Wykrycie stanu przedawaryjnego możliwe jest podczas pracy urządzenia, bez konieczności jego wyłączania, czego wymagały klasyczne techniki diagnostyczne. Mało tego, obciążenie i praca urządzenia jest warunkiem koniecznym do wykrycia wady.
wykrywanie anomalii termicznych
Technika zdalnej termodetekcji w elektroenergetyce pozwala na
szybkie wykrywanie miejsc potencjalnych awarii czy wad w instalacji i
nie wymaga wyłączeń. Z definicji wynika bowiem, że wadą złącza jest jego
zwiększona rezystancja, która tylko podczas przepływu prądu prowadzi do
podwyższenia temperatury złącza proporcjonalnie do lokalnej
rezystywności oraz prądu obciążenia. Stopień tego podgrzania jest
podstawowym kryterium klasyfikowania wad.
W różnych krajach różne są wymagania dotyczące stopnia obciążenia
instalacji podczas badania termograficznego. W Polsce, jeszcze w latach
70., jako minimum przyjęto 40 % obciążenie toru prądowego, obecnie
jednak ze względu na ogólnie mniejsze obciążenia, dopuszcza się 30 %.
W
praktyce jednak często bywa tak, że obciążenia obwodów czy linii są
mniejsze od wymaganych przy diagnozie termograficznej. Pomiary powinno
się wykonać nawet w takich warunkach, gdyż zaniechanie pomiarów nie
zmieni wiedzy o instalacji, natomiast wykrycie wady dowiedzie, jak
wysoki będzie poziom zagrożenia w przypadku, gdy obciążenie będzie
zwiększone. Wykonywanie w takich sytuacjach pomiarów uzasadnione jest
również faktem, że same „termiczne oględziny” jednego toru prądowego nie
są pracochłonne, trwają zwykle bardzo krótko. Jednoczesna obserwacja
znacznego obszaru, a przy tym wysoka wyróżnialność małych różnic
temperatury powoduje, że pominięcie ewidentnej wady, nawet słabo
skontrastowanej, jest bardzo mało prawdopodobne. Kamery termowizyjne
mają rozdzielczości termiczne na poziomie poniżej 0,1 K, podczas gdy
istotne wady to przyrosty temperatury kilkunasto-czy
kilkudziesięciostopniowe. Jedynym mankamentem badań przy niskim
obciążeniu jest mniej precyzyjna klasyfikacja wady, niż przy większych
obciążeniach.
Wpływ różnych czynników (środowisko, uwarunkowania techniczne,
konstrukcyjne, aparaturowe itp.) powoduje, że w ogóle o precyzji i
kryteriach obiektywnych trudno jest tu mówić. W tym świetle znaczenia
nabiera doświadczenie ekipy termograficznej, która na miejscu
klasyfikuje wady, uwzględniając liczne czynniki, zarówno związane z
wiedzą o badanym elemencie, o warunkach i metodzie pomiaru, jak i
specyfikę stosowanego urządzenia pomiarowego.
Termografia jest metodą porównawczą, dlatego w celu właściwej oceny wady i jej lokalizacji niezbędne jest również uwzględnienie wpływu i stanu sąsiednich, takich samych elementów, geometrii obiektu, symetrii budowy itp. W torach prądowych trójfazowych oczywiste jest, że obrazy cieplne elementów porównuje się z tymi samymi obrazami w innych fazach, zwłaszcza gdy można przyjąć, że obciążenie prądowe we wszystkich fazach tego samego toru jest takie samo. Pozwala to na uproszczenie metodyki badań i ułatwienie procesu interpretacji.
przyrost temperatury, przegrzanie, klasyfikacja wad
W wyniku „oględzin” za pomocą urządzenia termograficznego i rej stracji obrazów otrzymuje się termogramy elementów poddanych badaniom. Interpretacja termogramu pod względem termicznym, uwzględniająca wpływ czynników zewnętrznych, obciążenia i zastosowanych materiałów, powinna doprowadzić do zakwalifikowania anomalii do określonego „stopnia zagrożenia” i związanej z nim pilności interwencji.
Kryteria klasyfikacji wad elementów urządzeń elektrycznych w zależności od przyrostu temperatury w różnych krajach wyglądają inaczej. Pewien wpływ ma tu inna konstrukcja i normy dopuszczalnej gęstości prądu w zestykach, jednak największe znaczenie ma chyba niewiedza „jak gorąco jest za gorąco”. W światowej literaturze specjalistycznej spotyka się różne priorytety interwencji związane z przyrostem temperatury (z klasyfikacją wady). Dostawca większości sprzętu termowizyjnego użytkowanego w Polsce (AGA, później AGEMA, obecnie FLIR) opracował szacunkowe zalecenia postępowania dla zaobserwowanych przyrostów temperatury w warunkach nominalnego obciążenia.
Przyrost temperatury definiuje się tutaj jako różnicę między temperaturą maksymalną zarejestrowaną przez kamerę na elemencie a temperaturą powietrza, panującą w najbliższym otoczeniu. Temperatura ta odczytywana jest przez kamerę jako temperatura elementów najbliższych nieczynnych elektrycznie. W zamkniętych szafkach elektroenergetycznych lub sterowania i automatyki temperatura ta może się znacznie różnić od temperatury w pomieszczeniu. W przypadku urządzeń na wolnym powietrzu jest to temperatura powietrza, ale tylko w sytuacji nie nagrzewania przez słońce. Dla tego rodzaju urządzeń czynnikiem nagrzewającym jest słońce, chłodzącym – wiatr. Już wiatr o prędkości5 m/s ponad dwukrotnie obniża przyrosty temperatury obiektów o średnio rozwiniętej powierzchni! W przypadku obciążeń mniejszych od nominalnych, niezbędne jest przeliczenie otrzymanego przyrostu temperatury do 100 % maksymalnego obciążenia możliwego w tym obwodzie, zgodnie z zasadą, że przyrost temperatury proporcjonalny jest do kwadratu prąduobciążenia.
