ТЕПЛОВИЗИОННАЯ  ДИАГНОСТИКА  ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Лесков  Иван  Алексеевич

Троценко  Владислав  Михайлович

студенты  2  курса,  энергетического  факультета,  Омского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Омск

E-mail :  leskov.ivan@mail.ru

Осипов  Дмитрий  Сергеевич

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  ЭнИ,  Омский  государственный  технический  университет,  РФ,  г.  Омск

Основа  тепловизионного  обследования  электрооборудования  заключается  в  дистанционной  регистрации,  оценке  и  комплексном  анализе  температурных  полей.  Всем  известно,  что  протекание  электрического  тока  сопровождается  выделением  теплоты.  Именно  это  свойство  позволяет  применять  тепловой  контроль  для  диагностики  электрооборудования.

Выявить,  так  называемые,  слабые  места  объектов,  определить  характер  и  степень  повреждения  и  оценить  возможные  последствия  —  именно  такие  задачи  ставит  перед  собой  тепловой  контроль  электрооборудования.

Не  секрет,  что  любое  заболевание  легче  предупредить,  чем  лечить,  так  и  своевременная  тепловая  диагностика  позволяет  предотвратить  серьезные  поломки  оборудования,  оптимизировать  трудовые  и  материальные  затраты. 

Принцип  её  действия  состоит  в  том,  что  при  повреждении  отдельных  элементов  изменяется  интенсивность  инфракрасного  излучения.  Данное  изменение  незаметное  для  невооруженного  глаза  улавливается  и  фиксируется  специальными  тепловизионнными  приборами.

Основным  прибором  для  диагностики  является  тепловизор,  обеспечивающий  отображение  нагрева,  позволяющий  произвести  температурный  анализ.  Чувствительность  прибора  достаточно  высока  и  дает  возможность  фиксировать  колебания  температур  в  диапазоне  0,3  °С.

В  основе  его  работы  лежит  инфракрасная  термография  (получение  термограммы).  Термограмма  —  изображение  распределения  температурных  полей  в  инфракрасных  лучах  с  длиной  спектра  в  диапазоне  900—14000  нанометров,  определяет  переохлажденные  или  перегретые  места.  Исходя  из  того,  что  инфракрасное  излучение  испускается  телами,  имеющих  температуру,  согласно  формуле  Планка  для  излучения  чёрного  тела,  термография  позволяет  нам  увидеть  окружающую  среду  с  или  без  видимого  света  [1,  с.  90].

С  повышением  температуры  объекта,  его  излучение  увеличивается,  тёплые  объекты  видны  лучше.  Следовательно,  термография  позволяет  нам  видеть  различия  в  температуре.

В  настоящее  время  диапазон  ручных  тепловизоров  достаточно  широк,  технология  их  производства  постоянно  совершенствуется.  Тепловизоры  подлежат  регулярной  проверке  и  калибровке,  что  обеспечивает  точность  получаемой  термограммы.

Параметры  выбора  приборов  для  инфракрасной  диагностики  электрооборудования  приведены  в  таблице  1  [3].

Таблица  1.

Параметры  выбора  приборов  для  инфракрасной  диагностики  электрооборудования

Электрические  сети  —  сложный  механизм,  состоящий  из  множества  механических  соединений  проводников:  реле  и  разъединителей,  шин,  кабелей  и  других  элементов.  В  ходе  эксплуатации  происходит  загрязнение  и  ослабление  таких  соединений,  что  приводит  к  росту  переходного  сопротивления,  то  есть,  в  лучшем  случае  это  —  дополнительные  потери  энергии,  в  худшем  —  пожары.  Процесс  образования  дефектов  в  энергозагруженных  узлах  непрерывен,  однако,  с  помощью  плановой  инфракрасной  термографии  ситуацию  можно  держать  под  контролем. 

Рисунок  1.  Перегрев  кабелей  и  ненадежного  соединения

Контролю  подвергаются  закрытые  и  открытые  подстанции,  а  также  внутреннее  и  внешнее  оборудование  в  них.  Особого  внимания  требуют  трансформаторы,  изоляторы  и  иные,  работающие  на  открытом  воздухе  (наиболее  подверженные  агрессивному  воздействию  окружающей  среды)  приборы.  Главная  причина  перегрева  —  слабое  соединение.

Практика  показывает,  что  наибольшее  число  дефектных  контактных  соединений  выявляется  в  болтовых  соединениях  токоведущих  частей  электроустановок.  Установлено  следующее  распределение  дефектов  по  контактам  [2]:

·     болтовые  соединения  —  50  %;

·     контакты  разъединителей  —  43  %;

·     опрессованные  соединения  —  5,1  %;

·     сварные  соединения  —  1,3  %;

·     провода  —  0,6  %.

Рисунок  2.  Перегрев  контакта  правого  предохранителя  вследствие  неплотного  соединения

Рисунок  3.  Перегрев  (+55°C),  контактного  соединения  на  подстанции

Эффект  от  проведения  диагностики  во  многом  зависит  от  её  периодичности.  Период  между  тепловыми  исследованиями  не  должен  превышать  время  развития  дефекта,  которое,  как  правило,  составляет  не  более  года. 

Оптимальным  является  проведение  диагностики  дважды  в  год:  весной  после  прохождения  осенне-зимнего  максимума  нагрузок  и  изменения  режима  работы  оборудования,  когда  наиболее  явно  выявляются  дефекты  и  есть  возможность  их  устранения  во  время  ремонтной  кампании,  и  осенью  перед  осенне-зимним  максимумом  нагрузок.  Особенно  это  актуально  для  оборудования,  работающего  при  интенсивных  нагрузках  с  длительным  сроком  эксплуатации  (свыше  15  лет).

Способы  диагностики  электрооборудования  постоянно  развиваются.  Например,  высоковольтные  линии  электропередач  можно  обследоваться  с  помощью  инфракрасных  приборов,  установленных  на  вертолетах.  Перегрев  соединений  линии  электропередач  может  быть  обнаружен  при  скорости  вертолета  более  64  км/ч.  Для  обеспечения  безопасного  расстояния  до  линий  применяются  тепловизоры  оснащенные  оптическими  системами,  которые  дают  высокое  качество  изображения.

Нельзя  не  отметить  несомненные  плюсы  тепловой  диагностики:

·     проведение  измерений  без  снятия  напряжения;

·     минимальные  трудозатраты  на  производство  измерений;

·     безопасность  работников  при  измерении;

·     раннее  выявление  дефектов,  прогноз  их  образования  и  развития,  что  позволяет  избежать  серьезных  аварий  электроустановок  и  значительных  затрат,  связанных  с  их  устранением.

Подводя  итог,  можно  сделать  вывод,  что  своевременное  проведение  тепловизионной  диагностики  электрооборудования,  а  также  развитие  и  совершенствование  её  технологии,  является  актуальной  и  перспективной  сферой  деятельности  для  энергокомпаний,  умеющих  считать  свои  деньги.

Список  литературы:

1.Методы  измерений  и  приборы  О.  М.  Епанчинцева,  2009  г.

2.Тепловизионная  диагностика  электрооборудования.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа  —  URL:  http://teplo-kontrol.ru/teplovizionnaya_diagnostika_elektro  (дата  обращения:  18.05.2014).

3.Технические  требования  к  тепловизорам  для  диагностики  электрооборудования.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа  —  URL:  http://teplovizo.ru/tehnicheskie-trebovaniya-k-teplovizoram.htm  (дата  обращения:  18.05.2014).