ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛОВИЗОРА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

44

УДК 621.384

ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛОВИЗОРА

© Колмаков Виталий Олегович 1, © Колмаков Олег Витальевич2

1 кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Управление персоналом»

2 кандидат технических наук, доцент,

Красноярский институт железнодорожного транспорта филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения», Красноярск

Тепловидение играет важную роль при поиске неисправностей в работе коммерческих и промышленных систем. При ненормальном состоянии или поведении оборудования зачастую возникают вопросы о его состоянии. Очевидными признаками могут быть значительные вибрации, звуки или показания температуры. При отсутствии видимых проявлений основную причину проблемы бывает трудно или невозможно разглядеть.

Ключевые слова: термография, тепловые сигнатуры, диагностическое обслуживание, тепловое изображение.

Тепловая сигнатура - это искусственное цветное изображение инфракрасного излучения или тепла, испускаемого объектом. Сравнение тепловых сигнатур нормально работающего оборудования с оборудованием, состояние которого проверяется, дает великолепный способ поиска неисправностей. Основные преимущества инфракрасной термографии заключаются в том, что проверку можно произвести быстро и без вмешательства в оборудование. Поскольку тепловизоры не требуют непосредственного контакта, их можно также использовать в то время, когда оборудование или его компоненты находятся в работе. Если даже ненормальное тепловое изображение и не может быть полностью оценено термографистом, его можно использовать для того, чтобы определить необходимость дополнительных проверок.

Например, можно произвести быстрый осмотр электроаппарата и выяснить, есть ли какие-то аномалии в термограмме.

Ключом к успешному поиску неисправностей с использованием термографии является понимание основных условий, необходимых для выявления возможных проблем или ненормального состояния, если они присутствуют, в любой части оборудования. Например, нет смысла искать неисправности разъединителя с помощью тепловизора, если он не находится в работе, поскольку потенциальные проблемы (места перегрева) не будут видны до тех пор, пока разъединитель не будет включен в цепь. Выяснить, какие условия необходимо соблюдать для выявления неисправности конкретного элемента оборудования не всегда просто. Кроме опыта, термографисту необходимо глубокое понимание таких процессов, как передача тепла, радиометрия, использование тепловизора, а также работы оборудования и его неисправностей.

Например, специалисты по эксплуатации могут использовать температурные данные для проверки состояния изоляции или расчета температур на поверхности, которые могут вызвать проблемы.

Электроаппараты обследуют с помощью тепловизора, поскольку они являются очень восприимчивыми к неисправностям, связанным с тепловым режимом. Например, изменение переходного сопротивления или существенная несимметрия нагрузки обычно приводят к повышенному нагреву токопровода. И хотя полезно следить за температурой переходного сопротивления контактов, изменение внутренних температур электроаппарата не всегда проявляется сразу. Может быть полезным получить тепловые изображения электроаппарата либо в течение времени, или в сравнении с другими подобными работающими электроаппаратами. Например, это может помочь выявить электроаппарат, который запылен. Тепловое изображение разных электроаппаратов можно использовать для сравнительного анализа.

Вместе с тепловидением полезно пользоваться другими методами диагностики, такими, как вибрационный анализ или анализ электрической нагрузки.

Изоляцию можно проверить путем поиска неоднородностей температуры на поверхности. К таким видам изоляции относится изоляция полюсов.

45

Техническое обслуживание - комплекс операций по поддержанию работоспособности и исправности электроаппарата. Техническое обслуживание сокращает количество неисправностей и обеспечивает максимальную эффективность и безопасные условия эксплуатации. Оно позволяет продлить срок службы оборудования, сократить время простоя и повысить общую эффективность электроснабжения. Виды технического обслуживания и частота его проведения для каждого элемента электрооборудования определяются требованиями завода-изготовителя, правилами технической эксплуатации оборудования и опытом обслуживающего персонала.

Стратегия, направленная на обеспечение глубокого понимания рабочего состояния оборудования на основе оценки и контроля его состояния, является важной частью программ технического обслуживания. Программы технического обслуживания, которые включают оценку и контроль состояния оборудования, гораздо проще выполнять с использованием тепловизионного

оборудования. При наличии тепловых изображений оборудования, принятие решений о ремонте или замене становится более эффективным, общий объем расходов сокращается, а надежность работы оборудования повышается.

Диагностическое обслуживание - это контроль износа и соответствия характеристик оборудования предварительно установленным допускам для предупреждения возможных неисправностей или отказов. Производится сбор и анализ данных о работе электрооборудования для выявления трендов в работе и характеристик отдельных компонентов. В этом случае обслуживание и ремонт может производиться «по техническому состоянию». Диагностическое обеспечение часто требует значительных вложений в контрольно-диагностическое оборудование и обучение персонала. Данные, получаемые с помощью контрольно-диагностического

оборудования, регулярно анализируются для определения, находятся ли рабочие характеристики в допустимых пределах. Если рабочие характеристики выходят за допустимые пределы, производится

обслуживание. Затем, после выполнения обслуживания производится тщательный контроль оборудования. Если проблема снова возникает, производится анализ использования

и конструкции оборудования, и вносятся необходимые изменения.

Рисунок 1. Цикл обследования

При удачной программе

диагностического обеспечения можно сократить техническое обслуживание. Определенные мероприятия, такие как обслуживание и регулировка, выполняются тогда, когда они действительно необходимы, а не в соответствии с фиксированным графиком. Термография и тепловидение могут использоваться для определения состояния оборудования и, если возникают вопросы с его состоянием, они так же могут использоваться для контроля оборудования до тех пор, пока не появится возможность произвести

обслуживание.

Приемочные испытания - это испытания, которые производятся при начальной установке оборудования, либо при замене компонентов, для установки начального опорного состояния оборудования. Опорное состояние используется для проверки рабочих характеристик, определенных производителем, или для последующего сравнения.

Приемочные испытания нового или отремонтированного электрооборудования важны для эффективных программ технического обслуживания. Неважно, производится ли установка нового оборудования, термография используется для регистрации действительного состояния оборудования на момент приемки. Тепловое изображение можно использовать для проверки режима работы оборудования на момент установки. Если будут обнаружены недостатки,

46

их можно сразу же исправить, или, если позволяют обстоятельства, их можно контролировать до момента, когда будет запланирован ремонт.

Независимо от используемых на предприятии программ обслуживания, использование термографии и тепловизоров дает преимущества. При их использовании для обслуживания и поиска неисправностей, преимуществами являются сокращение простоя оборудования и увеличение времени в работе. Другие существенные преимущества заключаются в окупаемости за счет надежности обслуживания, сокращения расходов за счет сокращения затрат времени и общее снижение напряжения у обслуживающего персонала. По статистике до 20% дефектов остаются после ремонтов из-за организационных проблем, несовершенства технологий ремонта, а также так называемого«человеческого фактора», поэтому приемочные испытания очень важны на всех этапах жизни исследуемых объектов.

Список источников и литературы:

1. Analysis of dynamic characteristics of frequency-dependent links. Kolmakov V.O., Kolmakov O.V., Iljin E.S., Ratushnyak V.S. В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. С. 012026.

2. Анализ состояния силовых трансформаторов тяговых подстанций Красноярской железной дороги / Орленко А.И., Петров М.Н., Колмаков В.О., Колмаков О.В. // Научное издание под ред. проф. Петрова М.Н. -Красноярск: 2020 г. - 119 с.

3. Качество электроэнергии в системах светодиодного освещения. Колмаков В.О., Пантелеев В.И. В сборнике: Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования. Национальный исследовательский Томский политехнический университет; Редакторы: Кудрин Б.И., Лукутин Б.В., Сайгаш А.С., 2012. С. 87-90.

4. Колмаков В.О. Схемотехническое обеспечение качества электрической энергии в сетях с нелинейными электроприемниками массового применения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Сибирский федеральный университет. Красноярск, 2014.

5. Массовое внедрение RFID-технологии - миф или реальность? / А. Григорьева // Компоненты и технологии. 2013. № 12. С. 58-60.

6. Метод динамической диагностики механических узлов / Колмаков О.В., Колмаков В.О. В сборнике: 120 лет железнодорожному образованию в сибири. материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Красноярский институт железнодорожного транспорта - филиал ИрГУПС. 2014. С. 198-203.

7. Метод расчета емкости компенсирующего конденсатора асинхронных двигателей малой мощности / Плотников С.М., Колмаков О.В. // Известия высших учебных заведений // Электромеханика. 2016. № 5. С. 5963.

8. Мониторинг состояния тяговых трансформаторов на основе тензорного анализа / Петров М.Н., Колмаков О.В., Колмаков В.О., Орленко А.И. В сборнике: Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава. Труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Под редакцией И.К. Лакина. 2020. С. 263-269.

9. Определение коэффициента затухания частотозависимых звеньев / Колмаков О.В. В сборнике: Инновационные технологии на железнодорожном транспорте. Труды XXII Межвузовской научно-практической конференции КрИЖТ ИрГУПС. Ответственный редактор В.С. Ратушняк. 2018. С. 3-5.

10. Оптимизация динамического торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения / Плотников С.М., Колмаков В.О. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 5. С. 13-17.

11. Оптимизация динамического торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения / Плотников С.М., Колмаков В.О. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 5. С. 13-17.

12. Применение RFID-технологий для поиска неисправной изоляции / Т. А. Несенюк // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург. 2013. № 2 (37). С. 7276.

13. Снижение пожароопасности тепловозов с гибридной системой привода / Колмаков О.В., Довженко Н.Н., Минкин А.Н., Бражников А.В., Колмаков В.О., Колмакова А.И., Шилова В.А. // Безопасность регионов - основа устойчивого развития. 2014. Т. 1-2. С. 140-144.

14. Способ определения постоянной времени нагрева сухого трансформатора /

47

Плотников С.М., Колмаков В.О. Патент на изобретение RU 2683031 C1, 26.03.2019. Заявка № 2018116287 от 28.04.2018.

15. Упрощенное определение момента инерции асинхронного двигателя серии 4А / Плотников С.М., Колмаков В.О. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2019. Т. 62. № 1. С. 87-91.

16. Экспериментальные исследования размагничивания генератора постоянного тока / Плотников С.М., Колмаков О.В. // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2020. № 18. С. 37-40.

17. Электромагнитная совместимость и энергосберегающее оборудование / Колмаков В.О., Пантелеев В.И. // Энергетик. 2012. № 11. С. 47-49.

18. Энергосберегающее оборудование и электромагнитная совместимость / Колмаков В.О., Колмакова Н.Р. В сборнике: Инновационные технологии на железнодорожном транспорте. Труды XXII Межвузовской научно-практической конференции КрИЖТ ИрГУПС. Ответственный редактор В.С. Ратушняк. 2018. С. 46-53.

TROUBLESHOOTING FOR ELECTRICAL EQUIPMENT USING A THERMAL IMAGE

© Vitaly Kolmakov © Kolmakov Oleg Vitalievich

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department "Personnel Management"

candidate of technical sciences, associate professor

Krasnoyarsk Institute of Railway

transport branch of the Federal State Budgetary

Educational Institution of Higher

education "Irkutsk State University of Railways ",

Krasnoyarsk

Abstract. Thermal imaging plays an important role in troubleshooting commercial and industrial systems. When the condition or behavior of the equipment is abnormal, it often raises questions about its condition. Significant vibrations, sounds, or temperature readings may be obvious signs. In the absence of visible evidence, the root cause of the problem may be difficult or impossible to discern. Key words: thermography, thermal signatures, diagnostic maintenance, thermal imaging.

НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ РЕДАКЦИИ

В марте 2021 года открылся новый телеграмм-канал «Русский дипломат». Редакая статистика, документы, льготы, конкурсы, аналитика, история

ПРИГЛАШАЕМ К УЧАСТИЮ В КОНФЕРЕНЦИИ КОЛЛЕГ И ПАРТНЕРОВ

te -У

Г1Г7

Доктор юридических наук, профессор, заслуженный юрист Российской Федерации, заведующий кафедрой уголовного нрапа Красноярского государственного университета

ГОРЕЛИКОВСКИЕ ЧТЕНИЯ

Российское профессорское собрание. Соки кри.чина.шстоа и криминологов. Правовое упраыение Феде/мыьной службы исполнения наказаний. Институт повышения к вал ифи нации адвокатов Адвокатской палаты Красноярского края. Институт международного права и экономики имени А. С. Грибоедова, Арбитражный суд Ч&гябинской области. Сибирский антропмогический журна.1, Ко.ыегим адвокатов Красноярского к/юя «Бизнес и право»

приглашают Вас принять участие

во Всероссийской научно-практической конференции «I Горелнковскне чтения: современные проблемы юридической науки, образования и практики», посвященной 90-летаю со дня рождения и памяти выдающепх-я советского и российского ученого, педагога и правозащитника, доктора юридических наук, профессора, заслуженного юриста Российской Федерации Александра Соломоновича Горелика (1931-2007).

Во время конференции планируется обсудить актуальные вопросы теории и истории государства и права, уголовного права и процесса, криминологии и криминалистики, конституционного, административного, гражданского и других отраслей современного российского права, проблемы методики преподавания юридических дисциплин и клинического юридического обучения. Коллеги и ученики профессора А. С. Горелика поделятся

Конференция состоится 12 апреля 2021 г. в формате видсоконфсрсицсвязи (платформа Zoom) в 14-00 по Московскому времени.

Ссылки для подключения к заседанию конференции будут направлены участникам на адреса электронной почты.

Для участия в конференции участникам необходимо до 05 апрели 2021 г. зарегистрироваться но ссылке:

httns://forms.ele/X6ihAh DO DCcD'ihl.w';

При шктупленин шинки после указанной даты, оргкомитет не гарантирует включение доклада участники в программу конференции.

Рукопись поступила: 5 декабря 2020 г. Submitted: 5 december 2020