پایان نامه پايش وضعيت و تعميرات پيشگيرانه در صنعت برق و بهره گيري از فناوري ترموگرافي (ترموویژن) در تشخیص اتصالات سست شبکه توزیع
مقدمه:
اتصالات سست از عمده ترين اشكالاتي است كه به وفور در شبكه هاي توزيع برق يافت مي شوند، به طور مثال كنتاكت ها و كلمپ هاي شل كه به علت فشار كم در هنگام نصب و مونتاژ يا به دليل عدم استفاده از واشر فنري در اتصالات كه در اثر تغييرات دمايي ( انقباض و انبساط ) و يا حركت و لرزش ( كنار جاده ها ) باعث شل شدن آنها مي گردد و يا هرز شدن پيچ ها و مهره ها كه در بولت هاي زياد سفت شده رخ مي دهند. عدم استفاده از كلمپ مناسب در اتصالات باعث افزايش حرارت در اين موارد مي گردد كه در دراز مدت سبب اكسيده شدگي بيشتر در محل اتصال و به دنبال آن افزايش بيشتر حرارت مي گردد و حتي تا نقطه ذوب آن نيز مي رسد.
با توجه به اين كه كليه اتصالات حامل جريان مي باشند بايستي حدالمقدور سعي گردد از قطع و برش بي مورد هادي ها در طول خطوط و مدار جلوگيري گردد. در صورت استفاده از كلمپ و بست هاي دو شياره موازي يا بست هاي انشعاب گيري نهايت دقت در نصب آنها مبذول گردد. يكي از موارد مهم در اتصالات هادي هاي آلومينيومي تميز كردن و درزگيري سطوح آلومينيومي محل اتصال است. اين سطوح معمولاً از يك قشر نامرئي اكسيد آلومينيوم پوشيده شده اند كه اين اكسيد داراي مقاومت الكتريكي زيادي مي باشد لذا براي ايجاد اتصال خوب، بايستي لاية اكسيد زدوده شود تا لايه رويي آلومينيوم تميز باشد. مخصوصاً در مواقعي كه جريان هاي با آمپراژ بالا از اتصال عبور مي نمايد اين امر بسيار اهميت خواهد داشت. براي برقراري اتصال مرغوب لازم است لايه ها و درز باقي مانده از اتصال نيز توسط پوشش نسبتاً ضخيمي از ماده تركيبي ضد اكسيد آغشته گردد. اين ماده خمير تركيبي به نام گريس Grease است. كه از تركيب 70 درصد كرومات روي با 30 درصد روغن بزرگ تشكيل شده است. امروزه مواد ضد اكسيداسيون موجود در بازار معمولاً علاوه بر ايجاد يك اتصال خوب، به عنوان محافظ نيز عمل مي نمايد.امروزه بست ها ، كلمپ ها و بوشن هاي نو و مرغوب آلومينيومي در كارخانه هاي سازنده پس از تميز شدن از هر گونه اكسد بلافاصله قشري از ماده ضد اكسيد بر روي آنها كشيده مي شود. در غير اين صورت اكيپ هاي اجرايي و نوسازي بايستي داراي برس هاي سيمي براي زدودن و تميز كردن بست ها و اتصالات و محل كنتاكت ها و سطح هادي ها باشند. نظر به اين كه قشر اكسيد پس از پاك شدن بلافاصله شروع به تشكيل مجدد مي نمايد لذا معمولاً سطح هادي با ماده ضد اكسيد آغشته شده سپس براي زدودن قشر اكسيد برس سيمي روي هادي كشيده مي شود. براي بهتر انجام شدن اين فرآيند معمولاً قشر ضخيمي از ماده ضد اكسيد به برس سيمي نيز ماليده مي شود. لازم به توضيح است در محل اتصال هادي آلومينيومي به مسي نيز به كارگيري ماده ضد اكسيد اهميت بسيار خواهند داشت تا علاوه بر اتصال خوب از پديده خوردگي نيز جلوگيري شود. همچنين اكيپ هاي تعميرات در بازديدهاي دوره اي ، پس از شناسايي نقاط داغ از طريق ترموگرافي ، بايستي علت ايجاد حرارت را به درستي تشخيص دهند. البته بايد دقت نمود كه تمامي اتصالات داغ الكتريكي را نمي توان با آچار كشي و سفت كردن مرتفع نمود و حتي ممكن است به بدتر شدن اين روند بيانجامد. مناسب ترين كار مونتاژ كردن اتصالات است بدين ترتيب كه در ابتدا اكسيدزدايي محل هاي اتصال انجام مي گيرد كه اين عمل با تميز كردن سطوح اتصال كنتاكت ها و ماليدن گريس ( ماده تركيبي ) مخصوص اتصال كه از اكسيد شدن جلوگيري كرده و نيز مقاومت الكتريكي كنتاكت را نيز كاهش مي دهد صورت پذيرفته و در نهايت مجدداً مونتاژ و آچاركشي انجام مي شود. در بازرسي هاي قبل از مونتاژ كنتاكت ها نيز بايستي از عدم وجود ناصافي و خلل در سطوح تماس اتصالات و از عدم خرابي اجزاء پيوند مانند رزوه و پيچ و مهره ها ( بولت ها ) اطمينان حاصل گردد. پيشنهاد مي گردد براي سفت يا محكم كردن پيچ ها و مهره ها از دستگاه آچار پيچش اتوماتيك ( آچار بوكس ) مجهز به Torque Meter استفاده نمود. لذا بايستي ميزان فشار پيچش بر روي پيچ و مهره ها از سازندگان اخذ شده و به همان ميزان اعمال گردند.
در مورد كابلشو ها نيز موارد زيادي از اتصالات نامناسب گزارش مي شود لذا توصيه مي گردد به هيچ وجه از دستگاه هاي غير از پرس كابلشوهاي استاندارد هيدروليكي استفاده نگردد. پرس كابلشوها همواره ازاتصال نامناسب جلوگيري مي نمايد. دقت بيشتر در بررسي فني قبل از خريد تجهيزات و يراق آلات شبكه نيز از موارد بسيار مهمي است كه رابطه مستقيم باكاهش اتصالات سست و نامناسب دارد.
2-1 : معرفی بخش ترموگرافی (گرما نگا ری – ترموویژن – تصویر برداری حرارتی)
آنالیز ترموگرافی که به نام های گرما نگاری ، ترموویژن وتصویر برداری حرارتی نیز شناخته می شود، تکنیک مهمی است که دامنه کاربردهای آن بسیار گسترده و فراتر از بحث مراقبت وضعیت (CM) تجهیزات و ماشین آلات است. داده برداری به کمک دوربین ترموگرافی (ترموویژن) صورت می پذیرد. از این طریق کلیه اشکالاتی که منجر به تغییر در الگوی توزیع دمای سطحی می شوند، قابل شناسایی خواهند بود.
1-2-1 : ترموویژن
یکی از دستگاه های تست تجهیزات در پست های انتقال و فوق توزیع ابزاری است بنام ترموویژن این دستگاه در شکل های مختلف و عملکرد گوناگون ، کاربردی مشابه دارد که به آن می پردازیم . امروزه با توجه به نیاز مبرم به برق و حداقل رساندن قطعی های ناخواسته و رضایت مندی مشترکان و پایداری سیستم برق و حس اعتماد مشتریان به جریان و روند مطمئن در سیستم برق رسانی برنامه های پیشگیرانه ای تنظیم می گردد که با تست و بررسی تجهیزات از صحت عملکرد آنها مطمئن میشویم . با توجه به اینکه بسیاری از قطعی های ناخواسته مربوط به اتصالات و جمپر ها وکابل ها و کلمپ های متصل به تجهیزات است لذا ایجاب می کند که علیرغم بررسی چشمی و سرویس و آچار کشی این نوع اتصالات از دستگاه ترموویژن جهت بررسی مقدار دمای آن تجهیز نیز آگاه شویم . با توجه به اینکه اگر اتصالی ، ضعیف باشد ، طبق قانون اهم ، مقاومت درآن نقطه زیاد شده و ایجاد حرارت و گرما می کند و در نهایت موجب ذوب شدگی و باز شدن اتصال می شود.
شکل 1-1 : چند نمونه از دوربین های ترموویژن
دستگاه ترموویژن با بررسی امواج مادون قرمز ساطع شده از تجهیزات ، نقاط داغ را شناسایی کرده و نمایش می دهد و این یکی از مزیت های عمده این دستگاه است که بدون قطع تجهیزات و عدم اتصال به وسیله خاصی با قرائت میزان دمای آن نقطه و مقایسه با دمای محیط و شرایط می توان میزان اهمیت نقطه مورد بررسی را سنجید و جهت رفع عیب آن طبق یک برنامه از پیش تعیین شده اقدام نمود و از قطعی های احتمالی بخصوص در زمان پیک بار جلوگیری بعمل آورد .ضمن اینکه بعد از رفع عیب نیز می توان به بررسی پرداخت و از رفع عیب تجهیز اطمینان حاصل نمود . در استفاده از این دستگاه باید دقت نمود تا نقاط گرم را به اشتباه شناسایی نکنیم . مثلاً وجود حرارت در سیم پیچ ترانس امری بدیهی است و یا با روشن بودن یک هیتری در تابلو محوطه پست ، فرض را بر وجود اتصالی مدارات نگذاریم بهترین زمان برای انجام این بازید حدود غروب آفتاب است که میزان گرمای آن بر تجهیزات کمتر شده و نور اضافی روز مانع دید دقیق حرارت بروی دستگاه نمی شود .در شکل نمایش داده شده میزان دمای بروی کامپ های متصل به سر ترانس های جریان به نسبت بالا بوده که باید طی برنامه زمانبندی شده نسبت به رفع آن اقدام گردد . دوربین های ترموویژن بسیار سبک و با کارایی بالا تولید می شوند که با استفاده دوره ای از آن در پست های برق درصد بالایی از عیوبی که رخ خواهند داد را می توان پیشگیری نمود حتی در بعضی از شرکت های توزیع در استان های بزرگ کشورمان نیز از این دستگاه استفاده می گردد که بسیار با استقبال مواجه بوده است . در بسیاری از موارد دیده شده که حتی با سفت بودن اتصالات باز هم نقاطی با حرارت بالا داشته ایم که با بررسی مجدد و انجام تست مقاومت اهمی مشاهده می شود که به دلیل خوب ننشستن اتصالات بروی هم ( به دلیل دفرمه بودن و یا قالب گیری بد آلات اتصال ) این نقاط داغ پدیدار می شوند .
2-2-1 : دسته بندی کاربردهای ترموگرافی (گرما نگاری)
می توان کاربردهای ترموگرافی (گرمانگاری) را در شش موضوع دسته بندی کرد:
1- کاربرد در مدیریت ساختمان (نشت یابی، ارزیابی اتلافهای گرمایش/ سرمایشی و . . .)
2- کاربرد در بخش R&D صنایع (مثلاً در صنایع الکترونیک، مطالعه رفتار مواد و . . .)
3- کاربرد در بخش QC صنایع
4- کاربرد در نت پیشبینانه/پیشگویانه
5- کاربردهای پزشکی
6- کاربردهای نظامی و دید در شب
در این پایان نامه مطالبی را درباره کاربرد این تکنیک در پایش وضعیت خواهید خواند و با جنبه های مختلف کاربرد آن همراه با ارائه نمونه ای از تصاویر ترموگرافی آشنا خواهید شد.
3-2-1 : کاربردهای ترموگرافی در برنامه مراقبت وضعیت (CM)
جدول زیر برخی از زمینه های کاربردی این تکنیک برای مراقبت و پایش وضعیت و تشخیص عیب سیستم ها و تجهیزات صنعتی (اعم از مکانیکی، الکتریکی و فرآیندی) را نشان می دهد:
جدول 1-1 : زمینه های کاربردی ترموگرافی در مراقبت و پایش وضعیت
گروه | نام تجهیزات | بخشهای مورد نظر برای تصویربرداری |
تجهیزات
الکتریکی |
سوئیچ گیر و MCC | اتصالات |
خطوط فشار قوی | اتصالات | |
پست برق | ترانسفورماتورها (بدنه، سیستم خنک کاری، تب چنجرها، اتصالات، . . .)، رله ها و بریکرها | |
تجهیزات
فرآیندی |
پایپینگ و اجزاء آن | وضعیت عایق، ولوها، تله های بخار، تشخیص ساییدگی و خوردگی لوله ها |
تجهیزات
انتقال حرارت |
کوارها و هیترها، برجهای خنک کن، بویلرها، مشعلها | |
تجهیزات دوار | الکتروموتور | هوزینگ بیرینگها، بدنه موتور |
پمپ، فن، گیربکس | هوزینگ بیرینگ |
4-2-1 : نمونه تصاویر ترموگرافی (ترمو ویژن)
ذیلاً چند نمونه از تصاویر ترموگرافی (گرما نگاری) را می بینید. سعی شده است تا حتی المقدور، توضیحات مختصر و مفیدی نیز درباره هرمورد ارائه شود. هدف از ارائه این تصاویر،آشنایی بیشتر با چگونگی ارزیابی وضعیت وعیب یابی به کمک روش ترموگرافی یا همان (گرمانگاری) است. در هر ردیف ، تصویرگرفته شده با دوربین های معمولی در کنار تصویر ترموگرافی آورده شده است.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.