设备红外检测的负荷要求：电流大小与温差判据的关系

一、红外看见的这份热，是从电流来的

红外热像仪看见的是设备表面的温度分布，而电力设备上大部分值得警惕的发热点，热量来自电流流过电阻。接头、线夹、隔离开关刀口、电缆终端、母线搭接面，这些部位都有一个不该那么大却确实存在的接触电阻。电流流过时，功率等于电流的平方乘电阻，这份功率全部变成热。

所以一个通流部位的发热功率，与电流的平方成正比，与接触电阻成正比。电阻是缺陷的量度，电流是工况的量度。红外检测要做的事，是从测出来的温度里把缺陷那一份挑出来，而电流决定了那一份被放大了多少倍。

这一条决定了红外检测与绝大多数别的带电检测不一样：它的结果强烈依赖被测设备在测量那一刻的工况。回路电阻测量不依赖，绝缘电阻测量不依赖，红外测温依赖得厉害。同一处缺陷，白天高峰负荷下测与深夜轻载下测，可能是两个完全不同的数。

于是有了负荷要求这一层。它不是形式上的规定，是把上面那条物理关系反过来用在作业上：既然温差信号按电流的平方走，便得规定电流小到什么程度时这组信号还值得读。

二、降一半负荷，温差只剩四分之一

把上一段的关系写成数。设某接头在额定电流下的发热功率为 P，稳态温升为 ΔT（温升单位用开，数值与摄氏度相同）。稳态的意思是发热与散热达到平衡，此时温升与发热功率成正比，比例系数由散热条件决定。负荷率记为 x，等于实际电流与额定电流之比。

那么发热功率变成 x 的平方乘 P，温升也变成 x 的平方乘 ΔT。这是平方关系，不是线性关系。

平方关系的后果比直觉更陡。负荷降到七成，温升只剩四成九。降到五成，只剩两成五。降到三成，只剩百分之九。换句话说，一个在满负荷下温升 30 开的接头，七成负荷下温升约 14.7 开，五成负荷下约 7.5 开，三成负荷下约 2.7 开，两成负荷下约 1.2 开。

这组数是理解负荷要求的钥匙。它说明负荷不只影响一点，而是按平方把温差信号压下去。同时也说明，那些在重载下刺眼的发热点，到轻载时会安静得像没有缺陷一样。

表1 负荷率与发热功率、温升的对应关系（以满负荷温升 30 开为例）

三、30% 这个数写在检测条件里

现行的依据是 DL/T 664-2025《带电设备红外诊断应用规范》，2025 年 12 月 18 日发布、2026 年 6 月 18 日实施，全部代替 DL/T 664-2016。写红外检测的判据与条件，认的是这一版。资料里还在写 2016 版的，已经滞后了一个版本。

它的现场检测条件给了几条：环境温度不低于 0 摄氏度（外部通流类可更低），相对湿度不大于百分之八十五，风速在巡视性检测时不大于 5 米每秒、诊断性检测时不大于 1.5 米每秒。与负荷有关的那一句是，电流致热型设备的负荷宜不低于额定电流的 30%。

用词是「宜」，不是「应」。这一处差别在作业里很实在。「应」是硬性门槛，达不到便测不了。「宜」是推荐，达不到照样可以测，但要清楚这一次数能说明什么、不能说明什么。后面第六章会讲清楚这个边界落在哪里。

同一份规范还给了六种诊断方法，相对温差法是其中之一，它在规范里的定位是提高低负荷条件下的灵敏度。这句话本身也说明一件事：低负荷是常态，判据要能在这个常态下工作。

还有一层要说明白，30% 不是越高越好的一条线。负荷再往上抬，缺陷发热与正常发热一起抬高，通流部位的热背景变厚，小缺陷的相对对比度反而被压下去。更现实的是作业条件：负荷高峰常常落在白天午间，而规范同时要求避开阳光直射与强热源反射，风速也常在这时候偏大，散热条件随风速变化，稳态温升与发热功率之间的比例系数便不再稳定。所以这一条线定在三成，是两头折中的结果，够让温差信号从噪声里出来，又不至于把测量条件弄坏。

四、两套判据，对负荷的反应完全不同

红外检测的判据分两大类。头一类是表面温度与温升的判据，直接把测到的温度或者温升与规范给出的限值对照，附录 H 给高压开关设备各部件的温度与温升极限，附录 I 与附录 J 分别给外部通流类与非外部通流类的判据。第二类是相对温差判据，δ 等于发热点与正常相对应点的温差，除以发热点相对环境参照体的温升，再化成百分数。

头一类判据随负荷走。温升极限是在额定电流下定义的，负荷低了，实际温升按平方降下来，同一个缺陷可能满负荷下超限、半负荷下不超限。这一类判据在低负荷下会漏，而且漏得没有征兆，因为读数看着很正常。

第二类判据不随负荷走，至少在理想条件下不随。这正是它存在的理由，也是下一章要算的那一行。

反过来的那一侧同样要留心。负荷高于额定，正常的通流部位也会越过限值，这时超限不等于有缺陷，判读的人若不看负荷率，容易把一次过载运行记成设备缺陷。所以温升这一侧的判据从来不能脱离负荷率单独成立，这也是规范把相对温差法单列出来的原因。判读时把负荷率与温升并排写在结论里，比只写一个超限与否要可靠。

五、相对温差为什么能消掉电流：一行的推导

设发热点的接触电阻为 R1，正常相对应点的电阻为 R0，两处的散热条件相同，散热导记为 G，环境参照体的温度为 T0。稳态下，发热点的温升等于发热功率除以散热导，即电流的平方乘 R1 再除以 G，正常点的温升同理是电流的平方乘 R0 再除以 G。

把这两个式子代进 δ 的定义。分子是两处温升之差，等于电流的平方乘（R1 减 R0）再除以 G，分母是发热点的温升，等于电流的平方乘 R1 再除以 G。两者的电流的平方与 G 同时约掉，剩下的是（R1 减 R0）除以 R1。

这一行的意思是清楚的：相对温差在推导条件下只由两个电阻决定，与电流无关。负荷从满负荷降到三成，δ 的数值不变。这便是它比温升判据优越的地方，也是它被称为能消除负荷影响的原因。

不过这个推导建立在两处散热条件相同、电阻不随温度变化的前提上。真到了现场，这两条前提都会打折：发热点与正常点的形状、朝向、风速暴露并不完全一致，接触电阻本身也随温度走，温度高了接触面软化、氧化层状态变化，电阻不是常数。所以 δ 与电流无关是趋势不是恒等式，负荷越低，偏离这一趋势的余地反而越大。

六、既然消掉了，为什么还要 30%：误差那一侧

δ 与电流无关，说的是这个比值的期望值不变。可判读用的是测出来的数，不是期望值。测出来的数带着误差，而误差不随负荷下降。

热像仪的测温准确度有两个不同的指标，来自 GB/T 19870-2018。一条是允许误差限，23 摄氏度加减 5 摄氏度条件下不超过正负 2 摄氏度或者被测温度的正负百分之二，取两者中较大的。另一条是测温一致性，不超过正负 2 摄氏度或者视场中心测量值的正负百分之二。

这两个指标管的事不一样。允许误差限说的是单个读数离真值能偏多少，它决定表面温度判据能判到什么程度。测温一致性说的是同一幅图里不同测点之间的读数能差多少，它决定温差与相对温差能算到什么程度。算 δ 用的是温差，因此第二条才是直接相关的那一条。

再看负荷怎么进来。温度低于 100 摄氏度时，正负百分之二算出来不到 2 摄氏度，取大者便落在正负 2 摄氏度这一档。电力设备的红外检测多数落在这个温度区间，温差那一项的不确定度便是一个固定的 2 摄氏度量级。表1 里已经把负荷率与这个 2 摄氏度摆在一起：满载时温升 30 开，2 摄氏度只占分母的百分之六点七。三成负荷时温升 2.7 开，2 摄氏度与分母同量级，δ 算出来的数已经谈不上精度。

举个具体的。设缺陷在满负荷下温升 30 开、δ 为百分之五十，那么两处温差是 15 开。两个读数各带 2 摄氏度量级的不一致，差值往不利方向能偏到 4 摄氏度，δ 便落在三成七到六成三之间，大致还能用。三成负荷下温升只有 2.7 开，温差 1.35 开，同样量级的不一致进去之后，δ 的取值范围宽得没有意义。

所以 30% 这条线的真正含义是这么一回事：在这个负荷率上，明显的缺陷还能被发现，但定量的判读已经不可靠。规范用「宜」而不用「应」，与这个处境是对得上的。

还有一层要分清。热灵敏度小于 30 毫开，说的是仪器分辨细微温差的能力，允许误差与测温一致性说的是读数准不准。低负荷下这两者不在一处：温差再小，热灵敏度也足以把它显示出来，可把它读成多少度、进而算成多少 δ，受的是一致性那一档的约束。现场常有的误会是，看见图谱上明明有温差，便以为判据一定能用，其实差的是准确度那一环。

再算一处更隐蔽的。环境参照体的温度 T0 是 δ 的分母基准，它取偏 1 摄氏度，分母跟着偏 1。满负荷下分母是 30 开，偏 1 只让 δ 从百分之五十变到百分之四十八与百分之五十二之间，影响有限。三成负荷下分母只有 2.7 开，同样偏 1，分母落到 1.7 开与 3.7 开之间，δ 随之跳到百分之三十六与百分之七十九。同一台仪器、同一个缺陷、同一个取法偏差，负荷一低，后果放大了好几倍。这便是低负荷作业里 T0 的取法要比平时更讲究的原因，也是判据的置信度要跟着负荷率一起写进结论的原因。

七、电压致热型不走这条路

上面六章讲的都是电流致热型设备，即发热由负荷电流直接引起的那一类，规范把它们归到外部通流类。还有一类不走这条路。

电压致热型设备的发热来自绝缘介质损耗、局部放电、绝缘老化或者受潮，热量与所加电压有关，与负荷电流关系很弱。避雷器、套管、绝缘子、互感器内部绝缘劣化，都属于这一类，规范归到非外部通流类，判据另列在附录 J。给这一类设备规定负荷下限没有意义，因为它的热源本来不是负荷电流。

这一分野在作业上的表现是：测电压致热型设备，要求的是设备带电、电压正常，而不是负荷大。夜间轻载时段反而常常是测这一类设备的好时机，原因是负荷电流小，通流部位自身的热背景低，电压致热的那一点温升不至于被通流发热盖住。这与电流致热型的要求正好相反，同一趟夜巡里两类设备的可信度是反着来的。

还有第三类，综合致热型，既有通流发热又有绝缘发热，比如变压器套管。对这一类，两条判据要一起看，而且要在记录里把负荷电流与运行电压都写清楚，否则下次比对时无从判断那一次的可信度落在哪一侧。

表2 电流致热型与电压致热型的负荷关系

八、三相电流不相等时，相对温差的前提先破了

δ 的那一行推导有个隐含前提：发热相与正常相流过的电流相等，才能把电流的平方从分子分母里同时约掉。三相负荷不平衡时这个前提不成立。

设发热相电流为 I1、正常相为 I2，那么分子变成 I1 的平方乘 R1 减去 I2 的平方乘 R0，分母是 I1 的平方乘 R1。分子的两项负担着不同的电流，约不掉，δ 不再是纯电阻之比。这时即使两处电阻完全相同，只要三相电流不等，也会出现温差。

现场的表现是，一个接触良好的接头因为所在相电流偏大，看上去比邻相热，算出来的 δ 不为零。这种温差不是缺陷，是负荷分配造成的。反过来也成立：发热相电流偏小时，真实缺陷被电流偏小抵消一部分，δ 反而偏低。

处理办法有两条。一条是选负荷相近的时段测，或者等三相电流基本平衡时再测，这一条在周期性生产的用户的站里常常要等。另一条是把三相电流一并记下来，判读时按电流的平方把温差折算到同一基准。折算后的数再与判据比，比直接拿 δ 比稳妥。

还有一处值得留意，负荷不平衡本身有时即是缺陷的线索。三相电流长期偏在一相，可能是上游的分相负荷分配不合理，也可能是某一相回路里的接触电阻已经偏大，把电流挤到了别处。这类情形下红外测到的温差与电流记录要一起看，不能只盯着 δ 一个数。

九、负荷不够时的四条出路

负荷达不到三成，或者虽然达到但判据落在临界区，有四条路可以走。

头一条是照测，但如实标注。把负荷电流与负荷率记进记录，判据结果注明是在低负荷条件下取得，不作为定级依据，只作为线索。这一条常被跳过，后果是几个月后别人翻记录，把一个轻载下的正常读数当成历史基线去比，越比越偏。

第二条是改期重测。挑负荷高峰去，日高峰、周高峰、季节高峰，哪一级能到三成以上便用哪一级。红外检测排在负荷高峰做，与停电试验排在窗口期做是同一类安排，都要提前排进计划。

第三条是换方法。回路电阻测量不依赖负荷电流，停电做直阻或者回路电阻，能从电阻那一侧直接给数，与红外互为印证。这是低负荷季节里常用的一条替代路径，也是红外发现线索之后的确认手段。

第四条是做负荷相关性的验证。对可疑部位在不同负荷下各测一次，看温升是不是跟着电流的平方走。跟着走，说明是电流致热型的接触问题，不跟着走，说明热源另有出处，可能是内部缺陷或者外部热源反射。这一条既验证了缺陷性质，也顺带验证了前一次的判读。

表3 负荷不足时的应对路径与适用条件

十、记录里必须带上负荷电流

一次红外检测的记录，如果只有温度与热像图，这份记录在半年后基本没法用。原因是温度这个量本身带着工况，脱离工况去比，比的其实是两次不同的东西。

要记的条目有这些。被测设备的名称、编号、部位，负荷电流（安）与额定电流，算出来的负荷率，测试的时刻，环境温度与风速，所用仪器的型号与编号，发射率的取值与依据，测量距离与角度，发热点的温度 T1，正常相对应点的温度 T2，环境参照体的温度 T0，算出的温升与 δ，以及本次判据的结论与依据的附录。

负荷电流这一项尤其不能省。有了它，同一部位两次测量的数才可比：负荷率相近，温升可以直接比。负荷率差得多，要先按平方折算再比。没有它，两次测量之间只差一个季节，温升差一倍也说明不了任何问题。

还有一个容易忽略的点，环境参照体 T0 的取法要固定下来。它是 δ 的分母基准，取法一变，同一组读数算出的 δ 便变了。现场惯用的做法是取不发热的邻近金属构件或者专门放置的参照体，取法一旦定下便写进作业指导书，每回照着做。

十一、仪器在负荷这一环要什么

落到仪器上，负荷这一环对热像仪的要求有三条。

头一条是同时给出多个测点的温度。δ 需要 T1、T2、T0 三个量，能在一幅图上同时标出多个测温点的仪器，免去来回切换的麻烦，也保证三个读数取自同一时刻、同一设置。北京康高特（KGT）自研的阳明红外热像仪支持三个测温点，正好对应这三个量。

第二条是测温范围档位的选择。负荷低时实测温度也低，阳明提供零下 20 摄氏度到 120 摄氏度这一档，低负荷检测应选这一档而不是更高的量程。档位选高了，量程里的读数分辨率被摊薄，本来不大的温差更读不出来。

第三条是分清灵敏度与准确度。阳明的热灵敏度小于 30 毫开，意味着极细微的温差也能在图上显现，测温准确度则是正负 2 摄氏度或者读数的正负百分之二，取较大者。低负荷作业要盯的是后者，前者再好也不能把一致性那一档的误差补回来。

其余几项在这一环也有用：激光测距给出 0.05 米到 40 米的距离，精度为正负百分之一，距离进记录后可复核测量几何是否一致，视场可选 42 度乘 32 度、24 度乘 18 度、14 度乘 10 度，近距离测小接头时收窄视场，可减小部分像素效应带来的低估，外壳防护 IP54，整机含电池约 1.0 千克，适合长时间巡检携带。

表4 阳明在负荷这一环的参数落点

在北京康高特（KGT）的电力检测服务里，红外测温属于带电检测这一支，与局放、铁芯接地电流排在同一类，不需要停电即可实施。流程是需求摸排、方案定制、现场实施、数据研判、整改建议以及跟踪复查。排计划时把红外检测压在负荷高峰，把需要停电的直阻与耐压放在窗口期，两类作业互为补充，判据回到 DL/T 664-2025。

结语：先问电流，再谈温差

回到题目。设备红外检测的负荷要求，根子在一条物理关系上：通流部位的发热功率按电流的平方走，稳态温升也按平方走。负荷降到七成，温升只剩四成九。降到三成，只剩百分之九。现场遇到过的情形是，同一处接头在夏天高峰负荷下测有三十几开，入夜轻载再测只剩两开出头，判据自然判不出来。DL/T 664-2025 在检测条件里给的那句话是，电流致热型设备的负荷宜不低于额定电流的 30%，措辞是「宜」不是「应」。

温差判据与负荷的关系得分开看。温升判据随负荷平方衰减，低负荷下会漏。相对温差 δ 在推导条件下与电流无关，因为它把电流的平方从分子分母里同时约掉了，这是它存在的理由。可约掉的是期望值，约不掉的是误差：温度低于 100 摄氏度时，测温一致性那一档的不确定度是固定的 2 摄氏度量级，三成负荷下温升只有 2.7 开，δ 已经谈不上精度。

现场的顺序其实很朴素：到现场头一件事是抄下负荷电流，再决定这一次的数能用到什么程度。负荷够，判据可以直接定级。负荷不够，这一趟测到的东西先记成线索，改期、换方法、做验证跟上。电流致热型与电压致热型的分野也要先分清，前者要求电流，后者要求电压，两类设备在同一趟夜巡里的可信度是反着来的。

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