Контроль электротехнических установок с помощью инфракрасной термографии

Современные термографические системы не требуют охлаждения. Размеры термографической камеры не больше, чем видеокамеры, масса 2,5 кг, что обеспечивает большую гибкость ее применения. В качестве чувствительного элемента в ней используется микроболометр, не требующий охлаждения. С помощью оптики он создает инфракрасное изображение, качество которого приближается к фотографии благодаря высокой разрешающей способности. В камере могут отображаться объекты, имеющие температуру от –40 до +2000 °C с частотой повторения изображения 50 Гц.

С помощью современной инфракрасной камеры возможно также получение изображений движущихся объектов. Как и в фотоаппарате, камера обеспечивает возможность увеличения отдельных фрагментов изображения. Однако здесь не используется объектив с изменяемым фокусным расстоянием. Применяемые в термографической камере объективы с постоянным фокусным расстоянием калибруются по температуре.

Принцип действия камеры заключается в том, что инфракрасные лучи, испускаемые любым предметом при температуре выше абсолютного нуля, через специальную оптику и микроболометр воспринимаются камерой. Получаемые сигналы усиливаются, обрабатываются и передаются на цветной видеомонитор. Имеющееся в камере микропроцессорное устройство присваивает определенный цвет каждой точке изображения, соответствующей одному результату измерения температуры. Совокупность этих точек образует термографическое изображение объекта. Полученное изображение оценивается и помещается в память.

Цифровое термографическое изображение получают с помощью специального программного обеспечения. В результате термографического контроля электротехнических установок клиент получает отчет с локализацией слабых мест, подтверждаемой цифровыми фотографиями. Для оценки степени повреждений разработана система их классификации, используемая компаниями, эксплуатирующими электротехнические установки.

Примеры применения Установки низкого напряжения, места соединения медных и алюминиевых шин.

При термографических измерениях в установках низкого напряжения часто обнаруживают, что в местах соединения шин температура значительно выше, чем в удаленных от них зонах.

Измерения, проведенные в одной из таких установок, показали, что в одном из шинных соединений температура значительно выше, чем в других. Условия эксплуатации позволили устранить обнаруженный дефект лишь через год. За это время при неизменной нагрузке температура увеличилась вдвое и достигла 136 °C. Пересчет результатов измерений на номинальную нагрузку показал, что температура могла вырасти до 300 °C (таблица).

Режимы нагрузки и результаты термографических измерений в установке низкого напряжения

Параметр Шина

L1 L2 L3

Номинальный ток, А 1000

Ток во время измерений, А 500

Нагрузка, % 50

Максимальная температура объекта, °C 136 35

Измеренное превышение температуры, К 101 –

Возможная температура при номинальном токе, °C 300 –

Группа дефекта по четырехбалльной шкале 4 –

При проведении ремонта выяснилось, что на обеих контактных поверхностях соединения имели место изменение цвета и окисление.

Трансформаторы

При термографическом контроле трансформатора 20/0,4 кВ было обнаружено, что температура на одном из высоковольтных вводов на 30 К выше, чем на других. Анализ полученного термографического изображения позволил сделать вывод о том, что дефект находится внутри бака. Результаты химического анализа газов в баке подтвердили это предположение. На основании полученных данных трансформатор был выведен в ремонт во избежание более тяжелых повреждений.

Благодаря термографическому контролю трансформатора 110/10 кВ удалось локализовать еще более серьезный дефект. При вскрытии бака обнаружилось, что винтовое крепление внутренней шины к токовводу за время многолетней эксплуатации ослабло. В результате медный соединитель перегорел, что могло привести к полному выходу и даже разрушению трансформатора. Расчеты, выполненные специалистами, показали, что благодаря термографическому контролю удалось избежать затрат, которые могли составить 0,5 – 0,7 млн. евро.

Низковольтные установки малой мощности, клеммные колодки, предохранители.

Нередко электрические установки выходят из строя из-за дефектов, которые трудно обнаружить, например в результате нагрева винтового соединения в клеммной колодке. Такой дефект не был обнаружен при визуальном осмотре, так как пластмассовый изолирующий наконечник еще не изменил своего цвета. Причиной было ослабление винтового соединения, которое привело к повышению температуры до 94 °C. Поскольку такие дефекты трудно обнаружить невооруженным глазом, они могут быть локализированы лишь с помощью термографического контроля. Этот метод позволяет обнаружить ослабление винтов в клеммной колодке еще в начальной стадии, благодаря чему на устранение дефекта не потребуется значительных затрат времени.

Популярные материалы:

Расчет механической части
Произведем расчет мощности двигателя привода главной лебедки, как одной из наиболее ответственных частей, обеспечивающих подъём груза требуемой массы на определённую высоту с заданной скоростью. Кинематическая схема привода приведена на ...

Роль водного транспорта в предлагаемом варианте внешнеторговых перевозках угля
Водный транспорт — самый древний вид транспорта. Как минимум до появления трансконтинентальных железных дорог (вторая половина XIX века) оставался важнейшим видом транспорта. Даже самое примитивное парусное судно за сутки преодолевало в ч ...

Распределительная логистика
Распределительная логистика – это деятельность по планированию, контролю и управлению транспортированием, складированием и другими материальными и нематериальными операциями, совершаемыми в процессе доведения готовой продукции до потребит ...