Современные диагностические средства для электрооборудования.

К современным диагностическим средствам относятся следующие:

  • • инфракрасные камеры (тепловизоры) и системы;
  • • инфракрасные термометры (пирометры);
  • • мобильные диагностические лаборатории;
  • • диагностические вибросистемы;
  • • мобильные испытательные установки;
  • • измерители частичных разрядов;
  • • средства для отыскания мест повреждений и диагностики кабельных линий и др.

В данной книге рассмотрены в основном инфракрасные диагностические устройства (тепловизоры и пирометры).

Принцип действия инфракрасных диагностических устройств.

Электромагнитные волны в широком диапазоне частот (в том числе и волны в инфракрасном спектре) излучает любой объект, т.е. имеет место так называемое тепловое излучение, интенсивность которого напрямую зависит от его температуры и отчасти от условий освещенности в видимом диапазоне. Поэтому с помощью тепловизионных устройств, к которым относятся тепловизоры и пирометры, можно собрать и визуализировать информацию, недоступную человеческому глазу и традиционным измерительным приборам. Тепловизионные устройства позволяют «увидеть» картину теплового излучения электрооборудования или его отдельных частей.

Принцип действия современных тепловизионных устройств основан на способности некоторых материалов фиксировать излучение в инфракрасном диапазоне. С помощью оптического прибора, в состав которого входят линзы, изготовленные с применением специальных материалов, (например, германия), прозрачных для инфракрасного излучения, тепловое излучение электрооборудования или его отдельных частей проецируется на матрицу датчиков, чувствительных к инфракрасному излучению. Затем микросхемы считывают информацию с этих датчиков и генерируют видеосигнал, на котором разной температуре испытуемого электрооборудования соответствует разный цвет изображения.

Обычно цвета распределяют таким образом, что более светлые цвета (красный, желтый) показывают более высокую температуру, а более темные (синий, зеленый) — низкую. Такая форма изображения называется термограммой. Современные тепловизионные устройства оснащены памятью для записи полученного видеоизображения картины теплового излучения, микропроцессорами, осуществляющими в режиме реального времени анализ полученного в результате сканирования изображения инфракрасного излучения.

Точность изображения (наименьший шаг измеряемой температуры) и другие характеристики тепловизионных устройств определяются сферой его использования. Основными техническими характеристиками этих устройств являются тип матрицы, фокусное расстояние, чувствительность матрицы, углы обзора и температурный диапазон работы.

Тепловидение или термография используется для проверки тепловых режимов и обнаружения изменения температуры электрооборудования. Подобные изменения позволяют определить неисправность до отказа электрооборудования или зафиксировать наличие проблем для выполнения соответствующего технического обслуживания во время плановых осмотров.

В качестве примеров далее приведены краткие технические характеристики тепловизоров компании Fluke, которая в настоящее время является мировым лидером в области производства компактных профессиональных тепловизионных устройств.

1. Тепловизоры Fluke Т1200, Ti300, Ti400 имеют возможность беспроводного подключения, обеспечивают высокую точность измерений, максимальную производительность работы в полевых условиях, отличаются прочностью и надежностью. Изображения с камер легко передаются непосредственно на компьютер. Затем их можно импортировать в программу Fluke Smart View — профессиональный пакет инструментов для анализа и создания отчетов, позволяющий оптимизировать и анализировать инфракрасные изображения.

Общий вид тепловизора Fluke Ti400

Рис. 5.2. Общий вид тепловизора Fluke Ti400

Тепловизоры оснащены автоматической фокусировкой LaserSharp, которая дает сфокусированные изображения, что очень важно, так как фокусировка является самой важной составляющей при выполнении тепловизионного обследования. Без сфокусированного изображения измерения температуры могут быть неточными, а вероятность упустить проблему значительно возрастает. Для фокусировки использован лазер, вычисляющий расстояние до цели перед фокусировкой. В таблице 5.2 приведена краткая техническая характеристика тепловизоров Ti200, №300, Ti400, а на рисунке 5.2 показан общий вид тепловизора Ti400.

Тепловизор Fluke Ti400 предназначен для профессионалов, специализирующихся в сфере энергетики, или производственников, чья работа связана с контролем температуры различного электрооборудования. Диапазон рабочих температур лежит в пределах от —20 °С до +1200 °С.

Благодаря возможности измерения высоких температур прибор используется на металлургических предприятиях, где возникает необходимость контроля температуры нагретых заготовок.

Таблица 5.2

Краткая техническая характеристика тепловизоров Ti200, Ti300, Ti400

Параметр

Значение

ШОО

Ti300

Ti400

Размер матрицы

200х 150

О

оо

X

о

сд

320 х 240

Всего пикселей

30 000

43 000

76 800

Тепловая чувствительность

Менее 0,075 °С

Менее 0,05 °С

Диапазон температур

-20°С...+650°С

-20 °С...

.1 200 °С

Угол обзора

24x17

Частота кадров

9 или 60 Гц

Погрешность

± 2% или 2°С

Время работы от аккумулятора

2,5 часа

Масса

1,04 кг

Измерительная матрица Fluke Ti400 имеет разрешение 320 х 240 (76 800) пикселей, тепловую чувствительность 0,05 °С и возможность осуществлять девять или 60 измерений в секунду. Матрица обеспечивает точность измерений на уровне 2% или 2 °С.

Оптическая система тепловизора Fluke Ti400 дополняется автоматической системой фокусировки LaserSharp. Для получения качественного контрастного изображения достаточно направить лазер целеуказателя в нужное место. При желании можно воспользоваться ручной фокусировкой. В стандартном варианте устройство имеет инфракрасный объектив с минимальным фокусным расстоянием 15 см и оптическую камеру на пять мегапикселей. Дополнительно доступны сменные объективы с различным фокусным расстоянием.

Жидкокристаллический сенсорный емкостной экран Fluke Ti400 с диагональю 3,5" обеспечивает удобство работы с отснятым материалом. Разрешение экрана составляет 640 х 480 пикселей. Благодаря технологии AutoBlend™ прибор позволяет совмещать И К-изображение и снимок в видимом спектре, обеспечивая наглядность работы.

Тепловизор Fluke Ti400 защищен от повреждений, выдерживает падение с высоты 2 м. Корпус прибора соответствует стандарту защиты IP54: прибор может работать в пыльных помещениях и даже при попадании на него водных брызг. Встроенная защита гарантирует работоспособность при влажности от 10 до 95%.

2. Тепловизоры Fluke Ti95 представляют собой усовершенствованную версию тепловизора Fluke Ti90, имеют увеличенный размер детектора до 80 х 80 точек, яркий хорошо читаемый жидкокристаллический дисплей, который на 32% больше, чем экраны большинства тепловизоров данного класса, хорошее пространственное разрешение (5,6 мрад) и угол обзора (26 х 26), оснащены дополнительными функциями, отличаются высокой прочностью и надежностью. Встроенная цифровая камера позволяет получать изображения контролируемого объекта в видимом спектре и в последующем, с помощью программного обеспечения Smart View, объединять с термографическими снимками.

Пользователь может выбрать различные цветовые палитры и осуществить автоматический поиск самой горячей и самой холодной точек. Все полученные данные сохраняются и переносятся на SD карту памяти и в дальнейшем могут быть переданы на персональный компьютер для хранения, анализа или создания отчетов. В таблице 5.3 приведена краткая техническая характеристика тепловизора Fluke Ti95.

Важным преимуществом тепловизоров Fluke является запатентованная технология, соединяющая инфракрасное и визуальное изображения в одно, что способствует более легкому обнаружению и оперативной диагностике проблем.

Инфракрасные термометры (пирометры), в отличие от инфракрасных камер (тепловизоров), которые контролируют состояние целых объектов, предназначены для диагностики электрических систем и электрооборудования в точке или в небольшой области. Для последнего используют пирометры с лазерным прицелом.

Принцип действия пирометров, как и тепловизоров, основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения строгого контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Кроме того, пирометры применяют в качестве теплолокаторов для определения областей критических температур в различных производственных сферах.

Пирометры, так же как и тепловизоры, отличаются точностью, быстродействием и надежностью. Они позволяют обнаружить точки перегрева электрооборудования, предупредить искрение и повреждение изоляции, предотвратить пожары, определить источники потерь электроэнергии, защитить электродвигатели, произвести контроль состояния трансформаторов. Опыт использования пирометров показал, что кроме указанных преимуществ, они отличаются простотой при эксплуатации, легкостью, малыми размерами и не требуют, как правило, дополнительной настройки.

Таблица 5.3

Краткая техническая характеристика тепловизора Ti95

Параметр

Значение

Диапазон измеряемых температур

—20°С...+250°С

Температурная чувствительность

Менее 0,10°С

Объем SD камеры

8 Гб

Точность

±2 °С или 2%

Частота обновления

9 Гд

Минимальный шаг (ручной/автоматический режим)

2,5 °С/5 °С

Время непрерывной работы

Более четырех часов

Время полного заряда батарей

2,5 часа

Спектральный диапазон

9 ...15 нм

Температура хранения

-20°С...+50°С

Температура эксплуатации

— 10°С...+45°С

Влажность (без конденсации)

10%...95%

Степень защищенности

IP54

Размеры

135 х 86 х 285 мм

Масса

0,75 кг

Гарантия

Два года

В качестве примеров далее приведены пирометры торговой марки АКТАКОМ (модели серии ATT), компании SONEL (модели серии DIT) и компании Raytek.

3. Пирометры моделей АТТ-2520 и АТТ-2533 (рис. 5.3) имеют следующий диапазон измеряемых температур: у модели АТТ-2520 он составляет —50 °С...+ 500 °С, а у модели АТТ-2533 --20 °С...+ 537 °С

с разрешением 0,1 °С.

Отличительной особенностью модели АТТ-2520 является измерение температуры до —50 °С. Обеспечить измерение такой температуры не могут гораздо более дорогие модели известных производителей. Кроме того, АТТ-2520 имеет возможность измерять температуру окружающей среды. У АТТ-2533 есть своя «изюминка»: имеется возможность установить пороговое значение температуры, при превышении которого, будет раздаваться звуковой сигнал. Обе модели снабжены высокочетким дисплеем с функцией подсветки и двумя индикаторами температуры. Обе модели позволяют измерять и сохранять максимальное, минимальное, среднее значения, а также разность между максимальным и минимальным значениями. Оптическое разрешение у модели АТТ-2533 составляет 12 : 1, а у модели АТТ-2520 — 8:1. Конструктивно обе модели пистолетного типа с лазерным прицелом, что значительно повышает удобство наведения на объект измерения.

Пирометры моделей ATT- 2520 и ATT- 2533

Рис. 5.3. Пирометры моделей ATT- 2520 и ATT- 2533

4. Цифровые инфракрасные пирометры моделей DIT-130 и DIT-500 (рис. 5.4) предназначены для бесконтактного определения температуры поверхностей: удаленных объектов, работающих машин и механизмов, объектов, находящихся под напряжением.

Пирометры модели DIT-500 позволяют измерять температуру поверхности таких объектов, как электронные компоненты, пластик, металл, дорожные покрытия, дерево, легко воспламеняемые объекты.

Возможно подключение пирометра DIT-500 к компьютеру для обработки результатов измерений. Пирометры модели DIT-130 позволяют измерять температуру поверхности объектов с разрешением 0,1 °С.

Цифровые пирометры моделей серии DIT

Рис. 5.4. Цифровые пирометры моделей серии DIT

Пирометры этих моделей имеют встроенный лазерный указатель, автоматическое фиксирование результатов измерения на экране, автоматическое отключение питания, бесплатное программное обеспечение, память на 20 (DIT-130) и 100 (DIT-500) измерений, коэффициент эмиссии в диапазоне 0,10... 1,00, контрастный, жидкокристаллический дисплей с подсветкой, современный дизайн и высокий уровень эргономики. Кроме того, они обеспечивают измерение максимальной, минимальной, средней, относительной величины, подключение к ПК (USB-интерфейс) (DIT-500), возможность онлайн регистрации данных с сохранением их в компьютере (DIT-500).

5. Пирометры компании Raytek отличаются точностью, быстродействием и надежностью: они измеряют температуру менее чем за секунду с точностью 1...4% на расстоянии до 55 м в зависимости от используемой модели. Пирометры позволяют измерять температуру в диапазоне —50 °С...+3000 °С на больших расстояниях и применяются во всех отраслях промышленности, приспособлены для работы в жестких производственных условиях.

Пирометр RaytekST25 Pro (рис. 5.5) обеспечивает точные (1%) и мгновенные измерения, прост в эксплуатации. Система прицеливания SmartSight — два лазерных луча пересекаются на расстоянии 200 мм в зоне наименьшего диаметра измерений 13 мм, что идеально подходит для измерения малоразмерных объектов.

Рис. 5.5. Пирометр RaytekST 25 Pro

Диапазон измерения температуры пирометром Raytek ST 25 Pro —32 °С...+535 °С. В условиях плохой освещенности область измерения подсвечивается встроенным светодиодным фонариком. Пирометр имеет вывод текущей и максимальной температуры, время отклика менее 0,5 с, питание от батарейки 9 В, удобную систему прицеливания — два лазерных луча, четкое обозначение области измерения. Пирометр применяется в электроэнергетике (трансформаторы, кабели, контакты, шины под напряжением), электронике (контроль температуры элементов и деталей), диагностике двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и подшипников, для контроля температуры производственных процессов, системах отопления, вентиляции и кондиционирования и т.д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >