Глава 11. Тепловизионный контроль оборудованиия

11.1. Общие сведения о тепловизионном контроле объектов

В последние годы в электроэнергетике намечается тенденция к по­следовательному переходу от системы планово-предупредительных ремонтов к ремонтам по действительному техническому состоянию оборудования. Такой переход предопределяет внедрение и развитие различных методов диагностики состояния электрооборудования. Од­ним из таких методов является тепловизионный контроль электрообо­рудования.

Прежде чем перейти к тепловизионному контролю оборудования рассмотрим 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. 11.1), в каждой ячейке которой находится информация о температуре одной точки объекта. Размер таблицы на рис. 11.1, показан упрощенно. В реальных тепловизорах количество ячеек намного больше. Например, в тепловизоре ThermaCAM E2 фор­мируется таблица размером 160х120 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.

Изображение передается на жидкокристаллический дисплей. Это изображение, напоминающее естественное изображение объекта, яв­ляется искусственным, поскольку создано по температурам точек ре­ального
объекта.

Рис. 11.1. Этапы получение теплограммы объекта

Наличие связи тепловизора с персональным компъютером позво­ляет хранить полученную информацию в формате JPEG.

В рассмотренном на рис. 11.1 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.