Sähköjärjestelmät

Yleisesti tarkastetut komponentit

Epänormaali korkeaan vastukseen tai liialliseen virtaan liittyvä kuumeneminen on suurin syy moniin sähköjärjestelmäongelmiin. Infrapunalämpökuvauksella voimme nähdä uhkaavien vaurioiden näkymättömän lämpösäteilyn ennen vaurioiden ilmaantumista. Kun virta kulkee sähköpiirin läpi, osa sähköenergiasta muunnetaan lämpöenergiaksi. Tämä on normaalia. Mutta jos piirissä on epätavallisen korkea vastus tai virta, syntyy epätavallisen paljon lämpöä, joka ei ole normaalia vaan voi aiheuttaa vaurioita.

Ohmin laki (P=I2R) kuvaa virran, sähkövastuksen ja syntyvän tehon tai lämpöenergian välistä suhdetta. Käytämme korkeaa sähkövastusta hyväksemme esimerkiksi leivänpaahtimessa tai polttimossa. Joskus kuitenkin syntyy ei-toivottua lämpöä, joka voi aiheuttaa kalliita vaurioita. Alimittaiset johtimet, löysät liitännät tai liiallinen virta voivat aiheuttaa epätavallisen runsasta kuumenemista, joka voi tehdä sähköpiireistä vaarallisen kuumia. Komponentit voivat kuumeta niin paljon, että ne sulavat.

Lämpökameroilla voimme nähdä korkeaan sähkövastukseen liittyvän lämpösäteilyn, ennen kuin piiristä tulee niin kuuma, että se aiheuttaa katkoksen tai räjähdyksen. Huomioi kaksi peruslämpökuviota, jotka liittyvät sähkövikaan: 1) huonon pintakosketuksen aiheuttama korkea vastus ja 2) ylikuormittunut piiri tai monivaiheinen epäsymmetriaongelma.

Kosketusongelmat

Lämpöä syntyy, kun virta kulkee koskettimessa, jossa on korkea sähkövastus. Tämäntyyppinen ongelma liittyy tavallisesti kytkinten liittimiin. Kuumenemispiste voi olla erittäin pieni (alkaessaan alle 1,5 mm). Alla on esimerkkejä IR SnapShot -kameran asiakasesittelyistä.

Termogrammi A) on suuren hotellin hissin moottorin ohjain. Yksi kolmivaiheliitännöistä oli löysällä, mikä aiheutti liittimessä kasvanutta vastusta. Liika kuumeneminen nosti lämpötilaa 50 asteella. Termogrammi B) on 3-vaiheinen sulakeasennus, jossa sulakkeen toisessa päässä on heikko sähkökosketus piiriin. Kasvanut kosketusvastus aiheutti kyseisessä liitännässä 45 astetta kuumemman lämpötilan kuin muissa sulakeliitännöissä. Termogrammi C) on sulakepidike, jossa yksi kosketin on 55 astetta kuumempi kuin toiset. Termogrammi D) on kaksivaiheinen seinäpistoke, jossa johtoliitännät olivat löysällä, mikä sai liittimet kuumenemaan 55 astetta kuumemmiksi kuin ympäristön lämpötila.

A) Ohjain	B) 3-vaihesulake	C) Sulakepidike	D) Seinäpistoke

Kaikki neljä esimerkkiä olivat vakavia ja vaativat välitöntä huomiota. Termogrammi B) esittelee mielenkiintoisen periaatteen, jota käytetään tulkittaessa sähköpiirin lämpökuvioita. Sulake on kuuma vain toisesta päästä. Jos sulake olisi kuuma molemmista päistä, ongelma tulkittaisiin toisin. Ylikuumentunut piiri, vaiheen epäsymmetria tai alikokoinen sulake saisi sulakkeen molemmat päät ylikuumenemaan. Jos sulake on kuuma vain toisesta päästä, ongelma liittyy korkeaan kosketusvastukseen kuumassa päässä.

Seinäpistoke termogrammissa D) oli vaurioitunut pahoin, kuten alla olevasta kuvasta käy ilmi. Se pysyi kuitenkin toiminnassa siihen asti, kun se vaihdettiin.

Ylikuormittuneen piirin ongelmat

Seuraavissa termogrammeissa on ylikuormittuneita piirejä. Termogrammissa E) on piiripaneeli, jonka pääkatkaisija ylhäällä on ylikuumentunut 75 astetta ympäristön lämpötilaan verrattuna. Koko paneeli on ylikuormittunut ja vaatii välitöntä huomiota. Termogrammeissa E) ja F) näkyy, että kaikki normaalit suojakytkimet ovat ylikuumentuneet. Niiden lämpötila oli 60 astetta korkeampi kuin ympäristön lämpötila. Vaikka johdot ovat termogrammissa sinisiä, ne ovat myös kuumia (45 - 50 astetta). Koko sähköjärjestelmä täytyy korjata.

E) Piiripaneeli	F) Piiripaneeli	G) Ohjain	H) Virtamuuntaja

Termogrammissa G) ohjaimen yksi linja on noin 20 astetta kuumempi kuin muut. Tämä vaatii lisätutkintaa, jotta voidaan selvittää, miksi yksi johto on paljon kuumempi kuin muut ja mitkä korjaustarpeet ovat. Termogrammissa H) on virtamuuntaja, joka on 14 astetta lämpimämpi kuin kaksi muuta muuntajaa 3-vaiheisessa asennuksessa. Tämä on merkki vakavasta epäsymmetriasta tai viallisesta virtamuuntajasta, ja sillä voi olla merkittävä vaikutus asiakkaan sähkölaskuun.

Kuormitusvaatimukset

Tarkastusta tehtäessä on tärkeää, että järjestelmä on kuormitettu. Odota tarkastuksessa "pahinta tapausta" tai huippukuormaa tai että kuorma on vähintään 40 % (NFPA 70B:n mukaan). Löysän liitännän synnyttämä lämpö nousee kuormituksen myötä: mitä suurempi kuorma, sitä helpompi ongelmia on havaita.

Muista ottaa huomioon tuulen tai muun ilmanliikkeen jäähdyttävä vaikutus.

Vain pintalämpötilat

Infrapunakamerat eivät näe sähkökaappien tai kiinteiden metallisten väyläkoteloiden läpi. Jos mahdollista, avaa kotelot, jotta kamera näkee sähköpiirit ja -komponentit suoraan. Jos kotelon ulkopinnalla on epätavallisen korkea lämpötila, voit olla varma, että lämpötila kotelon sisällä on yleensä vielä paljon korkeampi. Alla on väyläkotelosta otettuja termogrammeja, jotka tunnistavat vakavan ongelman kotelon sisällä olevissa sähköväylissä. Kuumat pisteet olivat 10 astetta kuumempia kuin ympäristö ja 6 astetta kuumempia kuin väyläkotelon muut osat.

Väyläkotelot:

I)	J)	K)	L)

Sähkönjakelu

Sähköjärjestelmä voi sisältää käytännössä satoja eri laiteosia. Ne alkavat laitoksen sähköntuotannosta, suurjännitejakelusta, kytkentäkentistä ja sähköasemista ja päättyvät muuntajiin, kytkinlaitteisiin, vikavirtasuojiin, mittareihin, paikallisjakeluun ja käyttöpaneeleihin. Monet sähkölaitokset ovat hankkineet FlexCam®- tai SnapShot® -kameroita kunnossapidon avuksi. Lähes jokainen teollisuudenala on ostanut Infrared Solutionsin kameroita sähköjakelujärjestelmän oman pään kunnossapidon avuksi.

Termogrammissa M) on muuntaja, josta on vuotanut jonkin verran jäähdytysöljyä, mikä on saanut käämit ylikuumenemaan lähellä yläosaa. Yksi liitäntä oli 160 astetta kuumempi kuin ympäristön lämpötila. Muuntaja olisi pitänyt vaihtaa välittömästi, mutta yritys halusi viivästyttää korjausta yhdellä kuukaudella, jotta se voitaisiin tehdä tehtaan suunnitellun seisokin aikana. Muuntajan tilaa valvottiin IR SnapShot -kameralla, ja korjaustöitä onnistuttiin viivästyttämään suunnitellusti. Termogrammissa N) on pylvääseen kiinnitetty muuntaja, jonka yksi liitäntä on 30 astetta kuumempi kuin ympäristön lämpötila. Tällainen tila vaati huoltotoimenpiteitä heti, kun niihin oli tilaisuus. Termogrammissa O) on kuuma pääliitäntä keskeyttimessä sähköasemalla Meksikossa. Liitäntä oli 14 astetta kuumempi kuin muut. Tämän ongelman katsottiin vaativan lähempää tarkastelua. Termogrammissa P) näkyy yläpuolinen liitäntä sähköasemalla Perussa. Se oli alle 10 astetta lämpimämpi kuin ympäristön lämpötila eikä vaatinut välittömiä toimenpiteitä.

M) Muuntaja	N) Muuntaja	O) Keskeytin	P) Liitäntä