14-04-2015, 00:00
1. Istota termowizji
Istotą termowizji, zwanej inaczej termografią, jest zdalne i bezdotykowe wykrywanie promieniowania cieplnego w paśmie podczerwieni oraz przekształcenie niewidzialnego promieniowania w widzialny obraz. Badanie termowizyjne odbywa się poprzez kamerę termowizyjną (albo inne urządzenie działające w podczerwieni), która rejestruje promieniowanie podczerwone wysyłane przez obserwowany obiekt (ponieważ każde ciało fizyczne o temperaturze większej od zera bezwzględnego 0 K, tj. -273,15°C, jest źródłem promieniowania podczerwonego), a następnie przetwarza to promieniowanie w widzialny obraz. Rezultatem pomiaru termowizyjnego jest termogram, będący analizą intensywności promieniowania padającego na badany obiekt w formie kolorowej mapy wartości temperatur.
A zatem detektor kamery sumuje intensywność promieniowania i wizualizuje to poprzez skalę wybranych kolorów (bądź szarości), w której jeden koniec skali wskazuje wyższą intensywność promieniowania, a drugi niższą. Następnie zespół elektroniczny kamery wylicza temperaturę badanego obiektu, co jest zobrazowane na termogramie rozkładem odpowiednich kolorów. Na termogramie kolory jasne przedstawiają powierzchnie o wyższej temperaturze, zaś ciemniejsze - niższe temperatury albo inaczej mówiąc kolory ciepłe oznaczają wyższe temperatury a kolory zimne – niższe.
2. Zastosowanie termowizji
Od lat 90-tych XX wieku rozwój technologiczny kamer termowizyjnych spowodował szerokie zastosowanie tych urządzeń w takich dziedzinach, jak np.: wojsko, medycyna czy badania naukowe. Obecnie termowizję wykorzystuje się coraz częściej do wspomagania przemysłu. W Polsce stosuje się ją najczęsciej w trzech gałęziach gospodarczych, tj. w elektroenergetyce, ciepłownictwie i budownictwie. Głównym jej celem jest diagnostyka urządzeń elektroenergetycznych, detekcja różnych usterek i ochrona przed awariami. Zaletą badań termowizyjnych jest możliwość wykonania go z bliskiej odległości, a także w trakcie normalnej pracy danego urządzenia czy instalacji elektrycznej.
3. Diagnostyka termowizyjna instalacji/urządzeń elektrycznych - rozdzielnice niskiego napięcia
Pomiary termowizyjne są dobrą metodą oceniającą stopień obciążenia pracy urządzenia oraz jakość wykonania instalacji elektrycznej. Najczęściej wykonuje się badania termowizyjne rozdzielnic niskiego napięcia. Ich diagnostyka polega na detekcji wad w instalacjach, które są związane z pogarszaniem się warunków odprowadzania lub z nadmiernym wydatkowaniem ciepła z instalacji. Dlatego podczas badania termowizyjnego szukamy zazwyczaj tzw. „gorących punktów”. Dzięki temu możemy sprawnie i bezpiecznie wykryć zaistniałą usterkę, którą nie widać w świetle widzialnym, i w ten sposób uniknąć awarii, a nawet zagrożenia pożarowego. Aby pomiar termowizyjny był jak najbardziej rzetelny, należy przeprowadzić go od ogółu (tj. podglądu całego wnętrza rozdzielnicy) do szczegółu, czyli najlepiej skontrolować wszystkie miejsca nagrzewania się styków wszelkiego rodzaju łączników.
A zatem badanie termowizyjne rozdzielnicy obejmuje:
A zatem pomiary termowizyjne najlepiej podzielić na 4 etapy (od ogółu do szczegółu):
Podczas badania rozdzielnicy należy zapewnić odpowiednią wartość obciążenia prądowego: im większa ona jest, tym lepiej dla dokładności pomiarów. Warto pamiętać, że minimalny stopień obciążenia instalacji powinien wynosić 40% prądu znamionowego (według ogólnie przyjętej normy obowiązującej w Polsce). Warto również zwrócić uwagę na ruch powietrza w rozdzielnicy, który jest wytworzony przez chłodzące wentylatory - może mieć on negatywny wpływ na wyniki pomiarów. Żeby uniknąć błędów pomiarowych, prędkość przepływu powietrza nie może przekraczać 4 m/s.
Wpływ czynników zewnętrznych jest istotnym aspektem poprawności pomiarów termowizyjnych. Dlatego ważne jest, aby przed badaniem uwzględnić czynniki zakłócające jego poprawność i ustawić w kamerze odpowiednie parametry. Do najważniejszych parametrów pomiarowych należą: odległość od badanej instalacji, temperatura otoczenia, wilgotność czy współczynnik emisyjności.
Podsumowując, wykonanie diagnostyki termowizyjnej instalacji/urządzeń elektrycznych jest szybkie i proste, jednakże sztuką jest poprawne wykonanie pomiaru. Prawidłowe nastawienie parametrów kamery termowizyjnej oraz późniejsza interpretacja wyników/termogramów, wymagają fachowej i specjalistycznej wiedzy. Błędy, które można popełnić podczas takich badań, wynikają zazwyczaj z braku odpowiednich kwalifikacji operatora kamery oraz z niedostosowania parametrów obserwacyjnych tego przyrządu do środowiska pomiarowego. Dlatego istotne jest, aby pomiary termowizyjne wykonywały odpowiednio wykwalifikowane osoby.
Przykłady pomiarów rozdzielnic od ogółu do szczegółu
Często w badaniu ogólnym nie wykrywa się wszystkich wad, dlatego ważne są pomiary poszczególnych elementów badanej rozdzielnicy. Poniżej prezentuję badania trzech różnych rozdzielnic, w których zastosowałem metodę pomiarów ogólnych i szczegółowych.
A zatem każda z rozdzielnic opisana jest poprzez 4 zdjęcia, tj. 2 termogramy/obrazy w podczerwieni, które przedstawiają badanie ogólne i szczegółowe oraz 2 zdjęcia z obydwu badań w świetle widzialnym.
I. ZESTAWIENIE TERMOGRAMÓW ROZDZIELNICY nr 1:
Zdjęcie nr 1: Termogram nr 1 - obraz ogółu w podczerwieni: |
Zdjęcie nr 2: Rozdzielnica nr 1 - obraz ogółu w świetle widzialnym: |
Warunki pomiarów:
Analiza pomiaru wykazała, że zarejestrowane temperatury wykraczają poza dopuszczalne temperatury pracy urządzeń i przewodów. Należy sprawdzić dokręcenia główki bezpiecznika o przekroczonej temperaturze.
Zdjęcie nr 3 - Termogram nr 2 - obraz szczegółu w podczerwieni: |
Zdjęcie nr 4: Rozdzielnica nr 1 - obraz szczegółu w świetle widzialnym: |
Analiza pomiaru przy tych samych warunkach pomiarowych:
Na powyższym przykładzie widać, jak istotne jest badanie szczegółów, bowiem ogólny pomiar może nie wykryć wszystkich istniejących wad. Na pomiarze ogólnym (zdjęcie nr 1) pomiar termowizyjny pokazał, że tylko bezpiecznik w górnej partii rozdzielnicy wykazuje znaczny wzrost temperatury. Natomiast na pomiarze szczegółowym (zdjęcie nr 3) wykryto równie niebezpieczny wzrost temperatury na bezpieczniku w dolnej partii rozdzielnicy (ów bezpiecznik na termogramie nr 1 nie wykazywał aż tak wysokiej temperatury).
II. ZESTAWIENIE TERMOGRAMÓW ROZDZIELNICY nr 2:
Zdjęcie 5: Termogram nr 1 - obraz ogółu w podczerwieni (górna część): |
Zdjęcie nr 6: Rozdzielnica nr 2 - obraz ogółu w świetle widzialnym: |
Warunki pomiarów:
Analiza termogramu: zarejestrowane temperatury nie wykraczają poza dopuszczalne temperatury pracy urządzeń i przewodów.
Zdjęcie 7: Termogram nr 2 - obraz szczegółu w podczerwieni (wyłącznik, górna część): |
Zdjęcie 8: Rozdzielnica nr 2 - obraz szczegółu świetle widzialnym: |
Analiza termogramów przy tych samych warunkach pomiarowych:
III. ZESTAWIENIE TERMOGRAMÓW ROZDZIELNICY nr 3:
Zdjęcie 9: Termogram nr 1 - obraz ogółu w podczerwieni: |
Zdjęcie nr 10: Rozdzielnica nr 3 - obraz ogółu w świetle widzialnym: |
Warunki pomiarów:
Analiza pomiaru wykazała, że zarejestrowane temperatury nie wykraczają poza dopuszczalne temperatury pracy urządzeń i przewodów.
Zdjęcie 11: Termogram nr 2 - obraz szczegółu w podczerwieni: |
Zdjęcie 12: Rozdzielnica nr 3 - obraz szczegółu świetle widzialnym: |
Analiza pomiaru przy tych samych warunkach pomiaru:
Podobne artykuły
Komentarze