pryjm_navch_posibn

Основний газ – метан (нагрівання в діапазоні низьких температур)

Основний газ – етилен (нагрівання в діапазоні високих температур)

Рис. 5.4. Графіки дефектів виду «перегрів»

191

Контрольні питання до глави 5

1.За допомогою яких газів, розчинених в маслі, визначається технічний стан маслонаповненого електрообладнання?

2.Які прилади застосовують для проведення ХАРГ, і які основні вузли містять ці прилади?

3.Які детектори застосовують для проведення ХАРГ масло наповненого електрообладнання, і в чому полягає принцип їх дії?

4.Для чого призначені хроматографічні колонки, та як відбувається аналіз розчинених в маслі газів за їх допомогою?

5.Якою є послідовність обробки результатів ХАРГ?

6.Що таке хроматограма, і яким чином вона використовується при проведенні ХАРГ?

7.У чому полягає різниця між видом і характером пошкодження, які визначаються на підставі ХАРГ?

8.Які методи обробки результатів ХАРГ застосовуються для визначення виду і характеру пошкодження маслонаповненого електрообладнання?

9.Яких основних правил слід дотримуватись при відборі проб на ХАРГ та їх транспортуванні?

192

Глава шоста

ТЕПЛОВІЗІЙНИЙ КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ

ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ.

6.1. Методичні основи застосування тепловізійного контролю на

об’єктах електроенергетики

Частини будь-якого електрообладнання, що знаходиться під напругою

та/або навантаженням, у тій чи іншій мірі нагріваються під їх впливом, а саме:

-струмопровідні частини електрообладнання і контакти та контактні з’єднання – Джоулєвими втратами;

-частини електрообладнання, виготовлені з феромагнітних матеріа-

лів – втратами на перемагнічування та вихровими струмами;

-частини електрообладнання, виготовлені з ізоляційних матеріалів – діелектричними втратами в ізоляції.

Сукупність струмопровідних частин, контактних з’єднань, ізоляційних,

феромагнітних матеріалів і конструктивних елементів електрообладнання чи його частин, що піддаються нагріву, формує просторове температурне поле.

Енергія такого поля частково відводиться у довкілля шляхом теплопровідності і конвекції, а та, що залишилась, - обумовлює температуру як всієї вказаної су-

купності, так і окремих її складових. Температура електрообладнання чи його частини може бути сприйнята, як випромінювання хвиль поверхнею електроо-

бладнання або контактних з’єднань в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні спектру коливань певної інтенсивності. Інтенсивність коливань ІЧ-випромінювання по-

верхні (зони поверхні) буде залежати від значень температури даної поверхні

(зони поверхні).

Вид (конфігурація) та параметри температурного поля можуть бути вико-

ристані у якості діагностичного параметра (признака) справності або несправ-

ності електрообладнання і контактів та контактних з’єднань: у випадку появи несправності чи відхилень в роботі, конфігурація і параметри температурного

193

поля змінюються, з’являються теплові аномалії. Це дозволяє співставляти інте-

нсивність ІЧвипромінювання поверхонь з якимись нормованими величинами або відслідковувати її зміни за певний проміжок часу для вирішення завдань контролю наявності змін технічного стану обладнання (ступеня його дефект-

ності).

ІЧ-випромінювання – це електромагнітне випромінювання, що характери-

зується довжинами хвиль в діапазоні від 0,78 мкм до 1 мм. Для вирішення за-

вдань контролю за технічним станом обладнання використовуються дві ділянки названого діапазону – короткохвильовий (2-6 мкм) та довгохвильовий (8-12

мкм). В межах саме цих ділянок атмосфера у найбільшій мірі «прозора» для ІЧ-

випромінювання, проте перевагу слід надавати ділянці 8-12 мкм, де зменшуєть-

ся вплив наявного сонячного опромінювання під час роботи у денні часи.

Метод застосування просторового відображення температурних полів об’єктів та кількісного визначення параметрів таких полів отримав назву тер-

мографії, різновидом якої є ІЧ-термографія. Використання останньої базується на сприйнятті, вимірюванні та аналізі даних про тепловий стан об’єктів, отри-

маних завдячуючи ІЧ-випромінюванню від них.

Технологія інфрачервоного термографічного або, як частіше називають, -

тепловізійного контролю є ефективним засобом дистанційного контролю ста-

ну електрообладнання і проводиться без спеціального виведення з роботи цього обладнання.

Застосування тепловізійного контролю дозволяє:

-скоротити час простоїв обладнання за рахунок попередження раптових пошкоджень;

-планувати проведення ремонтів та оцінювати якість їх виконання;

-виявляти приховані дефекти конструкції без відключення обладнання та спостерігати за плином технологічних процесів без безпосереднього контакту з цим обладнанням.

194

Завдяки достатній чутливості сучасних тепловізорів з¢явилась можливість виявляти на ранній стадії як дефекти контактних з¢єднань, так і погіршення стану ізоляції багатьох видів електрообладнання.

Аналіз теплового стану об’єктів контролю передбачає використання ряду понять, до яких, зокрема, відносяться:

-перевищення температури - різниця між температурою точки контролю на об¢єкті та температурою довкілля;

-надлишкова температура - перевищення температури вузла, який конт-

ролюється, над температурою аналогічних вузлів іншого обладнання (інших фаз), які знаходяться в тих самих (стосовно нагріву) умовах: наприклад, стру-

мові дні частини різних фаз одного і того ж обладнання, тобто через них проті-

кає струм однакової сили;

- коефіцієнт дефектності - відношення перевищення температури кон-

тактного з’єднання до перевищення температури на цілій (без з’єднань) ділянці шини чи проводу, яка віддалена від контактного з’єднання на відстань не мен-

ше 1 м.

Оцінка теплового стану електрообладнання і струмопровідних части зале-

жно від умові їх роботи та конструкції може проводитись:

- по нормованим температурам нагріву (перевищенням температури),

надлишковій температурі, коефіцієнту дефектності, динаміці зміни темпера-

тури в часі;

- шляхом порівняння виміряних значень температури в межах фаз, між фазами, із наперед зазначеними, як справні, аналогічними ділянками чи вуз-

лами і т. ін.

6.2. Технічні засоби проведення тепловізійного контролю обладнання

Вимірювання температури об’єктів можливо виконати використовуючи рі-

зні засоби, починаючи від простих термометрів і закінчуючи складними прила-

195

дами, до яких, зокрема, відносяться такі, що сприймають ІЧ-випромінювання та застосовуються під час тепловізійного контролю.

Тепловізійний контроль проводиться за допомогою тепловізорів (термог-

рафічних систем) та/або пірометрів. У порівнянні із теплові зорами, основною відмінністю застосування пірометрів є те, що за допомогою пірометрів можна отримати температуру об’єкта спостереження тільки в обмеженій зоні чи окре-

мій точці його поверхні (залежить від відстані до об’єкту), тоді як тепловізор дозволяє спостерігати і зафіксувати теплове (температурне) зображення назва-

ного об’єкта вцілому із можливістю визначення температури у будь-якій точці

(зоні) цього зображення.

Отримані з використанням тепловізорів зображення об’єктів мають назву термограми, на яких даний об’єкт представляється сукупністю ділянок , елеме-

нтів, точок, відображених пропорційно ІЧвипромінюванню від них.

На рис. 6.1 наведено для прикладу спрощену схему одного із сучасних теп-

ловізорів з ІЧ-детектором, що охолоджується рідким азотом. Він містить насту-

пні елементи:

-ІЧ-приймач (детектор ІЧ-випромінювання);

-вузол охолодження ІЧ-приймача (в тепловізорах більш нових поколінь цей вузол відсутній, оскільки перевага віддається детекторам, що не вимагають охолодження, - матричним детекторам. Такий тепловізор фірми NEC буде представлено нижче);

-оптичну систему;

-систему сканування (відсутня в тепловізорах з матричними детекторами);

-вбудований еталон температури для безперервного автоматичного кори-

гування сигналу детектора у випадку зміни температури довкілля, вузлів і дета-

лей самого тепловізора;

- електронний блок для підсилення і обробки сигналу детектора, управлін-

ня системами сканування та візуалізації ІЧ-випромінювання, запам’ятовування термограм, управління роботою інших вузлів і систем тепловізора, виконання інших сервісних функцій;

196

Рис. 6.1. Спрощена схема тепловізора з електромеханічним скануванням зображення об’єкта (на прикладі тепловізора серії "Thermovision" серії 800 Шведської компанії "Agema" (на цей час - "Flir Systems" Швеція - США).

197

-систему візуалізації ІЧ-випромінювання об’єкта у вигляді монітору та/або електронного видошукача;

-систему запам’ятовування і зберігання термограм;

-блок живлення і зарядження акумуляторів.

Тепловізор, комп’ютер зі спеціалізованим програмним забезпеченням для обробки термограм і виготовлення звітів, ряд допоміжних пристроїв та присто-

сувань об’єднуються в термографічну систему.

На рис. 6.2 наведено для прикладу спрощену схему одного із сучасних пі-

рометрів, що містить такі елементи:

-ІЧ-приймач (детектор ІЧ-випромінювання);

-оптичну систему (іноді конструктивно суміщена з ІЧ-приймачем);

-вбудований еталон температури для безперервного автоматичного кори-

гування сигналу детектора у випадку зміни температури довкілля, вузлів і дета-

лей самого пірометра;

- електронний блок для підсилення і обробки сигналу детектора, управлін-

ня системами сканування та візуалізації ІЧ-випромінювання, запам’ятовування термограм, управління роботою інших вузлів і систем тепловізора, виконання інших сервісних функцій;

-вузол відліку температури з аналоговим чи цифровим індикатором;

-оптичного або лазерного візиру для визначення місцезнаходження точки вимірювання температури;

-блок живлення і зарядження акумуляторів.

При виборі тепловізора або пірометра бажано орієнтуватись на апаратуру провідних світових виробників (Швеція, США, Японія), що використовують сучасну і надійну елементну базу, надають гарантії та послуги з сервісного су-

проводження і ремонту своєї продукції.

Одним із таких є тепловізор фірми NEC (Японія), зображений на рис. 6.3. За габаритами він не на багато більший, ніж сучасна відеокамера; не потребує за-

стосування рідкого азоту, оскільки містить матричний детектор; дозволяє отримувати якісні термограми і надійно виявляти ті дефекти контактів, вузлів

198

1

2

3

4

5 6

19

8

9

10

11

18

12

17

12 13

16

15

14

в)

Рис. 6.3 Тепловізор фірми NEC (Японія)

а) – зовнішній вигляд; б) і в) – основні функціональні складові та елементи .

1.- вікно відеокамери; 2.- інфрачервоний об’єктив; 3.- захисна кришка об’єктива; 4.- РК-дисплей; 5.- мікрофон для запису коментарів; 6.- задня кришка; 7.- видошукач; 8.- кнопки переключень функцій і режимів; 9.- відсік акумулятора; 10.- індикатор живлення; 11.- джойстик; 12.- гачки для ремінців; 13.- кнопка видалення карти пам’яті; 14.- слот для встановлення карти пам’яті; 15.- роз’єм інтерфейсу; 16.- роз’єм вихідного відеосигналу; 17.- вимикач живлення; 18.- роз’єм підключення мережевого блоку живлення; 19.- роз’єм підключення кабелю РК-дисплея.

200