Тепловизионные измерения используются во всех случаях, когда по величине и распределению температуры на поверхности объекта контроля можно оценить его техническое состояние. Самым популярным методом обнаружения повреждений электрических силовых устройств является использование тепловизионных тестов, на которые приходится около 70% выполненных измерений.
Тепловое изображение позволяет обнаруживать неисправности, которые мы не можем увидеть своими глазами. Везде, где протекает ток и присутствует сопротивление, выделяется тепло и температура повышается. Повышенное сопротивление возникает в точках подключения, поэтому все разъемы проходят специальный термографический контроль. Это относится к управлению генераторами, линиями электропередач, трансформаторами и распределительными устройствами вместе с батареями конденсаторов.
Обнаружение перегретого элемента и правильная классификация опасности в зависимости от текущей нагрузки и повышения температуры — это типичные задачи термографического контроля. Стоит обратить внимание на то, что польские компании, застрахованные в западных страховых корпорациях, должны не реже одного раза в год демонстрировать тепловизионный осмотр своих электроустановок в качестве доказательства пожарной безопасности.
Термография
Термография, широко известная как термография, основана на обнаружении и регистрации инфракрасного излучения, испускаемого объектами, температура которых выше абсолютного нуля, и преобразовании этого излучения в видимый свет. Полученное тепловое изображение является отображением температурного поля на поверхности контролируемого объекта. Такие тесты можно проводить с помощью специальных устройств, называемых тепловизионными камерами.
Тепловизионная камера используется для бесконтактной съемки распределения температуры на наблюдаемой поверхности путем измерения мощности инфракрасного излучения, испускаемого отдельными элементами этой поверхности. Благодаря этому можно визуализировать направления теплового потока, быстро просмотреть большие поверхности или найти точечный источник тепла. После наведения камеры на объект, узел, часть установки, здание, технологическую линию или линию электропередачи на ЖК-дисплее отображается изображение, представляющее излучение объекта в инфракрасном диапазоне.
Результаты таких исследований получаются в виде цветных изображений, называемых термограммами. Каждый цвет, записанный на термограмме, соответствует определенной температуре, зарегистрированной инфракрасной камерой на температурной шкале. Как правило, светлые цвета используются для поверхностей с высокой температурой, а более темные цвета — для поверхностей с более низкой температурой. Кроме того, для анализа записанных тепловизионных изображений используются специализированные компьютерные программы, позволяющие точно определять температуру в определенном месте. Сравнивая термограммы, сделанные в разное время или на разных объектах, легко выявить общие тенденции и различия, благодаря определению температурного поля на поверхности устройства.
Условия тепловизионных измерений
Правильно работающий электрический разъем не должен иметь температуру выше, чем температура подключаемых элементов. Однако из-за длительного протекания тока высокой интенсивности и под воздействием усталости материала или коррозии контактных поверхностей состояние соединений постепенно ухудшается. В тепловизионной технике используется эффект увеличения температуры токового перехода, пропорциональной сопротивлению перехода и величине протекающего тока. Значение температуры и ее увеличение по отношению к другим элементам системы является основным критерием оценки в методике тепловизионных измерений.
Требования к степени нагрузки на установку во время тепловидения сильно различаются от страны к стране. В Польше за минимальное значение было принято 40% номинальной нагрузки тестируемой токовой цепи. Однако как в западных странах, так и в разработанных на отечественных электростанциях критериях оценки результатов измерений допускается нагрузка 30%. Скорость воздушного потока не должна превышать 4 м/с. Обеспечение достаточно большой токовой нагрузки тестируемых элементов повышает точность измерений и позволяет достоверно оценивать их результаты. Однако практика показывает, что измерения следует производить даже при небольшой нагрузке. Неспособность обнаружить дефекты не изменит сведений об установке, а их обнаружение подтвердит степень угрозы.
Тепловизионный контроль одного пути тока занимает очень короткое время. Одновременное наблюдение большой площади и такое же высокое разрешение, позволяющее обнаруживать небольшие градиенты температуры на уровне 0,1 ° C, делают исключение очевидного дефекта очень маловероятным.
Методы обнаружения дефектов
Оценка измеренного значения температуры токовых соединений зависит от увеличения температуры клещей по отношению к температуре подключенных проводов и от условий измерения: температуры окружающей среды, скорости воздушного потока или значения тока нагрузки. Все устройства на пути тока распределительного устройства подвергаются термическому осмотру, начиная от шин через разъединитель рельсов, силовой выключатель, трансформатор тока, трансформатор напряжения, линейный разъединитель, заканчивая трансформатором или первой опорой линии за ограждением подстанции или у подстанции. кабельная головка или настенный ввод — в случае ЗРУ.
Обнаружение неисправных соединений в распределительном устройстве делится на два этапа. На первом этапе выявляются соединения с повышенной температурой, а затем с близкого, но безопасного расстояния измеряется температура подозреваемого элемента.
После измерения полученная термограмма записывается во внутреннюю память. При построении термограммы обращают внимание на соответствующую экспозицию перегретого элемента, чтобы в поле зрения находились и другие элементы с нормальной рабочей температурой.
Причиной чрезмерного повышения температуры может быть неосторожно зажатый провод в клемме, неправильное соединение клеммы с выключателем, головкой разъединителя или трансформатором тока. Трансформаторы тока часто показывают повышение температуры на головках из-за плохого соединения элементов передачи. В распределительных устройствах среднего напряжения слабым местом трансформаторов тока является их заводское соединение с первичной обмоткой.
Распределительные трансформаторы также подлежат тепловизионному контролю во время их нормальной работы, а также во время производства или ремонта. В эксплуатируемых трансформаторах термическому контролю подвергаются наружные поверхности маслобака и крышки, фитинги, вводы и соединительные клеммы. Основная цель осмотра бака и крышки трансформатора — выявление температурных аномалий в распределении температуры на их поверхности. Они могут быть вызваны воздействием рассеянного магнитного потока на стальной бак трансформатора. Для устранения этого явления используется магнитный экран в виде медной рубашки или блоков трансформаторных листов, которыми облицована внутренняя часть ковша.
Литература
- Тепловизионные измерения на практике, под редакцией Х. Мадура, Agenda Wydawnicza PAK-u, Варшава 2004.
- Материалы Vigo System.
- Материалы Techmadex.
