Wykrywanie asymetrii i przeciążeń w instalacjach elektrycznych

Zastosowanie
kamer termowizyjnych
Wykrywanie asymetrii i
przeciążeń w instalacjach
elektrycznych
Opis zastosowań
Obrazy termiczne są łatwym sposobem
identyfikacji widocznych różnic temperatury
w przemysłowych trójfazowych obwodach
elektrycznych w porównaniu do ich normalnej eksploatacji. Sprawdzając gradienty
Źródło asymetrii elektrycznej może
mieć wiele przyczyn: problem
z dostarczeniem energii, niskie
napięcie w jednej gałęzi lub przebicie
izolacji wewnątrz uzwojenia silnika.
Nawet niewielka asymetria
napięcia może spowodować
uszkodzenie połączeń, zmniejszenie
wartości napięcia zasilającego,
jak zbyt duży pobór prądu
pracujących silników i innych
odbiorników, co skutkuje niższy
momentem obrotowym (związany
z naprężeniami mechanicznymi)
i szybką ich awarią. Poważna
asymetria może doprowadzić do
spalenia bezpiecznika i ograniczenia
zasilania do jednej fazy.
W momencie gdy asymetria prądu
zniknie, program narzędziowy
przygotuje zakład do korzystania
z mocy szczytowej.
termiczne wszystkich trzech faz w bezpośrednim porównaniu, technicy mogą szybko
zauważyć nieprawidłowości działania na
poszczególnych odcinkach trasy z powodu
asymetrii lub przeciążenia.
W praktyce raczej nie spotyka się,
aby w trzech fazach doprowadzić
do doskonałej symetrii napięć.
Organizacja NEMA (National
Electrical Manufacturers Association)
określa asymetrię w procentach:
% asymetrii = [(100)(maksymalne
odchylenie od średniej wartości
napięcia)] ÷ średnie napięcie.
Aby pomóc operatorom urządzeń
w określaniu dopuszczalnych
poziomów asymetrii, organizacja
NEMA opracowała specyfikację dla
wielu urządzeń. Określone poziomy
odniesienia są dobrym punktem
porównania podczas konserwacji
i rozwiązywania problemów.
Co należy sprawdzać?
Rejestrowanie obrazów termicznych
z wszystkich szaf rozdzielczych
i innych połączeń mocno obciążonych, takich jak napędy, odłączniki,
układy sterowania, itp. W przypadku
wystąpienia wysokich temperatur,
odnaleźć obwód i sprawdzić powiązane gałęzie i odbiorniki prądu.
Sprawdzić szafy rozdzielcze
pod napięciem i bez. Sprawdzić
urządzenia elektryczne, najlepiej gdy
są w pełni rozgrzane, w warunkach
ustalonych pod obciążeniem
wynoszącym przynajmniej 40%
wartości typowej. Dzięki temu,
pomiary te można właściwie ocenić
i porównać z normalnymi
warunkami pracy.
Kamery termowizyjne Fluke,
teraz włącznie z IR-Fusion® –
technologią, która nakłada obraz
światło widzialne na obraz w
podczerwieni dla lepszej identyfikacji, analizy i zarządzania
obrazem,. Podwójne obrazy są
dokładnie nałożone na siebie,
podkreślają szczegóły, które
znacznie ułatwiają wykrycie
miejsc wykazujących problemy.
Więcej informacji dotyczących kamer
termowizyjnych można znaleźć na stronie
www.fluke.co.uk/Ti
Na co zwracać uwagę?
Symetria obciążenia powinna
powodować stabilność temperatury.
W sytuacji asymetrycznego
obciążenia, cieplejsza jest
mocniej obciążona faza(y) niż
pozostałe, ze względu na wzrost
jej rezystancji emitującej ciepło.
Jednak, asymetryczne obciążenie,
przeciążenie, wadliwe połączenia
oraz asymetria zawierająca
harmoniczne mogą tworzyć podobny
rozkład. Do zdiagnozowania
problemu wymagany jest pomiar
obciążenia elektrycznego.
Uwaga: Niższa od normalnej temperatura
obwodu lub gałęzi może sygnalizować uszkodzony element.
Jest to sygnał, że należy utworzyć
regularną trasę kontroli, obejmującą
wszystkie kluczowe połączenia elektryczne. Za pomocą oprogramowania,
dołączonego do kamery termowizyjnej, można zapisywać każdy
zarejestrowany obraz na komputer
i śledzić pomiary w czasie.
W ten sposób powstaną obrazy
odniesienia do porównania z późniejszymi obrazami. Procedura ta pomoże
ustalić stan punktu oraz ewentualną
potrzebę szczegółowych badań.
Po zakończeniu działań naprawczych,
nowe obrazy pomogą ustalić, czy
naprawa odniosła pożądany skutek.
Co oznacza „sytuacja
alarmowa”?
W przypadku napraw, bezpieczeństwo jest najważniejsze — tzn.
warunki sprzętowe, które mogą
stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa — jak również stopień
ważności urządzeń i skala wzrostu
temperatury.
Wytyczne organizacji NETA
(InterNational Electrical Testing Association) nakazują natychmiastowe
działania w przypadku gdy różnica
temperatur (DT) z porównania z
podobnymi składnikami elektrycznymi w podobnych warunkach
obciążenia przekracza 15°C (27°F)
lub gdy wartość DT między składnikami elektrycznymi i temperaturą
otoczenia przekracza 40°C (72°F).
Normy NEMA (NEMA MG1-12.45)
ostrzegają przed uruchomieniem
jakiegokolwiek silnika przy asymetrii
napięcia przekraczającej jeden
procent. Faktycznie, normy NEMA
zalecają, aby w przypadku silnika
pracującego w wysokiej asymetrii
obniżyć dopuszczalne obciążenia.
Bezpieczna asymetria liczona
w procentach zależy od rodzaju
urządzenia.
Jakie są potencjalne
koszty awarii?
Awaria silnika jest najczęściej wynikiem asymetrii napięcia. Całkowity
koszt składa się z kosztu silnika,
włożonej pracy w wymianę silnika,
kosztu produktów odrzuconych z
powodu nieciągłości produkcji, eksploatacji oraz utraconych dochodów
w czasie przestoju linii.
Założono, że koszt wymiany
silnika o mocy 50 KM raz w roku
wynosi 5000 USD łącznie z robocizną. Założono przestoje o łącznym
czasie 4 godziny w roku i utratę
dochodów w wysokości 6000 USD
w godzinę. Łączny koszt:
5000 USD + (4 x 6000 USD)
= 29 000 USD rocznie
Dalsze działania
Gdy obraz termiczny pokazuje,
że przewód na całej długości jest
cieplejszy niż inne składniki w tej
części obwodu, przewód ten może
być niewymiarowy lub przeciążony.
Sprawdzić wartość znamionową dla
przewodu i faktyczne obciążenie,
aby znaleźć przyczynę.
Użyć multimetru z cęgami,
miernika cęgowego albo analizatora
jakości energii, aby sprawdzić
symetrię prądową i obciążenie
każdej fazy. Po stronie napięcia,
Wskazówka dotycząca obrazowania
Głównym zastosowaniem termografii jest lokalizowanie występujących anomalii
elektrycznych i mechanicznych. Mimo powszechnej opinii, że jest inaczej,
temperatura urządzenia — nawet jego temperatura względna — nie zawsze może
być najlepszym wskaźnikiem zbliżającej się awarii. Wiele innych czynników
należy wziąć pod uwagę, w tym zmiany temperatury otoczenia i obciążeń
mechanicznych oraz elektrycznych, informacje wizualne, stopień ważności
poszczególnych elementów, historie podobnych składników, informacje z innych
badań, itp. Wszystkie zebrane tu informacje wskazują, że termografia jest
najlepszą ofertą w ramach kompleksowego monitorowania stanu i programu
konserwacji prognostycznej.
2 Fluke Corporation
Wykrywanie asymetrii i przeciążeń w instalacjach elektrycznych
sprawdzić zabezpieczenia i
rozdzielnice dla spadków napięcia.
Ogólnie mówiąc, napięcie w sieci
powinno być w granicach 10%
wartości podanej na tabliczce
znamionowej. Napięcie zera do
uziomu wskazuje skalę obciążenia
układu i pomaga śledzić prąd
harmoniczny. Napięcie zera do
uziomu większe niż 3 % powinno
uruchomić dalsze badania.
Jeśli znacząco duże obciążenia
jednofazowe pochodzą z sieci,
obciążenia mogą ulec zmianie,
a faza w jednej gałęzi może nagle
spaść o 5%. Skutki asymetrii
w silniku i nadmiaru ciepła w
miejscu, które stwarza problemy
mogą objawiać się spadkami
napięcia na bezpiecznikach i
przełącznikach. Przed upewnieniem
się, że przyczyna została znaleziona,
dokładnie sprawdzić pomiary prądu
zarówno z kamery termowizyjnej jak
i multimetru lub miernika cęgowego.
Nie należy obciążać linie zasilające
ani obwodów z odgałęzieniami
do maksymalnej dopuszczalnej
wartości granicznej. Ze względu na
symetrię obciążenia obwodu, należy
dopuszczać harmoniczne. Najczęściej
spotykane rozwiązanie dotyczące
przeciążenia polega na redystrybucji
obciążenia w obwodach lub
zarządzaniu obciążeniami w trakcie
trwania procesu.
Za pomocą dołączonego oprogramowania, każdy pojawiający się
problem zidentyfikowany za pomocą
kamery termowizyjnej można udokumentować w raporcie, który zawiera
obraz termiczny i obraz cyfrowy
urządzenia. To najlepszy sposób
przekazania informacji o powstałych problemach i zaproponowania
naprawy.
Fluke Europe B.V.
P.O. Box 1186
5602 BD Eindhoven
The Netherlands
Web: www.fluke.pl
For more information call:
In the U.S.A. (800) 443-5853
or Fax (425) 446 -5116
In Europe/M-East/Africa +31 (0)40 2 675 200
or Fax +31 (0)40 2 675 222
In Canada (905) 890-7600
or Fax (905) 890-6866
From other countries +1 (425) 446 -5500
or Fax +1 (425) 446 -5116
Web: www.fluke.pl
© Copyright 2013 Fluke Corporation.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Wydrukowano
w Holandii, 12/2013. Dane mogą ulec zmianie
bez uprzedzenia.
Pub_ID: 10984-pol