Инфрачервена термография за поддръжка на ел. инсталации

Измервателна техникаСп. Инженеринг ревю - брой 7/2018 • 05.11.2018

Инфрачервена термография за поддръжка на ел. инсталации
Инфрачервена термография за поддръжка на ел. инсталации

Инфрачервената термография е метод, използван за идентифициране на потенциално проблемни зони чрез откриване на “горещите точки” в електрическите системи. Техниката се основава на принципа, че температурата на повечето неизправни компоненти е по-висока. Покачването на температурата може да е вследствие например на нестабилни свързвания, дефектирала електроапаратура, къси съединения, претоварвания, товаров дисбаланс и дори неправилен монтаж. Инфрачервената термография позволява изследване на локалните загрявания в системата, които могат да бъдат използвани за определяне на местоположението на евентуални проблеми, които да бъдат анализирани и отстранени преди оборудването да се повреди и да се стигне до още неизправности.

Методът се прилага най-често при въвеждане в експлоатация на инсталациите, както и в рамките на програмите за превантивна поддръжка. В първия случай целта е откриването на зоните с по-висока температура за по-нататъшната им оценка, докато при превантивната поддръжка инфрачервената термография се използва за събиране на данни за проследяване на тенденции.

Процесът включва използването на подобно на камера устройство (термовизионна камера, термограф), с което наведнъж се сканира голяма част от инсталацията, за да се засекат естествените инфрачервени излъчвания от оборудването и да се преобразуват в изображения (термограми). В цветните термограми белият и червеният цвят обикновено се използват за изобразяване на зоните с по-висока температура, а черният и синият – за тези с по-ниски температурни стойности.

Събиране на данни
Едно от важните изисквания при провеждане на изследване с термограф е системата да работи на натоварване от поне 40% от номиналното. Тъй като отделянето на топлина от оборудването е пропорционално на квадрата от големината на тока, тестването при пълно натоварване спомага за по-лесното откриване на дефекти.
Инфрачервените изображения не трябва да се правят през стъклени врати или прозорци. Част от електроапаратурата разполага със специални прозорци за инспекция чрез инфрачервена термография. В случай че такива не са налични, за провеждане на изследването шкафовете с електрооборудване трябва да бъдат отворени, при условие че процедурите по безопасност го позволяват. Това обаче увеличава риска от образуване на волтова дъга.

Вятърът и въздушните течения от естествени източници също трябва да бъдат взети под внимание, тъй като те могат много бързо да охладят местата с по-висока температура до нива под границата на откриване. Използването на вентилатори и климатици може да има същия ефект. При извършване на инспекция с инфрачервен термограф в такива условия шкафовете за електроапаратура трябва да бъдат отворени едва след като камерата е настроена и фокусирана, което ще гарантира максимална точност на събираните данни. Температурата на околната среда също може да окаже значимо въздействие върху отчитанията – високите стойности могат да замаскират загретите места върху термограмата, а при ниските стойности оборудването може бързо да се охлади.

› Реклама

Както е известно, излъчвателната способност на даден материал се дефинира като относителната способност на повърхността му да излъчва енергия спрямо тази на абсолютно черно тяло. Настройката за този показател на термовизионната камера изисква специално внимание преди извършването на инспекцията. Тестовете могат да бъдат количествени или качествени. При количествена инспекция е важно да бъде анализирана излъчвателната способност на всеки един компонент, за да се осигури висока точност на отчитанията. Специално внимание трябва да се обърне на силно отразяващите повърхности и небоядисаните метали, тъй като отраженията могат да окажат влияние върху прецизността на измерването. По-често обаче за рутинни инспекции се провежда качествен анализ, при който се проследяват тенденциите в температурата на даден компонент или на едни и същи части на аналогични елементи от електрооборудването. Тъй като този тип оценки са относителни, термовизионната камера може да бъде настроена за излъчвателна способност 1,0.

Ъгълът и разположението на камерата също са фактори от изключително значение. Те трябва да се изменят, за да се провери дали някое от местата с по-висока температура не изчезва. Ако при промяна на ъгъла тези горещи точки изчезват, това означава, че те са били причинени от отражение. Отражението на пряка слънчева светлина и други светлинни източници от метални повърхности може да повлияе на получаването на термограмата.
В редки случаи зоните с по-ниска температура на изображенията са всъщност проблемните области. Пример за това е неизправен предпазител, през който не протича ток и поради това е с по-ниска температура от останалите компоненти.

В допълнение към термограмите, е добре да се записват и числените стойности, които ще помогнат за качествения анализ за оценка на тенденциите в изменението на температурата на един и същи компонент с течение на времето. Необходимо е да се регистрират и настройките на термовизионната камера, при които са получени определени данни, за да се осигури повторяемост и висока точност.

Интерпретация на изображенията
Прецизната интерпретация на термограмите е също толкова важна, колкото самият процес на събиране на данни. На всяко изображение има точка с най-висока температура, но това не означава, че температурата на този компонент надвишава определената му гранична стойност, или че оборудването дефектира. Горещата точка може да е просто индикатор за това, че даденият компонент е с по-висока температура от останалата част от системата.

Важни параметри на термовизионните камери са обхватът и нивото на цветовата скала на изображенията. Ако настройките им са неправилни, даден компонент от електроинсталацията може да изглежда с по-висока температура, макар и действителната стойност да е в допустимите граници. Без настройка на тези параметри камерата засича максималните и минималните температури в цялата обследвана зона (включително заобикалящата среда) и визуализира стойностите им в този обхват. Това затруднява преценката дали горещите точки на изображението реално отговарят на неизправни компоненти. За да се избегне това, е необходимо да се определи праговата температура. Ако предмет на инспекция са например конектори с максимална работна температура от 50°C, а температурата на околната среда е 23°C, абсолютната температурна граница е 73°C. Когато стандартите за даден вид оборудване задават няколко различни температурни граници, цветовата скала трябва да се регулира спрямо най-ниската от тях.

Тъй като излъчваната енергия е индикатор за температурата на даден обект, е добре оборудването да е с матова повърхност с ниска отражателна способност. По този начин стойността на излъчвателната способност е висока, което осигурява възможност и за по-точно отчитане на температурата. За съжаление, излъчвателната способност на по-голямата част от преносното и разпределителното оборудване е доста ниска. Това означава, че отчитането на температурата на определен обект само чрез измерването на общото инфрачервено излъчване най-вероятно ще доведе до грешни данни. За да се получат по-точни резултати за количествен анализ, трябва да е известна излъчвателната способност на инспектирания обект. Стойността за емисионната способност на галванизирана шина например може да е различна от тази на негалванизирана шина. Затова при извършване на количествен анализ на оборудването, настройката за излъчвателната способност е от съществено значение. Разбира се, дори когато стойностите за емисионната способност са известни, точното отчитане на температурата може да е трудно. Грешки в измерването на температурата могат да възникнат вследствие не само на допускане на грешки в методологията, но и в резултат на грешки в самата термовизионна камера заради неправилно калибриране например.

Новият брой 7/2018

брой 7-2018

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top