电梯电子元气件设备为实现各种指令如群控功能广泛存在于电梯各个子系统或单元模块中。随着电梯功能的日趋丰富和电气元件结构日益复杂，电梯电气控制系统的继电器、接触器、电路、印制电路板元件越来越密集，也更加复杂，电梯检测诊断技术在电梯运行维护、检测、故障诊断中保障电梯安全运行作用也越来越重要。电梯电气控制系统出现软故障以后往往很难进行定位与检测，所以如何快速准确地对电梯控制系统的各种故障进行分析、判断并排除，已经成为电梯故障诊断维修与电气系统检测的研究热点与难点。红外热像检验以其快速、非接触、检测结果形象直观等技术优势在电气工程领域得到广泛应用，也是检测、诊断或预判电梯控制系统故障的新技术。

一、电梯传统检测技术与红外热像检测技术的比较

电梯传统电气检测技术大都是接触式测量方法，首先需要测试电梯电气系统中元件关键点的电流、电压或其它参数，然后由检测人员结合电梯电气控制原理和故障现象进行判断分析，才能诊断出电梯故障部位或元器件，一般地整个检测过程耗费时间较长，而且要求电梯检测人员具有很强的特种设备专业技能，同时还要具备电梯电气原理图、安全回路元器件布列图等电梯电气系统详细的资料。此外，传统的电梯检测技术只能检测出已出现的故障，难以诊断潜在的故障或预判电梯故障。随着电梯功能多样化、印制电路板密集化等方向发展，传统的电气检测技术已经很难满足于日益复杂的电梯电气故障检测，因此研究快速有效的故障诊断方法已经成为电梯电气故障诊断的迫切需求。

红外热成像检测技术已在电力、核电等工程领域方面得到成功应用，推广至特种设备领域如电梯电气控制系统的故障检测也将是其重要用途之一。与传统电梯检测方法相比，基于红外热像检测技术的电梯电气系统故障诊断突出优势有：

（1）非接触式检测。因红外热像电梯检测技术是被测电梯元件上辐射的红外线能量，不会影响或干扰被测对象——电梯的频率特性与磁场，所以可应用于电梯电气控制系统或高频电路的故障检测；

（2）操作简单方便、安全性高，电梯电气控制系统集交流380V、220V与直流110V等多种电压，对其进行检测或者其他带电检测的场合，红外热像电梯检测技术不仅安全方便，而且对各种电梯检测条件和电梯运行环境要求也不高；

（3）红外热像电梯检测技术不需要电梯元器件布列图等详细的电梯资料图与具有很强的特种设备专业技能，就能够较快速准确的判断出现电梯故障的元器件或者电梯安全回路，且可根据积累的电梯红外故障诊断技术标准及时地诊断或预判出电梯隐患故障，因而能够有效地避免电梯电气元件的突然故障；

（4）红外热像电梯检测技术应用范围广，可广泛应用于电梯电气系统中的任何电气元件，且从生产、安装、使用、维修及检验等各个环节中都可应用；

（5）使用像素高的红外热像仪可同时对电梯电气控制板大范围的元器件进行扫描检测，故障检测、分析与定位的过程结为一体，能在较短时间内定位电梯电气故障区域和失效电气元件。

因电梯载荷、使用环境等运行工况的复杂性，必须指出的是，红外检测方法并不能完全取代传统的测试技术，在某些方面还存在局限。随着高性能、高像素红外热像仪的出现和计算机技术的发展，红外热像检测技术可成为电梯电气控制系统故障检测更为有效方法。

二、红外热成像技术的电梯电气系统检测方法

在应用红外热成像技术检测电梯前，应设置电梯处于正常连续运行一定时间的工况，以保证电气系统元件有一定热量。在检测时，详细地了解电梯的运行与载荷情况;红外热像仪开机后，应先检查仪器日期、距离参数、辐射系数等设置，同时进行环境参数设置并校准内部温差，待图像稳定后根据使用的情况进一步调焦，使图像更加清晰后再开始检测。在电梯电气

系统的检测过程中，一般要先用仪器设备对所有应测试电梯元件或部位进行全面扫描，发现电梯电气系统过热异常部位并标记，然后重点对异常部位和被检测电梯电气元件进行准确检测。拍摄时应尽量去掉对电梯电气元件红外图像分析无意义的物体，获取电梯电气系统最大的整体红外热像图。在红外热成像技术电梯检测使用中应当注意：

（1）仪器应在安全距离允许范围内尽量靠近电梯电气控制系统，以提高红外热像仪对电梯电气元件表面细节的分辨能力及测温精度；

（2）对电梯红外热成像检测应事先设定几个不同的角度对元件检测跟踪，确定可进行检测电梯元件的最佳位置，并作上标记，确保复测电梯元件或同型号电梯电气系统有互比性，积累图库并提高检测分析准确性与效率；

（3）检测电梯控制系统温升所用的环境温度参照体应尽可能选择与电梯电气系统类似的物体，且最好能在检测电梯电气系统中选择同一方向或同一视场；

（4）红外热成像技术电梯检测一般在电梯机房进行，所以电梯系热像系统的电梯电气系统测温量程宜设置在电梯机房环境温度加温升(10K～20K)之间进行检测；

（5）在有较为明显的电梯电气系统电磁场环境中，仪器连续使用时每隔5min～10min，或者图像出现不均衡现象时，再继续电梯电气元件检测时应进行内部温度校准；

（6）红外热成像技术电梯检测应正确选择被测电梯元件的比辐射率。

三、红外热成像技术电梯电气元件检测的缺陷分析方法

在实践中，红外热成像技术电梯电气元件检测的缺陷分析判断方法，可参考电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》。针对电梯检测，归纳如下：

1、表面温度判断法

电子元器件的表面温度判断法主要用于电梯电气系统中裸露在外的各类接头、接线柱、触头等。根据电梯电气元件表面温度，参照相关电气行业标准，按照温度（温升）超过标准的程度来确定电梯电气元件缺陷的性质及严重性；检测时应从不同方位进行拍摄电梯电气系统元件，找出最热点温度或异常部位。

2、相对温差判断法

红外热成像技术电梯电气元件检测的相对温差判断法指电梯电气系统两个对应测点的温差与其中较热点的温升之比百分数。对电梯电气系统中电流致热的元器件，当环境温度较低尤其是负荷电流小的情况下，其元件的温升值并没有超过有关规定，但大量的检测实践证明此时的温升值并不能说明该元件没有缺陷或故障存在，往往在负荷增长或环境温度上升之后，就会引发电梯故障或事故。相对温差用下述公式表示：

Δt=(t1-t2)/t1=(T1-T2)/(T1-T0)

其中，t1和T1表示电梯元件发热点的温升和温度，t2和T2表示电梯正常相对应点的温升和温度，T0表示电梯运行环境参照体的温度。

3、同类比较法

在同地的电梯电气回路中，当三相电流对称和三相(或两相)电梯电气设备相同时，比较三相(或两相)电流致热型元件对应部位的温升值，可判断电梯是否运行正常或预判电梯故障。若三相电压同时出现异常，可与同回路的同类电梯电气设备比较；因电梯电气回路负载的复杂性，当三相负荷电流不对称时应考虑负荷电流的影响。

对于型号规格相同的电梯电气电压致热型元件，可根据其对应点温升值的差异来判断电梯电气元件是否正常。电压致热型电梯电气元件设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类电梯电气元件温差超过允许温升值的30%时，应定为重大安全隐患。

4、图像特征判断法

红外热成像技术电梯电气元件检测中图像特征判断法是一种常见的经验判断方法，能发现一些特殊的电梯电气元件缺陷，如抱闸接触器发热异常。根据同型号电梯的正常运行状态和异常状态的电气热图像的差异判断电梯是否处于运行正常，并可用该方法预判电梯故障。

5、档案分析法

红外热成像技术电梯电气元件检测档案分析同一电梯在不同时期的检测数据（例如温度异常升高、相对温差和热谱图），找出电梯电气系统致热参数的变化趋势和变化速率，以判断电梯是否正常。

将电气元件温度测量图像结果与电梯以往测试的红外技术档案相比较进行分析，这种方法的基础是要为被诊断的电梯建立红外热谱图检测技术档案，在诊断电梯有无异常时，可分析该电梯在不同时期的红外热谱图检测结果，包括温度、温升和温度场分布有无变化，掌握电梯电气元件发热的变化趋势。

四、红外热成像检测电梯电气系统例证

1、红外热成像仪在检测电梯三相不平衡方面的应用

三相不平衡在电梯电气系统表现为三相电流或电压幅值不一致，电机的温升和损耗也将随三相电压的不平衡度而增大，会导致引起电梯运行不稳定，易造成电梯关人、困人现象。所以电梯在三相电压不平衡状况下运行，是常见电梯安全隐患，应尽快查明原因避免事故发生。利用红外热像仪在三相电压不平衡拍到的红外图像见图1，图中颜色赤红的一相即为与另外二相电压不一致。

图1 三相电压不平衡的红外图像

2、红外热像仪在电梯电机观测方面的应用

用红外热成像仪可以使用区域分析功能，捕获电梯电机温度分布的红外温度测量值作为一个二维图像。观察分析软件上温度分布的情况，来确定大致的温度范围是否处于安全值，图2为电梯电机的红外热像图，可用表面温度判断法、档案分析法等缺陷分析方法判断是否有缺陷。

图2 电梯电机的红外热像图

3、红外热像仪在电梯变频器观测方面的应用

在电梯评估中，利用红外热成像仪拍摄到电梯变频器板元器件最高温度大于150℃，由红外热谱图档案分析判断为电梯电阻元器件碳化引起的局部高温。易造成电梯偶发故障，需要关注并建议更换。图3即为某电梯变频柜板电阻器件高温碳化的红外热像图。

图3 电梯变频柜HVIB板电阻器件高温碳化的红外热像图

五、总结

红外热成像检测技术是诊断电梯电气系统和线路热故障有效的先进技术，是开展电梯设备状态检修与安全检测行之有效的方法。应用红外热成像技术对电梯电气设备进行在线检测，能够及时发现电气设备的缺陷和异常情况，为电梯检修提供依据，为开展电梯安全维修创造条件，提高电气设备运行的可靠性，从而保障电梯电气设备的安全运行。