Využití infračervené termografie při identifikaci problémů s elektřinou

-- 25.03.2010 23:52

Neexistuje snad žádné průmyslové odvětví, které vyžaduje nulovou chybovost, avšak při výrobě jaderné energie je to nutnost. Exelon Nuclear, součást společnosti Exelon – jednoho z největších amerických elektrárenských podniků, využívá infračervené termografie stejně jako dalších technologií, jako jsou vibrační analýza a analýza mazání , což jsou klíčové součásti vlastního, mimořádně úspěšného programu prediktivní údržby.

Termografie umožňuje měřit teplotní pole jednotlivých součástí celé soustavy – včetně součástí, které jsou nepřístupné nebo jsou pod vysokým napětím – a to rychle a bezdotykově. Teplotní anomálie často odhalí jinak nezjistitelné problémy. Jakmile je problém identif ikován a diagnostikován, díky komplexnosti přístupu při jeho odstraňování se eliminuje možnost jeho opakovaného výskytu a zvyšuje se efektivita údržby. Následující příklady jsou převzaty z databáze stavu zařízení obsahující termografické kamerou FLIR ThermaCAM PM 695.

Lokální přehřívání v řídicím panelu chladicího systému

Během rutinní termografie bylo na B–fázi hlavního přívodu napájení řídicího panelu velkého chladicího systému identifikováno potenciálně nebezpečné místo přehřívání. Rozdíl delta T mezi fázemi vykazoval až 13,9 °C, tj. 57,02 °F (obr. 1A), což způsobilo zežloutnutí na varovné signalizační stupnici, která je součástí bezpečnostního programu sledujícího poruchy. Předpokládali jsme, že skutečná teplota je vyšší, protože připojení bylo ovinuté izolační páskou. Přehřáté místo bylo na straně napájení, proto zřejmě nevypadl jistič, aby nedošlo k výpadku systému. Analýza sešroubování přívodu prokázala, že mezi kontaktními plochami byl RTV tmel, který způsobuje zvýšený odpor spojení a jeho následné zahřívání. Opravné procedury byly provedeny tak, aby se zabránilo opakování závady. Obr. 1B zachycuje výsledek.

Přehřívání v distribučním panelu

Během rutinní termografie bylo identifikováno přehřáté místo o teplotě 118 °C u

přípojnice k elektrickým jističům distribučního panelu. Delta T u podobných spojů byla kolem 74 °C, což označilo tuto část soustavy na varovné signalizační stupnici červenou barvou, která znamená okamžitý zásah. Jak je znázorněno na obr. 2A, některé kryty na přední straně panelu musely být odejmuty, aby bylo na připojení lépe vidět (obr. 2B). Zdálo se, že šroub, který spojuje lamelu s měděnou přípojnicí, je zjevně uvolněný. Toto bylo zjištěno přibližně jeden měsíc před plánovanou odstávkou kvůli výměně paliva elektrárny.

Provedení opravy za provozu by bylo riskantní, a tak jsme se po posouzení rizik rozhodli dokončit opravu během blížící se odstávky. Uvedené spojení by bylo funkční až do teploty 316 °C (600,8 °F), takže jsme tepelné zkoušky prováděli každý den až do plánované odstávky. Teplota zůstala naštěstí stabilní až do doby, než byly opravy dokončeny. Technici elektroúdržby odstranili poškozené součásti, očistili připojení a namontovali nový šroub na přípojnici.

Druhořadé přehřívání?

V mnoha případech je elektronický obvod velkých jističů stejně důležitý jako jistič samotný. Svorkovnice připojující jistič k ovládacímu panelu rozvaděče je dobrým příkladem problému, který se na povrchu zdál menší – riziko poruchy bylo nízké – ale jehož možné následky byly veliké. Při každoroční kontrole jsme detekovali přehřívání na připojení svorkovnice k okruhu, který poskytuje panelu rozvaděče a řídicí kabině elektrárny údaje o velikosti proudu. 

Připojení bylo o 3 °C teplejší než jiná připojení ke svorkovnicím, s největší pravděpodobností kvůli uvolněnému šroubu svorkovnice nebo nedostatečně nalisovanému oku připojení.Selhání tohoto připojení by způsobilo ztrátu indikace proudu a mohlo by ovlivnit funkci spouště jističe. Spoušť jističe chrání nejen zatížení okruhu, ale i vlastní sběrnici. Elektrikáři zjistili, že šroub svorkovnice byl přibližně z jedné čtvrtiny vyšroubován. Po opravě se teplota v místě připojení vrátila do normálního stavu.

Mike Ralph je koordinátor programu firmy Exelon Nuclear pro termografickou a vibrační analýzu a analýzu mazání v elektrárně v LaSalle ve státě Illinois. Více informací získáte na webových stránkách na www.goinfrared.com/electricalproblems.

Detekce částečných výbojů za provozu

Částečnými výboji rozumíme takové elektrické výboje, které přímo nepřeskakují mezi vzájemně opačně nabitými vodivými částmi zařízení. Síla těchto výbojů není nikterak velká, avšak jejich nebezpečí spočívá ve velké frekvenci opakování (zapalování) a jejich vlivu na degradaci okolní izolace. Jejich přítomnost na izolaci vedení VN, resp. VVN je tudíž nežádoucí a bývá předzvěstí poruch a tím i neplánovaných výpadků. Z toho důvodu vzniká potřeba kontrolovat zařízení na přítomnost částečných výbojů a případně je i přesně lokalizovat. Výboje se v zařízení projevují těmito fyzikálními jevy:                                                                                

S ohledem na spolehlivost/přesnost měření se v současnosti používá nedestruktivních měření v blízkosti izolace za pomoci senzorů ultrazvukových nebo senzorů na detekci radiových vln. Dobrou volbou bývají přístroje, které jsou schopné detekovat tyto jevy při plném provozu a bez požadavků na speciální výchozí podmínky pro měření nebo bez nutnosti demontáže jednotlivých částí (krytů) atd. To může být problém např. u zapouzdřených rozvaděčů nebo rozvoden. Nejčastějšími metodami měření je metoda akustická a měření elektromagnetických pulzů z výbojů. Akustické signály z ohniska částečných výbojů pokrývají co do frekvence široké spektrum.

Autor: Mike Ralph, Exelon Nuclear

Sponzorované odkazy

	www.4metal.cz Skupina 4metal je sdružení kovozpracujících a strojírenských firem. Katalog firem, Burza strojů a materiálů, Burza práce, akce, aktuality, média.To vše na jedné adrese.
	Česká společnost pro údržbu Česká společnost pro údržbu je profesní sdružení odborníků z oblasti péče o hmotný majetek. Pořádá pravidelné konference a kurzy pro zvýšení kvalifikace v oblasti údržby.
	Cech majstrov údržby Cech majstrov údržby bol založený s cieľom vzájomnej výmeny informácií o organizovaní a riadení údržby. Počas niekoľkých rokov poskytuje vzdelávacie služby a inovatívny prístup pre manažérov údržby.