Термограммы дефектной гирлянды изоляторов контакта на разъединителе

Погрешности при тепловизионном контроле

При проведении тепловизионного обследования электрооборудо­вания существенное значение имеет выявление и устранение систе­матических и случайных погрешностей, оказывающих влияние на результаты измерения.

Систематические погрешности заключены в конструкции изме­рительного прибора и зависят от его выбора в соответствии с требо­ваниями к совершенству измерения (разрешающей способности, поля наблюдения и т.п.).

Случайными погрешностями, возникающими при проведении ИК-контроля, могут являться: воздействие солнечной радиации, излучательная способность и др.

Инфракрасный контроль желательно проводить при отсутствии солнца (в облачную погоду или ночью), предпочтительно перед вос­ходом солнца, при минимальном воздействии ветра в период макси­мальных токовых нагрузок, лучше весной — для уточнения объема ремонтных работ и(или) осенью — в целях оценки состояния элект­рооборудования перед зимним максимумом нагрузки.

При проведении ИК-контроля должны учитываться следующие факторы:

коэффициент излучения материала;

солнечная радиация;

скорость ветра;

расстояние до объекта и угол наблюдения;

значение токовой нагрузки;

тепловое отражение и т.п.

Ниже рассмотрены виды погрешностей, возникающих при про­ведении ИК-контроля, и способы их устранения.

Солнечное излучение. Солнечная радиация нагревает контроли­руемый объект и при наличии участков (узлов) с хорошей отража­тельной способностью создает впечатление о наличии высоких температур в местах измерения. Эти явления особенно проявляются при использовании ПК-приборов со спектральным диапазоном 2—5 мкм.

Для исключения влияния солнечной радиации рекомендуется осуществлять ПК-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.

Ветер. Если ПК-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 2 раза ниже, чем измеренное при скорости ветра 1 м/с. В диапазоне скоростей 1 — 7 м/с справедлива формула:

где — превышение температуры при скорости ветра ; — то же при скорости ветра .

Измерение при скорости ветра выше 8 м/с проводить не реко­мендуется.

Следует отметить, что часто сила ветра при ИК-диагностике бывает переменной и поэтому указанный пересчет может привести к дополнительным погрешностям.

Токовая нагрузка. Температура токоведущего узла (контактного соединения) зависит от нагрузки и прямо пропорциональна квадра­ту тока, проходящего через контролируемый участок:

где — превышение температуры при токе I₁; — то же при токе I₂.

При необходимости пересчет температуры желательно проводить от высокой нагрузки к более низкой и при близких значениях токов (отличия на 20 — 30 %). Пересчет температуры с учетом токовой на­грузки и скорости ветра может быть осуществлен с использованием специальной номограммы.

Тепловая инерция. При переменной токовой нагрузке приходится считаться с тепловой инерцией контролируемого объекта. Так, теп­ловая постоянная времени для контактных узлов аппаратов состав­ляет примерно 20 — 30 мин, поэтому при определении по ампермет­ру тока нагрузки контролируемого присоединения следует учиты­вать кратковременные броски тока, связанные с коммутационными процессами или режимом работы потребителя. Тепловая посто­янная для вентильных разрядников составляет примерно 6 — 8 ч, поэтому результаты измерения тепловизором только что поставлен­ного под напряжение разрядника могут оказаться ошибочными.

Дождь, туман, мокрый снег в значительной степени охлаждают поверхность объекта, измеряемого с помощью ИК-прибора и в определенной мере рассеивают инфракрасное излучение каплями воды. Инфракрасный контроль допускается проводить при неболь­шом снегопаде с сухим снегом или легком моросящем дожде.

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 необходимо учитывать следующие рекомендации:

а) если токоведущие шины находятся над головой оператора с тепловизором или пирометром или вблизи него, постараться, пере­мещаясь около контролируемого объекта, выбрать место положения с минимальным влиянием магнитного поля;

б) использовать объектив с меньшим углом наблюдения (напри­мер, 7 х 7°), что позволит осуществлять контроль за объектом с уда­ленного расстояния;

Нагрев индукционными токами. В токоведущих частях электро­установок, обтекаемых значительными токами (например, шины генераторного напряжения), часто 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 коронирования. При проведении ИК-диагностики в электроустановках приходится считаться с возможностью ложного восприятия нагрева в результате коронирования объекта. Особенно сильно это влияние сказывается при применении тепловизоров с нижним спектральным диапазоном 2 мкм, что обусловлено бли­зостью нижнего уровня спектра волны тепловизора к спектру воз­никновения короны (около 1 мкм). Показать картинку.

Влияние излучательной способности. Точность определения излучательной способности.

Влияние внешнего фона. При измерении инфракрасного излуче­ния объекта возможно присутствие трех составляющих:

собственное излучение объекта (Т_O);

отраженное от объекта инфракрасное излучение, испускаемое окружающей средой (Т_ср);

излучение фона, на котором осуществляется контроль объекта (T_ф).

Погрешность, которая вносится в результате измерения, может быть весьма значительна и зависит от соотношения паразитного теплового излучения и температуры объекта, спектрального диапа­зона, коэффициентов излучения, угла обзора и других факторов. Так, эксперименты с использованием пирометра с широ­ким углом визирования 1:30 для контроля контактных соединений, находящихся на различных расстояниях, показали, что в результате влияния окружающей среды существенно возрастает погрешность измерения.

Влияние паразитного излучения весьма значительно, если изме­рение температуры объекта осуществляется, например, на фоне неба, температура которого в зависимости от его состояния (облачность, ясно) может достигать ‑50 — ‑70 °С.