Организация тепловизионной диагностики электрооборудования - Взаимосвязь с другими методами диагностирования

Несмотря на то, что техническое диагностирование средствами инфракрасной техникой как метод диагностирования сам по себе является мощным средством обнаружения и локализации дефектов в электрооборудовании и контактных соединений (контактов), а в ряде случаев является единственно возможным способом обнаружения дефекта без отключения оборудования, наиболее целесообразно применять его в сочетании с другими методами диагностирования. Тепловизионная диагностика органично вписывается в общепринятую систему диагностики электрических установок, хорошо ее дополняет и может служить предпосылкой и стимулом для диагностирования другими методами, чтобы уточнить опасность и локализацию дефекта.
Можно рекомендовать следующий алгоритм внедрения тепловизионной диагностики в систему диагностики электрооборудования и контактных соединений традиционными методами, которая хорошо согласуется с традиционной схемой и алгоритмом:

1. предремонтное обследование электрооборудования и контактных соединений средствами тепловизионной диагностики;
2. анализ полученных данных, выявление дефектов, причина и локализация которых не вызывает сомнений (явные дефекты), планирование их устранения;
3. выявление дефектов, причина, значимость и локализация которых неясна, планирование их дообследования с применением других методов диагностики, в том числе традиционных, регламентированных действующими нормативными документами по испытаниям и измерениям электрооборудования (высоковольтные испытания и измерения, ХАРГ, измерение ЧР и т. п.) при выводе (плановом или аварийном) оборудования с дефектами в ремонт;
4. выполнение дообследования, анализ полученных результатов, сопоставление их с результатами тепловизионной диагностики, уточнение причины, значимости и локализации дефектов;
5. ремонт (ревизия) дефектного оборудования, устранение дефектов;
6. испытания и измерения отремонтированных электрооборудования и контактных соединений в соответствии с действующими нормативными документами по испытаниям и измерениям электрооборудования;
7. послеремонтное обследование электрооборудования и контактных соединений средствами тепловизионной диагностики под напряжением и/или нагрузкой для окончательного подтверждения устранения дефекта.

Технические средства тепловизионной диагностики

В качестве технических средств для выполнения технического диагностирования средствами инфракрасной техники используются тепловизоры (термографические системы) и/или пирометры

Тепловизор состоит из следующих основных систем и узлов (см. рис. 1):

1. инфракрасный приемника (детектора ИК излучения);
2. узла охлаждения инфракрасного приемника (в тепловизорах с пировидиконом и в новейших моделях тепловизоров отсутствует - применяются неохлаждаемые детекторы);
3. оптической системы;
4. системы электромеханического сканирования (в тепловизорах с матричным детектором FPA отсутствует);
5. встроенного эталона температуры для непрерывной автоматической коррекции сигнала инфракрасного приемника при изменении температуры окружающей среды, узлов и деталей самого тепловизора;
6. электронного блока для усиления и обработки сигнала с выхода инфракрасного приемника, управления системами сканирования и визуализации инфракрасного излучения, управления работой других узлов и систем тепловизора, выполнения других сервисных функций;
7. системы визуализации инфракрасного излучения объекта в виде монитора и/или электронного видоискателя;
8. системы запоминания и хранения термограмм;
9. блока питания и зарядки аккумуляторов.

Рис. 1. Упрощенная схема тепловизора с электромеханическим сканированием изображения объекта

Тепловизор, компьютер со специализированным программным обеспечением для обработки и изготовления отчетов, ряд вспомогательных устройств и приспособлений объединяются в термографическую систему.

Пирометр состоит из следующих основных систем и узлов (см. рис. 2):

1. инфракрасный приемник приемника (детектора инфракрасного излучения);
2. оптической системы (иногда она конструктивно совмещена с инфракрасным приемником);
3. встроенного эталона температуры для непрерывной автоматической коррекции сигнала инфракрасного приемника при изменении температуры окружающей среды, узлов и деталей самого пирометра;

Рис. 2. Упрощенная схема пирометра:
1 — контролируемый объект; 2 — инфракрасное излучение; 3 — оптическая система; 4 — зеркало; 5 — оптический видоискатель; 6 — оптическая ось видоискателя; 7 — аналоговый или цифровой дисплей; 8 — корпус пирометра; 9 — электронный преобразователь сигнала датчика в значение температуры с коррекцией по коэффициенту излучения объекта; 10 — кнопка для запуска измерения температуры; 11 — детектор, преобразующий инфракрасное излучение в пропорциональный электрический сигнал

1. электронного блока для усиления и обработки сигнала с выхода ИК приемника, управления работой других узлов и систем пирометра, выполнения других сервисных функций;
2. узел отсчета температуры с аналоговым или цифровым индикатором;
3. оптического или лазерного визира для определения месторасположения точки измерения температуры;
4. блока питания и зарядки аккумуляторов.

Основные технические параметры приборов инфракрасной техники, их физический смысл и влияние на метрологические характеристики этих приборов.

Важнейшими метрологическими характеристиками инфракрасных приборов являются (в скобках приведены англоязычные сокращения некоторых параметров, применяемые компаниями-изготовителями):

1. спектральный диапазон;
2. диапазон измеряемых температур;
3. порог температурной чувствительности — наименьшая различаемая разность температур (MRTD) — только для тепловизоров;
4. инструментальная погрешность измерения температуры;
5. поле зрения (FOV);
6. пространственное разрешение — мгновенное поле зрения (IFOV) — только для тепловизоров;        
7. щелевая характеристика (SRF);
8. быстродействие.