风口温度、风道是否堵塞,用于判断散热能力;同柜模块之间温差过大需进一步检查。
- 桩内配电:断路器、接触器、端子排,箱内温度普遍偏高时优先排查通风与积尘。
- 站端配电与变压器:高低压接头、母排、电缆终端,属于传统的红外测温重点。
六、测量注意事项
红外测温的误差大多来自测量方法,而不是设备本身。以下几项建议固定成操作习惯:
| 影响因素 | 说明 | 建议做法 |
|---|---|---|
| 发射率设置 | 不同材料辐射能力不同,设置错误会造成读数系统性偏差 | 按材料选择或设置发射率;金属表面可贴哑光胶带辅助测量 |
| 环境反射 | 太阳、其他高低温物体在金属表面的反射会干扰读数 | 改变测量角度避开反射源,必要时用遮挡板 |
| 风速与通风 | 风会带走热量,使发热点被”吹凉”,掩盖真实温升 | 尽量在低风速条件下测量,或记录风速作为参考 |
| 测量距离与视场 | 距离过远时一个像素覆盖多个部件,分辨率不足 | 保持合适距离,确保被测目标占据足够像素 |
| 负载条件 | 负荷不同,正常温度就不同,缺乏可比性 | 记录当时的电流/功率,仅在同一工况下横向比较 |
| 环境温度 | 环境温度影响散热效果,也影响判读基准 | 同时记录环境温度、天气与日照情况 |
七、结果判读与记录
- 横向对比优先:同类设备、相近工况之间的相对温差比绝对温度更有诊断价值。
- 纵向跟踪趋势:同一位置多次测量的温度变化,是判断劣化速度最直接的依据。
- 分级处理:轻微偏离的纳入观察并缩短复查周期;明显异常的安排停电测量或紧固;出现变色、焦痕的立即停运整改。
- 记录要素:测点位置、监测时间、环境温度、风速、当时的电流/功率、实测温度或温差、热像图存档编号。
八、安全注意事项
- 红外测温可以在带电状态下进行,但测温距离与位置必须保持在安全范围内,不得跨越或触碰带电部件,不得进入未授权的带电区域;
- 储能柜、直流柜等设备开柜测温须按运维规程执行,注意直流电弧风险,避免在测量过程中造成短路;
- 不要在风力过大、雨雪天气或夜间照明不足的条件下进行登高与户外测温;
- 发现严重发热、变色、异味等紧急情况时,应立即降低负载或停机,并按应急预案上报处置。
本文仅作技术方法科普,不构成现场作业指导。所有现场作业必须由具备相应资质的人员,依据国家规范、行业标准与设备厂家手册执行。
九、小结
红外测温在三类场站里的角色是一致的:用温度把可疑点位筛出来,再用测量与对比去确认。它的价值取决于测量方法是否规范、对比条件是否可比、记录是否能够纵向追踪。把发射率、反射、风速、负载这几项固定下来,红外测温才算真正成为一项可复用的运维手段,而不是每次都要重新”凭感觉”判读。