Wykrywanie asymetrii i przeciążeń w instalacjach elektrycznych
Transkrypt
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