termografiere-instalatii-electrice

Mentenanța preventivă prin termografierea instalațiilor și tablourilor electrice

Termografierea instalațiilor și tablourilor electrice, termografia în infraroșu sau analiza termografică permite achiziția și analiza informațiilor de natură termică obținute cu ajutorul echipamentelor de scanare în infraroșu, fără contact. În ultimii ani, aceasta a arătat aplicabilitate în tot mai multe domenii precum: electrotehnic, energetic, cercetare & dezvoltare, medicină, controlul calității, construcții etc. Această metodă modernă de diagnosticare este utilizată cel mai des în industrie la verificarea instalațiilor și tablourilor electrice, oferind rezultate precise care conduc la reducerea timpului de depistare a defectelor fără a fi nevoie de oprirea echipamentelor.

De multe ori, primul semn al unei funcționări necorespunzătoare este dat de o creștere a temperaturii în zona în care este identificat defectul. Majoritatea problemelor care apar într-o instalație electrică sunt datorate supraîncălzirii acesteia în diferite puncte de conexiune. Aceste creșteri de temperatură în punctele de conexiune apar din cauza oxidării contactelor care mențin continuitatea electrică, astfel crescând rezistența electrică a căii de curent. Acest fenomen de supraîncălzire este foarte periculos, conducând la distrugerea termică a izolației și la posibile surse de incendiu dacă acestea nu sunt descoperite și remediate la timp. Nedescoperirea la timp a acestor defecte conduce la opriri neprogramate a instalațiilor electrice, ce se traduc prin costuri suplimentare cu mentenanța corectivă, costuri cu produsele care sunt afectate de oprirea instalației electrice, pierderi cu oprirea producției pe perioada nefuncționării instalației electrice etc.


În industria electrotehnică și energetică, termografierea este utilizată pentru:

Monitorizarea temperaturii traseelor de cablu

termografiere-trasee-cablu
Termografierea traseelor de cablu

Prin monitorizarea traseelor de cablu pot fi identificate defecte precum:

  • Funcționarea la suprasarcină. În mod normal, circuitele electrice sunt dimensionate în funcție de nevoiele specifice la un moment dat, dar și pentru eventuale extinderi. Așadar, dacă în momentul extinderii este depășită sarcina recomandată pentru un traseu de cablu, acesta se supraîncălzește și deteriorează izolația.
  • Dezechilibrul fazelor. Circuitul electric trifazat ar trebui să funcționeze în condiții similare pentru toate cele trei faze. De exemplu, în cazul unor motoare trifazate, încărcarea pe cele trei faze ale acestuia trebuie să fie similară, altfel trebuie să ne punem un semn de întrebare în privința funcționării acestuia. Dacă circuitul este dezechilibrat, în momentul scanării acestea vor avea temperaturi diferite, astfel detectând faza care are probleme.
  • Prezența armonicilor. Curentul alternativ are tendinţa de a circula la suprafaţa conductorului. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de efect pelicular şi este mai pronunţat la frecvenţe înalte. Efectul pelicular este în mod normal ignorat deoarece are un efect foarte mic la frecvenţa nominală de alimentare (50 Hz), dar la peste 350 Hz, adică de la armonica de ordinul 7, efectul pelicular devine important, provocând pierderi suplimentare şi încălzire în conductoarele de alimentare.

Monitorizarea tablourilor electrice

termografiere-tablouri-electrice
Termografierea tablourilor electrice

Prin monitorizarea tablourilor electrice, pot fi identificate defecte precum:

  • Contacte imperfecte. Spre deosebire de funcționarea la suprasarcină, unde temperatura circuitului este constantă pe toată lungimea acestuia, în momentul în care avem un contact imperfect, pe imaginea în infraroșu va apărea un punct mai fierbinte care este sursa defectului, iar pe masură ce ne depărtăm de acesta, temperatura va scădea.
  • Supraîncălzirea aparatelor de comutație. Contactele interne ale echipamentelor de comutație se oxidează odată cu trecerea timpului. Astfel, acestea nu mai funcționează în parametri normali (se încălzesc). Prin scanarea în infraroșu putem vedea temperatura de lucru a acestora, iar în funcție de aceasta se va decide dacă este necesară o intervenție asupra lor.
termografiere-contacte-imperfecte
Contacte imperfecte
termografiere-supraincalzire-apare-comutatie
Supraîncălzire aparate de comutație

Monitorizarea temperaturii sistemelor de acționare

Prin monitorizarea sistemelor de acționare, pot fi identificate defecte precum:

  • Supraîncălzirea bobinajului motorului;
  • Supraîncălzirea lagărului motorului;
  • Lipsa lubrifierii sistemelor.
termografiere-sisteme-actionare
Termografierea sistemelor de acționare

Avantaje

  • Aparatura utilizată pentru scanare nu emite radiații care să afecteze operatorul sau personalul aflat în apropiere;
  • Pentru efectuarea scanării în infraroșu nu este necesar contactul direct cu instalația aflată sub tensiune;
  • Defectele sunt descoperite într-un timp foarte scurt și nu necesită oprirea instalației;
  • Permite analiza în timp real;
  • Scanarea poate fi făcută și asupra instalațiilor fierbinți sau aflate în locuri greu accesibile, fără a fi afectat operatorul;
  • Scanarea poate fi repetată ori de câte ori dorește operatorul deoarece aceasta nu afectează instalația.

Studiu de caz – Termografierea instalațiilor electrice la un producător de materiale de construcție

În urma solicitării venite din partea unui client din industria producătoare de materiale de construcție, am realizat o serie de scanări cu camera de termoviziune pe tablourile generale de distribuție a energiei electrice și s-au descoperit câteva puncte critice unde este necesară o intervenție urgentă pentru remedierea situației și evitarea unui defect sau accident.

Defect la tabloul general de distribuție

  • Locul inspecției: Tablou general de distribuție
  • Echipament inspectat: Circuit TF 20 + iluminat TB
  • Locul defectului: Papuc conexiune cablu faza S
  • Temperatura măsurată: 272,3 ˚C
  • Temperatura de referință: 30,1 ˚C
  • Supratemperatura reală: 242,2 ˚C
  • Supratemperatura admisă: 30 ˚C
  • Curent de sarcină: 10,89 A
  • Curent de sarcină maxim: 59 A
  • Tipul intervenției: imediat

defect-tablou-electric-distributie

După cum se observă, papucul de conexiune de la ieșirea din MPR-ul fazei S are o temperatură de 273,3 °C. Acest lucru indică un contact imperfect datorat oxidării contactului care menține continuitatea electrică, ce conduce la creșterea rezistenței electrice a căii de curent și la generarea de căldură. Acest fenomen de supraîncălzire este foarte periculos deoarece conduce la distrugerea termică a izolației și la posibile surse de incediu dacă acestea nu sunt descoperite și remediate la timp.

Defect la transformator

  • Locul inspecției: Transformator 1
  • Echipament inspectat: Circuit alimentare generală Trafo 1
  • Locul defectului: Papuc conexiune cablu faza S și T
  • Temperatura măsurată: 106,7 ˚C
  • Temperatura de referință: 65,7 ˚C
  • Supratemperatura reală: 41,0 ˚C
  • Supratemperatura admisă: 30 ˚C
  • Curent de sarcină: 362,56 A
  • Curent de sarcină maxim: 610 A
  • Tipul intervenției: imediat

defect-transformator

După cum se observă, papucii de conexiune între barele și conductoarele de alimentare de pe faza S și T au o temperatură de aproximativ 106 °C. Fiind vorba de barele de alimentare pe partea de joasă tensiune a transformatorului, defectarea poate conduce la întreruperea alimentării cu energie electrică a întregii fabrici producând pierderi foarte mari.

Defect la circuitul de alimentare

  • Locul inspecției: Circuit TF4
  • Echipament inspectat: Circuit alimentare faza R
  • Locul defectului: Papuc sertizare cablu faza R
  • Temperatura măsurată: 137,7 ˚C
  • Temperatura de referință: 46,5 ˚C
  • Supratemperatura reală: 91,2 ˚C
  • Supratemperatura admisă: 30 ˚C
  • Curent de sarcină: 191,35 A
  • Curent de sarcină maxim: 259 A
  • Tipul intervenției: imediat

defect-circuit-alimentare

Defect la circuitul de alimentare

  • Locul inspecției: Circuit TF5
  • Echipament inspectat: Circuit alimentare faza S
  • Locul defectului: Șurub intrare suport MPR
  • Temperatura măsurată: 132,8 ˚C
  • Temperatura de referință: 46,5 ˚C
  • Supratemperatura reală: 86,3 ˚C
  • Supratemperatura admisă: 30 ˚C
  • Curent de sarcină: 191,35 A
  • Curent de sarcină maxim: 259 A
  • Tipul intervenției: imediat

defect-circuit-alimentare-supratemperatura

Defect la circuitul de alimentare

  • Locul inspecției: Circuit TF10
  • Echipament inspectat: Circuit alimentare faza S
  • Locul defectului: Șurub intrare suport MPR
  • Temperatura măsurată: 148,3 ˚C
  • Temperatura de referință: 42,2 ˚C
  • Supratemperatura reală: 106,1 ˚C
  • Supratemperatura admisă: 30 ˚C
  • Curent de sarcină: 251,35 A
  • Curent de sarcină maxim: 500 A
  • Tipul intervenției: imediat

defect-circuit-alimentare-termografiere

Majoritatea defectelor identificate au legătură cu elemente de conexiune care au contacte imperfecte, dar sunt ușor de remediat. Prin eliminarea acestor defecte se reduc pierderile de energie electrică (prin conversie în energie termică) și, totodată, prin mentenanță preventivă se elimină posibilitatea apariției altor surse de defecțiuni.


Concluzie

Termografierea instalațiilor și tablourilor electrice, termografia în infraroșu sau analiza termografică reprezintă un instrument foarte puternic, cu care pot fi detectate foarte ușor problemele de natură termică apărute într-o instalație electrică sau într-un tablou electric. Așadar, descoperirea la timp a problemelor apărute în instalațiile sau tablourile elctrice reduce timpul și costul cu mentenanța.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*