Тепловизионный контроль
Общие сведения о тепловизионном контроле объектов
В настоящее время во многих структурах электроэнергетики наблюдается тенденция перехода от плановых ремонтов оборудования к ремонтам по фактическому состоянию оборудования. Такой подход требует внедрение и развитие различных методов диагностики состояния электрооборудования. Тепловизионный контроль электрооборудования - один из таких методов.
Прежде рассмотреть тепловизионный контроль оборудования разберем основные принципы измерения температуры объектов на расстоянии.
Как измеритель температуры общеизвестен термометр, измеряющий температуру объекта при прямом контакте с ним. Если необходимо измерить температуру объекта, непосредственный контакт с которым опасен или невозможен (гирлянда изоляторов ВЛ), контактный термометр не годится. Для такого измерения необходим пирометр.
Пирометр определяет температуру объекта по силе инфракрасного излучения, которое выделяет каждый объект. Инфракрасное излучение через объектив попадает на чувствительный элемент пирометра, который выдает напряжение, пропорциональное температуре источника излучения. Электронные преобразователи пирометра формируют на дисплее цифровую запись значения температуры. Пирометр измеряет температуру только в определенной точке объекта.
Для получения картины распределения температуры по всему объекту (трансформатору) требуется тепловизор, в котором чувствительный элемент быстро и автоматически перемещается по вертикали и горизонтали. В оперативной памяти тепловизора создается таблица из строк и столбцов (рис.1), в каждой ячейке которой находится информация о температуре одной точки объекта. Размер таблицы на рис. 1, показан упрощенно. В реальных тепловизорах количество ячеек намного больше. Например, в тепловизоре Therma CAM Е2 формируется таблица размером 160x120 ячеек.
После записи в памяти тепловизора информации о температурах точек объекта происходит создание изображения, в котором каждой точке с определенной температурой присваивается свой цвет: чем выше температура, тем ярче цвет.
Рис. 1. Этапы получение теплограммы объекта
Изображение передается на жидкокристаллический дисплей. Это изображение, напоминающее естественное изображение объекта, создано по температурам точек реального объекта и является искусственным.
Наличие связи тепловизора с персональным компьютером позволяет хранить полученную информацию в формате JPEG.
В рассмотренном на рис. 1 случае диапазон температур объекта составляет 10°С (20...30°С). Пусть в цветовой палитре имеется 10 цветов: первый цвет (нижний) - черный, второй цвет (следующий снизу) - более светлый, ..., десятый цвет (верхний) - белый. Все точки объекта с температурой от 20 до 21°С закрашиваются черным цветом, точки с температурой от 21 до 22°С - вторым цветом, ... , точки с температурой от 29 до 30°С закрашиваются десятым белым цветом. Такая раскраска выполняется специальной программой, заложенной в тепловизор.
Если разность температур различных точек объекта составляет 10°С, а в цветовой палитре 10 цветов, разрешающая способность тепловизора составляет 1°С (каждому градусу соответствует свой цвет). Тепловизоры выполняются с различной разрешающей способностью и различным температурным диапазоном.
При тепловизионном контроле электрооборудования следует применять тепловизоры с разрешающей способностью 0,1...0,2°С. Это означает, что две точки объекта с разностью температуры 0,1..0,2°С будут отличаться цветом. Верхний предел температурного диапазона тепловизора должен быть не менее 200 °С, нижний — около 0°С.
Искусственное изображение, несущее цветовую информацию о температурах различных точек объекта, называется теплограммой объекта, а исследование объектов с помощью тепловизора - тепловизионным контролем.