موارد کاربرد ترموویژن در تاسیسات الکتریکی

امروزه تجهیزات الکتریکی به عنوان قلب یک مجموعه شناخته می‌شود و در هر مجموعه تجاری و صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کند. اگر تجهیزات الکتریکی به درستی کار نکنند، می‌تواند باعث وقفه در مشاغلی مانند کارگاه‌های تولیدی و کارخانه‌ها شود. تجهیزات الکتریکی معیوب همچنین می‌تواند باعث آتش‌سوزی شود که منجر به آسیب رساندن به ساختمان‌ها شده و جان مردم را به خطر بیندازد. از دوربین‌های حرارتی (ترموویژن) می‌توان برای جلوگیری از وقفه ناگهانی در منبع تغذیه یا موتورهای الکتریکی استفاده کرد. همچنین از این وسیله می‌توان برای انجام بررسی‌های منظم حرارتی به عنوان بخشی از تعمیر و نگهداری تجهیزات الکتریکی سود برد.

تصویربرداری حرارتی چیست؟

تصویربرداری حرارتی یک روش تشخیصی غیر تماسی است که به ما امکان می‌دهد تغییرات دمای سطح تجهیزات الکتریکی را اندازه‌گیری کنیم. وسیله‌های انجام این کار دارای دوربین مادون قرمز هستند که امواج مادون قرمز گسیل شده از سطح تجهیزات الکتریکی را به تصاویر قابل فهم تبدیل می‌کنند. این دستگاه‌ها هر دمایی را با رنگ مخصوصی نشان می‌دهند.

تصویر شماره 1: اندازه‌گیری دمای خازن‌های تابلو

چرا باید تصویر برداری حرارتی برای شما مهم باشد؟

تصویربرداری حرارتی نقص تجهیزات را مشخص می‌کند و نقاط داغی را که اغلب برای چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست، نشان می‌دهد. هنگامی که بخش‌هایی از تاسیسات برقی شما دچار مشکل می‌شوند، معمولاً به‌دلیل مقاومت الکتریکی زیاد دمای آن‌ها بالا می‌رود؛ به‌وسیله تصویربرداری حرارتی این دمای غیر طبیعی می‌تواند به راحتی شناسایی شود.

تصویربرداری حرارتی چه نفعی را به شما می‌رساند؟

استفاده از ترموویژن برای تصویربرداری حرارتی جهت تشخیص به‌موقع خرابی تجهیزات، سودهای زیر را برای شما در پی دارد:

• صرفه جویی در هزینه - هیچ روش پیشگیری دیگری به اندازه اسکن حرارتی مقرون به صرفه نیست. اگر اقدامات احتیاطی لازم را انجام دهید، اسکن حرارتی به شما در کم‌کردن خرابی و محافظت از کارتان کمک فراوانی می‌کند.
• تست بدون قطع تجهیزات - شما می‌توانید بدون نیاز به جدا کردن تجهیزات، به‌راحتی ناهنجاری‌های خارجی مربوط به گرما را شناسایی کنید. همچنین معمولاً می‌توانید خرابی تجهیزات داخلی را تشخیص دهید.
• خطرات محل کار شمار را به حداقل می‌رساند به عنوان مثال احتمال آتش‌سوزی را کاهش می‌دهد.
• تشخیص زودهنگام هرگونه خطای احتمالی

موارد استفاده از ترموویژن (دوربین حرارتی) در صنعت برق چیست؟

• یافتن نقاط گرم
• جلوگیری از وقوع آرک و خسارت به عایق تجهیزات
• مکان‌یابی نشت جریان به زمین در مدار
• پیدا کردن منابع تریپ ناخواسته مدار
• تشخیص منابع اتلاف انرژی
• محافظت از موتورهای الکتریکی
• چک کردن ترانسفورماتورها
• اندازه‌گیری دمای تجهیزات از مکانی امن
• مکان‌یابی خرابی سیم و کابل

بررسی تفصیلی موارد کاربرد ترموویژن در تاسیسات الکتریکی
1- نظارت بر سیستم‌های الکتریکی

ترموویژن‌ها جهت بازرسی و پیش‌بینی عیب تاسیسات برقی و تجهیزات مفید هستند. دماسنج‌های غیر تماسی مادون قرمز به مدت بیش از 30 سال است در تعمیر و نگهداری تاسیسات برقی استفاده می‌شود و به شما این امکان را می‌دهد که اطلاعات مهم دما را به سرعت جمع‌آوری کنید. 

از آنجا که جریان‌های الکتریکی گرما تولید می‌کنند، نظارت بر دما روشی مؤثر برای پیش‌بینی خرابی تجهیزات است.

در یک نظرسنجی از پرسنل خدمات و نگهداری تاسیسات برقی، 100٪ افرادی که از ترموویژن استفاده می‌کنند این وسیله را در جلوگیری از هزاران دلار خرابی و هزینه‌های تعمیرات به‌وسیله‌ی شناسایی نقاط گرم مفید دانستند.

تصویر شماره 2: بررسی دمایی تجهیزات تابلوی الکتریکی

2- اندازه‌گیری کمیت‌های الکتریکی
ترموویژن‌ها دمای سطح یک جسم را از فاصله مطمئن اندازه‌گیری می‌کنند. از آنجا که یک ترموویژن دمای سطح را اندازه‌گیری می‌کند، نتایج دقیق فقط در صورت مشاهده مستقیم قسمت مورد نظر به‌دست می‌آید. بدین منظور کاور و یا محفظه تجهیزات را بردارید. موتورها و ترانسفورماتورهای روغنی و بریکرهای مدار می‌توانند به‌طور مستقیم اندازه‌گیری شوند زیرا دمای سطح محفظه‌های آنها به‌طور کلی با دمای داخلی ارتباط دارد. برای جلوگیری از خرابی تجهیزات بررسی وسایل با ترموویژن را بخشی از برنامه جامع پیشگیرانه خود قرار دهید.

3- کانکتورها

روشن و خاموش کردن معمولی بارها (قطع و وصل جریان الکتریکی) و تغییر دمای محیط منجر به گرم شدن مکرر (انبساط) و سرد شدن (انقباض) اتصالات می‌شود. با گذشت زمان این امر می‌تواند به تدریج اتصالات را شل کند. از آنجا که اتصالات سست مقاومت بیشتری نسبت به جریان الکتریکی دارد، باعث تلفات توان شده و در نتیجه گرما تولید می‌کند. به همین ترتیب، گرد و خاک، رسوبات کربن و خوردگی در اتصالات نیز باعث مقاومت بیشتر می‌شوند.
هنگام ارزیابی اتصالات، دانستن اختلاف درجه حرارت بین کانکتور و دمای محیط مهم است. اگر دمای محیط نامعلوم باشد، می‌توان آن را به سرعت با دماسنج غیر تماسی تعیین کرد. افزایش 10 درجه سانتیگراد از دمای محیط نشان دهنده اتصال ضعیف، نشت جریان به زمین در قسمتی از مدار یا بار نامتعادل است. اکثر کارشناسان بر این عقیده هستند که اختلاف دمای 30 درجه سانتیگراد یا بیشتر از محیط، نشان دهنده یک مشکل جدی است.

تصویر شماره 3: بررسی دمایی اتصالات کابل‌‌های ترانس

4- موتورهای الکتریکی

کارخانه‌های صنعتی اغلب دارای صدها موتور تک‌فاز و سه‌فاز در حال کار هستند. برای اطمینان از طول عمر موتور دمای آن باید کنترل شود تا از تعادل فازها و پخش بار مناسب و همچنین دمای مناسب محیط مطمئن شویم. NEMA، اتحادیه ملی تولیدکنندگان برق، برای جلوگیری از آسیب‌دیدگی یا سوختن موتور، تعادل بار %1 ± را توصیه می‌کند، و از ترموویژن‌ها می‌توان برای بازرسی اتصالات تغذیه و قطع کننده‌های مدار (یا فیوز) استفاده کرد.

تصویر شماره 4: بررسی دمایی موتورهای الکتریکی

5- یاتاقان موتور

هنگامی که یاتاقان موتور شروع به خراب شدن می‌کند این امر موجب تولید گرما شده و منجر به لرزش موتور و محور آن می‌شود. اسکن درجه حرارت موتور با ترموویژن به مهندس تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد تا نقاط داغ را شناسایی کرده و قبل از اینکه مشکل به خرابی تجهیزات منجر شود، جهت تعمیر و یا تعویض قطعه مورد نظر برنامه‌ریزی کند.

6- عایق سیم‌پیچ موتور

اگر دمای کار بیش از حد مجاز باشد عمر عایق سیم‌پیچ موتور به شدت کاهش می‌یابد. عمر عایق سیم‌پیچ معمولی حدود 10 سال است. در جدول زیر نشان داده شده است که چگونه دمای کارکرد بر عمر عایق سیم‌پیچ تأثیر می‌گذارد:

جدول شماره 1: تاثیر دما بر عمر عایقی سیم‌پیچ موتور

مطالعات انجام شده توسط متخصصان تعمیر و نگهداری تاسیسات برقی نشان داده است که دمای سطح سیم‌پیچ معمولاً 10 درجه سانتیگراد خنک‌تر از دمای داخلی (سطح موتور) است.
برخی از روش‌های تست در استانداردها مثل استاندارد IEEE در مورد تست عایقی، نتیجه تست را برای موتورهای ۵۰ اسب بخار و بالاتر مستلزم آگاهی از دمای موتور جهت حصول نتایج دقیق می‌داند. در چنین مواردی، نمایش دمای دیجیتال لحظه‌ای از یک ترموویژن بسیار ارزشمند است.

ترموویژن‌ها در تعیین منبع مشکل بسیار مفید هستند به‌خصوص زمانی که وسیله حفاظتی اضافه‌بار تریپ می‌دهد و موتور خاموش می‌شود.

تصویر 5: بررسی دمایی بدنه موتور

7- اندازه‌گیری فاز به فاز

امروزه استفاده از برق فشار قوی و مدارات سه‌فاز در سیستم‌های الکتریکی صنعتی رایج هستند. توان متعادل فاز به فاز برای موتورهای القایی، کامپیوترهای بزرگ و تجهیزات دیگر که نیازمند این مورد هستند اهمیت دارد.

اگر تعادل بار به علت اضافه‌بار و یا جریان نشتی به زمین در مدار برقرار نشود، می‌تواند منجر به وارد آمدن خسارت و از کار‌افتادن وسایل شود. بررسی کابل‌ها و اتصالات هر فاز بوسیله ترموویژن به‌سرعت نشان خواهد داد که مشکلی وجود دارد یا خیر. چون اختلاف ۵ درجه سانتی‌گراد بین فازها (کابل‌ها و اتصالات) نشان دهنده وجود مشکل است.

برق‌یار مشاور شما در موضوع تاسیسات الکتریکی

8- ترانسفورماتورها

حداکثر درجه حرارت کارکرد در ترانسفورماتور معمولا ذکر شده است. دمای سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور که به‌وسیله‌ی گردش هوا خنک می‌شود را می‌توان به‌طور مستقیم با یک ترموویژن (برای تایید دمای کلی) اندازه‌گیری کرد. هر نقطه داغ، نقص سیم‌پیچ را نشان می‌دهد.

تصویر شماره 6: بررسی دمایی ترانسفورماتور

9- سیم و کابل
سیم‌ها و کابل‌ها را می‌توان با ترموویژن کنترل کرد تا گرمای ناشی از آسیب دیدن عایق (ترک برداشتن)، خوردگی یا خراب شدن آنها را شناسایی کنیم. این نکته را مدنظر داشته باشید که هنگام مقایسه دو کابل، هر کدام که جریان بیشتری را از خود عبور می‌دهد دارای دمای بیشتری است.

تصویر 7: بررسی دمایی سیم و کابل داخل تابلو برق

10- منابع تغذیه بدون وقفه

اتصالات باتری DC مستعد شل‌شدن و خوردگی هستند که می‌توانند باعث به‌وجود آمدن گرما شوند. اتصالات گرم قرار گرفته شده در خروجی UPS را می‌توان با یک ترموویژن شناسایی کرد. یک نقطه سرد ممکن است یک مدار فیلتر dc باز را نشان دهد.

11- باتری‌های پشتیبان

برای اطمینان از اتصالات مناسب، باتری‌ها باید با ترموویژن بررسی شوند. اتصالات ضعیف شده در یک باتری ممکن است به اندازه‌ای گرم شوند که منجر به آتش‌سوزی باتری‌ها شود.

12- بالاست‌ها
اجزای الکتریکی قدیمی باعث گرم شدن لامپ‌های روشنایی می‌شود. با استفاده از ترموویژن می‌توان گرمای بیش از حد یک بالاست را قبل از سوختن آن تشخیص داد.

13- کارخانه‌ها

در کارخانه‌ها ثبت نتایج به‌وسیله ترموویژن می‌تواند نقاط داغ اتصالات، مفصل کابل‌ها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات را به سرعت و به‌صرفه تشخیص دهد. مقایسه نتایج با حد مجاز دمای تجهیزات، به جلوگیری از هزینه‌های عظیم ناشی از خرابی تجهیزات و خاموش شدن سیستم کمک می‌کند. دقت کنید به دلیل اهمیت بالای تاسیسات الکتریکی در این زمینه‌ی کاری، قرائت‌های منظم دما به‌وسیله ترموویژن کاملا ضروریست. 

اگر در یک کارخانه پتروشیمی یا پالایشگاه یا سایت دیگری که گازهای قابل اشتعال در آن حضور دارند کار می‌کنید، باید از ترموویژن‌های مخصوص این مناطق استفاده کنید.

مشاوره و خرید ترموویژن

نتیجه‌گیری

تقریبا امروزه اهمیت تاسیسات الکتریکی بر هیچ‌کس پوشیده نیست. یکی از موارد مهم در تاسیسات الکتریکی بازرسی، تست‌های دوره‌ای و نگهداری تاسیسات می‌باشد. و از مهم‌ترین موارد بازرسی پایش دمایی تاسیسات الکتریکی است. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد تست‌های دوره‌ای، می‌توانید به مقاله "تست و تحویل تاسیسات برقی" مراجعه کنید.

هنگامی که قرائت دما را انجام داده‌اید، چگونه می‌فهمید مشکلی وجود دارد؟ پاسخ شامل ترکیبی از تجربه شخصی تکنسین تعمیر و نگهداری با تجهیزات و دماهای مرجع ارائه شده توسط سازنده وسایل الکتریکی است که مورد نظارت قرار می‌گیرند. تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی معمولاً حداکثر دمای مجاز را ارایه می‌کنند.

منابع:

• (IEEE (Institute  of Electrical & Electronic Engineers
• (NFPA (National Fire Protection  Association
• (NETA (National Electrical Testing  Association
• (ASTM (American Society of Test Methods
• (ANSI (American NationalStandards Institute
• (The National Electrical Code (NEC