Тепловизионный контроль электрооборудования

Тепловизионный контроль электрооборудования

На сегодняшний день Тепловизор является наиболее эффективным устройством. В меру понятных причин незаменимой является методика тепловизионного контроля состояния электрооборудования. С помощью тепловизионного контроля электрооборудования имеется возможность выявления различных дефектов уже в процессе их первоначального формирования, предупреждая варианты аварийного выхода электроустановок из строя, и позволяя проводить плановые ремонты. Кроме того, такое обследование сегодня считается одним из самых эффективных в плане предупреждения пожаров. Грамотно проводимый тепловизионный контроль электрооборудования — это залог эффективности электроустройств и гарантия безопасности для человека.

ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Одним из приоритетных направлений, в котором используется тепловизионный контроль электрооборудования, является линия электропередач. С помощью прибора на ЛЭП можно выявить места неисправности, нагрева проводки, предупредить вероятность возгорания и замыкания. Также часто тепловизионное обследование электрооборудования применяется при монтаже проводки и оборудования для того, чтобы изначально выявить слабые места и устранить их до начала эксплуатации техники. С не меньшим успехом тепловизоры для проверки электропроводки востребованы и на больших промышленных предприятиях и заводах.

КАК ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ?

Важно сказать, что нормы тепловизионного контроля электрооборудования являются не только одними из наиболее эффективных на сегодняшний день, но еще и наименее затратными по времени и средствам. Стационарные проверки электрооборудования, которые проводились раньше, отнимали много времени, не могли проводить регулярный мониторинг в процессе строительства и требовали много ресурсов для обработки результатов. Портативные и удобные тепловизоры могут проверять электропроводку в дистанционном варианте, не нарушая процесс проводимых работ, не требуя много времени на анализ показаний и составление отчета тепловизионного обследования электрооборудования.

Методика тепловизионного обследования электрооборудования сегодня применяется на всех точках цепи электропередачи, начиная от точек производства электроэнергии, по линиям электропередачи до заводов и подстанций, заканчивая счетчиками и щитками в жилых домах и на производственных сооружениях.

Поломки бывают случайного типа и такими, причины которых развивались на протяжении определенного количества времени. Невооруженным глазом человек не сможет уличить вероятность нагрева или скорого возгорания элементов энергоснабжения. Технологическая карта тепловизионного контроля электрооборудования сможет выявить любые возможные места перегрева проводки, нарушения изоляции или плохое соединение контактов, которые в дальнейшем могут статьи причинами более серьезных неисправностей в сети и предаварийного состояния оборудования.

Элементы электрооборудования могут перегреваться по нескольким причинам:

Повышение температуры контактов или проводки может быть связано с превышением периода эксплуатации, износом оборудования, стиранием в процессе работы изоляционного покрытия, а также низким качеством материала, из которого изготовлена проводка.

Перегрев в сети электропередач также может быть следствием несоблюдения норм безопасного использования, превышения нагрузки на сеть электропередачи, временных замыканий или резких прерываний в работе, перебоев напряжения.

Электрооборудование может приходить в состояние неисправности также в том случае, если не были соблюдены нормы по уходу за приборами, не производилась регулярная проверка и чистка проводки, замена изоляции, осмотр контактов, не проводилась профилактическая аналитическая работа на точках энергоснабжения.

Сравнительно доступное по цене тепловизионное обследование электрооборудования помогает с максимальной точностью определить место неисправности и выявить источник поломки и ее причину. Благодаря комплексной диагностике устранить проблему и заменить неработающие детали становится гораздо проще и легче.

ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ?

Мониторинг сети электропередачи предусматривает периодичность тепловизионного контроля электрооборудования, которая помогает контролировать температурное поле в щитках распределения электричества и вовремя выявлять повышение температурных показателей и вероятные места неисправности. Тепловизор способен производить максимально качественные расчеты температурных показателей сети электропередачи и помогать в процессе проведения профилактических работ в промышленных зданиях или в многоквартирных домах.
Инструкция по проведению тепловизионного контроля электрооборудования призывает проводить тщательный мониторинг и контроль сети электроснабжения не реже нескольких раз в год. Особенно важно контролировать работу электрооборудования в периоды наибольших нагрузок на сеть, когда потребление энергии может превышать допустимые показатели и приводить к перегреву проводки или щитков передачи электроэнергии.

Важно отметить, что в то же время интенсивность потребления электроэнергии, а соответственно и периодичность превышения нагрузки на электросеть зависит от здания и его предназначения. В жилых и многоквартирных домах стоит проводить мониторинг электрооборудования и профилактические аудиторские работы в отапливаемый сезон, когда используется большое количество дополнительных приборов для обогрева, и также в летний период, когда нагрузка на электросеть производится за счет использования охладительного оборудования: вентиляторов и кондиционеров. Производственный мониторинг актуален в зависимости от времени суток, поскольку большинство промышленных зданий потребляют электроэнергию в сменном режиме: преимущественно в дневное или ночное время суток.
Тепловизионный мониторинг остро необходим как юридическим лицам для контроля электрооборудования на промышленных точках, так и частным лицам для регулярного контроля за работой сети электроснабжения и предупреждения вероятности возгорания или поломок.

Тепловизионный контроль оборудования распределительных устройств на напряжение до 35 кВ должен проводиться не реже 1 раза в 3 года, для оборудования напряжением 110. 220 кВ — не реже 1 раз в 2 года. Оборудование всех классов напряжений, эксплуатирующееся в зонах с высокой степенью загрязнения атмосферы должно проверяться ежегодно.

Тепловизионный контроль всех видов соединений проводов ВЛ должен проводиться не реже 1 раза в 6 лет. Воздушные линии электропередач, работающие с предельными токовыми нагрузками, большими ветровыми и гололедными нагрузками, в зонах с высокой степенью загрязнения атмосферы, а также ВЛ, питающие ответственных потребителей, должны проверяться ежегодно.

Оценка теплового состояния электрооборудования и токоведущих частей в зависимости от условий их работы и конструкции может осуществляться:

по допустимым температурам нагрева;

динамике изменения температуры во времени;

путем сравнения измеренных значений температуры объекта с другим, заведомо исправным оборудованием.

Превышение температуры — разность между измеренной температурой нагрева и температурой окружающего воздуха.

Наибольшие допустимые температуры нагрева Θ ДОП и превышения температуры ΔΘ ДОП для некоторого оборудования, его токоведущих частей, контактов и контактных соединений приведены в табл. 1.

Избыточная температура — превышение измеренной температуры контролируемого узла над температурой аналогичных узлов других фаз, находящихся в одинаковых условиях.

Коэффициент дефектности — отношение измеренного превышения температуры контактного соединения к превышению температуры, измеренному на целом участке шины (провода), отстоящем от контактного соединения на расстоянии не менее 1 м.

Рассмотрим основные принципы тепловизионного контроля оборудования систем электроснабжения.

Состояние контактов и контактных соединений оборудования оценивается по избыточной температуре при рабочих токах нагрузки IРаб = 0,3 . 0,6Iном. В качестве норматива используется значение температуры, приведенное к 0,5Iном,

где ΔΘ 0,5 — избыточная температура при токе нагрузки 0,5Iном; ΔΘРаб — избыточная температура при рабочем токе нагрузки Iраб.

Величины перегревов идентифицируются на 3-х или 4-х уровнях. Для ряда объектов в качестве критерия отбраковки могут быть приняты рекомендации Международной электротехнической комиссии. При диагностике контактов рекомендуют следующие критерии отбраковки в пересчете на 50%-ную нагрузку:

• перегрев до 5 о С означает нормальный контакт;
• 5 о С…35 о С — контакт подлежит обслуживанию при плановом ремонте;
• 35 о С…85 о С — контакт подлежит обслуживанию при текущем ремонте;
• более 85 о С — необходим внеплановый ремонт контакта в срок не более 3-х месяцев.

Вопросы диагностики электрооборудования в последнее время приобретают все большую актуальность по целому ряду причин. Прежде всего за последнее десятилетие произошел резкий рост доли оборудования, отработавшего нормативный срок службы. Кроме того, в результате перехода к рыночным отношениям и недофинансирования в течение ряда лет в необходимых объемах проведения планово-профилактических работ снизились качество и надежность энергоснабжения и значительно увеличилась повреждаемость электрооборудования.

Компания ООО «ЭКРА-Сибирь» предлагает услуги по проведению современных и высокоэффективных способов диагностики электрооборудования с помощью тепловизионного обследования.

Оно позволяет обнаруживать дефекты на ранней стадии их развития. Весьма эффективны тепловизионные обследования по выявлению дефектов действующего электрооборудования, в том числе контактных соединений, участков перегрузки кабелей; они позволяют провести оценку теплового состояния трансформаторов различного назначения, электродвигателей, разрядников, реакторов и другого электрооборудования в процессе их эксплуатации без снятия напряжения. Такая диагностика электрооборудования информативна, экономична и удобна. Применение тепловизионных обследований позволяет перейти к системе поддержания эксплуатационной готовности оборудования путем организации мониторинга технического состояния электрооборудования и проведения ремонта по результатам этого мониторинга. В качестве средства измерения поверхностной температуры предусматривается использование тепловизора.

Опыт проведения тепловизионной диагностики силовых трансформаторов показывает, что она позволяет обнаружить следующие неисправности:

— нарушения механической изоляции обмоток, выгорание витков обмотки из—за токов короткого замыкания;

— перегревы магнитопровода из-за токов короткого замыкания; нарушения работы охлаждающих систем (маслонасосов, вентиляторов, фильтров и т.п.);

— нарушение в работе устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН);

— образование застойных зон масла в баке трансформатора;

— нарушения герметичности бака;

— перегревы внутренних контактных соединений обмоток низкого напряжения с выводами трансформатора;

Тепловизионное обследование электроустановок свыше 1000 В

Безопасность

Несмотря на то, что высокое напряжение традиционно считается более опасным, проведение тепловизионного контроля высоковольтного электрооборудования связано с меньшим количеством рисков, т.к.:

1. Межотраслевые нормы по охране труда регламентируют допустимое расстояние от токоведущих частей находящихся под напряжением (например, это 1 м для напряжения 110 кВ), но на практике это расстояние, в абсолютном большинстве случаев, в несколько раз больше и оно просто не дает физической возможности нарушить его. Так же обслуживающий персонал интуитивно старается соблюдать дистанцию от оборудования находящегося под напряжением
2. Основную опасность на оборудовании высокого напряжения для персонала представляет возможность попадания под высокое напряжение и опасности связанные с разрушением высоковольтного оборудования. В случае возникновения потенциально опасной аварийной ситуации, отключение электроустановки с помощью релейной защиты происходит быстрее, т.к. помимо очевидной опасности для персонала разрушение оборудования приводит к повреждению находящегося по соседству оборудования, что в свою очередь может вызвать цепную реакцию.

Таким образом, конструкционные особенности и особенности защиты оборудования сводят к минимуму опасность проведения тепловизионного контроля на подстанциях высокого напряжения.

Особенности проведения диагностики

Обследование проводят обычно на открытом распредустройстве, что накладывает определенные особенности при проведении измерений:

• Коэффициент излучения

Все объекты имеют различный коэффициент излучения. Он определяет интенсивность излучения в ИК диапазоне поверхности материала. Проще говоря – насколько эффективно мы можем измерить температуру объекта с помощью тепловизором.

Коэффициент принимает значения от 0 до 1.

К_и = 1 – соответствует абсолютно черному телу, т.е. поверхности, которая не отражает тепловое излучение, только поглощает и излучает в ИК диапазоне

К_и = 0 – про аналогии с абсолютно белым телом, такое значение коэффициента излучения соответствует абсолютно белому телу. Его излучательная способность и способность поглощать ИК излучение равна 0. Однако такие объекты отражают тепловое излучение от окружающих объектов.

На практике К_и в большинстве принимает значения от 0,95 до 0,2, при этом один и тот же материал может иметь разные коэффициенты излучения в зависимости от состояния поверхности, например:

Материал

Коэффициент излучения К_и

Медь окисленная до потемнения

Как показывает данная таблица, определить температуру полированной меди с помощью тепловизора невозможно, т.к. большая часть регистрируемого теплового излучения от нее будет отраженным излучением от близкорасположенных объектов. Наличие оксидной пленки и краски увеличивает излучающую способность материалов, таким образом измерения температуры, полученные с таких поверхностей будут более точными.

Измерение температуры объектов со значением К_и ниже 0,6 представляет сложность. Хорошим примером таких объектов являются трансформаторы, покрашенные серебрянкой (краской с добавлением алюминиевой пудры).

На термограмме трансформатор 110 кВ со стороны бака расширителя. Съемка производилась в дневное время, наивысшая температура зафиксирована в районе РПН. Путем анализа затененных областей мы можем сделать вывод о том, что данный нагрев вызван устройством РПН и не связан с отражением солнца.

• Погодные условия и время суток

На эффективности тепловизионного контроля влияет ряд факторов окружающей среды. Не рекомендуется проводить телевизионное обследование в ясную погоду, это связано с тем что:

1. Солнце нагревает объекты с Ки > 0,6, таким образом, вносит искажения в результат измерений
2. Для объектов с Ки Размер ИК-окна (см)

На земле и в небе к содержанию

В последние годы во многих странах тепловизоры внедрены для контроля за тепловым загрязнением водоемов, для обнаружения утечек горячей воды и пара из тепловых коммуникаций. При этом прибор устанавливают на вертолете, катере или автомобиле.

Еще одним объектом теплового контроля в теплоэнергетике и коммунальном хозяйстве служат дымовые железобетонные и кирпичные трубы. В последних с помощью тепловизора можно обнаружить сквозные и несквозные трещины, разрушение кирпича и раствора.

В железобетонных трубах тепловым контролем выявляются следующие дефекты: трещины, нарушения сцепления бетона с арматурой, места течей конденсата, разрушения швов бетонирования. Эти дефекты влияют на температурное поле трубы и вызывают повышенное потребление энергоносителя котлом.

Обычный визуальный осмотр сопряжен со значительными трудностями при работе на высоте, требует остановки котлоагрегатов на 2—3 суток. А использование тепловизора позволяет найти дефекты в течение нескольких часов без остановки котла.

Что представляет из себя тепловизионный контроль

Прибор позволяет производить съемку изображения в инфракрасном диапазоне. В 90% случаев он имеет специальный экран, чтобы оператор мог фиксировать показатели без промедления. Процесс контроля представляет собой учет моментов и участков, когда объект (электрическая сеть и трансформаторы) нагреваются.

Во время повышения температуры участок, у которого идут потери электричества, выделяет свет. Его видно в инфракрасном диапазоне при помощи тепловизора можно производить контроль электрооборудования. Особенность состоит в том, что работа проводится даже с устройствами, которые имеют показатели мощности, превышающие 1000 Вт.

Аппаратный метод контроля

Данный способ активно применяется в различных сферах деятельности, где нужно увидеть излучаемый тепло, выпускаемое объектом. Основные направления:

• сети и устройства электроснабжения;
• военная аппаратура и техника;
• жилой сектор (установленные трансформаторы, состояние конструкций).

Тепловизионный контроль электрооборудования

Регулярное проведение электроизмерений на действующих установках продиктовано вполне объективными факторами. Понятно, что в случае возникновения аварийных ситуаций, кроме материального ущерба, который может быть весьма значительным, подвергается опасности и обслуживающий персонал. Производственный травматизм недопустим, не говоря уже о летальных исходах, которые вполне вероятны при поражении электрическим током.

Поэтому существует множество испытаний и измерений электрических параметров объектов, проведение которых регламентируется законодательно. Чаще всего подобные меры требуют отключения оборудования или полностью линии электроснабжения, что, в свою очередь, сопряжено с дополнительными материальными затратами. Тепловизионный контроль электрооборудования лишен этого недостатка, сохраняя, однако, высокую эффективность и актуальность. Неудивительно, что практически любой тарифный план на техническое обслуживание электроустановок включает в себя эту процедуру по умолчанию.

Для чего это нужно

Тепловизионное обследование электрооборудования является самой эффективной из превентивных мер по предотвращению аварий при его эксплуатации. Оно проводится с целью выявления визуально незаметных дефектов на различных участках силовой сети. Причем обнаружение неисправности происходит на этапе ее формирования, что позволяет своевременно отреагировать и принять соответствующие меры. Таким образом, избегая потенциальных аварий, повышается безопасность эксплуатации электрооборудования и экономятся существенные финансовые средства. Сгоревшая изоляция кабеля или электромонтажного провода и короткое замыкание как результат, например, может принести огромный ущерб предприятию.

Подобная проверка проводится бесконтактно и относительно недорога. Она может проводиться непосредственно на работающем аппарате без отключения его от питания. В зависимости от конструкции и условий работы оборудования тепловой режим оценивается по одному из параметров, определяемых РД 34.45-51.300-97, а именно:

• превышение температуры относительно нормируемой;
• избыток тепла;
• коэффициент дефектности;
• распределенные во времени флуктуации температуры в зависимости от тока нагрузки, сравнивая их с подобными характеристиками на заведомо исправных участках цепи.

Учитывая простоту и относительную дешевизну тепловизионного контроля электрооборудования, а также существенные выгоды от его проведения, эта услуга пользуется высоким спросом у заказчиков нашей компании.

Объекты исследования

По большому счету, тепловизионное обследование электрооборудования применимо к абсолютно любым электроустановкам и их частям. Наиболее часто ему подвергаются следующие объекты:

• силовые трансформаторы;
• автоматы и подобные выключатели;
• контактные соединения всех видов;
• силовые вводы;
• разрядники и прочее.

Регламент обязывает проводить тепловизионный контроль электрооборудования не реже одного раза в год при напряжении до 750 кВ. Если эта величина лежит в пределах от 110 до 220 кВ, то состояние электропроводки и других частей сети нужно выполнять один раз в два года. Электрооборудование, работающее при напряжении менее 35 кВ, должно быть обследовано тепловизором не реже, чем раз в три года. Таковы требования РД к проведению электроизмерений.

Подробнее о периодичности выполнения испытаний электроустановки >>>.

Как и когда проводится тепловизионное исследование

Равно как и прочие измерения электрических параметров сетей, тепловизионное обследование электрооборудования требует наличия электролаборатории (ЭТЛ), которая, в свою очередь, должна быть оснащена соответствующим комплектом электроизмерительных приборов. В общем случае проведение испытаний может проводиться на следующих этапах:

• акт сдачи-приемки объекта не будет подписан без соответствующего отчета о проведении комплекса необходимых электроизмерений;
• плановый ремонт или восстановление оборудования после аварии предусматривает подобную процедуру;
• владелец предприятия может провести внеплановую проверку, если у него возникли подозрения в несоответствии нормам тепловых режимов работы оборудования.

В любом случае речь не идет об астрономических суммах, подобные исследования весьма дешевы. Поэтому проводить их нужно при возникновении малейшего сомнения.

ЭТЛ для этого должна быть оснащена чувствительным (0,1оС) тепловизором, работающим в диапазоне от 7 до 14 мкм. Оборудование нашей электролаборатории обладает подобными приборами, что позволяет проводить измерения как ВЛ, так и любого другого электрооборудования.

Что получают наши Заказчики

Специализацией нашей компании на протяжении многих лет было и остается проведение электроизмерений в Москве и регионе. Мы работаем как с малыми клиентами, обеспечивая обслуживание малых офисов, так и с титанами вроде производственных объединений или банков. Все виды деятельности сертифицированы и на них имеется документально подтвержденное разрешение.

ЭТЛ нашей фирмы как мобильная, так и стационарная, имеют современную приборную и инструментальную базу. Высококлассную аппаратуру и инструмент используют в работе исключительно опытные специалисты, штат которых слегка разбавлен талантливой и целеустремленной молодежью.

Благодаря этому наш заказчик обслуживается в предельно сжатые сроки и с максимальным уровнем качества. Финансовая же политика фирмы позволяет поддерживать весьма демократичные цены на услуги.