Контроль электротехнических установок с помощью инфракрасной термографии

В железнодорожных электрических установках, промышленности и в энергетических компаниях контроль электротехнических установок с помощью инфракрасных измерений стал обычным элементом системы профилактических испытаний. Этот метод находит такое широкое применение благодаря экономичности, универсальности и достоверности результатов измерения.

Тепловизионные измерения в электрических распределительных устройствах всех классов напряжения энергетические компании применяют уже более 20 лет как классический метод технической диагностики. На промышленных предприятиях высокая эксплуатационная готовность электрических установок, а следовательно, и систем электроснабжения обеспечивается благодаря регулярному контролю с помощью высокопроизводительных систем на базе инфракрасной техники.

Эти методы могут быть использованы и уже частично применяются для профилактических работ по техническому обслуживанию устройств тягового электроснабжения дальних и пригородных линий, городских железных дорог, метрополитена и трамвая. Возможна разработка единого метода профилактического контроля трансформаторов, секционных выключателей, выпрямителей или контактных подвесок. С помощью инфракрасных устройств возможны также измерения на токоприемниках с угольными вставками. Уже после вторых термографических испытаний доля отказов компонентов электротехнических устройств снижается на 80 %.

Указанные испытания должны также проводиться перед сдачей в эксплуатацию новых электротехнических устройств. Профилактические испытания инфракрасными методами значительно снижают опасность возникновения пожаров и поэтому фигурируют во многих противопожарных инструкциях как обязательные.

Цели применения и полезный эффект

Тепловидение, или термография, представляет собой удобный и точный метод измерений и делает возможным исследование и оценку состояния электротехнических установок, что нельзя было реализовать традиционными средствами. Некоторые виды измерений выполнялись, но требовали значительных затрат рабочего времени и средств. Тепловизионные измерения проводятся на работающем оборудовании, т. е. когда установки находятся под напряжением. Термография относится к разряду методов обеспечения безопасности и согласно стандарту DIN VDE 0105 должна использоваться для регулярно проводимых ревизий с целью:

документирования состояния установок и оценки потенциальных рисков;

ранней локализации слабых мест и повреждений;

повышения эксплуатационной готовности и надежности установок;

исключения возможности сопутствующих отказов при аварийных ситуациях;

снижения возможности пожара и несчастных случаев с людьми.

Подробное описание термографических приборов для контроля электротехнических установок приведено в проекте стандарта VdS 2858.

Термография не заменяет обязательных испытаний, проводимых другими методами, а также осмотров, проверки работоспособности и измерения токовой нагрузки, которые должны проводиться в рамках регулярных профилактических испытаний. Контроль плотности винтовых и болтовых соединений с помощью термографии позволяет выявить недостаточную затяжку и своевременно устранить слабое место. Как правило, для обеспечения длительной работоспособности присоединения контроль производится путем полной разборки соединения, зачистки контактных поверхностей, нанесения защитной смазки и последующей затяжки, желательно динамометрическим ключом.

Термографические системы

После открытия инфракрасного излучения в 1800 г. и создания первой инфракрасной камеры в 1929 г. эта техника претерпела значительные изменения. После нефтяного кризиса в 1973 г. интерес к инфракрасной технике значительно повысился в связи с тем, что с ее помощью стало возможным определение мест утечек тепла в зданиях и промышленных установках. Именно в этот период инфракрасная техника получила широкую известность.

Первая промышленно изготовленная инфракрасная камера, дающая тепловизионное изображение, появилась в 1960 г. в Швеции. Она весила 43 кг и охлаждалась жидким азотом. С течением времени камеры становились более легкими и высокопроизводительными. В конце 1980-х годов была создана камера, которая не требовала охлаждения жидким азотом, а использовала такие наиболее современные по тому времени и компактные системы, как охладитель Стирлинга или термоэлектрическое устройство охлаждения, работающее на базе использования эффекта Пельтье. Благодаря этому камера значительно упростилась и стала удобнее в эксплуатации. Камеры этого поколения относились к разряду сканирующих. Это значит, что снимаемое тепловизионное изображение с помощью оптики, зеркал и системы призм зондировалось лучом по горизонтали и вертикали. При этом сигнал от каждой точки изображения воспринимался глубокоохлаждаемым детектором и усиливался с помощью электронной схемы. Благодаря частоте повторения изображения 20 Гц человеческий глаз так же, как и в случае телевизионного изображения, не фиксирует процесса сканирования и поэтому воспринимает целостную картину.

Популярные материалы:

Определение усилия на рулевом колесе
Испытания «усилие на рулевом колесе» предназначены для определения усилий, которые должен прилагать водитель для поворота управляемых колес. Испытания «усилие на рулевом колесе» проводят на испытательном участке дороги как на неподвижном ...

Выбор оборудования и инструмента
Станок для динамической балансировки карданных валов. Балансировка приводных карданных валов предъявляет большие требования к балансировочному станку. Нельзя добиться высокого качества в таком точном деле как балансировка, работая на мора ...

Характеристика груза и правила перевозок
В данном дипломном проекте осуществляется перевозка зерна. По физическим свойствам груз – навалочный, по весу груза – нормальный, по размеру – габаритный, по степени опасности – неопасный, по условиям перевозки – обычный, по условиям хран ...