Elektriske systemer

Almindeligt inspicerede komponenter

Unormal opvarmning, der er forbundet med høj modstand eller kraftig strøm, er hovedårsagen til mange problemer i elektriske systemer. Infrarød termografi gør det muligt at se disse usynlige termiske signaturer for truende skader, før skaden forekommer. Når strøm løber gennem et elektrisk kredsløb, konverteres en del af den elektriske energi til varmeenergi. Det er normalt. Men hvis der er en unormal høj modstand i kredsløbet eller unormal høj strømgennemgang, skabes der unormal kraftig varme. Det er uøkonomisk, potentielt skadeligt og ikke normalt.

Ohms lov (P=I2R) beskriver forholdet mellem strøm, elektrisk modstand og den genererede effekt eller varmeenergi. Vi anvender høj elektrisk modstand til positive resultater som f.eks. varme i en brødrister eller lys i en pære. Men nogle gange skabes der uønsket varme, som medfører dyre skader. Underdimensionerede ledere, løse forbindelser eller for kraftig strøm kan medføre unormalt høj uønsket opvarmning, som medfører livsfarligt varme elektriske kredsløb. Komponenter kan bogstaveligt talt blive så varme, at de smelter.

Termiske kameraer gør det muligt at se varmesignaturerne, der er forbundet med høj elektrisk modstand, længe før kredsløbet bliver så varmt, at det medfører en afbrydelse eller eksplosion. Vær opmærksom på to grundlæggende termiske mønstre, der er forbundet med elektriske fejl: 1) en høj modstand forårsaget af dårlig overfladekontakt og 2) et overbelastet kredsløb eller problem med ubalance mellem flere faser.

Kontaktproblemer

Der produceres varme, når strøm løber gennem en kontakt med høj elektrisk modstand. Denne type problem er typisk forbundet med afbryderkontakter og stik. Det faktiske opvarmningspunkt kan tit være meget lille, mindre end en 1/16 tomme, når det starter. Nedenfor er der fundet flere eksempler med IR SnapShot under kundedemonstrationer.

Termogram A) er en motorcontroller til en elevator i et stort hotel. En af de tre faseforbindelser var løs og medførte forøget modstand på stikket. Den overskydende varme producerede en temperaturstigning på 50 grader C (90 F). Termogram B) er en 3-faset sikringsinstallation, hvor en ende af en sikring har dårlig elektrisk kontakt med kredsløbet. Den forøgede kontaktmodstand medførte en temperatur, der var 45 C (81 F) varmere på denne forbindelse end de andre sikringsforbindelser. Termogram C) er en sikringsklemme, hvor en kontakt er 55 C (99 F) varmere end de andre. Og termogram D) er et to-faset stik i væggen, hvor ledningsforbindelserne var løse og medførte, at terminaler var 55 C (100 F) varmere end omgivelserne.

A) Controller	B) 3-faset sikring	C) Sikringsklemme	D) Stik i væggen

Alle disse fire eksempler var alvorlige og skulle repareres med det samme. Termogram B) viser et interessant princip, der anvendes ved fortolkning af et elektrisk kredsløbs termiske mønstre. Sikringen er kun varm i den ene ende. Hvis sikringen havde været varm i begge ender, ville problemet være fortolket anderledes. Et overbelastet kredsløb, ubalance mellem faser eller en underdimensioneret sikring ville medføre, at begge ender af sikringen blev overophedede. Fordi den kun er varm i den ene ende, tyder det på, at problemet er høj kontaktmodstand i den varme ende.

Stikket i væggen i termogram D) var alvorligt beskadiget, som det kan ses på billedet nedenfor, men det fortsatte med at fungere, indtil det blev udskiftet.

Problemer med overbelastede kredsløb

Følgende termogrammer viser overbelastede kredsløb. Termogram E) viser en kredsløbstavle, hvor hovedafbryderen foroven er opvarmet 75 C (135 F) over omgivelserne. Den samlede tavle er overbelastet og skal repareres med det samme. Termogrammerne E) og F) viser, at alle standardkredsløbsafbrydere er overophedede. Deres temperaturer var 60 C (108 F) over omgivelserne. Selv om ledningerne i termogrammet har blå farve, var de også varme, 45 til 50 C (81 til 90 F). Hele det elektriske system skal udføres igen.

E) Kredsløbstavle	F) Kredsløbstavle	G) Controller	H) Strømomformer

Termogram G) viser en forbindelse på en controller, som er ca. 20 C (36 F) over de andre. Der er brug for yderligere undersøgelse for af finde ud af, hvorfor en ledning er så meget varmere end de andre, og for at afgøre, hvilken reparation der er brug for. Termogram H) viser en strømtransformer, som er 14 C (25 F) varmere end de to andre transformere i en 3-faset driftsinstallation. Det tyder på en alvorlig ubalance i driften eller en defekt strømtransformer, som kan påvirke kundens elregning alvorligt.

Belastningskrav

Når der foretages en inspektion, er det vigtigt, at systemet er belastet. Vent med inspektion til "værste tilfælde" eller spidsbelastning, eller når belastningen er mindst 40 % (i henhold til NFPA 70B). Varme, der genereres af en løs forbindelse, stiger med kvadratet af belastningen, jo højere belastningen er, desto nemmere er det at finde problemer.

Glem ikke at tænke på vindens eller anden luftbevægelses kølende effekt.

Kun overfladetemperaturer

Infrarøde kameraer kan ikke se gennem elektriske kabinetter eller solide buskabinetter af metal. Når det er muligt, skal lukkede enheder åbnes, så kameraet kan se de elektriske kredsløb og komponenterne direkte. Hvis du finder en unormalt høj temperatur på den udvendige overflade af en lukket enhed, kan du være sikker på, at temperaturen er endnu højere, og normalt langt højere, inde i den lukkede enhed. Nedenfor er termogrammer, der er taget fra en lukket busenhed, og som identificerer et alvorligt problem med de elektriske busser i den lukkede enhed. De overophedede områder var ca. 10 C varmere end omgivelserne og 6 C varmere end andre dele af den lukkede busenhed.

Lukkede busenheder:

I)	J)	K)	L)

Elektrisk distribution

Der findes bogstaveligt talt flere hundrede forskellige udstyrsdele i et elektrisk system. De starter med elforsyningsselskabet, højspændingsdistribution, fordelerstationer og transformerstationer og slutter med driftstransformere, koblingsudstyr, afbrydere, målere, lokal distribution og anvendelsespaneler. Mange selskaber har købt FlexCam® eller SnapShot® til at hjælpe med vedligeholdelsen. Og næsten alle typer industri har købt Infrared Solutions kameraer til at hjælpe med vedligeholdelsen af deres ende af det elektriske distributionssystem.

Termogram M) er en driftstransformer, som har lækket køleolie. Det har medført livsfarlig overophedning af de øverste spoler. En forbindelse var 160 C (288 F) over omgivelserne. Denne transformer skal udskiftes med det samme, men selskabet ønskede at forsinke reparationen en måned, så det kunne gøres under en planlagt fuldstændig nedlukning af anlægget. De anvendte IR SnapShot kameraet til at overvåge transformerens tilstand, og det lykkedes dem at forsinke reparationen. Termogram N) er for en driftstransformer, der er monteret på pæle, og som har en forbindelse, der er 30 C (54 F) varmere end omgivelserne. Denne tilstand krævede vedligeholdelse ved næste passende mulighed. Termogram O) viser en varm hovedforbindelse på en afbryder på en transformerstation i Mexico. Forbindelsen var 14 C (25 F) varmere end de andre. Man mente, at det var et problem, som skulle repareres. Termogram P) viser en overophedet forbindelse i en transformerstation i Peru. Den var mindre end 10 C (18 F) over omgivelserne og ikke umiddelbart vigtig.

M) Transformer	N) Transformer	O) Afbryder	P) Forbindelse