열화상카메라 측정방법

열화상카메라 측정방법

 

 

열화상(적외선 열화상) 측정은 비접촉식 온도 진단 기법으로, 전기·기계 설비의 이상 유무를 조기에 발견하는 데 매우 유용합니다.

전기기사·전기안전관리 실무 관점에서 원리 → 측정 준비 → 촬영 방법 → 판정 기준 → 주의사항 순서로 체계적으로 정리해드리겠습니다.

 

1. 열화상 측정의 원리

< Fig01. 열화상카메라(FLIR제조사 참고) >

 

열화상 카메라는 물체에서 방출되는 적외선(Infrared Radiation) 에너지를 감지하여 이를 온도로 환산합니다.

1) 기본 원리

· 모든 물체는 절대온도(0K) 이상이면 적외선을 방출

· 방출량은 온도와 방사율(Emissivity)에 따라 결정

· 카메라는 이 적외선을 전기신호로 변환 후 색상 이미지로 표현

< Fig02. 열화상카메라 작동원리 >

 

2) 핵심 개념

항목	설명
방사율(ε)	물체가 열을 방출하는 정도 (0~1)
반사온도	주변 물체에서 반사되는 열 영향
대기감쇠	거리 증가 시 열신호 약화

※ 실무에서 가장 중요한 값은 방사율 설정입니다.

 

 

2. 열화상 측정 전 준비사항

1) 장비 준비

대표적인 열화상 카메라 제조사

· FLIR Systems

· Testo

· HIKMICRO

 

2) 점검사항

· 배터리 상태

· 렌즈 오염 여부

· 온도 범위 설정

· 방사율 값 입력

 

3) 측정 조건 확보

① 부하 상태에서 측정

· 전기설비는 반드시 정격부하의 40~100% 상태에서 측정

· 무부하 상태에서는 이상 발견이 어려움

② 외기 조건

· 비, 안개, 직사광선은 오차 증가

· 풍속 5m/s 이상 시 정확도 저하

 

 

3. 열화상 측정 방법 (실무 절차)

1) 방사율 설정

재질별 일반 방사율 값

재질	방사율
고무	0.95
도장 금속	0.90
산화 구리	0.80
광택 금속	0.10~0.30

※ 광택 금속은 반사 영향이 크므로

→ 절연테이프 부착 후 측정하는 것이 정확함

 

2) 촬영 거리

· 가능하면 1~3m 이내

· 거리 증가 시 IFOV 문제 발생 (픽셀 당 측정 면적 증가)

 

3) 촬영 각도

· 90도 수직 촬영이 가장 정확

· 경사 촬영 시 반사 영향 증가

 

4) 온도 비교 측정 (ΔT 분석)

절대온도보다 온도 차이(ΔT) 가 중요합니다.

비교 방법

· 동일 상간 비교 (R-S-T)

· 동일 부하 설비 비교

· 동일 설비의 이전 데이터 비교

< Fig03. 분전반 내부 열화상태 점검 >

 

 

4. 적외선 열화상 측정온도 판정방법

적외선 열화상 측정의 온도 판정방법은 3상 비교법과 온도패턴법 두가지 방법이 있습니다.

 

1) 3상 비교법

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3상 비교법은 동일 조건의 다른 부위의 온도를 비교하여 이상상태를 판단합니다. 측정하려는 온도보다 비교하려는 측정점의 온도차를 확인하여 이상상태를 확인하는 방법입니다.

판정 구분	정 상	요 주 의	이 상
온도차	5℃ 이하	5℃ 초과 ~ 10℃	10℃ 이상

 

2) 온도 패턴법

측정 당시의 주위온도나, 환경을 고려하여 측정하여 설비의 최고 허용온도를 초과하는지 확인하는 방법입니다.

전력기기		기 준	판 정	비 고
유입변압기		50℃	이상	KSC 4306
접속부(동 재질)		65℃ 이상	요주의	KSC 4502
구조부분(기기의 애자)		90℃ 이상	요주의
리액터 권선	E	70℃ 이상	요주의	KSC 4806
	B	75℃ 이상	요주의
	F	95℃ 이상	요주의
	H	20℃ 이상	요주의
전선	IV전선	60℃ 이상	이상	내선규정
	HIV전선	75℃ 이상	이상
케이블	EV	50℃ ~ 95℃ 이상	요주의
	CV, CN-CV	95℃ 초과	이상

 

 

5. 열화상 측정 시 자주 발생하는 오류

1) 반사 오류

광택 있는 동, 알루미늄은 주변 열이 반사됨

→ 인체 열이 찍히는 경우 많음

 

2) 거리 오차

멀리서 확대 촬영하면 실제보다 낮게 측정

 

3) 스팬(Span) 조정 미흡

온도 범위 설정이 너무 넓으면 이상부위가 눈에 잘 안 보임

 

 

6. 전기설비 열화상 진단의 목적

· 접촉불량 조기 발견

· 과부하 탐지

· 불평형 부하 확인

· 절연열화 판단

· 화재 예방

특히 단자 접촉저항 증가 → I²R 발열 증가 → 화재 위험

이 메커니즘을 이해하는 것이 핵심입니다.

 

 

7. 열화상 보고서 작성 방법

보고서에는 반드시 다음이 포함되어야 합니다:

· 측정일시

· 외기온도

· 부하율

· 방사율 설정값

· 최대온도 / 평균온도

· ΔT 비교표

· 조치 권고사항

 

 

8. 현장 실무 팁

· 동일 조건에서 반복 측정하여 추세관리

· 분전반은 개방 후 5~10분 안정화 후 촬영

· 변압기는 상부, 하부 모두 촬영

· 야간 측정이 정확도 높음