Термографска диагностика на електроинсталации в сгради

20.05.2014, Брой 2/2014 / Технически статии / Електроинсталации

 

През последните години инфрачервената термография все по-успешно се налага във функцията на мощен диагностичен инструмент за прогнозируема поддръжка на електрическите съоръжения.

Ранното откриване на повредени или амортизирани части дава възможност да се предприемат коригиращи действия преди работата на съответните електрически инсталации да излезе извън нормалните експлоатационни параметри.

Друго предимство на термографската диагностика е, че техниците могат да извършват тестове, докато системата е в процес на пълно натоварване без влияние върху съоръжението или неговата дейност.

Този безопасен и икономически ефективен метод дава възможност на техниците да идентифицират потенциалните проблеми достатъчно рано и да предприемат стъпки за ограничаване на рисковете и непланираните спирания на захранването за ремонтни дейности.


› Реклама



Точност на диагностичната термография
Точността, с която термографските камери сканират обектите, зависи от различни фактори. От основно значение са техническите характеристики на камерата - чувствителност, разделителна способност и възможности на блока за обработка на сигнала.

Чувствителността на камерата се дефинира като способност да отчете и най-малката промяна в температурата на изследвания обект. Обикновено чувствителността на една камера се изразява като шумов еквивалент на температурната разлика, който представлява най-малката температурна разлика, която камерата би могла да засече при статични условия на работа.

Коефициентът се определя при лабораторни условия, докато реалната чувствителност на камерата зависи от условията на конкретното приложение. При работа на инфрачервената камера в ниско- и високотемпературен режим се налага да се избере модел с температурна компенсация.

Разделителната способност е от критично важно значение за прецизната работа на една инфрачервена камера. Характеристиката се определя от възможността камерата да фокусира равнината на изследвания обект върху достатъчно голям брой пикселни елементи на нейния детектор. Целта е той да се разграничи ясно от заобикалящата го среда, което би позволило и точно измерване на температурата му.

В зависимост от конкретното приложение на камерата и необходимото качество на генерираното изображение се определя съответно и необходимата разделителна способност. По-високата разделителна способност осигурява не само висококачествено изображение, но позволява камерата да се използва за точно измерване на температурата на по-малки и по-отдалечени обекти с по-висока точност.

Към техническите характеристики на блока за обработка на сигнала се отнася способността на сканиращия и обработващ блок на камерата, най-общо казано, да обработи генерирания от детектора сигнал. Както е добре известно, образът на обекта се проектира от оптичната система във фокусната равнина на камерата, в която се намира детекторът.

Използването на камера с по-високата скорост на обработка на сигнала гарантира генерирането на по-точен и прецизен образ в сравнение с камера, работеща с по-ниска честота на сканиране.

Например при честота на сканиране 60 Hz генерираният от камерата динамичен термичен образ на обекта ще бъде много по-прецизен и годен за анализ в сравнение с камера, работеща с честота на сканиране 20 Hz.

Също така е добре да се има предвид, че използването на камери, характеризиращи се с по-ниска скорост на обработка на сигнала, е особено неефективно в приложения, при които зрителното поле на обекта е ограничено или не е стационарно спрямо камерата.




Скоростта на сканиране също е определящ фактор за точността на измерване на камерата, особено при заснемане на подвижни обекти. Обикновено скоростта, с която електронният блок на камерата обработва сигнала от специализираната матрица (FPA - focal-plane array), е аналогична на т.нар. скорост на затвора на фотоапаратите или видеокамерите.

Влияние върху точността на работа на камерата оказват и редица други фактори, които е необходимо да се вземат предвид при избора й. Затова в процеса на специфициране на една термографска система е необходимо добре да се проучат условията, в които ще работи камерата.

Необходимо е, също така, да се познават някои характеристики на тестваните обекти като отражателната им способност, както и способността им да поглъщат и да отдават топлина. От не по-малко значение е и разстоянието, на което се намират изследваните обекти, размерът им, както и инфрачервените им характеристики.

За обекти, намиращи се на далечни разстояния, например се препоръчва използването на дългофокусни телескопични обективи. Те проектират образа на контролираните обекти върху площ с размери най-малко 3х3 пиксела върху FPA детектора. За близки разстояния дългофокусната оптика не е подходяща, и е необходимо да бъде заменена с друга, съответстваща като оптични характеристики на конкретната задача.

С цел улесняване на потребителя и разширяване на обхвата, а съответно и приложимостта на една инфрачервена камера за контрол и анализ на различни като размери и специфики обекти, термографските системи обикновено се предлагат с взаимозаменяеми обективи. Добре е да се има предвид, че телескопичните оптични системи се отличават с по-голямо увеличение на образа на обекта върху FPA детектора в сравнение с широкоъгълните.

Недостатък на телескопичните системи е невъзможността им да фокусират намиращи се в близост до камерата обекти. Това ограничава приложимостта им основно до измерване и анализ на малки обекти, намиращи се на значителни разстояния. За обекти, разположени на близки разстояния, се препоръчва използването на широкоъгълни обективи.


 

Специфики на термографските измервания
За получаването на достоверни и точни данни при работата с термографски системи е добре да се отчете способността на телата да поглъщат, излъчват, отразят и пропускат топлинна енергия. Всеки отделен материал се характеризира с определена излъчвателна способност, стойността на която за различни материали обикновено се дава в таблици.

Препоръчително е таблиците предимно да се използват като ориентир, а точната стойност да се определи преди измерването, тъй като зависи освен от агрегатното състояние и химичния състав на телата, и от характера на повърхността им. Следва да се отчите фактът, че всички термографски системи са калибрирани за работа с абсолютно черно тяло.

Реалните обекти имат различно от идеалното топлинно излъчване, поради което при необходимост от висока точност на термокамерата трябва да се зададе поправка - т.нар. коефициент на чернотата. Доколкото стойността му за повечето материали е близка до 0,95, тази стойност може да бъде използвана по подразбиране, твърдят специалистите.

За да се получат точни данни при измерването, е необходимо да се вземе предвид и способността на телата да отразяват попадналата върху тях електромагнитна енергия. Ако температурата на заобикалящата среда е по-висока от температурата на изследвания обект, при измерването освен температурата на обекта има вероятност да се отчете и отразената енергия, особено при измервания на далечни разстояния.

За елиминиране на породената от този фактор грешка повечето термокамери могат автоматично да внесат корекция, базирана на зададено отстояние от обекта и въздушната влажност.

Термографските технологии се усъвършенстват постоянно и при правилна употреба съвременните модели камери предлагат достоверна информация за състоянието на електрическите съоръжения.

Освен за сградни електрически инсталации термографските камери могат да се използват и за безконтактна проверка на трафопостове и високомощни съоръжения; отоплителни и водопроводни инсталации - откриване на горещи и студени точки, диагностика на течове и прекъсване при подово отопление, панелни отоплителни системи; наблюдение и изследване на енергийна ефективност на сгради, проверка на изолацията и др. С развитието на фотоволтаичните системи камерите вече намират приложение и за проверка на панелите, прегряване на инверторите и др.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2017 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top