第三章 研究方法
3.2 研究方式與流程
進行紅外線檢測前須制定可行之檢測計畫，為避免進行檢測時因各部門可配合時間 上之差異造成困擾，因而造成人力與物力之浪費，因此該計畫於擬定前可先與各電氣設 備相關管理部門及人員進行討論與確定，以使得檢測計畫能獲得最大效益。而在紅外線 熱影像檢測計畫之進行上，將區分為「檢測計畫制定」、「檢測計畫執行」、「檢測結 果確認」、「檢測異常結果處理」四大步驟來進行，整體執行方式之流程如圖3.3所示。
而各步驟執行之作業說明，以下將分別說明。
1. 檢測計畫制定
為避免進行檢測時不必要的人力與時間浪費，應於檢測前制訂適宜之計畫。而 首要之際，即建立製程電氣設備清單，並依據電氣設備清單中之檢測對象逐一進行。
由於製程機台數量眾多，為避免檢測時造成項目遺漏與統計上之困擾，可依據製程 區域及特性進行分類，並將電氣設備之所在位置樓層、製程區域、機台名稱、機台 編號、電氣盤面編號、風險等級、檢測頻率、設備保管單位、負責人員、聯絡方式...
等相關資訊明列於清單中，如表3.2所示。
而製程電氣設備清單中除列出需檢測之對象外，亦須依據該機台電氣設備之風 險等級來進行檢測頻率之制定。因製程電氣設備之數量與種類繁多，因此若不依據 其實際狀況來進行檢測頻率制定，將容易因檢測程序繁雜而造成困擾。而若依據其 風險等級進行檢測，除能有效應用人力與物力，更能有效掌握其危害風險，以最低 成本達到最大效益。而針對引起損害或損失，以及其他足以引起意外或可能導致意 外發生之不期望的事件，將依其風險等級進行區分，可依據附表 3.3 原則與各設備負
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數位相機鏡頭 紅外線鏡頭
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數位相機鏡頭 紅外線鏡頭
圖 3.1 紅外線熱影像儀正面外觀 資料來源：參考文獻
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LCD螢幕 鏡頭本體
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圖 3.2 紅外線熱影像儀背面外觀
資料來源：參考文獻
﹝17﹞表 3.1 紅外線熱影像儀規格
AC 運作 AC整流器：90-260 VAC輸入
電壓 11-16 VDC
圖 3.3 紅外線熱影像檢測執行流程圖 檢測區域製程電氣設
備資料調查與統計
檢測區域與檢測時 程之訂定
進行檢測
檢測結果紀錄與確認
檢測結果OK 檢測結果NG
電氣設備元件異常維修
電氣設備元件維修後復檢測
檢測紀錄留存
OK
NG 檢測計畫制定
檢測計畫執行
檢測結果確認
檢測異常結果處理
項次 廠區別 樓層 製程區域 機台名稱 機台編號 電氣盤面編號 風險等級 檢測頻率 設備保管單位 負責人員 聯絡方式 製表日期： 年 月 日
製表人：
製程電氣設備清單
製程電氣設備清單
製程電氣設備清單
製程電氣設備清單
表 3.2 製程電氣設備清單
責人員進行規劃與制定，並依據風險等級與頻率區分表將檢測對象進行優先順序之 排定以提高檢測效率。
2. 檢測計畫執行
以紅外線熱顯像儀進行製程電氣設備檢測時，在一般環境狀況之下皆可直接開 機並於自動校正後進行檢測，檢測人員即可經由顯示螢幕中了解被測物體的溫度分 佈與溫度值。而在檢測之同時，須將相關機台資訊記錄於表單中，如檢測區域、機 台名稱及編號、盤面編號、檢測位置與檢測結果等相關資料，如附表 3.4。而在檢測 進行中仍有部分需注意之事項須加以避免，以免造成檢測結果有所誤差。
(1)進行檢測前需先確認檢測對象之製程設備是否處於運轉中，若機台於停機、保養、
維修…等無負載之狀況下進行紅外線熱影像檢測，則其檢測出之數據是無法作為 機台設備狀況之依據。
(2)部分製程設備設計上為維護作業人員安全，機台與電氣盤面間會設有連鎖裝置，
若貿然開啟電氣盤面將會造成機台無預警停機。因此在進行檢測開啟電氣盤面 時，需事先與機台負責人確認其裝置，並先行將其連鎖裝置隔離，而在完成檢測 作業後亦需再將連鎖裝置進行復歸，以維持機台設備與人員安全。
(3)檢測時因須於機台設備運轉下進行，故為現場活線作業，因此須避免身體及手工 具接觸電氣元件。在使用紅外線熱影像儀時須距離盤面 30cm~100cm 之安全距離 進行檢測，以免發生感電之情形。
(4)部分受檢測之電氣盤面內部會設有壓克力保護蓋或其他安全之保護裝置，因此在 進行檢測前應在不影響安全情形下盡可能卸除。因受保護遮蔽之部位，會影響紅 外線檢測而造成檢測結果失去準確性。
(5)紅外線熱影像儀開始進行檢測時會自動調整對焦，而焦距是否清晰將會影響檢測 出之溫度值，因此在進行紅外線拍攝時須力求焦距之清晰。
(6)大氣溫度與設備使用環境之溫度亦會造成溫度量測上的誤差，因此對於具較低放 射率之被測物體，鄰近的熱源與光源的反射作用會造成檢測時之明顯干擾現象。
3. 檢測結果確認﹝12﹞
紅外線熱影像儀針對電氣設備進行檢測，除了可得知設備的整體熱影像分佈來研判 異常部位元件及造成原因外，對於局部熱點亦可用電腦分析軟體計算出溫度值。而當異 常熱點被檢測出時，電氣設備維護人員則可依據該異常處對設備之構造及使用特性，進 行異常點判斷及採取改善措施。而紅外線熱影像儀所檢測出之異常點，乃是指檢測出之 溫度點在與相關標準進行判斷比較後，其溫度超過規範之容許溫度或溫升限度值，而針
表 3.3 風險等級與檢測頻率區分表
對異常判斷之方式有「法令標準比較」、「機台設備元件資料」、「同機、同型比較」，使 用診斷方式說明如下。
(1)法令標準比較
溫度異常點之判斷可先由法令標準或國際標準，所訂定之最高容許溫度及溫升上 限加以比對判斷。法令標準屬於強制性遵守，而國際或團體標準則屬於自願性遵 守，相關診斷之依據規範可參考表 3.5。在不同的標準中，有時對溫度的要求會略 有不同，而各項標準並無法對各種材料使用之溫升值作詳細的規範，使用參考時 可依據使用環境、設備實際運轉狀況及可容忍的風險，選擇適當之管制值進行診 斷。以下將列舉數個標準中所規範之容許溫度標準，表 3.6~表 3.11。而此類標準 即可作為電氣設備過熱故障診斷工作之依據。
(2)機台設備元件資料
製程電氣設備使用之數量種類與各種材料眾多，而目前使用各項標準並無法完全 對各種材料之溫升值做出作詳細完整的規範，也因此在檢測電氣設備之運轉溫度 確認時，亦應將設備製造商所提供之各設備元件使用溫度規定列入考量。
(3)同機、同型比較
設備運轉溫度低於法令標準及原廠所提供的容許溫度及溫升上限時，容易會被誤 為該電氣設備溫度正常。尤其是在環境溫度低、負載電流小的情況下，設備的溫 度值並沒有超過標準，但如果與其他使用條件相類似的電氣設備進行比較後發現 溫度仍偏高時，即表示該設備仍可能有潛在性異常發生之風險危害。此時的溫度 值雖並不足以證明該電氣設備沒有異常或故障，但在增加其負載或環境溫度上升 後，容易引發設備異常事故發生，因此對電流型設備還可藉由「相對溫差」來判 定其異常存在與否。例如先擇定一處具構造規格及運轉情況相似者作為「參考 點」，對於具有三相之設備者，可視三相中溫度最低者為參考點；若無三相可供 比較，則可在同一迴路中擇一條件較類似者作為參考點。
4. 檢測異常結果處理﹝12﹞
而針對檢測結果不論檢測是否有異常，皆須將結果製作紀錄以作為日後設備維 護人員之參考依據，檢測結果若為正常則可將結果記錄於表 3.4 中；若檢測結果有異 常，則應另做成異常報告以供後續改善追蹤。其內容因包括檢測日期、檢測樓層與 區域、機台名稱與編號、盤面編號、異常位置點、異常點影像圖、以及改善後相關 資訊…等，如表 3.15 所示。檢測結果對於異常之電氣設備應進行維護保養作業，但 為避免因停機維護而造成生產中斷之影響，因此針對檢測出異常之部位，須依據危
害風險之嚴重度來進行評估，進而排定維護時程。而風險等級判斷方式及參考標準，
可依表 3.12~表 3.14 作為參考。依其風險等級區分，來判斷電氣設備異常之嚴重性與 重要性，以制定電氣設備檢修期程與避免非預期性停機，確保人員設備安全，並降 低產能財產損失。而當異常點完成改善後，則須針對異常之電氣設備進行復檢測，
以確認其異常部位是否已消除。
表 3.5 各種類標準規範表
ISO(International organization for Standardization) ISA(International Society for Measurement and Control) 對溫度各sensor與材質耐溫界定說明。
IEC(International Electromechanical Commission) 對電氣材質、接點之溫度異常有明訂標準。
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 為電力電子與通訊之標準權威機構。
團體標準
SPIE(Society of Photo-optical Instrumentation Engineers)
SEMI(Semiconductor Equipment and Materials Institute) S2-93與S2-0200
討論溫度規範。
自願
區域標準 歐洲共同體CEN(European Committee for Standardization)
針對電氣與機械訂定標準。 自願
國家標準
美國ANSI(American National Standards Institute) 英國BSI(British Standard Institute)
加拿CSA(Canadian Standards Association) 德國DIN(Deutsche Institute Fur Norman) 日本JIS(Japanese Standards Association)
韓國KRISS(Korea Research Institute of Standards and Technology) 中國國家標準CNS(Chinese National Standards)
自願
國際標準 自願
資料來源：參考文獻
﹝18﹞表 3.6 低壓絕緣電線之最高容許溫度表
絕緣電線之種類 絕緣物之種類 絕緣物容
許溫度℃
1.PVC電線 1.聚氯乙烯(PVC)
2.RB電線 2.橡膠（Rubber）
3.耐熱PVC電線 3.耐熱聚氯乙烯
4.PE電線(POLYETHYLENE) 4.聚乙烯(Polyethylene，PE)橡膠 5.SBR電線
(STYRENE BUTADIENE RUBBER)
5.苯乙烯丁二烯 (Styrene Butadiene)橡膠
6.聚氯丁二烯橡膠絕緣電線 6.聚氯丁二烯
(Polychloroprene)橡膠 7.EP橡膠電線
(ETEYLENE PROPYLE-NE RUBBER)
7.乙丙烯
(Ethylene Prop- ylene)橡膠 8.交連PE電線
(CROSSLINKED POLYETHYLENE)
8.交連聚乙烯
(Crosslinked Polyethylene，XLPE)
9.氯磺化聚乙烯橡膠絕緣電線 9.氯磺化聚乙烯
(Chlorosulfumated Polyethylene)橡膠
60
表 3.8 ANSI-37 美國國家標準容許溫度表
測定處 溫升限度(℃) (警告值)
容許溫度(℃) (危險值) 匯流排及其接續導線 25 65 銅質接點接觸部 35 75 銀質接點接觸部 65 105 銅端子與導體連接部 40 80 鍍銀端子與導體連接部 65 105 鍍錫端子與導體連接部 45 85 礙子連接水泥部分 50 90 導體周圍構造部分 70 110
資料來源：參考文獻
﹝18﹞表 3.9 ISA 國際標準、ANSI-MC96.1-1982 美國國家標準容許溫度表 管路材質 最大操作溫度
Carbon Steel碳鋼 540℃
Wrought Iron熟鐵 700℃
Cast Iron生鐵 700℃
304 Stainless Steel不銹鋼 870℃
316 Stainless Steel不銹鋼 870℃
446 Stainless Steel不銹鋼 980℃
Nickel鍍鎳 980℃
75%Nickel-15%Chromium-Iron鎳鉻 1150℃
Porcelain(磁) 1650℃
Silicon Carbide矽碳化物 1650℃
Alumina-Silica 1650℃
Aluminum Oxide 1750℃
資料來源：參考文獻
﹝18﹞表 3.10 SEMI S2-0706 最大可能危害表面溫度
155 115
180 140
180超過 140超過
100 60
表 3.12 絕對溫差值與檢修時效要求參考表 設備位置 與參考點絕對溫度( ∆Tr) 處置方式
0℃∼20℃ 定期檢測
21℃∼40℃ 下次定檢時檢修 41℃∼60℃ 儘速停機檢修
60℃以上 立即停機檢修
0℃∼4℃ 定期檢修
5℃∼10℃ 下次定檢時檢修
11℃以上 立即停機檢修
地上裝置
地下裝置
註： ( ∆Tr) = Th – Tr
Th：設備之熱點溫度； Tr：參考點溫度 資料來源：參考文獻
﹝12﹞表 3.13 相對溫差值與檢修時效要求參考表 與參考點相對溫度( ∆Tr) 設備狀況 處置方式
0％∼10％ 尚屬正常 定期檢測
10％∼50％ 須注意(－) 歲修時一併改善 50％∼100％ 須注意(＋) 應擇機檢修
＞100％ 異常 應盡速檢修
註： ( ∆Tr) = Th – Tr
Th：設備之熱點溫度； Tr：參考點溫度 資料來源：參考文獻
﹝12﹞表 3.14 異常等級之溫度界限設定參考表
異常等級(失效類別) 等級說明(失效模式)
參考 溫度偏離常態，但不影響安全，可作為製程生產或品質改善參 考。
注意 溫度已偏離常態，生產上未有立即危害，人員可能有觸碰燙傷 危害，應注意或標示，並定期追蹤檢測溫度是否異常變化。
定期改善 溫度已超過警界值，需進行改善處理，改善後應進行複檢。
立即維修 溫度已超過危險值，應於一周內儘速處置，改善後應進行複 檢。
資料來源：參考文獻
﹝21﹞表 3.15 紅外線熱影像檢測異常報告
檢測日期 報告日期
檢測樓層/區域 檢測人員
機台名稱 盤面編號
機台編號 異常位置點
檢測單位主管 檢測單位人員 設備單位主管 設備單位人員 檢測結果異常說明：□立即改善 □定期改善 □注意 □參考
預定改善日期 : 年 月 日 設備維護人員：
改善完成日期 : 年 月 日 復檢測日期 : 年 月 日
改善完成日期 : 年 月 日 復檢測日期 : 年 月 日