8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ состояния
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОД РАБОЧИМ
НАПРЯЖЕНИЕМ
Приборы инфракрасного контроля (ИК): тепловизоры и пирометры — находят применение в энергетике для дистанционного контроля состояния энергетического оборудования, сооружений и технологических процессов. С помощью тепловизора (табл. 37) снимается термограмма теплового поля контролируемого объекта. Применение пирометра (табл. 38) позволяет определить температуру контролируемого элемента электроустановки (контактное соединение, токосъем щеточного аппарата и т. п.). Принцип действия пирометра показан на рис. 36.
Рис. 36. Схематическое устройство пирометра:
1 — контролируемый объект; 2 — инфракрасное излучение; 3 — оптическая система; 4—зеркало: 5— оптический видоискатель; 6— оптическая ось видоискателя; 7 — счетно-измерительное устройство; 8 — корпус пирометра; 9 — электронное устройство; 10 — кнопка; 11 — датчик; 12 — зажим для подсоединения измерительного прибора
Таблица 37. Технические данные тепловизоров
Тип | Диапазон контролируемых температур. °С | Угол обзора, град | Температурное разрешение, °С | Частота кадров, кадр/с |
ТВ-03 | 20—200 | 4,5X4,5 | 0,2 | 16 |
ИФ-10ТВ | 30-200 | 7X9 | 0,5 | 12 |
«Электрон» | 0—300 | 7x7 | 0,5 | 20 |
КТА-1 | 30—300 | 6X4 | 0,6 | 16 |
«Рубин-2» | 18—200 | 20x15 | 0,1 | 60 |
«Факел» | 20—1200 | 20X20 | 0,1 | 40 |
«Радуга-2» | 0—200 | 20x17,5 | 0,2 | 25 |
АГА-782 (Швеция) | —20-900 | 3,5x3,5 | 0,1 | 25 |
«Статор-1» | 10—60 | 10x10 | 1 |
|
Диапазон расстояний до объекта, м | Масса, кг | Примечание |
2,5—∞ | 40 |
|
2,5—∞ | 10 | — |
1—∞ | 15 |
|
1—∞ | 15 (масса комплекта); | Предназначен для контроля энергетического оборудования |
| 5 (масса камеры) |
|
0,4—∞ | 105 | Медленнодействующий тепловизор С регистрацией изображения на электрохимической бумаге |
0,4—∞ | 105 | То же |
0,4—∞ | 230 | —. |
0,7—∞ | 1,6 (масса камеры) | — |
0,9-3 | 70 | Для контроля теплового поля вращающихся машин |
При использовании приборов ИК для контроля состояния объектов необходимо учитывать ряд факторов, оказывающих влияние на результаты измерения.
Приборы ИК градуируются по абсолютно черному телу, являющемуся полным излучателем. Поверхности реальных объектов вследствие шероховатости, окисления и других особенностей излучают меньшее количество энергии за счет ее частичного отражения. Так, например, коэффициент излучения загрязненной алюминиевой или медной арматуры составляет обычно 0,6 и выше. Коэффициент излучения поверхности полированной алюминиевой шины — порядка 0,04—0,06. Таким образом, в первом случае излучательная способность арматуры составляет 60 % аналогичной для абсолютно черного тела, а во втором — всего 4—6 %. Поэтому при установке нового алюминиевого соединения на старый окисленный провод при оценке состояния контакта прибором ИК соединитель на термограмме будет более «холодный», хотя его температура может быть выше температуры провода.
Отражение солнечного излучения от поверхности контролируемого объекта иногда может быть принято за «горячее» пятно, т. е. точку перегрева. При обнаружении такого пятна на термограмме целесообразно провести контроль объекта с различных позиций. Кроме того, в результате солнечного излучения повышается окружающая температура, что затрудняет получение контрастных изображений на термограмме.
Таблица 38. Технические данные пирометров
Тип | Диапазон контро- | Угол поля зрения, град | Показатель визирования | Время установления показания. | Масса, кг | Примечание |
ИМП-3 | 0—125 | 5,7 | 1:6 | 2 | 3 | Питание от батареи или от сети 220 В |
ИПТ-002 | 20—120 | — | 1:50 | — | 6 | Встроенный источник питания |
ИК-10Р | 30—700 | 1.2 | 1:200 |
|
| Питание от батареи или от сети 220 В |
ИКАР-4 | 2—100 | 2,8 | — | 0,5 | 0,6 | Встроенный источник питания |
ИКТ-5М-П | 2,5—150 | — | 1:200 | 0,5 | 1.7 | То же |
Пирометр фирмы АГА | 1100 | — | 1:30 | 0,1 | 1 | » » |
НРК (Германия) | 0—300 | — | 1:180 | 2 | 1,25 | » » |
Капли дождя, водяная взвесь рассеивают инфракрасное излучение и уменьшают чувствительность прибора ИК. Кроме того, контролируемый объект охлаждается, снижается контрастность изображения.
Ветер охлаждает, причем неодинаково, поверхности контролируемых объектов. При скорости ветра, превышающей 0,2 м/с, часть излучения от объекта отводится за счет принудительной конвекции, что создает ложное представление о его состоянии. Это означает, например, что нагрев объекта увеличивается примерно в 2 раза при снижении скорости ветра с 5 до 1 м/с.
Температура нагрева токоведущих частей прямо пропорциональна квадрату силы тока, протекающего в них, поэтому полученная с помощью прибора ИК температура нагрева токоведущей части (контактное соединение и т. п.) должна увязываться с протекающим по ней в этот момент током, а оценка работоспособности токоведущей части должна проводиться с учетом максимального рабочего тока нагрузки. Более достоверным считается контроль при токовой нагрузке, превышающей 50 % номинальной. При измерениях в открытых распределительных устройствах необходимо одновременно учитывать действие ветра и нагрузки.
Расстояние до контролируемого объекта определяет относительные размеры зоны перегрева контролируемого объекта. При большом угле зрения пирометра и незначительных размерах контролируемого объекта на показание прибора будет оказывать существенное влияние температура среды, окружающей контролируемый объект.
Сильные магнитные поля, появляющиеся в зоне измерения, могут существенно исказить изображение контролируемого объекта на термограмме.
