ИК излучение испускается всеми телами при любой температуре, отличной от абсолютного нуля.

ИК лучи часто называют также тепловыми лучами. В действительности они не имеют ни каких тепловых свойств. Как и другие излучения, они могут быть поглощены телами, помещенными на их пути, и превращаются в теплоту. Однако тепловой эффект является только результатом поглощения ИК лучей и не составляет их специфического признака.

ИК излучение является частью оптического излучения и занимает в спектре электромагнитных колебаний диапазон от 0.76 до 1000 мкм, причем спектр излучения твердых тел характеризуется непрерывным распределением излучения по всему диапазону с единственным максимумом, положение которого зависит от температуры тела и определяется законом смещения Вина, согласно которому длина волны максимального излучения обратно пропорциональна абсолютной температуре.

ИК область спектра принято делить на четыре части: ближнюю, среднюю, дальнюю и очень далекую.

Такое деление связано с особенностями прохождения ИК излучения через атмосферу, которая поглощает или в значительной степени ослабляет излучение определенных частей спектра за счет рассеяния и поглощения его молекулами водяного пара, углекислого газа и озона. Участки спектра ИК излучения, на которых ИК лучи проходят через атмосферу с незначительным ослаблением, называют атмосферными окнами. Туман и облака сильно рассеивают излучение и по существу непрозрачны для ИК лучей, но через дождь, например, ИК излучение проходит достаточно свободно.

Важно заметить также, что земная атмосфера пропускает через атмосферные окна до 65 % солнечного излучения в ИК области спектра. Исходя из расчетов спектральной плотности излучения реальных объектов, температура которых не значительно отличается от температуры окружающих предметов на уровне температуры близкой к 300 К ( 27 С ), а также учитывая пропускание атмосферы, установлено, что оптимальным является окно 8 - 13 мкм, что и используют при конструировании тепловизионных приборов. В этом окне ослабление ИК излучения при толщине слоя осажденной воды 17 мм на расстоянии 1.8 км составляет в среднем около 30 %, т.е. для тех расстояний, с которых производится выявление дефектов высоковольтного оборудования, атмосфера практически не ослабляет интенсивности инфракрасного излучения.

Начиная с 14 мкм, поглощение всеми компонентами атмосферы становится настолько сильным, что в спектральном диапазоне 14 - 200 мкм атмосфера практически непрозрачна для ИК лучей.

При оценке интенсивности ИК излучения большое влияние на результаты оказывает угол между нормалями к поверхности излучения и плоскости приемника или осью оптической системы приемника. Чем больше угол, тем меньшая часть потока ИК излучения попадает на площадку приемника. Для каждой формы излучателя существует предельный угол, превышение которого приводит к тому, что ИК излучение вообще не попадает на приемник.

Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе точки расположения тепловизионных приборов, стараясь расположить оптическую ось приемника по возможности перпендикулярно излучающей поверхности.

ИК контроль желательно проводить при отсутствии солнца ( в облачную погоду или ночью ), предпочтительно перед восходом солнца, при минимальном воздействии ветра в период максимальных токовых нагрузок, лучше весной - для уточнения ремонтных работ и ( или ) осенью - в целях оценки состояния электрооборудования перед зимним максимумом нагрузки.

При проведении ИК - контроля должны учитываться следующие факторы:

- коэффициент излучения материала;

- солнечная радиация;

- скорость ветра;

- расстояние до объекта;

- значение токовой нагрузки;

- тепловое отражение и т. п.

Рассмотренные свойства и особенности ИК излучения определяют следующие методические рекомендации при выявлении дефектов высоковольтного оборудования:

1. тепловизионный приемник должен принимать ИК излучение дальней части спектра 6 - 15 мкм;

2. измерение необходимо проводить при отсутствии прямого солнечного излучения, тумана или дождя, при этом сплошная облачность не пропускает ИК излучения солнца;

3. необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности обследуемого объекта, а также угол между осью тепловизионного приемника и нормалью к излучающей поверхности.

При проведении ИК - обследования электроборудования существенное значение имеет влияние и устранение систематических и случайных погрешностей, оказывающих влияние на результаты измерения. Систематические погрешности заключены в конструкции измерительного прибора, а также зависят от выбора их соответствия с требованиями к совершенству измерения ( разрешающей способности, поле зрения и т. п. ). Случайными погрешностями, возникающими при проведении ИК - контроля могут являться: воздействие солнечной радиации, выбор излучательной способности и др. Ниже рассмотрены виды погрешности возникающие при ИК - контроле электрооборудования и способы их устранения.

Коэффициент излучения материала в общем виде зависит от длины волны, угла наблюдения поверхности контролируемого объекта и температуры. Для металлов, в отличии от газообразных и жидких веществ спектральный коэффициент излучения изменяется весьма слабо. Коэффициент излучения, помимо выше сказанного зависит также от угла наблюдения.

Для металлов коэффициенты излучения постоянны в интервале углов наблюдения 0 - 40, для диэлектриков - в интервале углов 0 - 60. За пределами этих значений коэффициент излучений быстро уменьшается до нуля при направлении наблюдения по касательной.

Так, при длине волны при длине 10 мкм при наблюдении по нормали вода близка к абсолютно черному телу, а при наблюдении по касательной становится зеркалом Е = 0.

Коэффициенты излучения с ростом температуры обычно увеличиваются. Обычно коэффициент излучения зависит от состояния поверхности металла. Поскольку токоведущий узел электрического аппарата или установки может включать в себя множество компонентов из разнородных металлов, поверхности которых окрашены, имеют окисные пленки или разную степень обработки поверхности, т. е. различные коэффициенты излучения, при инфракрасном контроле могут возникнуть предположения о перегревах на участках с повышенными коэффициентами излучения. В подобных случаях, целесообразно провести пофазное сравнение результатов измерения, оценить состояние перегретого участка ( точки ) с помощью бинокля, выяснить объемы ремонтных работ, проводимых на данном токоведущем узле и т. п

Солнечная радиация нагревает контролируемый объект, а также при наличии участков ( узлов ) с хорошей отражательной способностью создает впечатление о наличие высоких температур в местах измерения. Эти явления проявляются при использовании ИК - приборов со спектральным диапазоном 2 - 5 мкм. Для исключения влияния солнечной радиации рекомендуется осуществлять ИК - контроль в ночное время суток ( предпочтительно после полуночи ) или в облачную погоду. Для того, чтобы облегчить проведение ИК - контроля при безоблачном небе и при солнечном отражении можно использовать солнечный рефлекторный фильтр ( например, SRX ). При острой необходимости, измерение в электроустановках при солнечной погоде рекомендуется производить для каждого объекта поочередно из нескольких диаметрально противоположных точек.