Thermische beelden bieden een eenvoudige manier om schijnbare temperatuurverschillen in industriële driefasige elektrische circuits te identificeren, vergeleken met hun normale bedrijfsomstandigheden. Door de temperatuurverschillen van alle drie de fasen naast elkaar te inspecteren, kunnen technici snel prestatieafwijkingen op individuele fasen opsporen die het gevolg zijn van onbalans of overbelasting.
Elektrische onbalans wordt over het algemeen veroorzaakt door verschillende fasebelastingen, maar kan ook te wijten zijn aan problemen met de apparatuur, zoals verbindingen met een hoge weerstand. Een relatief kleine onbalans in de spanning die aan een motor wordt geleverd, veroorzaakt een veel grotere stroomonbalans, wat extra warmte genereert en het koppel en rendement vermindert. Een ernstige onbalans kan een zekering doen doorslaan of een stroomonderbreker uitschakelen, waardoor de motor in één fase overgaat en de bijbehorende problemen zoals oververhitting en schade aan de motor optreden.
In de praktijk is het vrijwel onmogelijk om de spanningen over drie fasen perfect in evenwicht te brengen. Om operators van apparatuur te helpen bij het bepalen van aanvaardbare niveaus van onbalans, heeft de National Electrical Code (NEC) richtlijnen opgesteld.
De NEMA (National Electrical and Electronics Authority) heeft specificaties opgesteld voor verschillende apparaten. Deze basisnormen zijn een nuttig referentiepunt tijdens onderhoud en het oplossen van storingen.
Wat moet ik controleren?
Maak thermische beelden van alle elektrische panelen en andere zwaarbelaste aansluitpunten zoals frequentieregelaars, scheidingsschakelaars, besturingselementen, enzovoort. Als u hogere temperaturen constateert, volg dan het betreffende circuit en onderzoek de bijbehorende aftakkingen en belastingen.
Controleer panelen en andere aansluitingen met de afdekkingen eraf. Idealiter controleert u elektrische apparaten wanneer ze volledig zijn opgewarmd en onder stabiele omstandigheden verkeren met ten minste 40 procent van de typische belasting. Op die manier kunnen metingen correct worden geëvalueerd en vergeleken met normale bedrijfsomstandigheden.
Waar moet je op letten?
Een gelijke belasting zou moeten resulteren in gelijke temperaturen. Bij een ongelijkmatige belasting zullen de zwaarder belaste fase(n) warmer aanvoelen dan de andere, vanwege de warmte die door de weerstand wordt gegenereerd. Een ongelijkmatige belasting, overbelasting, een slechte verbinding en een harmonische storing kunnen echter allemaal een vergelijkbaar patroon veroorzaken. Het meten van de elektrische belasting is noodzakelijk om het probleem te diagnosticeren.
Een circuit of draad die kouder is dan normaal, kan duiden op een defect onderdeel.
Het is een goede procedure om een vaste inspectieroute te maken die alle belangrijke elektrische aansluitingen omvat. Gebruik de software die bij de warmtebeeldcamera wordt geleverd om elke gemaakte foto op een computer op te slaan en uw metingen in de loop van de tijd bij te houden. Op die manier beschikt u over referentiebeelden die u kunt vergelijken met latere beelden. Deze procedure helpt u bepalen of een warme of koude plek ongebruikelijk is. Na corrigerende maatregelen helpen nieuwe beelden u te bepalen of de reparaties succesvol waren.
Wat houdt een "rood alarm" in?
Bij reparaties moet prioriteit worden gegeven aan de veiligheid – dat wil zeggen, de toestand van de apparatuur die een veiligheidsrisico vormt – gevolgd door de kritische aard van de apparatuur en de mate van temperatuurstijging. NETA (InterNational Electrical Association)
De richtlijnen van de Testing Association suggereren dat temperaturen van slechts 1°C boven de omgevingstemperatuur en 1°C hoger dan bij vergelijkbare apparatuur met een vergelijkbare belasting kunnen wijzen op een mogelijk defect dat nader onderzoek rechtvaardigt.
De NEMA-normen (NEMA MG1-12.45) waarschuwen tegen het gebruik van motoren met een spanningsonbalans van meer dan één procent. Sterker nog, NEMA adviseert om motoren te declassificeren als ze met een hogere onbalans werken. Veilige onbalanspercentages variëren voor andere apparatuur.
Motorstoringen zijn een veelvoorkomend gevolg van spanningsonbalans. De totale kosten omvatten de aanschafprijs van een motor, de arbeidskosten voor het vervangen van een motor, de kosten van afgekeurde producten als gevolg van onregelmatige productie, de operationele kosten van de productielijn en de gederfde inkomsten gedurende de periode dat een productielijn stilstaat.
Vervolgacties
Als een thermische afbeelding laat zien dat een hele geleider warmer is dan andere componenten in een deel van een circuit, kan de geleider ondergedimensioneerd of overbelast zijn. Controleer de nominale waarde van de geleider en de werkelijke belasting om te bepalen wat het geval is. Gebruik een multimeter met een stroomtang, een stroomtangmeter of een stroomkwaliteitsanalysator om de stroombalans en de belasting op elke fase te controleren.
Controleer aan de spanningszijde de beveiliging en schakelapparatuur op spanningsverlies. Over het algemeen moet de lijnspanning binnen 10% van de nominale waarde liggen. De spanning tussen nulleider en aarde kan een indicatie geven van de belasting van uw systeem of van harmonische stromen. Een spanning tussen nulleider en aarde die hoger is dan 3% van de nominale spanning, vereist nader onderzoek. Houd er ook rekening mee dat de belasting kan veranderen en dat een fase plotseling aanzienlijk lager kan worden als een grote eenfasige belasting wordt ingeschakeld.
Spanningsdalingen over de zekeringen en schakelaars kunnen zich ook uiten als een onbalans in de motor en oververhitting op de plek waar het probleem zich voordoet. Voordat u ervan uitgaat dat de oorzaak is gevonden, controleer dit nogmaals met zowel een warmtebeeldcamera als een multimeter of stroomtang. Noch de voedingsleidingen, noch de aftakleidingen mogen tot de maximaal toegestane limiet worden belast.
Bij het berekenen van de circuitbelasting moet ook rekening worden gehouden met harmonischen. De meest gebruikelijke oplossing voor overbelasting is het herverdelen van de belasting over de circuits, of het beheren van het moment waarop de belasting tijdens het proces wordt ingeschakeld.
Met behulp van de bijbehorende software kan elk vermoed probleem dat met een warmtebeeldcamera wordt ontdekt, worden gedocumenteerd in een rapport met een warmtebeeldopname en een digitale afbeelding van de apparatuur. Dat is de beste manier om problemen te communiceren en reparaties voor te stellen.
Geplaatst op: 16 november 2021