 |
Комментарии к инфракрасным изображениям
|
|
|
|
В этом разделе приведены несколько типичных инфракрасных изображений дефектов теплоизоляции.
| Инфракрасное изображение | Комментарий |
| Дефекты теплоизоляции в межэтажных перекрытиях. Причиной неудовлетворительной теплоизоляции может быть отсутствие или неправильная установка изолирующих матов (воздушные карманы). |
| Неправильное установленные стекловолокнистые изолирующие маты в подвесном потолке. |
| Дефекты теплоизоляции в межэтажных перекрытиях. Причиной неудовлетворительной теплоизоляции может быть отсутствие или неправильная установка изолирующих матов (воздушные карманы). |
Х.23 Введение в термографический контроль электроустановок
PS:
В каждой стране действуют свои электротехнические правила и нормы. По этой причине процедуры электротехнического контроля, описанные в этом разделе, могут отличаться от стандартных процедур той страны, в которой будут использоваться эти тепловизионные камеры. Кроме того, во многих странах мира к проверке электрооборудования допускаются лица, имеющие официальное разрешение. Поэтому до начала любых работ, связанных с электрооборудованием, необходимо детально ознакомиться с соответствующими государственными и региональными электротехническими нормами и стандартами.
23.2.1 Введение
В настоящее время термография является хорошо зарекомендовавшим себя методом, применяемым для проверки электроустановок. Это было первым и наиболее широко распространенным применением термографии. Сама инфракрасная камера пережила период бурного развития, и в настоящий момент мы можем утверждать, что уже 8-е поколение термографических систем стало доступным для пользователей. Все началось в 1964г., более 40 лет назад. А сейчас метод признан во всем мире. Он широко применяется как в индустриально развитых, так и в развивающихся странах.
|
|
|
В течение последних десятилетий термография в сочетании с вибрационным анализом являлась основным методом полной диагностики промышленных установок для выполнения программ профилактического технического обслуживания. Главным преимущество указанных методов состоит в том, что они не только позволяют выполнять проверку установок в процессе их эксплуатации; в действительности работа установки в режиме нормальной эксплуатации является предпосылкой для выполнения точных измерений, таким образом остановки производственного процесса не требуется. Термографический контроль электроустановок применяется в трех основных отраслях:
· Производство электроэнергии
· Передача электроэнергии
· Распределение электроэнергии, т.е. промышленное использование электроэнергии.
Требование, чтобы проверки проводились на работающих в нормальном режиме установках, привело к естественному разделению между указанными группами оборудования. Компании, занимающиеся производством электроэнергии, обычно проводят измерения в периоды высокой нагрузки. Распределение этих периодов различно, в зависимости от страны и климатической зоны. Периодичность проверок определяется также типом электростанции, т.е. тем, является ли она гидроэлектрической, атомной или тепловой - на угле или на жидком топливе.
В этой отрасли промышленности - по крайней мере, в северных странах с четкими сезонными изменениями погоды - проверки проводятся весной и осенью или перед длительными перерывами в работе. Таким образом, в любом случае ремонтные работы выполняются в период остановки производства. Однако, это правило применяется все реже, и в последнее время проверки проводятся при различных нагрузках и рабочих состояниях электростанций.
|
|
|
23.2.2 Общие характеристики оборудования
Исследуемое оборудование обладает определенной температурной характеристикой, которая должна быть известна специалисту по термографии еще до начала проверки. Для каждого узла электрооборудования заранее известно, какие дефекты приводят к изменению тепловой картины из-за увеличения сопротивления или повышения силы тока.
Тем не менее, полезно помнить, что в некоторых случаях, например, для соленоидов «перегрев» является естественным признаком и не свидетельствует о развивающемся дефекте. В других случаях, например, в точках соединения электродвигателей, перегрев может означать, что исправная часть берет на себя всю нагрузку, что приводит к ее перегреванию. Аналогичный пример показан в Разделе 23.5.7 - Перегрев одного компонента в результате дефекта в другом компоненте на стр. 219.
Таким образом, неисправные части электрооборудования могут иметь и более высокую, и более низкую температуру, по сравнению с нормальными «исправными» частями. Поэтому необходимо получить как можно больше информации об объекте исследований еще до начала проверки, чтобы иметь представление об ожидаемых результатах.
Общее правило, однако, состоит в том, что локальное повышение температуры свидетельствуете возможном дефекте. Значение температуры и электрической нагрузки в момент проверки какого-либо узла оборудования указывают на степень серьезности неисправности и могут служить основанием для прогнозирования последствий в случае изменения условий.
Для правильной оценки результатов в каждом конкретном случае необходимо располагать подробными сведениями о тепловых характеристиках отдельных узлов оборудования, а именно, о допустимых температурах для использованных материалов и важности функционирования данного узла для нормальной работы всей системы.
Например, изоляция кабелей при температурах выше определенного предела теряет свои изоляционные свойства, что увеличивает опасность возгорания.
В случае выключателей, при чрезмерно высоких температурах возможно проплавление деталей, которое впоследствии будет препятствовать расцеплению контактов и приведет к функциональной непригодности выключателя.
|
|
|
Чем больше знает оператор ИК-камеры об исследуемом оборудовании, тем выше будет качество результатов проверки. Но трудно предположить, что каждый специалист по ИК-термографии сможет обладать исчерпывающими знаниями о всех устройствах, проверкой которых ему приходится заниматься. Поэтому традиционно считается, что проверки должны проводиться в присутствии специалиста, отвечающего за оборудование.
23.2.3 Проверка
Подготовительный этап проверки должен включать выбор правильного типа отчета. Часто приходится использовать дополнительные приборы, например, амперметры для измерения тока в цепях после обнаружения дефектов. Если требуется измерить силу ветра при проверке оборудования, стоящего на открытом воздухе, вам необходим анемометр.
Функции автоматической настройки ИК-камеры позволяют оператору получить ИК-изображение проверяемых компонентов с оптимальным контрастом, при котором хорошо видны возможные дефекты и участки локального перегрева. На изображении особо четко выделяются перегретые точки. Функция измерения температуры позволяет автоматически идентифицировать точки максимума температуры в зонах перегрева или измерять разность между максималной температурой в какой-либо зоне и выбранным оператором уровнем отсчета, например, температурой окружающего воздуха.
Рисунок 23.1 Изображения изолятора высоковольтной линии электропередачи в инфракрасном и видимом диапазоне.
Сбор данных для составления отчета по проверке начинается после определения оператором местоположения дефекта, когда он убеждается, что перегрев в данной точке не связан с отражениями и не является естественным для проверяемого оборудования в нормальном режиме работы. В отчет включаются данные по коэффициенту излучения, идентификация компонента, действующие значения рабочих и других параметров, а также измеренные значения температуры. Для облегчения идентификации часто делается обычная фотография исследуемого объекта.
|
|
|
23.2.4 Классификация дефектов и составление отчета
23.2.5
Составление отчетов всегда считалось самой трудоемкой частью ИК-съемки объектов. Чтобы классифицировать найденные дефекты и составлять отчет по результатам проверки, полученным в течение одного дня, часто приходится тратить не менее одного - двух дней. Подобная ситуация остается без изменений для многих специалистов по термографии, которые не склонны воспользоваться преимуществами, ставшими возможными благодаря применению компьютеров и специальных программ по ИК-контролю, в частности, по составлению отчетов.
Классификация дефектов должна быть исчерпывающей и обоснованной, учитывающей не только конкретные условия съемки (что само по себе важно), но и возможность нормировки повышенной температуры для условий стандартной нагрузки и нормальной температуры окружающего воздуха.
Например, повышение температуры компонента установки на +30°С (+86°F), несомненно свидетельствует о серьезной неисправности. Но если для одного компонента такой перегрев имеет место при 100%-ной нагрузке, а для другого - при 50%-ной, то очевидно, что температура второго компонента поднимется еще выше при увеличении нагрузки от 50% до 100%. Критерий оценки обычно выбирается, исходя из конкретных условий эксплуатации оборудования. Очень часто, однако, прогнозирование температуры отдельных компонентов делается с учетом 100%-ной нагрузки. Наличие стандартов облегчает сравнительный анализ дефектов для длительных периодов времени и дает более полную их классификацию.
23.2.5 Приоритетность дефектов
Руководитель работ по техническому обслуживанию определяет приоритетность дефектов, основываясь на их классификации. Весьма часто полученная в результате инфракрасной съемки информация дополняется данными, собранными с помощью других методов исследования, таких как вибрационный анализ или ультразвук, а также согласовывается с графиком профилактического техобслуживания оборудования.
Хотя ИК-съемка быстро становится наиболее широко применяемым, безопасным и надежным методом для сбора информации об электрооборудовании, работающем в нормальном режиме эксплуатации, для принятия решений руководитель работ по техническому обслуживанию должен учитывать и другие источники информации.
Поэтому определение приоритетности ремонтных работ обычно не является ответственностью оператора ИК-камеры. Если оператор обнаруживает какую-либо критическую ситуацию во время съемки или при классификации дефектов, он обязан привлечь к ней внимание руководителя по техобслуживанию, однако решение о важности и срочности проведения ремонтных работ принимает руководитель.
|
|
|
23.2.6 Ремонт
Устранение обнаруженных дефектов является важнейшей целью профилактического техобслуживания. Но, с другой стороны, своевременое выполнение предприятием производственных планов и обеспечение предусмотренной себестоимости продукции также являются важными показателями действий обслуживающего персонала. Полученная в результате инфракрасной съемки информация может быть полезной как для повышения эффективности ремонтных работ, так и для при решении других производственных задач с разумным риском.
Постоянный контроль температуры обнаруженного дефекта, который по какой-либо причине невозможно устранить незамедлительно, например, из-за отсутствия запчастей, может дать экономический эффект, превосходящий в тысячи раз стоимость работ по съемке, а иногда и стоимость самой ИК-камеры. Другим примером продуктивного использования информации, полученной методом ИК-съемки, является принятие решения не проводить ремонт обнаруженных дефектов во избежание лишних расходов на техобслуживание и простоя оборудования.
Но, как показывает опыт, чаще всего результаты идентификации и классификации обнаруженных дефектов служат основанием для рекомендации о необходимости незамедлительного или срочного ремонта. Очень важно, чтобы люди, отвечающие за ремонт оборудования, знали о физических принципах, используемых при идентификации дефектов. Если обнаружен критический дефект, сопровождаемый сильным повышением температуры, весьма вероятно, что обслуживающий персонал увидит компонент с признаками сильной коррозии. Но возможна и другая ситуация, и это не должно удивлять обслуживающий персонал, когда некорродированное электрическое соединение может показать такую же высокую температуру, как и корродированное, если в нем ослаблен контакт. Подобное неверное истолкование дефектов - довольно распространенное явление, служащее поводом для высказывания сомнений в надежности инфракрасного метода.
23.2.7 Контроль
Повторную проверку отремонтированного компонента следует проводить по возможности быстрее. Нецелесообразно откладывать проверку компонентов с устраненными дефектами до следующей плановой ИК-съемки оборудования. Как показывают статистические данные, почти у одной трети компонентов и после устранения дефектов можно обнаружить перегрев. Другими словами, и после ремонта остаются дефекты, представляющие потенциальную опасность отказа.
Ожидание следующей запланированной ИК-съемки абсолютно нецелесообразно, так как оно повышает риск аварии.
Кроме общего повышения эффективности цикла техобслуживания (в смысле уменьшения вероятности отказов), незамедлительная проверка отремонтированных компонентов обеспечивает определенную выгоду и самой службе техобслуживания.
Повышенная температура после устранения дефекта может служить основанием, чтобы определить причину перегрева и усовершенствовать порядок проведения ремонтных работ, а также чтобы выбрать лучших поставщиков запчастей или выяснить конструктивные недоработки оборудования. Непосредственные проверки результатов работы - богатый источник знаний и опыта для членов ремонтной бригады, независимо от того, свидетельствуют ли они об успехе или об ошибках.
Другим доводом в пользу обеспечения ремонтной бригады ИК-приборами является то, что многие дефекты, обнаруживаемые в результате ИК-съемки, могут не представлять собой серьезной опасности для нормального функционирования оборудования. Вместо их устранения путем ремонта, который сопровождается простоем и расходом средств, может быть принято решение только о постоянном наблюдении за дефектами. В этом случае персонал по техобслуживанию должен располагать соответствующими приборами ИК-контроля.
Стандартные отчеты, как правило, содержат описания дефектов и предпринятых действий по их устранению. Подробные описания являются важным источником информации, которая затем используется для создания оптимальных запасов запчастей, определения лучших поставщиков, а также для обучения новых работников по техническому обслуживанию и ремонту.
23.3 Методика измерений при термографическом исследовании электроустановок
23.3.1 Настройка оборудования
ИК-изображение может отображать значительные различия температуры(рисунок 23.2)
Рисунок 23.2 Различия температуры в блоке плавких предохранителей
Как видно из приведенных выше изображений, максимальная температура правого предохранителя равна +61 °С, левого +32°С, а среднего где-то посередине между этими значениями. Три этих изображения отличаются друг от друга только тем, что выбранная в каждом из них шкала температур выделяет только один из предохранителей. Несмотря на это, каждое из изображений содержит всю информацию касательно всех трех предохранителей. Вопрос только в выборе значений для температурной шкалы.
23.3.2 Измерения температуры
В некоторых современных моделях камер предусмотрена функция автоматического определения максимальной температуры на изображении. На рисунке ниже показан пример изображения на дисплее подобной камеры.
Рисунок 23.3 ИК-изображение блока предохранителей с указанием значения максимальной температуры
Максимальная температура в зоне съемки равна +62,2°С (+144,0°F). Точное местоположение максимума температуры на дисплее указывается прицельной точкой. Изображение со всеми данными может быть сохранено в памяти камеры.
Общее правило, однако, состоит в том, что локальное повышение температуры свидетельствует о возможном дефекте. Значение температуры и электрической нагрузки в момент проверки какого-либо узла оборудования указывают на степень серьезности неисправности и могут служить основанием для прогнозирования последствий в случае изменения условий.
Для правильной оценки результатов в каждом конкретном случае необходимо располагать подробными сведениями о тепловых характеристиках отдельных узлов оборудования, а именно, о допустимых температурах для использованных материалов и важности функционирования данного узла для нормальной работы всей системы.
Например, изоляция кабелей при температурах выше определенного предела теряет свои изоляционные свойства, что увеличивает опасность возгорания.
В случае выключателей, при чрезмерно высоких температурах возможно про-плавление деталей, которое впоследствии будет препятствовать расцеплению контактов и приведет к функциональной непригодности выключателя.
Чем больше знает оператор ИК-камеры об исследуемом оборудовании, тем выше будет качество результатов проверки. Но трудно предположить, что каждый специалист по ИК-термографии сможет обладать исчерпывающими знаниями о всех устройствах, проверкой которых ему приходится заниматься. Поэтому традиционно считается, что проверки должны проводиться в присутствии специалиста, отвечающего за оборудование.
23.2.3 Проверка
Подготовительный этап проверки должен включать выбор правильного типа отчета. Часто приходится использовать дополнительные приборы, например, амперметры для измерения тока в цепях после обнаружения дефектов. Если требуется измерить силу ветра при проверке оборудования, стоящего на открытом воздухе, вам необходим анемометр.
Функции автоматической настройки ИК-камеры позволяют оператору получить ИК-изображение проверяемых компонентов с оптимальным контрастом, при котором хорошо видны возможные дефекты и участки локального перегрева. На изображении особо четко выделяются перегретые точки. Функция измерения температуры позволяет автоматически идентифицировать точки максимума температуры в зонах перегрева или измерять разность между максималной температурой в какой-либо зоне и выбранным оператором уровнем отсчета, например, температурой окружающего воздуха.
Рисунок 23.1 Изображения изолятора высоковольтной линии электропередачи в инфракрасном и видимом диапазоне.
Сбор данных для составления отчета по проверке начинается после определения оператором местоположения дефекта, когда он убеждается, что перегрев в данной точке не связан с отражениями и не является естественным для проверяемого оборудования в нормальном режиме работы. В отчет включаются данные по коэффициенту излучения, идентификация компонента, действующие значения рабочих и других параметров, а также измеренные значения температуры. Для облегчения идентификации часто делается обычная фотография исследуемого объекта.
23.2.4 Классификация дефектов и составление отчета
Составление отчетов всегда считалось самой трудоемкой частью ИК-съемки объектов. Чтобы классифицировать найденные дефекты и составлять отчет по результатам проверки, полученным в течение одного дня, часто приходится тратить не менее одного - двух дней. Подобная ситуация остается без изменений для многих специалистов по термографии, которые не склонны воспользоваться преимуществами, ставшими возможными благодаря применению компьютеров и специальных программ по ИК–контролю, в частности, по составлению отчетов.
Классификация дефектов должна быть исчерпывающей и обоснованной, учитывающей не только конкретные условия съемки (что само по себе важно), но и возможность нормировки повышенной температуры для условий стандартной нагрузки и нормальной температуры окружающего воздуха.
Например, повышение температуры компонента установки на +30°С (+86°F), несомненно свидетельствует о серьезной неисправности. Но если для одного компонента такой перегрев имеет место при 100%-ной нагрузке, а для другого - при 50%-ной, то очевидно, что температура второго компонента поднимется еще выше при увеличении нагрузки от 50% до 100%. Критерий оценки обычно выбирается, исходя из конкретных условий эксплуатации оборудования. Очень часто, однако, прогнозирование температуры отдельных компонентов делается с учетом 100%-ной нагрузки. Наличие стандартов облегчает сравнительный анализ дефектов для длительных периодов времени и дает более полную их классификацию.
23.2.5 Приоритетность дефектов
Руководитель работ по техническому обслуживанию определяет приоритетность дефектов, основываясь на их классификации. Весьма часто полученная в результате инфракрасной съемки информация дополняется данными, собранными с помощью других методов исследования, таких как вибрационный анализ или ультразвук, а также согласовывается с графиком профилактического техобслуживания оборудования.
Хотя ИК-съемка быстро становится наиболее широко применяемым, безопасным и надежным методом для сбора информации об электрооборудовании, работающем в нормальном режиме эксплуатации, для принятия решений руководитель работ по техническому обслуживанию должен учитывать и другие источники информации.
Поэтому определение приоритетности ремонтных работ обычно не является ответственностью оператора ИК-камеры. Если оператор обнаруживает какую-либо критическую ситуацию во время съемки или при классификации дефектов, он обязан привлечь к ней внимание руководителя по техобслуживанию, однако решение о важности и срочности проведения ремонтных работ принимает руководитель.
23.2.6 Ремонт
Устранение обнаруженных дефектов является важнейшей целью профилактического техобслуживания. Но, с другой стороны, своевременое выполнение предприятием производственных планов и обеспечение предусмотренной себестоимости продукции также являются важными показателями действий обслуживающего персонала. Полученная в результате инфракрасной съемки информация может быть полезной как для повышения эффективности ремонтных работ, так и для при решении других производственных задач с разумным риском.
Постоянный контроль температуры обнаруженного дефекта, который по какой-либо причине невозможно устранить незамедлительно, например, из-за отсутствия запчастей, может дать экономический эффект, превосходящий в тысячи раз стоимость работ по съемке, а иногда и стоимость самой ИК-камеры. Другим примером продуктивного использования информации, полученной методом ИК-съемки, является принятие решения не проводить ремонт обнаруженных дефектов во избежание лишних расходов на техобслуживание и простоя оборудования.
Но, как показывает опыт, чаще всего результаты идентификации и классификации обнаруженных дефектов служат основанием для рекомендации о необходимости незамедлительного или срочного ремонта. Очень важно, чтобы люди, отвечающие за ремонт оборудования, знали о физических принципах, используемых при идентификации дефектов. Если обнаружен критический дефект, сопровождаемый сильным повышением температуры, весьма вероятно, что обслуживающий персонал увидит компонент с признаками сильной коррозии. Но возможна и другая ситуация, и это не должно удивлять обслуживающий персонал, когда некорродированное электрическое соединение может показать такую же высокую температуру, как и корродированное, если в нем ослаблен контакт. Подобное неверное истолкование дефектов - довольно распространенное явление, служащее поводом для высказывания сомнений в надежности инфракрасного метода.
23.2.7 Контроль
Повторную проверку отремонтированного компонента следует проводить по возможности быстрее. Нецелесообразно откладывать проверку компонентов с устраненными дефектами до следующей плановой ИК-съемки оборудования. Как показывают статистические данные, почти у одной трети компонентов и после устранения дефектов можно обнаружить перегрев. Другими словами, и после ремонта остаются дефекты, представляющие потенциальную опасность отказа.
Ожидание следующей запланированной ИК-съемки абсолютно нецелесообразно, так как оно повышает риск аварии.
Кроме общего повышения эффективности цикла техобслуживания (в смысле уменьшения вероятности отказов), незамедлительная проверка отремонтированных компонентов обеспечивает определенную выгоду и самой службе техобслуживания.
Повышенная температура после устранения дефекта может служить основанием, чтобы определить причину перегрева и усовершенствовать порядок проведения ремонтных работ, а также чтобы выбрать лучших поставщиков запчастей или выяснить конструктивные недоработки оборудования. Непосредственные проверки результатов работы - богатый источник знаний и опыта для членов ремонтной бригады, независимо от того, свидетельствуют ли они об успехе или об ошибках.
Другим доводом в пользу обеспечения ремонтной бригады ИК-приборами является то, что многие дефекты, обнаруживаемые в результате ИК-съемки, могут не представлять собой серьезной опасности для нормального функционирования оборудования. Вместо их устранения путем ремонта, который сопровождается
Точность измерения температуры, однако, определяется не только моделью камеры и встроенной программой. Возможны случаи, когда дефект, приводящий к локальному повышению температуры, например электрическое соединение, оказывается скрытым от камеры другими элементами конструкции. Тепло в видимую на изображении точку может передаваться с некоторого расстояния, благодаря явлению теплопроводности, тогда как 'реальная' горячая точка остается скрытой от оператора. На рисунке ниже показан пример подобного изображения.
Рисунок 23.4 Скрытая горячая точка в закрытой коробке
В таких случаях следует произвести съемку под различными углами, стараясь показать перегретый участок полностью, т.е. не скрытым частично или полностью за какими-либо другими элементами. В показанном на рисунке примере наиболее горячая точка, которую «видит» камера, имеет температуру +83°С, тогда как рабочая температура кабелей, входящих в ящик снизу, составляет +60°С. Реальная горячая точка, по всей вероятности, находится внутри ящика и скрыта от камеры, в области, обведенной на рисунке желтым кружком. В отчете о данном дефекте указывается избыточная температура +23,0°С, хотя реальная температура перегрева может быть значительно выше.
Другой возможной причиной занижения температуры объекта является неточная фокусировка. Очень важно, чтобы камера была сфокусирована на найденной горячей точке. На рисунке ниже показан пример.
Рисунок 23.5 СЛЕВА: Горячая точка в фокусе; СПРАВА: Горячая точка не в фокусе
На изображении слева показана лампа в фокусе. Ее средняя температура составляет +64°С (+147°F). На изображении справа лампа не в фокусе, и измерение ее максимальной температуры, в результате, дает только +51°С (+124°F).
23.3.3 Сравнительные измерения
В термографических исследованиях электроустановок часто применяется специальный метод, основанный на сравнительном анализе изображений разных объектов - так называемый метод опорного уровня. В сущности, метод состоит в сравнении изображений трех фаз между собой. Он требует систематического параллельного сканирования всех трех фаз, что позволяет заметить отклонения температуры отдельных точек от нормальной тепловой картины.
В изображении нормальной тепловой картины токоведущие компоненты, имеющие нормальную рабочую температуру, отображаются на дисплее одним цветом (или оттенком серого цвета), который один и тот же для всех трех фаз, находящихся под симметричной нагрузкой. На пути прохождения тока возможны небольшие изменения цвета, например, в области контакта различных материалов, в местах увеличения и уменьшения сечения проводника или в области выключателей, где путь тока заключен в корпус прибора.
На рисунке ниже показаны три плавких предохранителя с близкими значениями температуры. Действительно, изображение изотермы показывает разность температуры между фазами на не более, чем +2°С (+3,6°F).
Окрашивание в разные цвета, как правило, есть результат асимметричной нагрузки фаз. Разность цветов не связана с явлением перегревания, так как она не сосредоточена в отдельных участках, а распределена по всей фазе.
Рисунок 23.6 Изотерма ИК-изображения блока плавких предохранителей.
С другой стороны, «реальная» горячая точка показывает явное повышение температуры по мере приближения к источнику тепла. На рисунке ниже показан профиль (линия), свидетельствующий о постоянном повышении температуры до значения +93°С в точке максимума.
Рисунок 23.7 Профиль (линия) на ИК-изображении и соответствующий график, показывающий повышение температуры
23.3.4 Нормальная рабочая температура
Измерение температуры во время термографической съемки, как правило, дает абсолютную температуру объекта. Чтобы определить, имеет ли место перегрев объекта, необходимо знать его нормальную рабочую температуру, т.е. нормальную температуру объекта с учетом нагрузки и температуры окружающей среды.
Так как прямое измерение дает значение абсолютной температуры - которое также следует учесть, ввиду того что для большинства компонентов заданы верхние предельные значения абсолютной температуры - возникает необходимость определения расчетной рабочей температуры объекта для данных условий нагрузки и температуры окружающей среды. Рассмотрим следующие определения:
23 - Введение в термографический контроль электроустановок
Рабочая температура: абсолютная температура компонента. Зависит от величины нагрузочного тока и от температуры окружающей среды. Она всегда выше температуры окружающей среды.
Избыточная температура (перегрев): разность температур между исправно работающими и неисправными компонентами.
Избыточная температура определяется, как разность между температурами «нормального» компонента и расположенного рядом с ним аналогичного компонента. При сравнении температур важно выбирать одни и те же точки в разных фазах.
В качестве примера ниже показаны изображения электрооборудования внутренней установки:
Рисунок 23.8 ИК-изображение электрооборудования внутренней установки (1)
Рисунок 23.9 ИК-изображение электрооборудования внутренней установки (2)
Две левые фазы считаются нормальными, тогда как правая фаза явно показывает избыточную температуру. Действительно, рабочая температура фазы слева равна +68°С, т.е. также достаточно высока, тогда как неисправная фаза справа показывает температуру +86°С. Это говорит об избыточной температуре +18°С, т.е. о дефекте, требующем незамедлительных действий.
На практике нормальной (ожидаемой) рабочей температурой какого-либо компонента считается температура компонентов в цепях не менее двух фаз из трех возможных, при условии, что они считаются нормально работающими. При этом «наиболее нормальной» можно считать ситуацию, когда все три фазы имеют одинаковую температуру или, по крайней мере, показывают небольшую разность температур. Рабочая температура компонентов наружной установки на подстанциях или в линиях электропередачи обычно выше температуры окружающего воздуха всего на 1°С или 2°С (1,8°F или 3,6°F). В подстанциях закрытого типа рабочие температуры изменяются намного больше.
Это хорошо видно на нижнем рисунке. Изображение выявляет избыточную температуру в фазе, расположенной слева. Рабочая температура, измеренная на двух «холодных» фазах, равна +66°С (+151°F). Неисправная фаза показывает температуру +127°С (+261 °F), что требует немедленного вмешательства.
23.3.5 Классификация дефектов
После обнаружения дефектного электрического соединения могут потребоваться немедленные корректирующие действия — или их можно отложить на некоторое время. Чтобы порекомендовать соответствующие действия, необходимо оценить дефект согласно следующим критериям:
· Нагрузка во время измерения
· Постоянная или переменная нагрузка
· Местоположение дефектной части в электроустановке
· Ожидаемые изменения нагрузки
· Производится ли измерение температуры непосредственно в точке расположения дефекта или косвенно - по теплу, передаваемому из скрытого внутри электроустановки источника.
Избыточные температуры, измеренные непосредственно на дефектном компоненте, разделяются натри категории относительно 100% максимальной нагрузки:
1) <5°С (9°F) - Начальная стадия перегревания Требует непрерывного контроля.
2) 5-30°C (9-54°F) - Стадия развития перегревания. Требует по возможности быстрого ремонта (перед принятием решения необходимо учесть ожидаемые изменения нагрузки).
3) >30°C (>54°F) - Сильный перегрев. Требует незамедлительного ремонта (перед принятием решения необходимо учесть ожидаемые изменения нагрузки).
Список литературы
1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник (под ред. Клюева В.В.)
2. Дж. Бендат, А. Пилсон Измерение и анализ случайных процессов
3. Вибрация энергетических машин. Справочное пособие. Под ред. д-ра техн. наук проф. Н. В. Григорьева. Л., «Машиностроение», (Ленингр. отд-иие), 1974. 464 с.
4. Руководство пользователя Termacam P640.
5. Mikael A. Bramson: Infrared Radiation, A Handbook for Applications, Plenum press, N.Y
6. William L. Wolfe, George J. Zissis: The Infrared Handbook, Office of Naval Research, Department of Navy, Washington, D.C.
7. Madding, R. R: Thermographic Instruments and systems. Madison, Wisconsin: University of Wisconsin - Extension, Department of Engineering and Applied Science.
8. William L. Wolfe: The Infrared Handbook, Office of Naval Research, Department of Navy, Washington, D.C.
9. Jones, Smith, Probert: External thermography of buildings..., Proc. of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, vol.110, Industrial and Civil Applications of Infrared Technology, June 1977 London.
10. Paljak, Pettersson: Thermography of Buildings, Swedish Building Research Institute, Stockholm 1972.
11. Vlcek, J: Determination ofemissivity with imaging radiometers and some emissivities at A = 5 fjm. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing.
12. Kern: Evaluation of infrared emission of clouds and ground as measured by weather satellites, Defence Documentation Center, AD 617 417.
13. Ohman, Claes: Emittansmatningar medAGEMA E-Box. Teknisk rapport, AGEMA1999.
14. (Emittance measurements using AGEMA E-Box. Technical report, AGEMA 1999.)
|
|
|
