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:

Организация движения пешеходов
В данном пункте нужно решить следующие задачи: а) описать расположение и обустройство техническими средствами каждого из имеющихся пешеходных переходов. Здесь используется масштабный план перекрестка и его безмасштабная схема. На масшта ...

Определение токов фидеров и тяговых подстанций
При одинаковых напряжениях на тяговых подстанциях и одинаковых площадях поперечного сечения контактных проводов обоих путей ток каждого электровоза может быть легко разложен на токи фидеров тяговых подстанций следующим образом. Сначала н ...

Поперечное секционирование
Я отделил путь №1 и №3, установив секционные изоляторы №1, 2 и поперечный разъединитель П. Затем 6 путь отделил секционным изолятором №3 и установил секционный разъединитель с заземляющим ножом З. На следующем этапе я запитал контактную с ...