Προστασία υπερφόρτωσης για ηλεκτροκινητήρες

Οι θερμικές εικόνες είναι ένας εύκολος τρόπος για τον εντοπισμό φαινομενικών διαφορών θερμοκρασίας σε βιομηχανικά τριφασικά ηλεκτρικά κυκλώματα, σε σύγκριση με τις κανονικές συνθήκες λειτουργίας τους. Επιθεωρώντας τις θερμικές διαφορές και των τριών φάσεων δίπλα-δίπλα, οι τεχνικοί μπορούν να εντοπίσουν γρήγορα ανωμαλίες στην απόδοση σε μεμονωμένα πόδια λόγω ανισορροπίας ή υπερφόρτωσης.

Η ηλεκτρική ανισορροπία προκαλείται γενικά από διαφορετικά φορτία φάσης, αλλά μπορεί επίσης να οφείλεται σε προβλήματα εξοπλισμού, όπως οι συνδέσεις υψηλής αντίστασης. Μια σχετικά μικρή ανισορροπία της τάσης που παρέχεται σε έναν κινητήρα θα προκαλέσει πολύ μεγαλύτερη ανισορροπία ρεύματος, η οποία θα δημιουργήσει πρόσθετη θερμότητα και θα μειώσει τη ροπή και την απόδοση. Μια σοβαρή ανισορροπία μπορεί να καεί μια ασφάλεια ή να ενεργοποιήσει έναν διακόπτη, προκαλώντας μονοφασική λειτουργία και τα προβλήματα που σχετίζονται με αυτήν, όπως η θέρμανση και η ζημιά του κινητήρα.

Στην πράξη, είναι σχεδόν αδύνατο να εξισορροπηθούν τέλεια οι τάσεις σε τρεις φάσεις. Για να βοηθήσει τους χειριστές εξοπλισμού να προσδιορίσουν αποδεκτά επίπεδα ανισορροπίας, η Εθνική Υπηρεσία Ηλεκτρικής Ενέργειας (National Electrical Association - NHS)
Η Ένωση Κατασκευαστών (NEMA) έχει συντάξει προδιαγραφές για διαφορετικές συσκευές. Αυτές οι βασικές γραμμές αποτελούν χρήσιμο σημείο σύγκρισης κατά τη συντήρηση και την αντιμετώπιση προβλημάτων.

Τι να ελέγξω;
Λήψη θερμικών εικόνων όλων των ηλεκτρικών πινάκων και άλλων σημείων σύνδεσης υψηλού φορτίου, όπως μονάδες δίσκου, αποζεύκτες, χειριστήρια κ.λπ. Όπου ανακαλύπτετε υψηλότερες θερμοκρασίες, ακολουθήστε αυτό το κύκλωμα και εξετάστε τους σχετικούς κλάδους και φορτία.

Ελέγξτε τα πάνελ και τις άλλες συνδέσεις χωρίς τα καλύμματα. Ιδανικά, θα πρέπει να ελέγχετε τις ηλεκτρικές συσκευές όταν έχουν ζεσταθεί πλήρως και βρίσκονται σε σταθερές συνθήκες με τουλάχιστον 40 τοις εκατό του τυπικού φορτίου. Με αυτόν τον τρόπο, οι μετρήσεις μπορούν να αξιολογηθούν σωστά και να συγκριθούν με τις κανονικές συνθήκες λειτουργίας.

Τι να ψάξω;
Το ίσο φορτίο θα πρέπει να ισοδυναμεί με ίσες θερμοκρασίες. Σε μια κατάσταση μη ισορροπημένου φορτίου, η/οι φάση/ες με το μεγαλύτερο φορτίο θα φαίνονται θερμότερες από τις άλλες, λόγω της θερμότητας που παράγεται από την αντίσταση. Ωστόσο, ένα μη ισορροπημένο φορτίο, μια υπερφόρτωση, μια κακή σύνδεση και ένα πρόβλημα αρμονικών μπορούν να δημιουργήσουν ένα παρόμοιο μοτίβο. Απαιτείται η μέτρηση του ηλεκτρικού φορτίου για τη διάγνωση του προβλήματος.

Ένα κύκλωμα ή σκέλος ψυχρότερο από το κανονικό μπορεί να υποδηλώνει βλάβη σε κάποιο εξάρτημα.

Είναι μια καλή διαδικασία να δημιουργήσετε μια τακτική διαδρομή επιθεώρησης που να περιλαμβάνει όλες τις βασικές ηλεκτρικές συνδέσεις. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό που συνοδεύει τη θερμική απεικόνιση, αποθηκεύστε κάθε εικόνα που καταγράφετε σε έναν υπολογιστή και παρακολουθήστε τις μετρήσεις σας με την πάροδο του χρόνου. Με αυτόν τον τρόπο, θα έχετε βασικές εικόνες για να τις συγκρίνετε με μεταγενέστερες εικόνες. Αυτή η διαδικασία θα σας βοηθήσει να προσδιορίσετε εάν ένα ζεστό ή κρύο σημείο είναι ασυνήθιστο. Μετά από διορθωτικές ενέργειες, οι νέες εικόνες θα σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε εάν οι επισκευές ήταν επιτυχείς.

Τι σημαίνει «κόκκινος συναγερμός»;
Οι επισκευές θα πρέπει να ιεραρχούνται με προτεραιότητα την ασφάλεια —δηλαδή, τις συνθήκες του εξοπλισμού που θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια— και στη συνέχεια την κρισιμότητα του εξοπλισμού και την έκταση της αύξησης της θερμοκρασίας. NETA (Διεθνής Ηλεκτρική Ενέργεια)
Οι οδηγίες (Testing Association) υποδεικνύουν ότι θερμοκρασίες μόλις 1°C πάνω από την θερμοκρασία περιβάλλοντος και 1°C υψηλότερες από ό,τι σε παρόμοιο εξοπλισμό με παρόμοιο φορτίο θα μπορούσαν να υποδηλώνουν πιθανή ανεπάρκεια που δικαιολογεί διερεύνηση.

Τα πρότυπα NEMA (NEMA MG1-12.45) προειδοποιούν κατά της λειτουργίας οποιουδήποτε κινητήρα με ασυμμετρία τάσης που υπερβαίνει το ένα τοις εκατό. Στην πραγματικότητα, η NEMA συνιστά οι κινητήρες να υποβαθμίζονται εάν λειτουργούν με υψηλότερη ασυμμετρία. Τα ασφαλή ποσοστά ασυμμετρίας ποικίλλουν για άλλο εξοπλισμό.

Η βλάβη του κινητήρα είναι ένα συνηθισμένο αποτέλεσμα της ανισορροπίας τάσης. Το συνολικό κόστος συνδυάζει το κόστος ενός κινητήρα, την εργασία που απαιτείται για την αντικατάσταση ενός κινητήρα, το κόστος του προϊόντος που απορρίπτεται λόγω άνισης παραγωγής, τη λειτουργία της γραμμής και τα έσοδα που χάνονται κατά τη διάρκεια του χρόνου που μια γραμμή είναι εκτός λειτουργίας.

Επακόλουθες ενέργειες
Όταν μια θερμική εικόνα δείχνει ότι ολόκληρος ο αγωγός είναι θερμότερος από άλλα εξαρτήματα σε όλο το κύκλωμα, ο αγωγός μπορεί να είναι υποδιαστασιολογημένος ή υπερφορτωμένος. Ελέγξτε την ονομαστική τιμή του αγωγού και το πραγματικό φορτίο για να προσδιορίσετε ποια είναι η περίπτωση. Χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο με εξάρτημα σφιγκτήρα, έναν μετρητή σφιγκτήρα ή έναν αναλυτή ποιότητας ισχύος για να ελέγξετε την ισορροπία ρεύματος και το φορτίο σε κάθε φάση.

Από την πλευρά της τάσης, ελέγξτε την προστασία και τον διακόπτη για πτώσεις τάσης. Γενικά, η τάση γραμμής πρέπει να είναι εντός 10% της ονομαστικής τιμής της πινακίδας. Η τάση ουδέτερου-γείωσης μπορεί να αποτελεί ένδειξη του πόσο βαρύ είναι το σύστημά σας ή μπορεί να αποτελεί ένδειξη αρμονικού ρεύματος. Τάση ουδέτερου-γείωσης υψηλότερη από το 3% της ονομαστικής τάσης θα πρέπει να εγείρει περαιτέρω έρευνα. Λάβετε επίσης υπόψη ότι τα φορτία αλλάζουν και μια φάση μπορεί ξαφνικά να είναι σημαντικά χαμηλότερη εάν συνδεθεί ένα μεγάλο μονοφασικό φορτίο.

Οι πτώσεις τάσης στις ασφάλειες και τους διακόπτες μπορούν επίσης να εμφανιστούν ως ανισορροπία στον κινητήρα και υπερβολική θερμότητα στο σημείο του προβλήματος. Πριν υποθέσετε ότι έχει βρεθεί η αιτία, ελέγξτε ξανά με τις μετρήσεις ρεύματος τόσο του θερμικού απεικονιστή όσο και του πολύμετρου ή του μετρητή σφιγκτήρα. Ούτε τα κυκλώματα τροφοδοσίας ούτε τα κυκλώματα διακλάδωσης δεν πρέπει να είναι φορτισμένα στο μέγιστο επιτρεπόμενο όριο.

Οι εξισώσεις φορτίου κυκλώματος θα πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη τις αρμονικές. Η πιο συνηθισμένη λύση για την υπερφόρτωση είναι η ανακατανομή των φορτίων μεταξύ των κυκλωμάτων ή η διαχείριση του πότε εμφανίζονται φορτία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Χρησιμοποιώντας το σχετικό λογισμικό, κάθε ύποπτο πρόβλημα που αποκαλύπτεται με μια θερμική απεικόνιση μπορεί να τεκμηριωθεί σε μια αναφορά που περιλαμβάνει μια θερμική εικόνα και μια ψηφιακή εικόνα του εξοπλισμού. Αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος για να γνωστοποιήσετε προβλήματα και να προτείνετε επισκευές.