Technologie

Energia dla przyszłych pokoleń

W koncepcji serwisowej Przedsiębiorstw Miejskich Bielefeld istotną rolę odgrywają kamery termowizyjne firmy FLIR.

Przedsiębiorstwa Miejskie Bielefeld dążą do niezawodnego i bezpiecznego zaopatrzenia miasta i jego okolic w energię elektryczną, zgodnie z mottem:„Pracujemy, by warto było żyć w Bielefeld”.

Zdj. 1. Ulf Klöpzig z bezpiecznej odległości przeprowadza badania termowizyjne przewodów wysokiego napięcia przy użyciu kamery serii FLIR-T z teleobiektywem 7°.

Jako duże przedsiębiorstwo komunalne Przedsiębiorstwa Miejskie nie odpowiadają jedynie za telekomunikację, baseny i ruch uliczny. Są również dostawcąenergiio istotnym znaczeniu dla lokalnego rynku: w niezawodny i bezpieczny sposób dostarczają mieszkańcom i firmom prąd, gaz, wodę i energię cieplną. Jednym z ponad 2200 pracowników przedsiębiorstwa, którzy czuwają nad prawidłową realizacją dostaw, jest dyplomowany inżynier Ulf Klöpzig. Jako kierownik działu stacji transformatorowych i sieciowych odpowiada on za utrzymanie urządzeń w odpowiednim stanie technicznym, dbając o ciągłość i bezpieczeństwo dostaw prądu do odbiorców, m.in. dzięki zastosowaniu kamer termowizyjnych firmy FLIR.

Zdj. 2. Według Ulfa Klöpziga urządzenie T640 wyposażone w teleobiektyw 7° jest w stanie generować obrazy o dobrej rozdzielczości, także w przypadku, gdy napowietrzne instalacje energetyczne znajdują się w pewnym oddaleniu.

FLIR T640 – DUŻA ROZDZIELCZOŚĆ I WYSOKA CZUŁOŚĆ TERMICZNA

FLIR T640 opracowano specjalnie z myślą o kompleksowych inspekcjach lub inspekcjach wymagających pomiarów wysokich temperatur, w ramach których istotne znaczenie mają również wysoka rozdzielczość i czułość termiczna. Urządzenie zostało wyposażone w ciągły automatyczny system ostrości, wizjer oraz dodatkowe funkcje, takie jak automatyczny system wyrównania i bezprzewodowe połączenie z urządzeniami kontrolno- pomiarowymi FLIR. Opatentowana funkcja MSX urządzenia zapewnia uzyskanie dokładnej struktury obrazu termowizyjnego na bazie optymalizacji kontrastu przy wykorzystaniu widma światła dziennego.

Zdj. 3. FLIR C2 jest urządzeniem kompaktowym, obsługiwanym intuicyjnie – i względnie niedrogim.

FLIR C2 – KAMERA TERMOWIZYJNA W FORMACIE KIESZONKOWYM

FLIR C2 to kompaktowa kamera termowizyjna z pełnym wyposażeniem do zastosowań profesjonalnych, w formacie kieszonkowym 125 × 80 × 24 mm, ważąca jedynie 130 g, dostępna w relatywnie korzystnej cenie. Kompaktowe i delikatne urządzenie C2 bez problemu zmieści się w każdej kieszeni – w każdej chwili jest w zasięgu ręki, gotowe do użycia w ramach działań diagnostycznych związanych z wykrywaniem problemów w instalacjach elektrycznych. Na obrazach MSX z kamer termowizyjnych dobrze widoczne są również wszelkie opisy itp.

Od nowicjusza do eksperta

Swoje pierwsze doświadczenia z badaniami termowizyjnymi Ulf Klöpzig zbierał w 2003 roku – już wtedy miał on kontakt z kamerą firmy FLIR (model E2, zastąpiony niebawem przez P45). „Po pierwsze musiałem zrozumieć następującą rzecz: bez podstawowej wiedzy na temat ustawień kamery i procesów fizycznych, jakie się  z nimi wiążą, nie byłem w stanie generować prawidłowych, a co za tym idzie w pełni wiarygodnych, zdjęć  termowizyjnych”.  Ulf Klöpzig szybko to pojął i zapisał się na kurs wprowadzający, organizowany przez ITC – centrum przeprowadzające szkolenia dla FLIR Systems. Wkrótce uzyskał certyfikaty badacza termowizyjnego na wszystkich trzech poziomach, po czym osiągnął tytuł eksperta termografii elektrotermicznej, nadawany przez VDS. Ulf Klöpzig sam jest zresztą wykładowcą. Na prowadzonych przez siebie zajęciach dzieli się swoimi doświadczeniami z adeptami sztuki termowizyjnej. Przedsiębiorstwa Miejskie Bielefeld również czerpią korzyści z tych seminariów: „Z uwagi na fakt, że w kursach uczestniczą prawdziwi praktycy, którzy wykorzystują kamery termowizyjne w swojej codziennej pracy, sam mam możliwość wyniesienia z tych zajęć czegoś, co mogę potem wykorzystać w pracy w zakładzie. Inne podejście, doświadczenie, nowe metody – zawsze znajdzie się coś nowego”.

Zdj. 4. Różnice temperatury są w stanie wykrywać nie tylko kamery FLIR o wysokiej rozdzielczości serii T i P. Do zastosowań profesjonalnych w ramach elektrotermografii z powodzeniem można również stosować wygodną kamerę FLIR C2.

Dobry wybór w zakresie techniki pomiarowej

Duże zmiany zaszły nie tylko, jeśli chodzi o know-how i doświadczenie pracowników. Przedsiębiorstwa Miejskie Bielefeld wykorzystują w ramach badań termowizyjnych i ultradźwiękowych także nowoczesne urządzenia diagnostyczne. Badania ultradźwiękowe można z powodzeniem stosować w ramach diagnostyki izolacji – w przypadku powolnego zużywania się izolacji dochodzi do częściowych wyładowań, słyszalnych w zakresie ultradźwięków jako „mikroeksplozje”. Jakość przewodów i styków najlepiej można kontrolować przy użyciu kamer termowizyjnych, ponieważ w przypadku nadmiernego nagrzewania się elementów przewodzących prąd niemal zawsze należy się spodziewać problemów. W ramach tych działań Ulf Klöpzig stosuje dziś kamerę FLIR T640 z teleobiektywem 12° i 7°. Takie połączenie sprawdza się idealnie w ramach badań termowizyjnych linii wysokiego napięcia znajdujących się w pewnym oddaleniu. Ulf Klöpzig jest zadowolony z rozdzielczości kamery, która wynosi 640 x 480 pikseli, w szczególności w połączeniu z teleobiektywem 7°. „Nawet w przypadku bardziej odległych instalacji napowietrznych teleobiektyw zapewnia dobrą rozdzielczość pomiarową, umożliwiając niezawodną jakość pomiarów.”

Zdj. 5. Nagrzane miejsca na tej instalacji napowietrznej o napięciu 110 kV wskazują przełączniki mocy wyposażone w system ogrzewania rozdzielni, którego zadaniem jest np. zapobieganie wytwarzaniu się kondensatu. Obraz z kamery termowizyjnej potwierdza, że ogrzewanie działa prawidłowo we wszystkich szafach.
Zdj. 6. Termiczne wskazania w tej skrzynce rozdzielczej wskazują na symetryczne obciążenie przyłącza kablowego. Mimo to można stwierdzić różnice temperaturowe pomiędzy poszczególnymi fazami oraz zmiany rozkładu temperatury w kierunku zacisku. Na obrazach MSX z urządzenia C2 widoczne są poza tym opisy, które nie byłyby widoczne na typowym obrazie w podczerwieni.
Zdj. 7. Obraz z kamery termowizyjnej FLIR T640 prezentuje to samo miejsce w o wiele bardziej szczegółowy sposób

Safety first – powietrze potrafi izolować ok. 1000 V na centymetr

Pracownicy Przedsiębiorstw Miejskich nie potrzebują jednak do wszystkich pomiarów kamery z najwyższej półki serii FLIR-T. „Właśnie jeśli chodzi o zakres średniego i niskiego napięcia, nasi technicy przeprowadzają codziennie inspekcje kilku szaf rozdzielczych, których ogólna liczba w całym mieście wynosi ponad 4000. W ramach inspekcji tych rozdzielnic nie jest konieczna wysoka rozdzielczość, charakterystyczna dla T640”, objaśnia Ulf Klöpzig. Z tego względu firma weryfikuje obecnie możliwość wykorzystania opcji, w ramach której specjalistom obsługującym rozdzielnice udostępniane byłoby wygodne urządzenie FLIR C2. Ta kompaktowa kamera termowizyjna w formacie kieszonkowym, wyposażona w ekran dotykowy, jest niesamowicie prosta w obsłudze. Jej rozdzielczość jest jednak wystarczająca, by rozpoznać niezgodności termiczne występujące w skrzynkach elektrycznych. „Zmierzamy do tego, by każdy specjalista otwierający rozdzielnię niskiego napięcia w pierwszej kolejności wygenerował obraz z kamery termowizyjnej. Zabieg ten nie zajmuje dużo czasu, a pozwala na natychmiastowe rozpoznanie ewentualnych problemów”. Poza tym urządzanie zapewnia odpowiednie bezpieczeństwo, ponieważ w sytuacji, gdy kabel nie jest prawidłowo wpięty w zacisk, lepiej jest zdiagnozować to w pierwszej kolejności jako problem i  potencjalne  źródło zagrożenia.

Zdj. 8. Przedsiębiorstwa Miejskie Bielefeld podjęły wyzwania związane z niezawodnym, bezpiecznym zasilaniem energetycznym.

„Fizyczne bezpieczeństwo naszych pracowników ma dla nas priorytetowe znaczenie. Podczas prac na instalacjach elektrycznych – w dodatku o wysokich wartościach natężenia i napięcia – najgorszą rzeczą, jaką można sobie wyobrazić, byłoby wyładowanie łukowe. Tego należy za wszelką cenę unikać”.

Zdj. 9. W ramach prac na instalacjach wysokiego napięcia (przedstawionych tutaj na przykładzie kamery serii P firmy FLIR) na pierwszym miejscu jest bezpieczeństwo pracowników. A to oznacza przede wszystkim odpowiednią odległość, ponieważ powietrze potrafi izolować około 1000 V na centymetr.

Dla Ulfa Klöpziga zastosowanie kamer termowizyjnych poza optymalne wykorzystanie zasobów ludzkich, co pozwala na długotrwałe utrzymywanie wysokiego poziomu prac serwisowych. Bowiem tylko te instalacje, których stan techniczny nie budzi zastrzeżeń dzięki realizowanym pracom serwisowo-konserwacyjnym, są w stanie prawidłowo spełniać swoje zadania. Podczas gdy odbiorcy energii elektrycznej w całym kraju średnio muszą się liczyć z 13 minutami rocznie bez prądu, w przypadku mieszkańców Bielefeld są to przeciętnie niecałe 4 minuty. Ulf Klöpzig jest z tego bardzo dumny, jednocześnie traktując to jako motywację: „Jasne jest, że procesy związane z serwisowaniem urządzeń w oparciu o ich stan techniczny są związane z określonym wysiłkiem. Jeśli przestanie się prowadzić takie działania, negatywne skutki nie będą pewnie odczuwalne dziś czy jutro. Jednak w pewnym momencie awarie zaczną się nawarstwiać. Będzie tak na pewno, tylko nie wiadomo kiedy – a wtedy będzie to kosztowne”.

Zdj. 10. Połączenie linowe na odłączniku wykazuje określone właściwości termiczne, które należy obserwować i w razie potrzeby kontrolować.

Wyzwania na dzisiaj i na przyszłość

Od momentu przełomu w energetyce Ulf Klöpzig ciągle walczy także z właściwościami technicznymi sieci energetycznej. „Sieci energetyczne rozwijają się od wielu dekad, przez co dziś w ramach układów nie da się uniknąć powiązania najróżniejszych technologii – każdy z komponentów musi być niezawodny, niezależnie od tego, jak długo jest w użyciu”.

Wymagania dotyczące sieci energetycznych drastycznie się jednak zmieniły. Podczas gdy kiedyś prąd płynął od podmiotu go wytwarzającego do klienta, dziś kierunek przepływu jest niejednokrotnie odmienny, co zawdzięczamy odnawialnym źródłom energii poza scentralizowanym systemem. „Gdy w słoneczny dzień nikogo nie ma w domu, nikt nie zużywa prądu. Jednak moduły fotowoltaiczne nadal generują energię elektryczną, zasilając sieć. Może wówczas dochodzić do skokowego wzrostu poboru prądu oraz do większego obciążenia sprzętu niż było to pierwotnie przewidziane. Ustawienie sieci w takim trybie pracy i zagwarantowanie jej niezawodnej eksploatacji w takich warunkach stanowi nie lada wyzwanie”, objaśnia zawodowiec w dziedzinie serwisowania sieci. Przedsiębiorstwa Miejskie Bielefeld podjęły to wyzwanie. Ich celem jest niezawodne i bezpieczne dostarczanie energii elektrycznej dziś i w przyszłości, zgodnie z dynamicznie zmieniającymi się wymaganiami.

Informacje na temat autorów: Thomas Jung, Sales Director Central Europe Instruments, FLIR Systems GmbH, Frankfurt

Frank Liebelt, dziennikarz niezależny, Frankfurt

Więcej informacji na temat kamer termowizyjnych oraz tego zastosowania można znaleźć pod adresem: www.flir.com

Ilustracje mogą nie odpowiadać rzeczywistej rozdzielczości prezentowanej kamery. Ilustracje mają jedynie charakter poglądowy.

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top