CC BY
0УДК 621.317
Агаева Ф.А.
магистрант,
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (г. Баку, Азербайджан)
ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕРМОГРАММЫ
Аннотация: современные системы электроснабжения широко используют низковольтное оборудование и обеспечивают бесперебойную работу электрических сетей и различных потребителей. Неисправности в работе этих устройств могут привести к перегреву, что, в свою очередь, может привести к авариям, отключениям электроэнергии и даже пожарам. По этой причине важно проводить диагностику оборудования.
Метод инфракрасной термографии нашел широкое применение в диагностике низковольтного оборудования. Используя этот метод, можно на ранней стадии обнаружить нарушение контакта, коррозию и изменение температуры. Преимуществами метода являются простота, эффективность и отсутствие необходимости в обслуживании оборудования. В статье рассматривается метод инфракрасной диагностики.
Ключевые слова: диагностика, низкое напряжение, инфракрасное излучение, неисправности, перепады температур.
В наше время растет спрос на методы диагностики, позволяющие выявлять скрытые неисправности на ранней стадии. Одним из таких методов является инфракрасная термография, основанная на регистрации теплового излучения, испускаемого оборудованием. Применяемые методы тепловидения играют важную роль в мониторинге электрооборудования во время его эксплуатации. В настоящее время широко используются методы тепловидения [1-3].
Инфракрасная термография незаменима при диагностике низковольтного оборудования благодаря своей высокой информативности и возможности проведения быстрых обследований. Однако эффективность этого метода зависит от многих факторов, включая внешние условия, конструктивные особенности объекта и опыт оператора [4-8].
Результаты диагностики направлены на повышение надежности работы электрооборудования, предотвращение аварий и снижение затрат на техническое обслуживание. Научно-практическая значимость работы заключается в предупреждении возникновения аварийных ситуаций путем своевременного выявления неисправностей в контактных соединениях электрооборудования и низковольтных коммутационных аппаратов.
В электросистемах бесперебойная и безопасная работа низковольтного оборудования имеет первостепенное значение. Неисправности, возникающие в процессе эксплуатации данного оборудования, особенно перегрев контактных соединений и другие тепловые аномалии, могут привести к серьезным авариям и потерям энергии. Для своевременного выявления подобных неисправностей широко применяется метод инфракрасной термографии. Международные источники утверждают, что при обследовании низковольтного оборудования методом термографии в основном выявляются следующие дефекты:
Плохое крепление, окислительные и коррозионные процессы в контактных соединениях, механические повреждения на концах кабеля, неравномерное распределение токов [9-12].
Инфракрасная термография — это регистрация и измерение излучения с помощью электронно-оптических приборов, а также его сравнение с температурой поверхностей. Тепловизионная камера — это устройство, которое получает тепловые изображения в инфракрасном спектре и не вступает в прямой контакт с оборудованием (рисунок 1).
Рисунок 1. Осмотр объекта тепловизионным прибором.
Инфракрасная термография — один из наиболее эффективных методов диагностики технического состояния низковольтного оборудования [13-18].
Инфракрасная термография имеет следующие преимущества:
• Бесконтактный метод: позволяет проводить диагностику без остановки или вмешательства в работу оборудования.
• Безопасность: не требуется прямого контакта с токоведущими частями, что означает, снижает риск поражения электрическим током.
• Высокоскоростная проверка: позволяет проверять большое количество устройств за короткое время.
• Визуализация температурных аномалий: четкое изображение температурных полей облегчает интерпретацию результатов.
• Раннее обнаружение дефектов: позволяет обнаружить начальные стадии дефектов (нагрев контактов, плохие соединения и т.п.) до их критического развития.
• Без вмешательства в технологический процесс: проверка проводится в рабочем режиме, без остановки оборудования.
• Экономическая эффективность: предотвращение аварий и снижение затрат на ремонт.
Однако метод инфракрасной термографии имеет и определенные ограничения:
• Зависимость от внешних факторов: температура окружающей среды, влажность и воздушные потоки могут влиять на точность измерений.
• Необходимость прямого осмотра: Изолированные или закрытые элементы оборудования не могут быть осмотрены напрямую.
• Калибровка оборудования: для обеспечения точности измерений требуется периодическая калибровка тепловизионных камер.
• Опыт оператора: Интерпретация термограмм требует определенных навыков и опыта.
• Стоимость оборудования: Высокая стоимость тепловизионных камер и программного обеспечения.
• Ограниченная чувствительность: небольшие дефекты или слабые тепловые аномалии могут быть пропущены.
• Необходимость сравнения данных: для объективной диагностики результаты термографии часто необходимо сочетать с другими методами диагностики (например, вибрационной диагностикой или акустической эмиссией).
В таблице 1 приведены примеры конкретных дефектов, обнаруженных с помощью термографии.
Таблица 1. Примеры конкретных дефектов, обнаруженных с помощью термографии.
№ Тип Вид дефекта Признаки на Возможные
оборудования термограмме результаты
1 Автоматические Высокое Локальный по- Не работает,
выключатели сопротивление догрев контакт- опасность пожара
контактов ной группы
2 Клеммные Ослабление Перегрев выше Разрыв цепи,
колодки контактов номинальной повреждение
температуры изоляции
3 Шинопроводы и Неравномерный Локально Увеличение
токоведущие нагрев отапливаемые потерь мощности,
линии площади пробой изоляции
4 Трансформеры Повреждение Асимметрия Сокращение FAY,
повязок температурного устранение аварий
поля
5 Контакторы Износ Локальный Отказ
контактных обогрев на уровне переключения,
групп контакта аварийная
остановка
Принцип работы всех тепловизоров схож: они обладают способностью «видеть» в инфракрасном диапазоне. Достаточно «посмотреть» на оборудование через экран тепловизора, чтобы увидеть элементы, выделяющие избыточное тепло. Это может быть результатом плохих контактов, утечек тока или механических неисправностей вращающихся механизмов. Тепловизор обеспечивает визуальное представление проблемы, а современные приборы, особенно производства Fluke Corp. Продукция компании считается универсальными устройствами и оснащена рядом уникальных технологий. Например, тепловизоры Fluke 100-й серии оснащены технологией синтеза
изображений Ш^шюп. Эта технология объединяет инфракрасное и обычное зрение, создавая эффект «наблюдения», позволяя пользователю видеть одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах (рисунок 2). Это ускоряет процесс диагностики и повышает его точность [19-23].
Рисунок 2. Тепловизоры Fluke Ti125, Ti110, Ti105, Ti100 могут комбинировать изображения с внутренней камеры и ИК-датчика.
Одним из наиболее распространенных диагностических инструментов для низковольтных сетей являются цифровые мультиметры. Эти портативные приборы предназначены для измерения основных параметров тока в электрической цепи. Современные мультиметры, такие как приборы от Fluke, отличаются технологиями, которые ускоряют работу электрика и повышают безопасность по сравнению с простыми аналогами (рисунок 3).
Рисунок 3. Fluke 279 FC.
В отличие от устаревших аналоговых приборов, современные цифровые мегаомметры, такие как Greenl5880 и 5882, более безопасны в эксплуатации. В то же время существуют и более дешевые специализированные приборы для измерения сопротивления изоляции. Например, Fluke 1507 предназначен для профилактического обслуживания и устранения неисправностей и может работать с датчиками дистанционного измерения (рисунок 4).
Рисунок 4. Приборы для обнаружения повреждений изоляции: Greenl5880 и 5882, а справа Fluke 1507.
Еще одной важной частью диагностики низковольтных сетей является проверка исправного состояния заземления, от которого зависит безопасность оборудования и людей. Для проверки заземления и напряжения сети используются специализированные тестеры напряжения, такие как Fluke 2AC. Это бесконтактные датчики размером с маркер, которые широко используются в промышленности и быту. Достаточно поднести кончик прибора к проводнику под напряжением, чтобы загорелся красный световой индикатор. Итак, существуют различные устройства для быстрого и безопасного мониторинга. Вам просто нужно выбрать правильное профессиональное оборудование.
Заключение.
С развитием энергетики растет спрос на диагностику электрооборудования. Возникающие в результате неисправности приводят к перегреву, авариям, отключениям электроэнергии и даже пожарам. По этой причине важно проводить диагностику оборудования.
Инфракрасная термография нашла широкое применение в диагностике низковольтного оборудования. В статье анализируется метод инфракрасной диагностики. Применяя этот метод, можно обнаружить неисправности
контактов, коррозию и изменения температуры на ранней стадии. Этот метод также прост, эффективен, а диагностика проводится без вывода оборудования из эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. S.V. Rzayeva, N.A. Ganiyeva N.M.Piriyeva. Modern approaches to electrical equipment diagnostics. international Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) - Issue 58, Volume 16, Number 1, March 2024 (Serial No: 0058-16010324), pp.182-189;
2. Rzayeva S.V., Ganiyeva N.A., Piriyeva N.M. Modern methods of diag-nostics of electric power equipment. The 19th International Conference on "Technical and Physical Problems of Engineering" 31 October 2023 International Organization of IOTPE. Ruminiya. s.105-110;
3. Афонин А. В., Таджибаев А. И., Сергеев С. С. Инфракрасная термография в энергетике. Технические средства приема инфракрасных излучений: Учебное пособие. СПб: Изд. ПЭИПК, 2000. 60 с.;
4. Вдовико В. П. Методология системы диагностики электрооборудования высокого напряжения // Электричество. 2010. № 2. С. 14-20;
5. Rzayeva S.V., Piriyeva N.M., Guseynova I.A. Analysis of reliability of typical power supply circuits. Reliability: Theory and Applications, RTA, №3 (79) Volume 19, 173-178 September 2024;
6. G.V.Mamedova, G.S.Kerimzade, N.M.Piriyeva. Electromagnetic calculation of tension devices for winding wires of small cross sections. IJ TPE Journal, ISSUE 53.Volume 14. Number 4. December, 2022, (Serial № 0053-1404-1222), p.80-85;
7. N.M.Piriyeva, G.S. Kerimzade. Methods for increasing electromagnetic efficiency in induction levitator. PRZEGLAD Elektrotechniczny Publishing house of magazines and technical literature Warszawa. №10, pp s.192-196;
8. Н.М.Пириева, Заманов Х.Г. Исследование современных методов защиты линий высокого напряжения от перенапряжений. Международный научный журнал «Вестник науки» № 7 (76) Том 4. 2024 г. C 322-328;
9. Маруфов И.М., Пириева Н.М., Алиева Г.А., Ганиева Н.А. Анализ надежности энергетической системы. Научно-технический журнал, Проблемы энергетики №3. Баку, 2020. с.70-75;
10. Мамедова Г.В., Пириева Н.М., Ширинова М.Ч. Диагностика силовых трансформаторов // Интернаука: электрон. научн. журн. 2023. № 6(276);
11. N.M. Piriyeva, G.S. Kerimzade. Electromagnetic efficiency in induction levitators and ways to improve it. Przeglad Elektrotechniczny. R.99 NR 06/2023, Poland, pp.204-207;
12. N.M.Piriyeva, G.S. Kerimzade. Systematization of levitation equations for electrical devices with levitation elements. PRZEGLAD Elektrotechniczny R.100 NR 08/2024. Warszawa. pp.175-177;
13. N.S. Mammadov, N.M.Piriyeva, Sh. Ismayilova. Research of lightning protection systems for wind electric installations. PRZEGLAD Elektrotechniczny Publishing house of magazines and technical literature SIGMA-NOT. ISSN 0033-2097,R. 99 NR e -ISSN 2449 -9544. 9/2024. pp.198 -201. Warszawa;
14. Mammadov N., Marufov I., Shikhaliyeva S., Aliyeva, G., Kerimova S. Research of methods power control of wind turbines. Przeglad elektrotechniczny, 2024(5);
15. Пириева Н.М., Гусейнов З.Х. Анализ неисправностей в силовых трансформаторах. Международный научный журнал «Вестник науки» № 7 Том 4 (64) 2023 г. С 297-304;
16. Н.М.Пириева. Минимизация потерь активной мощности в обмотках электрических аппаратов «Инновационные научные исследования», Научно-издательский центр Вестник науки, №3-2(17) mart 2022, г.Уфа, стр.11-21;
17. Пириев Г.С. Методы снижения и ограничения несимметричных режимов трансформаторов. «Инновационные научные исследования», Научно-издательский центр Вестник науки № 9 (66) Том 4. 2023. С328-334;
18. Пириева Н.М., Ахмадли А.Н. Сравнения электрических генераторов применяемые в ветроэлектрических установках. Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ. № 1 (70) Том 3. 2024 с.975-986;
19. S.A. Khanahmedova, S.Y. Shikhaliyeva, S.J. Alimamedova, S.M. Kerimova "Some issues of designing a hybrid electric machine", Dimensions 3 (3), 2023, p. 3-4;
20. S. Shikhaliyeva "Ways to increase the efficiency of electric machines", Научный журнал «Интернаука», 2024, p. 11-14;
21. Piriyeva N.M., Abdullayeva G.K., Bakhtiyarov A.L. Engineering approaches to minimizing the environmental impact of thermal power plants. international Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) - Issue 61, Volume 16, Number 4, december 2025. Pp.231-243;
22. Shikhaliyeva Sdat Yashar, Hasanova Indzhi Kamal "Modes of operation of the loading device during research electric drive of the portal manipulator" UNiVERSUM: Технические науки, 2(131), 2025
Aghayeva F.A.
Master student Azerbaijan State University of Oil and Industry (Baku, Azerbaijan)
LOW-VOLTAGE EQUIPMENT RESEARCH BY INFRARED THERMOGRAPHY
Abstract: modern power supply systems widely use low-voltage equipment and ensure uninterrupted operation of electrical networks and various consumers. Malfunctions in the operation of these devices can lead to overheating, which in turn can lead to accidents, power outages and even fires. For this reason, it is important to diagnose the equipment. The infrared thermography method has found wide application in the diagnostics of low-voltage equipment.
Using this method, it is possible to detect contactfailure, corrosion and temperature changes at an early stage. The advantages of the method are simplicity, efficiency and the absence of the need for equipment maintenance. The article discusses the infrared diagnostics method.
Keywords: diagnostics, low voltage, infrared radiation, malfunctions, temperature changes.
