红外热像图范例解析
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为-CH2-的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2-的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2-的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
红外谱图解析示例讲义
-1 H 890 cm （强）
2：1800-1780 cm-1
C C R2
1-己烯谱图
19:29:55
对比
烯烃顺反异构体
19:29:55
壬烯
19:29:55
3.醇（—OH）
O—H，C—O
醇
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
C Cα C Cα′ C C C α″ β
反式烯
1
（C=C）
H
C C R2 C C R3 H R3 C C R4
R2 C C H H C C H H C C H
三取代烯 四取代烯
R1 R2 R1 R2
1680-1665 cm-1
弱，尖 分界线
顺式烯 乙烯基烯 亚乙烯基烯
19:29:55
R1 H R1 H R1 R2
1660cm-1
1660-1630cm-1
n≥ 722 cm-1 （中强 ）
d) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500
19:29:55
1400 1300cm-1
%Transm itt anc e
υ
（C-O）
OH
υ
游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH
19:29:55
（—OH） 3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
伯-OH
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1250 cm-1
电气设备故障和缺陷的典型红外热像图谱
三、电气设备故障和缺陷的典型红外热像图谱§1 电气设备内部故障和缺陷的热像图谱设备名称：220KV合成绝缘子缺陷描述：绝缘子芯棒端部受潮设备名称：500KV悬式绝缘子缺陷描述：最下两片低值，其中倒数第二片绝缘电阻为4MΩ，第一片绝缘电阻50 MΩ。
设备名称：220KV电容式电压互感器缺陷描述：电磁单元不工作（中间互感器一次断线）设备名称：220KV电容式电压互感器缺陷描述：正常（与上图同型号）设备名称：110KV电容式电压互感器缺陷描述：上部2/5左右电容芯缺油击穿设备名称：110KV电容式电压互感器缺陷描述：上部缺油，并有1/6左右电容芯击穿设备名称：110KV电容式电压互感器缺陷描述：正常设备名称：110KV电容式电压互感器缺陷描述：正常（阻尼电阻外引）设备名称：220KV耦合电容器缺陷描述：下节电容器介损偏高发热设备名称：10KV移相电容器缺陷描述：电容器介损偏高、电容量增加30％；温度偏高10℃。
设备名称：长沙天顶变220KV电流互感器缺陷描述：内部接头发热设备名称：变压器套管缺陷描述：变压器套管缺油，缺油部位发暗设备名称：35KV电抗器套管缺陷描述：套管缺油，缺油部位发暗设备名称：断路器缺陷描述：内部触头过热设备名称：220KV SF6断路器缺陷描述：下部表面遗留油漆引起的温度异常设备名称：长沙榔梨变110KV刀闸缺陷描述：支柱绝缘子中部开裂设备名称：长沙梨托变10KV电抗器支撑瓷瓶缺陷描述：上部有小裂纹设备名称：110KV支柱绝缘子缺陷描述：大厅模拟运行条件下试验，该绝缘子有贯穿性裂纹。
加压5min后红外热像图，最高温升110℃加压8min后红外热像图，最高温升150℃；加压10min后断裂。
设备名称：湘潭某变电站主变缺陷描述：磁屏蔽不良造成B相升高座下部漏磁引起局部发热§2 电气设备外部故障和缺陷的热像图谱设备名称：载流导线缺陷描述：散股发热设备名称：株洲云田变220KV电流互感器缺陷描述：变比连接头接触不良发热设备名称：湘潭茶园变110KV刀闸缺陷描述：引线桩头接触不良发热设备名称：湘潭茶园变载流导线T型夹缺陷描述：接触不良发热设备名称：株洲大塘冲变穿墙套管缺陷描述：引线接头接触不良发热设备名称：株洲大塘冲变10KV电容器保险缺陷描述：接头接触不良发热设备名称：10KV电容器保险缺陷描述：保险铜线断股后发热设备名称：220KV刀闸缺陷描述：引流环螺栓发热设备名称：株洲桂花变220KV刀闸缺陷描述：静触头发热设备名称：衡变产500KV变压器箱体螺栓缺陷描述：变压器漏磁引起螺栓发热设备名称：长沙天顶变220KV变压器箱体螺栓缺陷描述：变压器漏磁引起螺栓发热设备名称：支柱瓷瓶缺陷描述：表面污秽发热设备名称：湘潭荷塘变110KV刀闸缺陷描述：瓷瓶表面污秽发热设备名称：长沙集里变110KV刀闸缺陷描述：刀口接触不良发热设备名称：株洲航电枢纽工程水轮发电机定子绕组缺陷描述：定子绕组槽内有短接物。
红外光谱谱图解析实例53385ppt课件
2960±5 2870±10 2930±5 2850±10
振动形式
伸缩 伸缩 伸缩 伸缩 伸缩
伸缩 伸缩 伸缩
反对称伸缩 对称伸缩 反对称伸缩 对称伸缩
吸 收 强 度
m， sh s，b m s，b
s s s
s s s s
说明
判断有无醇类、酚类和有机酸的重 要依据
3、 C=O （1850 1600 cm-1 ）碳氧双键的特征峰，强度大， 峰尖锐。 4、单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
.
各种官能团的吸收频率范围
从第一区域到第四区域，4000cm-1到400cm-1各种官能团的特征吸收频 率范围。
区 域
基团
—OH（游离）
—OH（缔合）
例： C9H8O2 = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
.
主要官能团的吸收频率范围
1、—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸
2、不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ）
苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1
—NH2，—NH（游离）
第
—NH2，—NH（缔合） —SH
C—H伸缩振动
不饱和C—H
一 ≡C—H（叁键）
═C—H（双键） 苯环中C—H
饱和C—H
区
—CH3
—CH3
域
—CH2 —CH2
吸收频 率
（cm-1 ）
3650— 3580 3400— 3200 3500— 3300 3400— 3100 2600— 2500
.
经典红外光谱谱图解析.ppt
1500
1000 500 指纹区
三、各类化合物的红外光谱特征
演示课件
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
δas1460 cm-1 δs1380 cm-1
重 叠
CH2 δs1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 CH3 对称伸缩2872cm-1±10 CH2不对称伸缩2926cm-1±10 CH3不对称伸缩2962cm-1±10
演示课件
（一）了解样品来源及测试方法
要求样品纯度98%以上 尽可能地从下面几个方面详尽了解样品的情况： ①样品的来源——合成方法或从何种动、植物体中提取而来； ②样品的纯度、颜色、气味、沸点、熔点、折射率、样品物态、灼烧后 是否残留灰分等； ③样品的化学性质； ④元素分析结果，相对分子质量或质谱提供的分子离子峰，并由此求出 分子式； ⑤红外光谱测定条件和制样方法及所用仪器分辩率。
前，要做未知物的初步分析 红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。 解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关 峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的 可能结构。
必要时查阅标图谱或与其他谱（1H NMR，13C NMR，MS）配合， 确证其结构。
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 2890 cm-1 弱吸收
3000 cm-1 以下
③不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ） 苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1
热红外像片的解译1
根据热红外影像解译标志，可以识别不同的 地物。下面介绍一些主要地物的解译方法：
• 水体与道路——在白天热红外像片上，由于水体具有良好的传热性， 一般呈暗色调。相比之下，道路在影像上呈浅灰色至白色，这因为构 成道路的水泥、沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快 转换为热辐射的缘故。午夜以后获取的热红外像片，河流、湖泊等水 体在影像上呈浅灰色至灰白色，而道路呈现暗黑色调，这因为水体热 容量大，散热慢，而道路在夜间散热快。 • 树林与草地——白天的热红外影像上，树林呈暗灰至灰黑色。这因为 在白天树叶表面存在水汽蒸腾作用，降低了树叶表面温度，使树叶的 温度比裸露地面的温度要低。夜晚，树木在热红外影像上多呈浅灰色 调，有时呈灰白色，这因为树林覆盖下的地面热辐射使树冠增温。草 地在夜晚热红外像片呈黑色调或暗灰色调，这因为夜间草类很快地散 发热量而冷却的缘故。 • 土壤与岩石——热红外影像上土壤含水量不同，其色调也不同。在午 夜后拍摄的热红外影像中，土壤含水量高，呈现灰色或灰白色调，土 壤含水量低呈现暗灰色或深灰色，这因为水体的热容量大，在夜间热 红外辐射也强。一般裸露的岩石白日受到太阳爆晒，在夜间的热红外 像片上呈淡灰色，例如玄武岩往往呈灰色至灰白色，花岗岩呈灰色至 暗灰色，这是由于岩石的热容量较大，夜晚有较高的热红外辐射能力 所致。
小组成员： 邢美玲 吴丽亚 安月茹 范瑞瑞
段蓿 鲍悦 周艳青 高梦姝 刘新宇 樊玉坤 李欢 刘佳琪
大小:地物的形状和热辐射特性影响影像的尺 寸.
阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影。 热红外像片上的阴影可分为热阴影和冷阴影两种 p152 其中，冷阴影是阴影的温度较其背景低所致，而热 阴影则是阴影的温度较其背景高而产生的。
热阴影
冷阴影
红外光谱谱图解析72页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
红外光谱谱图解析
11、用道德的示范来造就一个ห้องสมุดไป่ตู้，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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带电电力设备红外检测范例及故障案例1 红外热像图拍摄范例℃47.4℃-2002040℃50.5℃2040图1-1 变压器一次套管理 图1-2 变压器二次套管图1-3 变压器一次避雷器 图1-4 变压器二次避雷器℃17.6℃-20-1010图1-5 220kV 避雷器、电压感器拍摄在同一张热像图上，便于分析图1-6 220kV 避雷器、电压感器拍摄在同一张热像图上，互不遮挡，便于分析℃35.0℃-20020图1-7 220kV211结线母线避雷器、电压互感器 图1-8 220kV 出线耦合电容器、CVT图1-9 220kV 倒置式电流互感器 图1-10 220kV 正立式电流互感器图1-11 220kV SF 6开关 图1-12 220kVSF 6开关℃26.0℃10152025AR01: 32.8℃图1-13 66kV 间隔内开关、电流互感器拍摄在同一张热像图上，便于分析图1-14 66kV 间隔内开关、电流互感器拍摄在同一张热像图上，便于分析图1-15 干式电流互感器的红外热像图主要分析部位是下部箱体内绕组℃5.0℃-10-55图1-16 66kV 母线避雷器、电容式电压互感器拍摄在同一张热像图上，便于分析℃6.7℃3456LI01LI02LI03图1-17 66kV 母线倒挂式避雷器图1-19 66kV 电容器组图1-21 66kV 电容器组中干式电抗器组图1-18 变电站220kV 绝缘子串℃13.8℃图1-20 变电站隔离开关7.0℃23.0℃图1-22 220kV HGIS 开关气室图1-23 220kV HGIS母线气室图1-24 220kV HGIS电压互感器气室图1-2566kV电缆升高站电缆端头、避雷器热像图应尽可能将所有接点拍摄在一张热像图上图1-26 10kV 配电变压器图1-27 66kV电缆升高站电缆终端头、避雷器图1-28 配网柱上真空开关图1-29 配网线路避雷器图1-30 配网变压器台避雷器2电力设备红外检测热像图异常、故障范例2.1变电设备2.1.1变压器1）500kV变压器一次套管本体温度异常图2.1.1-1热像图特征及分析：电网设备状态检测典型案例(2014版)，某500kV变电站进口干式套管，红外检测发现C相比B相高1.6K，怀疑套管介损异常。
停电更换套管，试验介损、电容量均无异常。
红外分析误判断原因：a) 温区压缩范围过小，不到3K；b) 干式套管缺陷热像图温场分布特征为局部本体高温，与热像图特征及分析不符；c) 缺陷判断标准规定为2K～3K，未达到判断标准；d) 没有进行红外复测并与历史红外检测数据做比对分析; d) 没有检查和考虑变压器本体散热对套管的影响，B相套管下部受变压器热气流影响明显温度偏高，局部套管伞裙温度甚至高于本体温度。
本案热像图分析可直接诊断为变压器辐射热源影响，套管无异常。
如要证实分析结论，应环境条件(风向、风速)改变后进行复测。
2）220kV变压器一次套管渗漏油温场分布异常图2.1.1-2-a 图2.1.1-2-b图2.1.1-2-c 图2.1.1-2-d热像图特征及分析：图2-2-a 为2011-03-31日拍摄的热像图，图2-2-b 为2011-10-10日拍摄的热像图，图2-2-c 、图2-2-d 为2011-04-21日拍摄的热像图，套管外观检查未见有渗漏情况，根据三次红外热像图分析，判定C 相套管向变压器油箱渗油，渗漏速度较慢。
3） 220kV 变压器一次套管温场分布异常，怀疑套管内部局部过热℃27.0℃AR01AR02AR03LI01LI02LI03AR04AR05AR06AR07AR08AR09AR10AR11AR12图2.1.1-3-a热像图特征及分析： A 相、B 相套管温场分布不均，与C 相同位置最大温差4.4K 。
升高座温度基本相同。
热像图分析存在的疑点：a) 变压器套管过热应整体过热，本热像图套管只有中下部过热; b) 套管上端三相温度相差不大。
红外复测，三相套管温场分析基本均匀，最大相间同位置温差上、中、下部分别为0.4K 、0.7K 、0.9K （见图2-3-b ），说明套管是被外部热源加热。
现场调查证实为变压器散热器热气流随变化的风向，加热了套管局部区域。
℃35.5℃LI01LI02LI03AR01AR02AR03AR04AR05AR06AR07AR08AR09图2.1.1-3-b4） 变压器三相套管温度有规律升高图2.1.1-4热像图特征及分析：变压器220kV 套管自西向东逐渐升高，相间温差2K 。
为西偏北微风导致变压器本体热气流对套管加热。
5） 220kV 变压器一次三相套管缺油图2.1.1-5热像图特征及分析：变压器220kV 三相一次套管热像图显示中部油温明显不同，误判断套管缺油。
变压器一次三相套管同时缺油的原因只能是套管同时外渗，这样的概率极小，套管油同时内渗的概率同样极小，并且内渗套管的油位不会低于油枕油位，原因应为套管油循环未达到整只套管。
6） 220kV 变压器一次三相套管缺油图2.1.1-6热像图特征及分析：变压器220kV 三相一次套管热像图显示中上部油温明显不同，油位基本相同，应为套管缺油热像特征，但变压器油位计脏污观察不到油位。
本变压器为1980年投运的老旧变压器，停电清扫检查，各套管补油50kg 左右。
套管缺油极易发生套管受潮、裸露电容屏局部放电，应结论为严重缺陷。
三相套管均缺油，应为老旧变压器套管多次采油样后没有补过油，生产管理系统应吸取经验教训。
℃28.1℃AR01AR02AR03LI01LI02LI037）220kV变压器二次b相套管整体缺油图2.1.1-7热像图特征及分析：变压器220kV b相二次套管热像图显示整体温度低，误判断该套管整体缺油。
变压器套管整体缺油或无油无此可能，套管整体缺油将导致套管电容屏放电出现高温区，甚至绝缘击穿爆炸。
套管温场异常应为套管尾锥部分油路不暢。
8）500kV变压器一次套管局部发热图2.1.1-8-a 图2.1.1-8-b 热像图特征及分析：变压器500kV干式套管下部局部发热，怀疑内部故障。
变压器干式套管存在缺陷一般为固体绝缘开裂，进水受潮放电，缺陷部位本体出现高温区，并且温度相当高。
本支套管伞裙温度高于本体温度，发热部位下部温度高于中上部，且发热区域上部右侧向上倾斜，应为变压器器身辐射影响。
停电试验套管正常。
9）变压器66kV套管A、B相上部温度偏低，怀疑套管缺油图2.1.1-9热像图特征及分析：a) 套管油位线清楚，不缺油; b) 套管油全循环时间因其内部安装条件不同而不同，变压器负荷变化引起的套管温度变化速度不同；c) 没有检查套管油位；d) 没有核对近期拍摄的热像图。
10） 66kV 变压器压油式套管缺油℃26.8℃10152025LI01LI02LI03图2.1.1-10-a 2.1.1-10-b热像图特征及分析：变压器套管有不同区域的低温区，与正常套管温度比低6.0K~6.9K 。
11） 220kV 变压器66kV 套管缺油图2.1.1-11热像图特征及分析：变压器66kV b 相套管缺油，经核对，b 相套管油外渗。
12） 变压器绕组引线断股或开焊34.1℃58.8℃3540455055AR01AR02AR03AR04AR05AR06AR0734.6℃47.0℃363840424446AR01AR02AR03图2.1.1-12-a 图2.1.1-12-b热像图特征及分析：变压器套管升高座及套管本体均匀过热，最大温差3K~4K ，为变压器引线自套管尾锥以下发生开焊或断股。
如缺陷发生在套管尾锥内，套管间的温差将更大。
13） 变压器套管柱头过热20.9℃52.5℃AR01AR02℃47.5℃10203040AR01AR02SP01SP02SP03SP04AR03图2.1.1-13热像图特征及分析：变压器套管柱头温度高于设备线夹温度，套管屏蔽罩上部温度高于设备线夹温度。
14）变压器设备线夹接触不良过热图2.1.1-14热像图特征及分析：以变压器设备线夹与引线连接处为中心的发热。
15）变压器设备线夹接触不良过热图2.1.1-15热像图特征及分析：500kV750MV A变压器，红外检测时带负荷21MW~31MW，一次绕组N端套管设备线夹连接处为中心的发热，与低压绕组套管最大温差13.4K。
变压器负荷为额定负荷的3%左右，如果变压器带50%负荷，变压器一次绕组N端套管设备线夹连接处的温度测算可达到300℃以上。
16）变压器纯瓷套管导电杆下端接触不良过热℃32.1℃AR01AR02AR03AR04图2.1.1-16热像图特征及分析：变压器套管整体过热，A相套管升高座过热，温差较大。
本案套管上部最大温差13K，升高座上部温差4.5K。
17）220kV套管导表面温场分布异常图2.1.1-17热像图特征及分析：220kV套管本体多处温场异常，A相套管最高温度为：18.3 ℃; R2最高温度为：17.2 ℃；R3最高温度为：21.8 ℃，温差4.6K，发热点多为套管伞裙下沿。
热像图反应的应为表面污秽，且检测环境高湿。
环境变化后复测或配合停电涂抹防污材料。
电压致热分析温度范围应使用10K~15K间。
18）66kV干式电抗器包峰汇流线接触处发热图2.1.1-18-a 图2.1.1-18-b热像图特征及分析：66kV干式电抗器包峰汇流线连接处发热，与参考体温差22.2K、23.5K，为汇流线端子接触不良。
19）变压器气体继电器主油管路蝶形阀未开启图2.1.1-19-a图2.1.1-19-b图2.1.1-19-c热像图特征及分析：变压器气体断电器主油管路温度与气体继电器本体、变压器储油柜温度相同，远低于变压器上部油温。
本案图2.1.1-19-a，对应的220kV主变压器在冬季低温状态下气体继电器动作跳闸，热像图为事故后查找判断事故原因时拍摄，事故原因为该主油管路蝶形阀开启位置标识与实际相反。
变压器气体继电器主油管路蝶形阀开启的正常红外热像图图2.1.1-19-c。
20）变压器散热器效率下降图2.1.1-20热像图特征及分析：强油循环变压器散热器油管路进口油温与出口油温的温差下降。
强油循环变压器散热器散热效率正常的油进、出口温差应不低于2K ，本案油进、出口温差为0.8K 。
21） 变压器散热器效率下降图2.1.1-21热像图特征及分析：强油循环导向风冷500kV 变压器开启的散热器油管路进口油温与出口油温的温差0.2K 。
应安排对散热器进行清洗。
22） 自然风冷变压器散热器蝶形阀未开启图2.1.1-22热像图特征及分析：未开启的变压器散热器自上至下温度平衡，与变压器上部油温有较大温差。