XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

При проектировании схем электроснабжения особое внимание уделяют пускозащитной аппаратуре. Автоматические выключатели предназначены для оперативного включения и отключения низковольтных электрических сетей, а также для их защиты от короткого замыкания и перегруза. В отличие от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения и могут быть использованы многократно.

Во время работы электрооборудования возникают потери, которые преобразуются в теплоту, повышая температуру контактов и проводников. Повышенный нагрев ведет к преждевременной поломке оборудования.

При нагреве объекты выделяют свет в инфракрасном диапазоне, поэтому при помощи тепловизора можно производить тепловизионный контроль электрооборудования и обследование любой электроустановки без опасного прикосновения к токоведущим частям.

Используя тепловизор, было произведено исследование пускозащитной аппаратуры на всех этажах учебно-лабораторного корпуса «Мирнинского политехнического института (филиала) Северо-Восточного Федерального Университета имени М. К. Аммосова».

Цели исследования: произвести тепловизионный контроль пускозащитной аппаратуры, выявить греющиеся токоведущие части электрооборудования, сравнить данную температуру с нормами.

Тепловизор — это электронный прибор для съемки изображения в инфракрасном диапазоне волн зачастую имеющий экран для видимого изображения исследуемого участка. тепловизор и его работа

Все тепловизоры делятся на: стационарные и портативные (переносные);

Отличающиеся по диапазону измерительных температур (для электроустановок применяются с границей измерения до 350°С);

Измерительные. Дают чёткую оценку температуре исследуемого объекта и рядом находящихся элементов, в частности, и воздуха;

Наблюдательные. Организовывают только визуальную связь с периметром, на который он направлен. Очень удобен в военном деле, и для надёжной охраны.

Радиус действия аппарата в разных моделях и для различных направлений свой индивидуальный может достигать от 1 до 3000 метров. Тепловизионное обследование электрооборудования предусматривает контроль за следующими его узлами:

Нарушение контактных болтовых и касательных соединений силовых контактов, соединение кабельной продукции, контактные соединения ошиновки в местах где установлены входные или проходные изоляторы, наличие трещин и повреждений изоляторов электрооборудования, в которых ток утечки вызывает тепловые аномалии, элементами вращающихся частей двигателей, а также работающих на стадии сгорания катушек реле и контакторов. То есть обнаружение узла, который нуждается в ревизии или ремонте происходит косвенным методом, путём измерения температурного режима поверхности дефектного узла.

В зависимости от измеренной температуры, можно отнести контролируемый объект к определённому классу неисправности. От этого обследования зачастую зависит решение — может ли оставаться в эксплуатации исследуемое оборудование, или же оно требует немедленного вывода из строя.

Для каждого типа и части электрооборудования существует предельная температура, при которой оно немедленно должно быть выведено из строя [1].

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока. В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях [2].

При протекании номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит, преодолеет усилие сдерживающей пружины и втянет якорь, и провернувшись через ось защелка освободит рычаг. Тогда отключающая пружина разомкнет силовые контакты. Такой автомат включается вручную [3].

Существует несколько причин из-за которых могут начать греться контакты электрооборудования:

1. Плохой контакт (из-за плохой протяжки сопротивление контакта возрастает, а значит возрастает и выделяемая теплота в месте соединения)

2. Повышенное энергопотребление (протекающий ток близок или превышает номинальный)

Исследование проводится тепловизором с расстояния 1 метр. Солнечный свет не должен падать на исследуемый объект, а замер температуры следует производить при выключенном свете. С помощью режима FULL IR производится исследование оборудования. Участки с разными температурами выделяются разными оттенками в зависимости от настроек.

Таблица 1. Исследование пускозащитной аппаратуры первого этажа

Таблица 2. Исследование пускозащитной аппаратуры второго этажа

Таблица 3. Исследование пускозащитной аппаратуры третьего этажа

Таблица 4. Исследование пускозащитной аппаратуры четвертого этажа

Таблица 5. Исследование пускозащитной аппаратуры пятого этажа

В ходе исследования пускозащитной аппаратуры был проведен анализ рабочей температуры автоматических выключателей. С помощью тепловизора не было выявлено критичных для оборудования температур в щитах на всех этажах учебно-лабораторного корпуса, что свидетельствует правильному выбору и качественному монтажу электрооборудования.

Список литературы:

1. В.В. Коротаев, Г.С. Мельников, С.В. Михеев, В.М. Самков, Ю.И. Солдатов. Основы тепловидения – СПб: НИУ ИТМО,2012 – 122 с.

2. А.В. Кабышев, Е.В. Тарасов. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 346 с.

3. Сибикин Ю.Д. Справочник электромонтажника /Учебное пособие для учреждений нач. проф. образования. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2013. – 416 с.