الصور الحرارية وسيلة سهلة لتحديد فروق درجات الحرارة الظاهرة في الدوائر الكهربائية الصناعية ثلاثية الطور، مقارنةً بظروف تشغيلها الاعتيادية. بفحص الفروق الحرارية بين جميع المراحل الثلاث جنبًا إلى جنب، يستطيع الفنيون رصد أي خلل في الأداء على كل ساق على حدة، نتيجةً لعدم التوازن أو التحميل الزائد.
عادةً ما ينتج عدم التوازن الكهربائي عن اختلاف أحمال الطور، ولكنه قد يكون أيضًا بسبب مشاكل في المعدات، مثل التوصيلات عالية المقاومة. يؤدي أي اختلال طفيف نسبيًا في الجهد المُزوَّد به المحرك إلى اختلال تيار أكبر بكثير، مما يُولِّد حرارة إضافية ويُقلِّل عزم الدوران والكفاءة. قد يُؤدي اختلال التوازن الشديد إلى انفجار المصهر أو تعطل قاطع الدائرة، مما يُؤدي إلى ازدواجية الطور والمشاكل المُصاحبة لها، مثل ارتفاع درجة حرارة المحرك وتلفه.
عمليًا، يكاد يكون من المستحيل تحقيق موازنة مثالية للجهد عبر ثلاث مراحل. ولمساعدة مشغلي المعدات على تحديد مستويات عدم التوازن المقبولة، قامت الهيئة الوطنية للكهرباء
وضعت جمعية المصنّعين الوطنية (NEMA) مواصفاتٍ لمختلف الأجهزة. تُعدّ هذه المواصفات الأساسية مرجعًا مفيدًا للمقارنة أثناء الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
ماذا يجب التحقق منه؟
التقط صورًا حرارية لجميع لوحات الكهرباء ونقاط التوصيل الأخرى عالية الأحمال، مثل المحركات، وفواصل التوصيل، وأجهزة التحكم، وما إلى ذلك. عند اكتشاف درجات حرارة أعلى، اتبع الدائرة الكهربائية وافحص الفروع والأحمال المرتبطة بها.
افحص الألواح والوصلات الأخرى بعد إزالة الأغطية. يُفضّل فحص الأجهزة الكهربائية عند تسخينها بالكامل وفي حالة ثبات الحمل، مع ما لا يقل عن 40% من الحمل النموذجي. بهذه الطريقة، يُمكن تقييم القياسات بدقة ومقارنتها بظروف التشغيل العادية.
ماذا تبحث عنه؟
يجب أن يُعادل الحمل المتساوي درجات حرارة متساوية. في حالة الحمل غير المتوازن، ستظهر المرحلة (أو المراحل) الأكثر تحميلًا أدفأ من غيرها، بسبب الحرارة الناتجة عن المقاومة. ومع ذلك، فإن الحمل غير المتوازن، والحمل الزائد، وسوء التوصيل، ومشكلة التوافقيات، كلها عوامل قد تُسبب نمطًا مشابهًا. يلزم قياس الحمل الكهربائي لتشخيص المشكلة.
قد تشير الدائرة أو الساق الأكثر برودة من المعتاد إلى وجود مكون فاشل.
من الإجراءات السليمة إنشاء مسار فحص دوري يشمل جميع التوصيلات الكهربائية الرئيسية. باستخدام البرنامج المرفق مع جهاز التصوير الحراري، احفظ كل صورة تلتقطها على جهاز كمبيوتر، وتابع قياساتك مع مرور الوقت. بهذه الطريقة، ستحصل على صور أساسية لمقارنتها بالصور اللاحقة. سيساعدك هذا الإجراء على تحديد ما إذا كانت البقعة الساخنة أو الباردة غير عادية. بعد الإجراءات التصحيحية، ستساعدك الصور الجديدة على تحديد مدى نجاح الإصلاحات.
ما الذي يمثل "التنبيه الأحمر"؟
ينبغي إعطاء الأولوية للإصلاحات بناءً على السلامة أولاً - أي ظروف المعدات التي تشكل خطرًا على السلامة - يليها خطورة المعدات ومدى ارتفاع درجة الحرارة. NETA (InterNational Electrical
تشير إرشادات جمعية الاختبار إلى أن درجات الحرارة التي تصل إلى 1 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة و 1 درجة مئوية أعلى من المعدات المماثلة ذات التحميل المماثل قد تشير إلى وجود عيب محتمل يستدعي التحقيق.
تُحذّر معايير NEMA (NEMA MG1-12.45) من تشغيل أي محرك بجهد غير متوازن يتجاوز 1%. في الواقع، تُوصي NEMA بخفض تصنيف المحركات في حال تشغيلها بجهد غير متوازن أعلى. تختلف نسب عدم التوازن الآمنة باختلاف المعدات الأخرى.
يُعدّ تعطل المحرك نتيجةً شائعةً لعدم توازن الجهد. وتجمع التكلفة الإجمالية بين تكلفة المحرك، والعمالة اللازمة لتغييره، وتكلفة المنتج المُهمَل بسبب عدم انتظام الإنتاج، وتشغيل خط الإنتاج، والإيرادات المفقودة خلال فترة تعطل خط الإنتاج.
إجراءات المتابعة
عندما تُظهر الصورة الحرارية أن موصلًا بأكمله أكثر دفئًا من المكونات الأخرى في جزء من الدائرة، فقد يكون الموصل أصغر من اللازم أو مُحمَّلًا بشكل زائد. تحقق من تصنيف الموصل والحمل الفعلي لتحديد الحالة. استخدم مقياسًا متعددًا مزودًا بملحق مشبك، أو مقياس مشبك، أو مُحلل جودة الطاقة للتحقق من توازن التيار والحمل في كل طور.
فيما يتعلق بالجهد، افحص الحماية والمفاتيح الكهربائية بحثًا عن أي انخفاض في الجهد. بشكل عام، يجب أن يكون جهد الخط في حدود 10% من القيمة الاسمية. قد يكون جهد المحايد إلى الأرضي مؤشرًا على مدى ثقل الحمل على نظامك، أو قد يكون مؤشرًا على وجود تيار توافقي. يجب إجراء فحص إضافي إذا كان جهد المحايد إلى الأرضي أعلى من 3% من الجهد الاسمي. ضع في اعتبارك أيضًا أن الأحمال تتغير، وقد ينخفض الطور بشكل ملحوظ فجأةً في حال تشغيل حمل أحادي الطور كبير.
قد يظهر انخفاض الجهد عبر الصمامات والمفاتيح أيضًا كخلل في المحرك وارتفاع في درجة الحرارة في نقطة العطل الرئيسية. قبل افتراض وجود السبب، تأكد من قياسات التيار باستخدام كلٍّ من جهاز التصوير الحراري وجهاز القياس المتعدد أو مقياس التيار الكهربائي. يجب عدم تحميل دوائر التغذية أو الدوائر الفرعية إلى الحد الأقصى المسموح به.
ينبغي أن تأخذ معادلات أحمال الدوائر بعين الاعتبار التوافقيات أيضًا. الحل الأكثر شيوعًا للحمل الزائد هو إعادة توزيع الأحمال بين الدوائر، أو التحكم في توقيت حدوث الأحمال أثناء العملية.
باستخدام البرنامج المُرفق، يُمكن توثيق كل مشكلة مُشتبه بها يتم اكتشافها باستخدام جهاز التصوير الحراري في تقرير يتضمن صورة حرارية وصورة رقمية للجهاز. هذه هي أفضل طريقة لتوضيح المشكلات واقتراح الحلول.
وقت النشر: ١٦ نوفمبر ٢٠٢١