Méthodes de contrôle du chauffage des équipements électriques pendant le fonctionnement
Quatre méthodes de mesure sont utilisées pour contrôler l'échauffement des équipements électriques : la méthode du thermomètre, la méthode de la résistance, la méthode du thermocouple et la méthode infrarouge.
Contrôle du chauffage des équipements électriques par la méthode du thermomètre
La méthode du thermomètre est utilisée pour mesurer la température des surfaces accessibles. Ils utilisent des thermomètres en verre au mercure, à l'alcool et au toluène immergés dans des manchons spéciaux, intégrés hermétiquement dans les couvercles et les boîtiers de l'équipement.
Les thermomètres à mercure ont une plus grande précision, mais ne sont pas recommandés pour une utilisation en présence de champs électromagnétiques en raison de la grande erreur causée par le chauffage supplémentaire du mercure par les courants de Foucault.
S'il est nécessaire de transmettre le signal de mesure sur une distance de plusieurs mètres (par exemple, de l'échangeur de chaleur dans le couvercle du transformateur au niveau de 2 ... 3 m du sol), utilisez des thermomètres de type jauge , par exemple les alarmes thermiques TSM-10.
Le dispositif de signalisation thermique TCM-10 se compose d'un cylindre thermique et d'un tube creux reliant le ballon au ressort de la partie indicatrice du dispositif.
Le signal thermique est rempli de méthyle liquide et de ses vapeurs. Lorsque la température mesurée change, la pression de vapeur du chlorure de méthyle change, ce qui est transmis au pointeur de l'appareil. L'avantage des instruments manométriques réside dans leur stabilité aux vibrations.
Contrôle du chauffage des équipements électriques par la méthode de la résistance
La méthode de résistance est basée sur la lecture de la variation de la valeur de résistance d'un conducteur métallique avec sa température. Pour les transformateurs de puissance et les compensateurs synchrones, ils utilisent des thermomètres avec une aiguille de type jauge... Le schéma de câblage d'un électrothermomètre à distance est illustré sur la figure.
En fonction de la température, le liquide remplit la tige de mesure de l'électrothermomètre, agissant par l'intermédiaire d'un tube capillaire de liaison et d'un système de leviers sur la flèche du pointeur.
Électrothermomètre de type manométrique à distance : 1 et 2 - contacts de signalisation ; 3 — relais
Dans un électrothermomètre à distance, les flèches du pointeur ont des contacts 1 et 2 pour signaler la température réglée par le réglage. Lorsque les contacts sont fermés, le relais correspondant 3 dans le circuit d'alarme est activé.
Pour mesurer la température à des points individuels de compensateurs synchrones (dans les canaux de mesure en acier, entre les tiges des enroulements pour mesurer la température des enroulements et d'autres points) thermistances... La résistance des résistances dépend de la température de chauffage au points de mesure.
Les thermistances sont en platine ou en fil de cuivre, leurs résistances sont calibrées à certaines températures (à une température de 0°C pour le platine, la résistance est de 46 Ohm, pour le cuivre — 53 Ohm ; à une température de 100°C pour le platine — 64 Ohm, pour le cuivre — respectivement 75,5 ohms).
Un circuit pour mesurer la température à l'aide d'une thermistance
Une telle thermistance R4 est incluse dans le bras du pont assemblé à partir de résistances. Une source d'alimentation est connectée à l'une des diagonales du pont et un appareil de mesure est connecté à l'autre. Les résistances R1 … R4 dans les bras du pont sont choisies de manière à ce qu'à la température nominale, le pont soit en équilibre et qu'il n'y ait pas de courant dans le circuit de l'appareil.
Si la température s'écarte dans n'importe quelle direction de la valeur nominale, la résistance de la thermistance R4 change, l'équilibre du pont est perturbé et la flèche de l'appareil s'écarte, indiquant la température du point mesuré. Un appareil portable est basé sur le même principe. Avant la mesure, l'aiguille de l'appareil doit être en position zéro.
Pour ce faire, le bouton K fournit l'alimentation, le commutateur P est réglé sur la position 5 et l'aiguille de l'appareil est réglée sur zéro avec une résistance variable R5. L'interrupteur P est alors déplacé en position 6 (mesure). La température de contact est mesurée en touchant la tête du capteur à la surface de contact et en appuyant sur la tige sur la tête de l'électrothermomètre (lorsqu'il est enfoncé, le bouton K se ferme et le circuit est alimenté). Après 20 ... 30 s, la valeur mesurée de la température de contact est lue sur l'échelle de l'appareil.
Utilisation de thermomètres à résistance pour mesurer la température des équipements électriques de chauffage
Les moyens de mesure à distance de la température du bobinage et de l'acier du stator des génératrices, des compensateurs synchrones, de la température de l'air de refroidissement, de l'hydrogène sont thermomètres à résistance, dans lequel la dépendance de la valeur de résistance du conducteur à la température est également utilisée.
Les thermomètres à résistance sont variés. Dans la plupart des cas, il s'agit d'un fil de cuivre mince enroulé bifilairement sur un cadre isolant plat, avec une résistance d'entrée de 53 Ohm à une température de 0 ° C. En tant que pièce de mesure, fonctionnant avec des thermomètres à résistance, des ponts électroniques automatiques et des logomètres équipés avec une échelle de température sont utilisés.
L'installation de thermomètres à résistance dans le stator de la machine est réalisée lors de sa fabrication en usine. Des thermomètres à résistance en cuivre sont placés entre les barres d'enroulement et au fond de la rainure.
Contrôle du chauffage des équipements électriques par la méthode du thermocouple
La méthode du thermocouple est basée sur l'utilisation de l'effet thermoélectrique, c'est-à-dire la dépendance de la FEM dans le circuit à la température des points de connexion de deux conducteurs différents, par exemple : cuivre - constantan, chromel - cuivre, etc.
Si la température mesurée ne dépasse pas 100 ... 120 ° C, il existe une relation proportionnelle entre le thermoEMF et la différence de température entre les extrémités chauffée et froide du thermocouple.
Les thermocouples sont connectés à des compteurs de type compensation, des potentiomètres CC et des potentiomètres automatiques pré-étalonnés.Les thermocouples sont utilisés pour mesurer les températures des éléments de structure des turbo-alternateurs, le gaz de refroidissement, les parties actives, par exemple l'acier actif du stator.
Contrôle du chauffage des équipements électriques par la méthode du rayonnement infrarouge
Au cours de la dernière décennie, l'approche des méthodes de diagnostic des équipements électriques et d'évaluation de leur état a considérablement changé. Outre les méthodes de diagnostic traditionnelles, des méthodes de contrôle modernes très efficaces sont utilisées, qui garantissent la détection des défauts des équipements électriques à un stade précoce de leur développement. Le domaine du contrôle des équipements remplis d'huile sous tension de fonctionnement s'est considérablement élargi, des méthodes et des normes de rejet ont été développées pour évaluer l'état des équipements par la composition des gaz dissous dans l'huile, une analyse approfondie de l'huile de transformateur est effectuée, ce qui rend permis d'évaluer l'état de l'isolation en papier des enroulements des transformateurs de puissance, l'examen thermographique des installations électriques s'est généralisé, etc.
La méthode du rayonnement infrarouge est à la base des appareils qui fonctionnent en fixant le rayonnement infrarouge émis par les surfaces chauffées. Dans le domaine de l'énergie, ils sont utilisés comme imageurs thermiques (thermoimageurs) et pyromètres à rayonnement... Les imageurs thermiques permettent d'obtenir une image du champ thermique de l'objet étudié et son analyse de température. À l'aide d'un pyromètre à rayonnement, seule la température de l'objet observé est déterminée.
Très souvent, une caméra thermique est utilisée avec un pyromètre.Tout d'abord, les objets avec un chauffage accru sont détectés à l'aide d'un imageur thermique, puis leur température est déterminée à l'aide d'un pyromètre. Par conséquent, la précision de la mesure de la température est principalement déterminée par les paramètres du pyromètre utilisé.
La production de pyromètres de conceptions et d'utilisations diverses est maîtrisée par de nombreuses entreprises en Russie. En termes de paramètres techniques, les pyromètres nationaux ne sont pas inférieurs aux meilleurs échantillons étrangers. Le choix du type de pyromètre lors de l'achat dépend principalement du domaine d'application possible et des facteurs connexes. Les diagnostics infrarouges doivent être effectués avec des appareils offrant une efficacité suffisante pour déterminer un défaut dans l'équipement d'exploitation.