Контроль нагрева контактных соединений

Особенности контроля за электрооборудованием с помощью тепловизоров

С развитием техники инфракрасного излучения и камер, работающих по этому принципу, появляется уникальная возможность контролировать нагрев электрооборудования и его контактных соединений без прикосновения, а значит без снятия напряжения. Для сложных непрерывных технологических процессов, которые используются во многих отраслях, например, в металлургии, в цехах по непрерывной заготовке слитков (НЗС).

Здесь любая остановка даже самого, казалось бы, не основного оборудования. Может повлечь за собой остановку прокатного стана, а значит и раскатанная уже заготовка будет отправляться в брак или же на переправку. Таких особенностей непрерывных процессов очень много как в химической, так и в нефтяной промышленности. Да и для более бытовых применений контроль за нагревом элементов электроустановки может быть очень полезен.

Так как без отключения того или иного оборудования от сети, можно легко выявить самые сильно греющиеся участки.

Что же такое тепловизор и как он работает

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

При нагреве любой объект выделяет свет в инфракрасном диапазоне, поэтому при помощи него можно производить тепловизионный контроль электрооборудования и обследование любой электроустановки даже с напряжением выше 1000 Вольт, без опасного прикосновения к токоведущим частям. Раньше электрики для этого применяли диэлектрическую штангу с прикреплённым на ней кусочком парафина. При прикосновении парафина к сильно греющемуся участку или элементу, находящемуся под напряжением, парафин плавился и это значило что температура была выше чем 60 °C.

Тепловизоры стали применяться во многих сферах деятельности человека где нужно увидеть излучаемый тепло объект, а именно в:

• электроснабжении;
• военной технике;
• обследовании зданий и строительстве;
• медицине;
• при чрезвычайных ситуациях и стихийных бедствиях для поиска живых людей.

Все тепловизоры делятся на:

1. Стационарные и портативные (переносные);
2. Отличающиеся по диапазону измерительных температур (для электроустановок применяются с границей измерения до 350°С);
3. Измерительные. Дают чёткую оценку температуре исследуемого объекта и рядом находящихся элементов, в частности, и воздуха;
4. 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.

Применение в электроустановках

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Тепловизионное обследование электрооборудования предусматривает контроль за следующими его узлами:

1. Нарушение контактных болтовых и касательных соединений силовых контактов;
2. Соединение кабельной продукции;
3. Контактные соединения ошиновки в местах где установлены входные или проходные изоляторы;
4. Наличие трещин и повреждений изоляторов электрооборудования, в которых ток утечки вызывает тепловые аномалии;
5. 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 соответствии с тем какую температуру измерял прибором персонал электрослужбы 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. Может появиться такая ситуация, что нужно снизить нагрузки на данный агрегат, так как с её снижением уменьшится ток, проходимый через исследуемый участок, а значит и снизится нагрев.

Очень важным моментом работы с тепловизионным прибором является фиксация контролируемого участка во встроенной памяти. Некоторые электроустановки контролируются дистанционно, это даёт возможность снизить и численность персонала, или же увеличить радиус его обслуживаемой территории. За счёт постоянного контроля и слежения за динамикой нагрева персонал обязан следовать уже местным инструкциям, которые направлены на особые условия производства, а также их климматизацию.

Для каждого типа и части электрооборудования существует предельная температура, при которой оно немедленно должно быть выведено из строя. Вот таблица основных таких допустимых величин.

Но и здесь есть небольшие отклонения различающая потому на сколько градусов температура превышает допустимую:

• на 5–10 °С — Начальная степень неисправности. Следует держать на постоянном контроле, и отремонтировать в ближайший плановый ремонт.
• на 10–30 °С. Развивающийся дефект неисправности. Необходимо устранять ближайшей остановке или принять меры как только появится возможность устранения дефекта;
• более 30 °С. Аварийный дефект, здесь уже необходима немедленное устранение, так как может возникнуть пожар, или же произойти отгорание контактного соединения и выход со строя целого электрического узла.

В любом случае появление качественного тепловизионного контроля электрооборудования облегчило работу электрослужбы и увеличило выявление неисправностей и дефектов контактного соединения, что повлекло за собой и устойчивую работу всей энергосистемы.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/osobennosti-kontrolya-za-elektrooborudovaniem-s-pomoshhyu-teplovizorov.html

Контактные соединения

Справочник мастера ОАО «МОЭСК» > Раздел 1. Основное электротехническое оборудование.

> Глава 7.> с.45-52

Контактные соединения электрических цепей выполняются в соответствии с

• ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические»
• ГОСТ 21242-75 «Выводы контактные электротехнических устройств плоские и штыревые»
• «Инструкции по монтажу контактных соединений шин между собой и с выводами электротехнических устройств» (концерн «Электромонтаж», 1993г.; номер по классификации MKC-III-A-2)

По ГОСТ 10434-82, в зависимости от области применения, контактные соединения подразделяются на 3 класса. К 1 классу относятся соединения цепей, сечение которых выбирается по длительным токовым нагрузкам — это силовые электроцепи, линии электропередач (т.е. цепи, относящиеся к МКС).

В зависимости от климатического исполнения и категории размещения электротехнических устройств соединения подразделяются на группы А и Б. Климатические исполнения У, УХЛ для категории размещения 3 (что соответствует условиям МКС) относятся к группе А.

Таким образом, все требования ГОСТ 10434-82 к контактным соединениям применительно к МКС должны соответствовать классу 1 и группе А.

По конструктивному исполнению контактные соединения подразделяются на:

• неразборные, выполняемые сваркой, пайкой или опрессовкой (соединения сборных шин между и ответвления от них рекомендуется выполнять сваркой)
• разборные (болтовые), применяемые для соединения шин с выводами электротехнических устройств. В зависимости от материала соединяемых элементов разборные соединения, в свою очередь, подразделяются на:
  • не требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления в месте контакта
  • требующие применения средств стабилизации

Соединение плоских контактных поверхностей (шин прямоугольного сечения или наконечников с плоскими выводами электротехнических устройств), выполненных из меди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, не требуют применения средств стабилизации и выполняются при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии. Допускается применение вороненых стальных болтов, гаек и шайб.

Соединение алюминиевых шин между собой или с плоскими выводами электротехнических устройств, а также с другими проводниками, выполненными из меди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, должно выполняться с применением средств стабилизации, одного из нижеперечисленных:

1. крепежных изделий из цветных металлов с коэффициентом линейного расширения от 18*10-6 до 21*10-6 1/°С (латунь);
2. тарельчатых пружин;
3. металлических покрытий рабочих поверхностей алюминиевых проводников;
4. переходных медно-алюминиевых пластин (медно-алюминиевых наконечников) или переходных пластин и наконечников из твердого алюминиевого сплава.

Пластины из алюминиевого сплава и алюминиевые части медно-алюминиевых пластин соединяются с алюминиевыми шипами сваркой.

При применении средств стабилизации по пунктам 2,3,4 контактные соединения также выполняются при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии.

К штыревым выводам, выполненным из меди или латуни, присоединение проводников из меди или из твердых алюминиевых сплавов выполняется без средств стабилизации, а алюминиевых проводников — с применением средств стабилизации: при токах до 630 А — с использованием крепежных деталей из латуни, а при токах более 630 А — с использованием металлических покрытий (п.З) или переходных пластин (п.4).

Температура нагрева контактных соединений не должна превышать значений, указанных в таблице

Материал шин (вывода)	Макс. допустимаятемпература нагрева в установках, °С
до 1000 В	свыше 1000 В
Медь, алюминий и его сплавы без защитных покрытий	95	90
То же, но с защитными покрытиями небла­городными металлами	110	105
Медь с покрытием серебром	135	120

с контргайкой (слева) и с пружинной шайбой (справа)

1,2 — соединяемые проводники (шины, выводы устройств, наконечники), выполненные из меди или из твердых алюминиевых сплавов, 3,4,5 — стальные шайбы, болты, гайки, 6 — пружинная шайба

с контргайкой (слева) и с пружинной шайбой (справа)

1,2 — соединяемые проводники (шины, выводы устройств, наконечники), выполненные из меди или из твердых алюминиевых сплавов, 3,4,5 — стальные шайбы, болты, гайки, 6 — пружинная шайба

с тарельчатой пружиной (слева) и с металлическим покрытием алюминиевых шин (справа)

7,8,11 — стальные гайки, болты, шайбы, 9 — тарельчатая пружина, 10 — увеличенная стальная шайба, 12,13 — металлическое покрытие

соединение через медно-алюминиевую пластину (слева) и соединение через переходную пластинку из твердого алюминиевого сплава (справа)

14 — медно-алюминиевая пластина, 15 — пластинка из твердого алюминиевого сплава

а) без средств стабилизации, б,в,г,д) со средствами стабилизации

1 — штыревой вывод (медь, латунь); 2 — гайка (ст); 3 — шина (медь, сталь, алюминиевый сплав); 4 — гайка (медь, латунь); 5 — шина (алюминиевая); 6 — алюминиевая шина с металлопокрытием; 7 — пластина переходная медно-алюминиевая; 8 — пластина из алюминиевого сплава.
Упорные гайки (4) во всех случаях из цветного металла.

Размеры отверстий в шинах должны соответствовать диаметру штыревого вывода:

Диаметр штыревоговывода, мм	6	8	10	12	16	20	24	30	36	42	48	56
Размер отверстия в шине, мм	6,6	9	11	14	18	22	26	33	39	45	52	62

В зависимости от диаметра болтов, отверстия в шинax выполняются согласно таблице

Диаметр болта, мм	8	10	12	16
Диаметр отверстия, мм	9	11	14	18

Допускается выполнение овальных отверстий.

• При соединении (ответвлении) шин шириной до 50 мм используется один болт (диаметром 10 мм-при ширине шин 25-30 мм; 12 мм-при ширине 40 мм и 16 мм-при ширине 50 мм), два болта (диаметром 10 мм-при ширине шин 60 мм; 12 мм-при ширине 80 мм и 16 мм-при ширине 100-120 мм). Контактные участки шин шириной 60 мм и более, имеющие два отверстия в поперечном ряду, рекомендуется выполнять с продольными разрезами шириной не более 5 мм.
• К каждому болту плоского вывода или к штыревым выводам рекомендуется присоединять не более двух проводников.
• Длина болтов должна быть такой, чтобы после затяжки оставалось не менее двух ниток свободной резьбы.
• Под головки болтов и гайки при соединении медных шин подкладываются чистые стальные нормальные шайбы согласно таблице:

Диаметр болта, мм	Внутренний диаметр шайбы, мм	Наружный диаметршайбы, мм	Толщина шайбы, мм
8	8,4	17,5	1,6
10	10,5	21,0	2,0
12	13,0	24,0	2,5
16	17,0	30,0	3,0

При соединении алюминиевых шин под головки болтов и гайки подкладываются специальные увеличенные шайбы согласно таблице:

Диаметр болта, мм	Внутренний диаметр шайбы, мм	Наружный диаметр шайбы, мм	Толщина шайбы, мм
8	8,4	24,0	2,0
10	10,5	30,0	3,0
12	13,0	36,0	3,0
16	17,0	48,0	4,0

При соединении медных шин с алюминиевыми увеличенные шайбы подкладываются только со стороны алюминиевой шины.

При отсутствии специальных увеличенных шайб допускается установка двух нормальных шайб вместо одной увеличенной.

• Разборные контактные соединения должны быть предохранены от самоотвинчивания контргайками, пружинными шайбами или тарельчатыми пружинами. Пружинные шайбы не рекомендуется применять при соединении алюминиевых шин. В МКС, как правило, применяются контргайки.
• Затяжку болтов рекомендуется производить индикаторными ключами с крутящим моментом согласно таблице:

Источник: http://obryv.ucoz.ru/index/kontaktnye_soedinenija/0-87

Почему греются контакты и к чему это может привести

В электричестве бывают две неисправности: нет контакта там, где он должен быть, и есть контакт там, где его быть не должно. Из-за плохого качества или его полного отсутствия возникает целый ряд неприятностей: приборы не включаются, повреждаются установочные изделия и клеммы, нагреваются и плавятся корпуса приборов, происходит возгорание. Давайте разберемся, почему возникает нагрев контактов и как избежать возникновения опасной ситуации.

Причины возникновения плохого контакта

Плохой контакт может возникать из-за плохой протяжки клемм или скрутки (между прочим, они запрещены ПУЭ), при прямом соединении алюминия с медью, от влияния окружающей среды. Все эти факторы равносильно влияют на качество контакта и его нагрев. Проблема заключается в возрастании переходного сопротивления между токоведущими частями, т.е. проводами или шинами.

Если контакты затянуты плохо сопротивление возрастает. В результате возрастания сопротивления, согласно закона Джоуля-Ленца увеличивается и количество выделяемого тепла. В результате чего металл расширяется. Плотность контакта нарушается, а после остывания места соединения сопротивление становится еще больше. В результате расширения проводников после их остывания до исходного состояния – ослабевает прижим клемм или плотность скрутки.

Согласно ПУЭ норма сопротивления контактов – максимально допустимая величина 0,05 Ом. Его проверяют с помощью милиомметра с высоким классом точности (не менее 0,01 Ома погрешность).

Третья причина – влажность. От этого окисляются проводники, а последствия получаются такими же, как и в предыдущих случаях.

Четвертая причина – безответственность при электромонтаже. Скрутку алюминия с медью допускать нельзя – эти металлы находятся далеко друг от друга в ряду напряженности. Из курса химии известно, что в этом случае в результате электролиза происходит коррозия, а она только способствует увеличению сопротивления и нагреву.

Как уже было сказано: скрутки как таковые запрещены, а прямой контакт алюминия с медью тем более. В случае болтового соединения между проводами из разных металлов нужно проложить шайбу. А еще лучше будет использовать клеммники, например популярные сейчас WAGO, для бытовой нагрузки их вполне хватает, а для монтажа освещения – они идеальны.

Чем выше сопротивление, тем больше выделяется тепла, это приводит к тому, что соединения не только окисляются, но и к тому, что на их поверхности образуется слой гари, что еще больше усугубляет ситуацию. В лучшем случае ток просто перестанет протекать через это соединение, вы получите обрыв цепи.

Примеры из практики: розетки, автоматы, рубильники

Первый случай — розетки: проблемы с розетками – это частая причина пожаров в квартирах. Нагрев контактов в розетке может произойти из-за слабой протяжки проводов при монтаже или ослабевания винтового зажима от времени. Особенно часто это происходит при монтаже розеток шлейфом, тогда особенно сильно греется первая розетка в цепи.

В такой цепи в каждую из розеток нужно подключать две пары проводов, одну приходящую и одну исходящую. Данный способ подключения, конечно, экономит количество кабеля при монтаже, но может заметно усложнить жизнь в дальнейшем, ведь вся нагрузка лежит на одной линии.

К тому же, если в один зажим подключены провода разных сечений происходит перекос прижимной пластины, а это снижает надежность электрических аппаратов. Провод с большим сечением будет зажат сильно, а с меньшим сечением – слабо, либо вообще выскочит со временем. В результате можно получить повышенный нагрев контактных соединений.

Второй случай – автоматические выключатели. Особенно актуальна проблема на автоматах, установленных на дин-рейке, которые запитаны от одного ввода через перемычки. Вообще клеммы автоматических выключателей бывают плоские и закругленные, от этого также зависит как нагреваются соединения. Площадь контакта тем больше, чем больше клемма повторяет форму проводника. В результате вы рано или поздно получите такую картину:

Важно! Если жилы кабеля многопроволочные, предварительно нужно надеть наконечники или залудить их припоем. Иначе зажим автоматического выключателя (да и любая другая клемма) расплющит провод, такое соединение нагревается и не отличается высокой надежностью.

В нижней части видны болтовые зажимы. Потребитель подключают к ним, здесь важно использовать кабельные наконечники такого типа:

Вторая проблема — ослабевание и нагрев контакта ножей, здесь нужно проверять их полное вхождение в ответную часть и обжимать, если оно нарушено.

Как измерить температуру нагрева контактов

Самый безопасный способ — использовать бесконтактные пирометры или тепловизоры. Они улавливают излучения в ИК-диапазоне. Тепло – это и есть инфракрасное излучение.

Специальная матрица тепловизора детектирует излучение в ИК диапазоне и выводит наглядное изображение на экран. Оба способа позволяют определять нагрев без отключения напряжения, что крайне важно при осмотре и диагностике высоковольтных линий. На фото видно как нагреваются элементы сети:

Главное условие надежного контакта – отсутствие нагара и окислов, соблюдение правил монтажа, использование наконечников и плотный обжим контактов. В противном случае будет возникать нагрев контактов и его потеря. Соблюдайте все описанные советы, и вы избежите проблем в будущем.

Будет полезно прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/pochemu-greyutsya-kontakty-i-k-chemu-eto-mozhet-privesti.html

Тепловизионное обследование контактов

Токоведущие части любого электромеханического прибора, которые размыкают или замыкают электрическую цепь, образуют собой электрический контакт или просто – КОНТАКТ. Электрические контакты бывают: болтовые, сварные, опрессованные или, так называемая, «скрутка» – скрученные между собой проводники.

Все, без исключения, контакты требуют периодического смотра и подтяжки в целях профилактики повреждений. К примеру, болтовые соединения, рассчитанные на токи до 1500А, требуют подтяжки с периодичностью раз в два года.

Такие же контакты, работающие с токами в 3000А, требуют обязательной подтяжки и зачистки контактных площадок ежегодно. 

Практика…

Плохой контакт приводит к наличию тепловых потерь и других повреждений в электрических цепях. Причиной плохого контакта является нарушения технологического процесса при ремонте или при выполнении электрического монтажа оборудования. Чаще всего, дефекты встречаются при монтаже болтовых электрических соединений или при обжиме контактов. Например, качество последнего типа (прессованные контакты) зависит от точности подбора наконечников или гильз и аккуратности при монтаже оборудования.

Неполный ввод жилы кабеля, недостаточная степень прессовки наконечников и другие подобные причины приводят к появлению неплотного электрического контакта в месте соединения проводников, тепловым и электрическим потерям, последующему разрушению проводников. Небольшой надежностью обладают и болтовые соединения. В соответствии с нормативными документами (ГОСТ 21242-75), болтовые соединения можно использовать в электрических цепях при токовой нагрузке до 1000А.

Однако, повреждения таких соединений наблюдаются уже при величине электрического тока 400-600 А. Процесс проявления дефекта растянут во времени – условно его можно разделить на три временных промежутка. Первый временной промежуток – это начальная степень проявления повреждения, второй временной промежуток – сильно развитый дефект и третья, завершающая стадия развития повреждения – аварийное состояние.

Такие устройства позволяют обслуживающему персоналу безопасно, на расстоянии обследовать оборудование и выявить очаги высокой температуры, которые свидетельствуют о наличии начальной стадии повреждения.    

Ниже приведены термограммы, на которых видны различные степень дефектов электрооборудования.

Термограммы…

Повышенная температура на вводе силового трансформатора	Повышение температурыболтового  соединения.	Повышение температурыболтового соединения ишпильки трансформаторного ввода.
Нагрев болтов сверху и снизу аппарата.	Нагрев болтов сверху и снизу аппарата.	Обрыв проволоки, нагрев бандажа.
Повышенная температура зажимов	Повышенная температура болтовых соединений ЛР	Нагрев в месте контакта шины и проходного изолятора
Нагрев болтовых контактов	Повышенная температурав месте контакта шины и проходного изолятора.	Повреждениев месте контактов предохранителей
Повышенная температура в месте «скрутки» проводов	Высокая температура бандажа	Нагрев прессовки в местеаппаратного зажима между  заградителем и шиной
Нагрев верхнего контакта(болтовое  соединение)	Повышение температуры в месте болтового контакта между шиной и изолятором	Нагрев болтового контакташлейфа и головки  ввода
Повышение температуры в месте болтового  соединения зажима и полуножей	Повышеннаятемпература болтовых  соединений	Нагрев контактного  соединения (губки-нож)
Нагрев болтового соединения аппаратного зажима с головкой  ввода	Повышение температуры в месте сварного контакта.	Нагрев прессованного контакта шлейфа с ЛР
Нагрев болтового соединения ввода 10 кВ	Повышение температуры в месте болтового контакта трансформаторного ввода 10 кВ	Нагрев болтового соединения в месте крепления поддона с колоколом трансформатора.
Нагрев в болтовом контакте верхнего вывода	Нагрев в месте контактного соединения полуножей разъединителя	Повышение температуры болтового соединения в аппаратном зажиме шлейфа
Нагрев контактов(болтовые соединения)рубильника  0,4 кВ	Нагрев болтового соединения в месте крепления поддона и колокола трансформатора	Нагрев болтового соединения в месте контакта шины и проходного изолятора

Метки материала: контроль, подстанция, термограмма, электрооборудование

Источник: http://teplovizo.ru/teplovizionnoe-obsledovanie-kontaktov.htm