Нормы обследования электрооборудования тепловизором

Тепловизионная съемка

Тот факт, что термографическая диагностика электрических сетей является одним из самых быстрых методов выявления неисправностей, известен большинству профильных специалистов. Но далеко не все знают, что тепловизионный контроль оборудования, нормы и правила проведения которого существенно изменились с появлением портативных тепловизоров, должен производиться в соответствии с чёткими методическими указаниями, отклонение от которых может привести к совершенно противоположным выводам.

Поскольку тепловой способ поиска неисправностей в электрооборудовании начал применяться ещё во второй половине прошлого века, сегодня часто можно встретить методические указания, построенные на базе первых стандартов, разработанных для данного направления неразрушающих методов контроля.

Это не совсем правильно, так как технические и эксплуатационные характеристики тепловизоров существенно изменились, и за последние годы было внесено немало дополнений в соответствующие руководящие документы. В связи с чем, в данном обзоре рассмотрены базовые и дополнительные нормы, необходимые для правильной организации термографического обследования электрических сетей и оборудования.

Почему при термографировании важно соблюдать нормативы

Любой тип контрольных испытаний в электросетях проводится ради одной цели – подтвердить соответствие проверяемого оборудования требованиям ПТЭЭП и соответствующих СНиП и в случае обнаружения неисправностей точно классифицировать их категорию.

Тепловизионное обследование не является исключением, поэтому результаты термографирования используются для разработки планов ремонта и модернизации.

Очевидно, что ошибочное решение в такой ситуации может привести к неоправданным затратам, а в некоторых случаях и к ощутимым косвенным потерям, вызванных простоем технологического оборудования.

Отдельно подчеркнём, что в электротехнике нельзя полагаться только на визуальную оценку термограмм, что часто практикуется в ходе проверок зданий и сооружений. Это обусловлено тем, что в электросетях редко наблюдается идеально контрастная тепловая картина, где исправные элементы полностью «холодные», а неисправные «горячие», так как даже при нормальном режиме передачи тока всё равно происходит рассеивание тепла в любом элементе цепи, обладающим электрическим сопротивлением.

Главный вывод из вышесказанного – тепловизионная съемка электрооборудования всегда производится в режиме термографирования, с определением точных температур на поверхности контролируемых объектов и прилегающих конструкций.

Кроме этого, любые точные измерения всегда сопровождаются мероприятиями, обеспечивающими стабильные условия их проведения и позволяющие однозначно интерпретировать результаты.

В последующих разделах данного обзора рассмотрены нормы и рекомендации, необходимые для корректного проведения тепловизионной съемки, опубликованные в соответствующих стандартах и методических рекомендациях.

Где сформулированы методические указания и нормативы

Основные положения, используемые для разработки технологических процессов теплового контроля электротехнического оборудования, изложены в нормативном документе РД 153-34.0-20.363-99 («Методика инфракрасного контроля электрооборудования и ВЛ»).

Дополнительную информацию о методах математической обработке результатов можно найти в стандартах ГОСТ 26629-85 или ГОСТ Р 54852-2011, разработанных для теплового контроля зданий и сооружений. В этих же документах приведены рекомендации о рекомендуемой структуре отчётов. Но сразу подчеркнём, что результаты термографической съемки электрооборудования оформляются в более практическом «стиле», так как в большинстве случаев предназначены для технологов эксплуатационных служб.

Сведения по актуализации действующих нормативов с учётом возможностей современного оборудования ещё не приобрели официального статуса и могут быть найдены на сайтах профильных научных организаций или аккредитованных ЭТЛ (например, здесь news.elteh.ru/arh/2008/48/10.php).

Что нормируется

Допустимые температуры

Более детально о принципах тепловизионной диагностики мы рассказывали в статье «Методика тепловизионного обследования», здесь же напомним, что цель термографирования электроустановок заключается не в обнаружении более горячих зон (в электрооборудовании они присутствуют всегда), а в составлении точной температурной карты объекта.

Факт неисправности того или иного узла определяется по отклонению его фактической температуры от нормативных значений, зафиксированных при определённых характеристиках нагрузки.

В РД 153-34.0-20.363-99 приведена таблица базовых диапазонов температур, составленная для нагрузочных токов в 0.5 Iнорм (таблица справа).

Для определения критических отклонений в электросетях, результаты измерений необходимо привести к указанному диапазону токов, поэтому используемый для диагностики тепловизор должен предоставлять информацию о тепловом поле объекта с точностью до 10C.

Критерии оценки состояния

Как видно из приведенных выше таблиц, диапазон допустимых температур достаточно широк, поэтому для правильной интерпретации результата измерений необходимы предельно точные измерения.

Достичь требуемой точности можно только в том случае, если при замерах и в ходе их последующей обработки данных будут учтены все особенности тепловизионной съёмки.

Минимальные требования к тепловизорам

Для диагностики электрооборудования подойдёт далеко не каждый тепловизор, и в этом отношении требования РД 153-34.0-20.363-99 можно назвать устаревшими.

Это объясняется тем, что данный документ разрабатывался под применение стационарных тепловизоров с охлаждаемой матрицей, работающих в средневолновом ИК-диапазоне (3-5 мкм).

Сегодня большинство профессиональных тепловизоров оборудованы интегральной матрицей, не требующей охлаждения и чувствительной к волнам с длинами 7-14 мкм. Такие приборы полностью портативны и позволяют считывать изображение с дискретностью до 640*480 пикселей.

Отметим, что в регламентирующих документах не оговариваются конкретные требования к пиксельному разрешению интегральных тепловизоров, но чем она выше – тем более мелкие дефекты способен обнаруживать прибор (и на больших расстояниях).

С учётом современных реалий, нормативные требования к тепловизионному оборудованию, применяемым для диагностики электрооборудования, состоят из следующих пунктов:

  • диапазон эксплуатационных температур – от -20 до +500C;
  • диапазон контролируемых температур – до +2000C;
  • минимальная чувствительность по температуре – 0.10C.

Кроме этого, необходимо учитывать, что для поиска неисправностей в протяжённых электрических сетях часто применяется съемка с вертолёта или квадрокоптера, что накладывает дополнительные ограничения на возможности регистрирующих каналов. Для таких ситуаций рекомендуются приборы, способные делать 25 кадров в секунду с потоковой записью на цифровой носитель.

Излучательная способность материала

Термографирование электротехнических объектов всегда должно сопровождаться предварительным осмотром с целью выявления зон с недостаточной или избыточной излучательной способностью.

Особое внимание следует уделять следующим ситуациям:

  • слишком низкий коэффициент излучательной способности;
  • близкое расположение материалов с большой разницей в излучательной способности (более активные участки будут выглядеть как перегрев).

В качестве практического норматива в данном случае используют значение коэффициента излучения, равное 0.2-0.3. Для материалов с более низкими показателями тепловизионная съёмка не применяется.

Взаимное положение тепловизора и проверяемого объекта

При проведении тепловизионной диагностики электрооборудования следует учитывать, что коэффициент излучения материала также зависит от угла съёмки.

Для металлических поверхностей он стабилен в диапазоне 0-400, для диэлектрических - 0-600.

Углы съёмки

Обратите внимание, что при превышении указанных нормативов полученные данные о тепловых характеристиках объекта не будут соответствовать действительности.

Режим нагрузки оборудования

Одно из главных преимуществ тепловизионной диагностики – это возможность контроля без отключения оборудования.

Но для более полного выявления дефектов замеры рекомендуется выполнять в нагрузочных режимах, близких к максимальным. На практике редко предоставляется возможность управлять загруженностью сети в произвольном режиме, поэтому измерения производят с учётом фактического состояния, с дальнейшим пересчётом показаний в шкалу нагрузок, соответствующих 0.5 Iнорм.

В данном случае, ограничивающим нормативом является минимальный уровень нагрузки. Если он меньше 0.3 Iнорм , то обследование рекомендуется перенести на другое время.

Воздействие внешних факторов

Для получения корректных термограмм крайне важно учитывать нормирующие рекомендации относительно внешних факторов, влияющих на тепловой фон контролируемого объекта.

Напомним, что к таковым относятся:

  1. Прямая или отражённая солнечная радиация.
  2. Отражённое излучение от соседствующих источников тепла.
  3. Повышенная влажность из-за дождя, снега, тумана.
  4. Ветер.

В отношении первых трёх факторов действует простое правило – диагностику желательно проводить в те дни, когда они отсутствуют. Но в отношении ветра есть конкретный норматив: допустимая скорость воздушных потоков, обдувающих проверяемый объект, должна быть не более 3 м/с.

Специфика проверяемых объектов

Явный дефект в контактном соединениии

В ходе многолетнего практического применения тепловизионной диагностики был сформирован ряд эмпирических правил, связанных с особенностями контролируемых объектов.

В частности, так было установлено, что термографирование не позволяет точно диагностировать неисправности опресованных контактных соединений, поэтому диагностика таких участков электросети проводится с применением традиционных методик электроизмерительных лабораторий.

Если контролируемый объект содержит участки, состоящие из элементов с сильно разными коэффициентами излучательной способности, то съёмка таких участков должна проводиться только после дополнительной градуировки прибора и с учётом температуры наиболее активного элемента.

Как часто необходимо проводить тепловизионную диагностику

Прежде всего, отметим, что тепловизионный контроль существенно ускоряет и упрощает выполнение плановых периодических проверок, выполняемых электротехнической лабораторией, поэтому частота его проведения может быть привязана к графику приёмосдаточных, ППР и внеплановых испытаний.

В отношении высоковольтных сетей, где тепловизионная диагностика используется как основной метод контроля, существуют конкретные нормативы, оговаривающие периодичность испытаний:

  • 1 раз в год проверяются сети, работающие в особо тяжёлых условиях (обледенение, сильная ветровая нагрузка или передающие электроэнергию с напряжениями 300-750 кВ);
  • 1 раз в 2 года проверяются сети, работающие с напряжениями 110-220 кВ;
  • на линиях, передающих электроэнергию с напряжениями до 35 кВ, проверка производится 1 раз в 3 года.

Для «старых» участков электрических сетей периодичность контроля зависит от степени износа контактных соединений. Если в ходе последнего ППР была произведена отбраковка на уровне 5% и более от общего количества задействованных КС, то такие сети следует проверять ежегодно. В обратном случае (менее 5%) – 1 раз в 3 года.

Кроме этого, частота повторных проверок зависит от результатов предыдущей диагностики. Если при её проведении были обнаружены развивающиеся дефекты, то периодичность последующих проверок привязывается к графику ППР.

Электротехническая лаборатория «Мега.ру» принимает заказы на проведение всех видов тепловизионного обследования, включая профилактический и аварийный поиск неисправностей в сетях передачи электроэнергии. Более подробно о деталях сотрудничества и стоимости данной категории услуг можно узнать по телефонам, опубликованным на странице «Контакты».

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: