При подготовке к тепловизионному обследованию необходимо собрать, изучить, упорядочить и задокументировать (по возможности — в электронной базе данных) следующие сведения об обследуемом электрооборудовании и контактных соединений и/или контактов:
- перечень обследуемых электрооборудования и контактных соединений, их размещение на территории энергопредприятия (названия помещений, ОРУ и т. п.), оперативные наименования присоединений с контактными соединениями и единиц электрооборудования; принадлежность обследуемых контактных соединений и электрооборудования к ремонтным участкам (с указанием руководителей этих участков и их координатами — телефоны и т. п.); количество обследуемых присоединений и единиц электрооборудования, количество обследуемых контактных соединений в пределах этих присоединений и единиц электрооборудования. Эти сведения облегчат организацию обследований, а в будущем — статистическую обработку, анализ их результатов и выполнение технико-экономических расчетов;
- паспортные и другие данные об обследуемых электрооборудования и контактных соединений (номинальные напряжения и токи единиц электрооборудования и присоединений с контактными соединениями, коэффициент мощности нагрузки, вид контактных соединений (контактов) — сварное, болтовое, разъемное, неразъемное и т.п., материал контактных соединений (медь, алюминий или их сочетание); особенности режима работы (продолжительный, кратковременный, со 100%-й или частичной загрузкой и т. п.). Эти сведения облегчат приведение полученных при обследовании температурных параметров дефектов к 100%-й нагрузке и их классификацию по степени опасности;
- электрические схемы и конструктивные особенности электрооборудования (наличие и вид изоляционной среды; расположение и устройство токоведущих контуров; наличие и расположение частей, выполненных из органической изоляции — как наиболее подверженной ползущим разрядам; расположение шунтирующих сопротивлений вентильных разрядников и других элементов электрооборудования, нагревающихся в процессе работы и т. п.). Для трансформаторов, например, полезно знать его схему заземления и конструкцию магнитной системы и обмоток. Эти сведения облегчат обнаружение и локализацию возможных дефектов в обследуемом электрооборудовании;
- дата ввода в работу, статистические данные о повреждаемости обследуемых электрооборудования и контактных соединений (по видам и типам) — за возможно больший период;
- сведения о проведенных капитальных и текущих ремонтах, модернизации и реконструкции. Эти сведения облегчат определение типов и видов электрооборудования и контактных соединений, наиболее критичных с точки зрения повреждаемости и на которые следует обратить особое внимание при обследованиях. Весьма полезно перед обследованием выполнить визуальный осмотр оборудования на месте его установки; ознакомиться с его конструктивным исполнением и расположением в пределах распредустройства, определиться с ракурсами и дистанцией съемки отдельных видов и типов электрооборудования; наметить объективы, предполагаемые к применению при обследовании; выявить объекты и факторы, которые могут исказить результаты обследования и т. п.
Если обследуемые электрооборудование и контактные соединения содержат конструктивные элементы с неизвестной величиной коэффициента излучения, его перед обследованием следует определить экспериментально. При этом, следует использовать аналогичные части такого же оборудования, проработавшего примерно такое же время, что и обследуемое в тех же условиях (например, использовать для этого элементы оборудования соседнего присоединения, находящегося на данный момент в ремонте).
Выполнение обследований.
Как правило, обследование выполняет два человека: руководитель работ и термографист.
Руководитель работ непрерывно контролирует действия термографиста в части выполнения правил техники безопасности, особенно рабочее расстояние (дистанцию) съемки, чтобы термографист не мог приблизиться до токоведущих частей электрооборудования на недопустимое малое, нормируемое правилами безопасности эксплуатации электроустановки расстояние. Он также обеспечивает измерение тока нагрузки, окружающей температуры, расстояния до объекта, скорости ветра и влажности; делает необходимые записи, касающиеся обследования; при работе ночью обеспечивает термографисту местное освещение переносным фонарем и т. п.
Термографист работает непосредственно с тепловизором, обеспечивая получение качественных термограмм и их запоминание.
При обследовании целесообразно пользоваться заранее подготовленным бланком обследования, выполненным в форме таблицы, в который в процессе обследования заносятся следующие данные:
- дата обследования;
- номер термограммы;
- месторасположение диагностируемого оборудования или контактных соединений (помещение, где находится обследуемый объект);
- оперативное наименование распредустройства;
- оперативное наименование присоединения;
- краткое описание объекта съемки (локализация дефекта, вид контактных соединений (контактов) — болтовое, сварное и т. п., материал контакт-деталей, наличие покрытия, материал изоляции, с которой соприкасаются нагретые части, другие существенные конструктивности особенности объекта съемки);
- дистанция до объекта съемки и угол наблюдения;
- окружающая температура на момент съемки;
- измеренные токи нагрузки по фазам (для объектов, где такое измерение возможно);
- скорость ветра (для оборудования ОРУ);
- перечень электрооборудования (присоединений), отключенных на момент обследования.
При наличии у используемого тепловизора функции записи речевых комментариев, вышеуказанные данные могут надиктовываться термографистом для запоминания их в электронном виде, с последующим их воспроизведением при обработке термограмм.
Весьма полезно при обследовании использовать цифровой фотоаппарат для фотографирования обследуемых объектов, особенно если у объекта сложная и малоконтрастная тепловая картина (если тепловизор имеет канал отображения и запоминания изображений в видимой части спектра, потребность в фотоаппарате отпадает, т. к. видимое изображение записывается вместе с термограммой).
При обследовании необходимо учитывать все факторы, влияющие на точность измерения температурных параметров. При съемке малоразмерных объектов и элементов электрооборудования необходимо применять объектив с углом (полем) зрения, обеспечивающим наибольшее пространственное разрешение применяемой термографической системы или пирометра; следует также помнить, что точность измерения температурных параметров в значительной степени зависит от тщательности фокусировки, которую следует проводить, используя наиболее контрастные в тепловом отношении элементы обследуемого объекта (щели, выступы, отверстия, ребра и т. п.).
Обследование электрооборудования открытых распределительных устройств и электрооборудования, находящегося на открытых площадках следует проводить в пасмурную, безветренную, сухую погоду (за исключением случаев обследования изоляторов и токопроводов), а лучше всего ночью — перед восходом солнца. Особенно это актуально при использовании коротковолновых тепловизоров, которые более чувствительны к солнечному излучению, чем длинноволновые. Хотя солнечная радиация присутствует как в коротковолновом, так и в длинноволновом инфракрасном диапазоне, ее интенсивность в этих диапазонах значительно отличается (влияние на результат измерения солнечного излучения в коротковолновом диапазоне во много раз сильнее, чем в длинноволновом). Наибольшие проблемы по получению качественных термограмм возникают в коротковолновом диапазоне. В связи с этим, для обследования объектов, находящихся под открытым небом, предпочтительно использование длинноволновых тепловизоров. Во избежание тепловых бликов от ламп освещения, во время обследования их лучше отключить.
Обследование силовых трансформаторов и реакторов следует проводить, снимая термограммы не менее, чем с 4-х ракурсов — по одной термограмме с фронтальной и тыловой стороны трансформатора и по одной — с каждой из ее боковых сторон. В последующем, при необходимости, можно осуществить совмещение отснятых кадров в единую тепловую картину. При необходимости (наличие выносной системы охлаждения силовых трансформаторов, наличие противопожарных стенок (брандмауэров) между фазами, мешающих полностью снять боковую поверхность бака в одном кадре и т. п.), количество ракурсов съемки может быть увеличено. Обследованию подвергается вся доступная по периметру поверхность оборудования и его вспомогательные системы и узлы — маслопроводы, маслонасосы и т. п.
Обследование электрических машин следует проводить, снимая термограммы не менее, чем с 4-х ракурсов — по одной термограмме со стороны щитов ЭМ и по одной — с каждой из ее боковых сторон.
Обследование электрооборудования имеющего вид вертикально стоящих колонн (ТТ, ТН, конденсаторы связи, вентильные разрядники, ОПН, опорные изоляторы), допускается выполнять как минимум, из 3-х ракурсов, отстоящих друг от друга на 120 градусов.
Количество ракурсов съемки электрооборудования, имеющего сложную конфигурацию (воздушные выключатели, вентильные разрядники типа РВМК-330П, РВМК-500П и т. п.), определяется по месту с учетом охвата наибольшей поверхности электрооборудования.
Для получения максимально возможной информации о состоянии оборудования (особенно электрических машин и силовых трансформаторов), желательно выполнить его обследование как под нагрузкой, так и на холостом ходу.
Фарфоровые покрышки вводов, измерительных трансформаторов, другого высоковольтного оборудования имеют ребристую поверхность. В этом случае следует выполнять съемку под возможно меньшим углом наблюдения, а за температуру покрышки принимать температуру ее вертикальных участков между ребрами. При этом желательно применение узкоугольного объектива (с углом зрения 7—10 градусов).
Следует также помнить, что отличить тепловой "блик" от реального нагрева можно, меняя ракурс съемки. При изменении ракурса съемки тепловой "блик" будет перемещаться по поверхности обследуемого объекта, реальный же нагрев при этом будет оставаться неподвижным.
При применении коротковолновых систем для тепловизионной диагностики высоковольтного оборудования следует помнить о том, что они чувствительны к электромагнитному излучению от коронирования элементов электрооборудования и контактных соединений. При этом очень легко спутать реальный нагрев с излучением короны (особенно это явление проявляется в районе острых краев электрооборудования и в разделках высоковольтных кабелей). Обследование подобного оборудования желательно выполнять длинноволновыми системами.
На точность измерения температуры также влияет точность определения величины рабочего расстояния (дистанции) съемки, поэтому ее необходимо измерять возможно точнее (желательно применение лазерного дальномера).
Для выполнения особо точных и ответственных измерений, при обследовании необходимо учитывать также относительную влажность воздуха, измеряя ее соответствующими инструментальными средствами (гигрометром или психрометром). В крайнем случае, можно воспользоваться услугами местной метеостанции.
Следует помнить, что анализируя термограммы тепловых полей контактных соединений (контактов) и электрооборудования очень важно обращать внимание на характер изменения температуры по поверхности обследуемого контактного соединения или части электрооборудования (градиенты температуры). В ряде случаев это помогает понять, откуда и куда направлен тепловой поток, что облегчает локализацию дефекта и нахождение его первопричины. Как правило, дефект находится в месте, где температура контактных соединений (контактов) или части электрооборудования принимает экстремальные значения.
