Введение
В прошлой части мы с вами прошлись по нормативной документации и периодичности тепловизионного контроля электрооборудования:
А в этой части поговорим о погрешностях при проведении тепловизионного контроля электрооборудования.
Будет возможно немного скучно, но без теории тут никак.
Требования к условиям измерения
Начнем с требований к условиям измерения. Если их не соблюдать, то можно получить результаты не соответствующие реальности.
И так, мы берем материал из основного документа о требованиях к тепловизионному контролю электрооборудования и это РД 153-34.0-20.363-99. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. МЕТОДИКИ ИНФРАКРАСНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ВЛ.
Тепловизионный контроль электрооборудования желательно проводить при отсутствии солнца (в облачную погоду или ночью), предпочтительно перед восходом солнца, при минимальном воздействии ветра и в период максимальных токовых нагрузок.
И лучше весной - для уточнения объема ремонтных работ и (или) осенью - в целях оценки состояния электрооборудования перед зимним максимумом нагрузки.
Советы при проведении измерений
Вот основные советы которые не дадут вам совершить ошибки при проведении измерений.
- Не проводите измерения при тумане и атмосферных осадках. А также когда влага конденсируется на тепловизоре
- По возможности избегайте ветра и воздушных потоков около объекта
измерений. При их наличии, учитывайте это при анализе снимков - Не проводите измерения в пыльном помещении/воздухе.
- Проводите измерения на минимальном расстоянии от объекта.
- Учитывайте влияние Вашего излучения.
- Проводите съемку с разных углов.
- Не проводите съемку рядом с горячими/холодными предметами.
- Проводите измерения рано утром/в облачную погоду, иногда –
в темноте.
При проведении тепловизионного контроля должны учитываться следующие факторы:
Естественно, на результаты измерений могут влиять различные факторы, вот перечислены основные из них:
- коэффициент излучения материала;
- солнечная радиация;
- скорость ветра;
- расстояние до объекта;
- значение токовой нагрузки
- тепловое отражение и т.п.
Коэффициент излучения материала
Правильно проводить тепловизионную съемку и анализировать
полученные изображения невозможно без понимания ее физических
основ. Чтобы избежать ошибок нужно знать физику и понимать что
происходит при создании ИК-изображения.
Внимание! Тепловизор не измеряет температуру, а регистрирует
инфракрасное излучение.
Коэффициент излучения материала в общем виде зависит от длины волны, угла наблюдения поверхности контролируемого объекта и температуры.
Для металлов в отличие от газообразных и жидких веществ спектральный коэффициент излучения изменяется весьма слабо (табл.2-1).
Коэффициент излучения помимо вышесказанного зависит также от угла наблюдения. Для металлов коэффициенты излучения постоянны в интервале углов наблюдения (0-40) градусов, для диэлектриков - в интервале углов (0-60) градусов.
За пределами этих значений коэффициент излучения быстро уменьшается до нуля при направлении наблюдения по касательной.
Так, при длине волны излучения 10 мкм при наблюдении по нормали вода близка к абсолютно черному телу, а при наблюдении по касательной становится зеркалом Е = 0. В электроустановках различие в углах наблюдения может возникнуть при проведении ИК-контроля под углом токоведущей шины (рис.2-1).
Коэффициенты излучения металлов с ростом температуры обычно увеличиваются (см. табл.2-1).
Обычно коэффициент излучения зависит от состояния поверхности металла.
Важно правильно настроить коэффициент излучения измеряемого
объекта :
• Завышенный коэффициент излучения приведет к завышенным
показаниям температуры.
• Заниженный коэффициент излучения приведет к заниженным
показаниям температуры
СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Солнечная радиация нагревает контролируемый объект, а также при наличии участков (узлов) с хорошей отражательной способностью создает впечатление о наличии высоких температур в местах измерения.
Эти явления особенно проявляются при использовании ИК-приборов со спектральным диапазоном 2-5 мкм.
Для исключения влияния солнечной радиации рекомендуется осуществлять ИК-контроль в ночное время суток (предпочтительно после полуночи) или в облачную погоду.
При острой необходимости измерение в электроустановках при солнечной погоде рекомендуется производить для каждого объекта поочередно из нескольких диаметрально противоположных точек.
Пример: в ясный солнечный день поверхность нагревается искажая реальную картину теплопередачи.
ВЕТЕР
Если ИК-контроль осуществляется на открытом воздухе, необходимо принимать во внимание возможность охлаждения ветром контролируемого объекта (контактного соединения).
Так, превышение температуры, измеренное при скорости ветра 5 м/с, будет примерно в два раза ниже, нежели измеренное при скорости ветра 1 м/с.
При пересчетах полученных значений превышения температуры можно помимо формулы пользоваться коэффициентами коррекции (табл.2-2).
Измерения при скорости ветра выше 8 м/с рекомендуется не проводить.
НАГРУЗКА
Соответственно на результаты очень влияет нагрузка измеряемого электрооборудования.
Температура токоведущего узла (контактного соединения) зависит от нагрузки и прямо пропорциональна квадрату тока, проходящего через контролируемый участок:
где T1 - превышение температуры при токе I1;
T2 - то же при токе I2.
При необходимости пересчет желательно проводить от более высокой нагрузки к более низкой и при близких значениях токов (отличия на 20-30%).
ТЕПЛОВАЯ ИНЕРЦИЯ
При переменной токовой нагрузке приходится считаться с тепловой инерцией контролируемого объекта.
Так, тепловая постоянная времени для контактных узлов аппаратов составляет порядка 20-30 мин, поэтому при определении тока нагрузки по амперметру контролируемого присоединения не следует учитывать кратковременные "броски" тока, связанные с коммутационными процессами или режимом работы потребителя.
Тепловая постоянная для вентильных разрядников составляет порядка 6-8 ч, поэтому результаты измерения тепловизором только что поставленного под напряжение разрядника могут оказаться ошибочными.
ДОЖДЬ И СНЕГ
Дождь, туман, мокрый снег в значительной степени охлаждают поверхность объекта, измеряемого с помощью ИК-прибора, и в определенной мере рассеивают инфракрасное излучение каплями воды.
ИК-контроль допускается проводить при небольшом снегопаде с сухим снегом или легком моросящем дождике.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ
При работе с ИК-приборами вблизи шин генераторного напряжения, реакторов и вообще в электроустановках с большими рабочими токами приходится сталкиваться с проблемой защиты ИК-прибора от влияния магнитного поля.
Последнее вызывает искажение картины теплового поля объекта на кинескопе тепловизора или нарушает работу радиационного пирометра.
При наличии магнитных полей при проведении ИК-контроля рекомендуется:
а) если токоведущие шины находятся над головой оператора с тепловизором или пирометром или вблизи него, постараться, перемещаясь около контролируемого объекта, выбрать местоположение с минимальным влиянием магнитного поля;
б) использовать объектив с меньшим углом наблюдения (например, 7x7°), что позволит осуществлять контроль за объектом с удаленного расстояния;
в) при контроле с помощью тепловизора с оптико-механическим сканированием можно сканер расположить вблизи объекта, ВКУ с кинескопом, используя длинный кабель от сканера, вынести за пределы зоны влияния магнитного поля.
ТЕПЛОВОЕ ОТРАЖЕНИЕ
В ряде случаев, особенно при ИК-контроле токоведущих частей, расположенных в небольших замкнутых объемах (например, в КРУ или КРУН), приходится сталкиваться с возможностью получения ошибочных результатов из-за теплового отражения от нагревательных элементов, ламп освещения, соседних фаз и др. (рис.2-2).
Последнее проявляется при контроле токоведущей части с малым коэффициентом излучения, обладающей хорошей отражательной способностью.
В результате термографическая съемка может показать горячую точку (пятно), хотя в действительности это просто тепловое отражение.
Поэтому рекомендуется в подобных случаях производить ИК-обследование объекта под различными углами зрения и изменением местоположения оператора с ИК-прибором. При необходимости на время измерения отключается освещение объекта и т.п.
Внимание! Для качественной съемки необходимо удалить все источники излучения или минимизировать их влияние.
НАГРЕВ ИНДУКЦИОННЫМИ ТОКАМИ
В токоведущих частях электроустановок, обтекаемых значительными токами (например, шины генераторного напряжения), зачастую наблюдаются нагревы, обусловленные индукционными токами, циркулирующими в магнитных материалах.
В качестве последних в токоведущих шинах могут быть пластины шинодержателей, крепежные болты, близко расположенные металлоконструкции и т.п.
Нагревы от индукционных токов, если они расположены вблизи контактных соединений, могут создавать ложное впечатление о перегреве последних.
ВЛИЯНИЕ ДАЛЬНОСТИ ИК-КОНТРОЛЯ
Существенное значение при ИК-контроле имеет расстояние до контролируемого объекта ввиду рассеяния и поглощения ИК-излучения в атмосфере за счет тумана, снега и других факторов.
Особенно это влияние сказывается при использовании тепловизоров, работающих в спектральном диапазоне 2-5 мкм.
Полезный совет: проводите измерения на минимальном расстоянии от объекта.
P.S.
И так вторая часть закончена.
Вот Вам ссылка на нашу первую статью. "Тепловизионный контроль электрооборудования. Часть 1. Нормы и периодичность."
В следующих главах мы еще разберем теорию и практику тепловизионного контроля электрооборудования.
Если вам что-то осталось не понятно, пишите в комментарии мы постараемся ответить, возможно не сразу, но обязательно вам ответим.
Если хотелось бы чтоб мы какую нибудь интересующую вас тему раскрыли, пишите тоже об этом в комментарии, мы обязательно постараемся об этом написать.
Если вам нужна помощь профессионалов, то вот наши контакты:
Наш сайт: https://envolt.ru/
Почта: info@envolt.ru
Наш инстаграмм: https://www.instagram.com/envolt.ru/
Наша группа Вконтакте: https://vk.com/envolt_electro