TERMOVITERMOVIZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I ZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I TERMOVITERMOVIZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I ZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I TERMOVITERMOVIZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I ZIJSKI POSTUPAK ZA MONITORING I

DIJAGNOSTIKU ELEKTROENERGETSKIH UREĐAJADIJAGNOSTIKU ELEKTROENERGETSKIH UREĐAJADIJAGNOSTIKU ELEKTROENERGETSKIH UREĐAJADIJAGNOSTIKU ELEKTROENERGETSKIH UREĐAJA

UVODUVODUVODUVODUVODUVOD

� Neprekidnost napajanja potrošača zavisi od stanja � Neprekidnost napajanja potrošača zavisi od stanja elektroenergetskih uređajaelektroenergetskih uređajaelektroenergetskih uređaja

� Procena stanja elektroenergetskih uređaja se može izvršiti na � Procena stanja elektroenergetskih uređaja se može izvršiti na osnovu:osnovu:

- metoda koje ne zahtevaju prekid pogona (on-line metode)- metoda koje ne zahtevaju prekid pogona (on-line metode)

- metoda koje zahtevaju prekid pogona (off-line metode)- metoda koje zahtevaju prekid pogona (off-line metode)

Monitoring (nadgledanje) obuhvata aktivnosti koje se vrše � Monitoring (nadgledanje) obuhvata aktivnosti koje se vrše � Monitoring (nadgledanje) obuhvata aktivnosti koje se vrše ručno ili automatski (očitavanjem mernih instrumenata i ručno ili automatski (očitavanjem mernih instrumenata i signalizacije) u cilju praćenja stanja elektroenergetskog signalizacije) u cilju praćenja stanja elektroenergetskog uređajauređaja

� Dijagnostika stanja elektroenergetskog uređaja obuhvata � Dijagnostika stanja elektroenergetskog uređaja obuhvata ispitivanja karakterističnih parametara uređaja i njihovo ispitivanja karakterističnih parametara uređaja i njihovo upoređivanje sa specificiranim veličinamaupoređivanje sa specificiranim veličinama

Termovizijska (termografska) ispitivanja predstavljaju on-line � Termovizijska (termografska) ispitivanja predstavljaju on-line � Termovizijska (termografska) ispitivanja predstavljaju on-line postupak koji se zasniva na beskontaktnom merenju postupak koji se zasniva na beskontaktnom merenju temperature objektatemperature objekta

Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici Prednosti termografije u monitoringu i dijagnostici

Termografija omogućava preventivno održavanje � Termografija omogućava preventivno održavanje � Termografija omogućava preventivno održavanje elektroenergetskih uređajaelektroenergetskih uređaja

Broj kvarova elektroenergetskog uređaja drastično opada sa � Broj kvarova elektroenergetskog uređaja drastično opada sa � Broj kvarova elektroenergetskog uređaja drastično opada sa povećanje broja termografskih ispitivanjapovećanje broja termografskih ispitivanja

� Prednosti termografije� Prednosti termografije

Teorijsko objašnjenje termografije Teorijsko objašnjenje termografije Teorijsko objašnjenje termografije Teorijsko objašnjenje termografije Teorijsko objašnjenje termografije Teorijsko objašnjenje termografije

Za merenje temperature elektroenergetskog uređaja korišćeni � Za merenje temperature elektroenergetskog uređaja korišćeni � Za merenje temperature elektroenergetskog uređaja korišćeni su:su:

- termometri sa termoelementima- termometri sa termoelementima- termometri sa termoelementima

- otpornički termometri- otpornički termometri

- uređaji za merenje padova napona- uređaji za merenje padova napona

- termoindikatori koji menjaju boju ili se tope na određenoj - termoindikatori koji menjaju boju ili se tope na određenoj temperaturitemperaturitemperaturi

- beskontaktna metoda merenja temperature na bazi IC - beskontaktna metoda merenja temperature na bazi IC zračenjazračenjazračenja

� IC termografija beskontaktna metoda merenja temperature i � IC termografija beskontaktna metoda merenja temperature i njene raspodele na površini telanjene raspodele na površini telanjene raspodele na površini tela

� Rezultat termografskog ispitivanja je termogram koji daje sliku � Rezultat termografskog ispitivanja je termogram koji daje sliku temperaturne raspodele na površini posmatranog objektatemperaturne raspodele na površini posmatranog objekta

� Termografija se zasniva na činjenici da je svako telo čija je � Termografija se zasniva na činjenici da je svako telo čija je temperatura iznad apsolutne nule (0oK) izvor toplotnog temperatura iznad apsolutne nule (0oK) izvor toplotnog zračenjazračenja

� Toplotni efekti su vezani za zračenje u opsegu od 0.1 do 100 µm � Toplotni efekti su vezani za zračenje u opsegu od 0.1 do 100 µm (10-7 do 10-4 m), obuhvata deo ultraljubičastog zračenja, vidljivi (10-7 do 10-4 m), obuhvata deo ultraljubičastog zračenja, vidljivi deo spektra i infracrveno područjedeo spektra i infracrveno područje

� Vidljivi deo spektra obuhvata područje toplotnog zračenja od 0.3 � Vidljivi deo spektra obuhvata područje toplotnog zračenja od 0.3 do 0.7 µm do 0.7 µm

� Uporedni prikaz u vidljivom i infracrvenom delu spektra� Uporedni prikaz u vidljivom i infracrvenom delu spektra

� Crno telo je idealno telo koje apsorbuje celokupno zračenje � Crno telo je idealno telo koje apsorbuje celokupno zračenje koje pada na njega bez obzira na talasnu dužinu ili ugao upada koje pada na njega bez obzira na talasnu dužinu ili ugao upada i ništa se ne reflektujei ništa se ne reflektuje

� Zračenje koje dolazi sa površine crnog tela je emitovano � Zračenje koje dolazi sa površine crnog tela je emitovano zračenje (nema reflektovanog i propuštenog zračenja)zračenje (nema reflektovanog i propuštenog zračenja)

� Crno telo emituje zračenje u celom spektru talasnih dužina� Crno telo emituje zračenje u celom spektru talasnih dužina

� Energija jednog kvanta (fotona) elektromagnetnog zračenja:� Energija jednog kvanta (fotona) elektromagnetnog zračenja:

1.239c 1.239[eV]

cE h f h= ⋅ = ⋅ =

1.239[eV]

cE h f h

λ λ= ⋅ = ⋅ =

λ λ

h=6.624 ⋅10-34 Js - Plankova konstantah=6.624 ⋅10-34 Js - Plankova konstanta

c=3⋅108 m/sc=3⋅108 m/sc=3⋅10 m/s

� Snaga zračenja sa jedinice površine po jedinici talasne dužine crnog tela � Snaga zračenja sa jedinice površine po jedinici talasne dužine crnog tela

(Plankov zakon):(Plankov zakon):

2 52 1 3.74 10 1hc ⋅= ⋅ = ⋅

144005 5

2 1 3.74 10 1hc

hcW

λλ λ

⋅= ⋅ = ⋅

144005 5

1 1hc

kT T

W

e e

λ

λ λλ λ

= ⋅ = ⋅

− −1 1kT Te eλ λλ λ

− −

W [W/(m2 µm)]Wλ

[W/(m2 µm)]Wλ

[W/(m µm)]

k=1.38×10−23 [J/K] – Boltzman-ova konstantak=1.38×10−23 [J/K] – Boltzman-ova konstanta

T [K] - apsolutna temperatura crnog telaT [K] - apsolutna temperatura crnog tela

Spektar zračenja crnog telaSpektar zračenja crnog tela

Snaga zračenja crnog tela između dve talasne dužine W� Snaga zračenja crnog tela između dve talasne dužine W� Snaga zračenja crnog tela između dve talasne dužine W

� Ukupna snaga zračenja crnog tela (Stefan-Boltzman-ov zakon):� Ukupna snaga zračenja crnog tela (Stefan-Boltzman-ov zakon):

4W Tσ=

4W Tσ=W Tσ=

σ = 5.67⋅10-8 [W/(m2 K4)] - Stefan-Bolcmanova konstantaσ = 5.67⋅10-8 [W/(m2 K4)] - Stefan-Bolcmanova konstanta

� Wien-ov zakon pomeranja:� Wien-ov zakon pomeranja:

28982898λ =m

2898

Tλ =

T

� Zračenje koje dolazi na površinu realnog tela delimično se � Zračenje koje dolazi na površinu realnog tela delimično se apsorbuje, delimično reflektuje, a delimično se propustiapsorbuje, delimično reflektuje, a delimično se propusti

* * * *E a E r E d E= ⋅ + ⋅ + ⋅

* * * *E a E r E d E= ⋅ + ⋅ + ⋅

a – koeficijent apsorpcije, r – koeficijent refleksije, d – koeficijent dijametrijea – koeficijent apsorpcije, r – koeficijent refleksije, d – koeficijent dijametrije

1a r d+ + =1a r d+ + =

Stefan-Bolcmanov zakon za realna tela uvažava faktor emisije ε� Stefan-Bolcmanov zakon za realna tela uvažava faktor emisije ε� Stefan-Bolcmanov zakon za realna tela uvažava faktor emisije εkao odnos vlastite emisije pri određenoj temperaturi i emisije kao odnos vlastite emisije pri određenoj temperaturi i emisije crnog tela pri toj temperaturicrnog tela pri toj temperaturi

4W Tε σ= ⋅ ⋅

4W Tε σ= ⋅ ⋅

UREĐAJI ZA TERMOGRAFIJUUREĐAJI ZA TERMOGRAFIJUUREĐAJI ZA TERMOGRAFIJUUREĐAJI ZA TERMOGRAFIJU

� Od sredine 60-tih godina prošlog veka postoje razni tipovi � Od sredine 60-tih godina prošlog veka postoje razni tipovi kamerakamera

� Svi tipovi kamera koriste tzv. optomehaničko skeniranje, te se � Svi tipovi kamera koriste tzv. optomehaničko skeniranje, te se zovu još i IC skeneri zovu još i IC skeneri

� Tehnologija rotirajućih prizmi: slika sa objekta se prenosi � Tehnologija rotirajućih prizmi: slika sa objekta se prenosi preko optike na matricu detektora koja se sastoji od stotinu preko optike na matricu detektora koja se sastoji od stotinu linija, a svaka linija od stotinu detektorskih elemenata koji linija, a svaka linija od stotinu detektorskih elemenata koji pokrivaju čitavu površinu na koju se projektuje slikapokrivaju čitavu površinu na koju se projektuje slika

� Problem: zahtevalo se posebno hlađenje uređaja tekućim � Problem: zahtevalo se posebno hlađenje uređaja tekućim fluidom što je ograničavalo mobilnost uređaja tako da su se IC fluidom što je ograničavalo mobilnost uređaja tako da su se IC fluidom što je ograničavalo mobilnost uređaja tako da su se IC kamere upotrebljavale laboratorijskikamere upotrebljavale laboratorijski

Razvoj tehnologije hlađenja omogućilo je da IC kamere budu � Razvoj tehnologije hlađenja omogućilo je da IC kamere budu � Razvoj tehnologije hlađenja omogućilo je da IC kamere budu pokretne poput klasične video kamerepokretne poput klasične video kamere

Klasifikacija i karakteristike termografskih uređajaKlasifikacija i karakteristike termografskih uređajaKlasifikacija i karakteristike termografskih uređajaKlasifikacija i karakteristike termografskih uređajaKlasifikacija i karakteristike termografskih uređajaKlasifikacija i karakteristike termografskih uređaja

� Podela termografskih (termovizijskih) uređaja za merenje IC � Podela termografskih (termovizijskih) uređaja za merenje IC zračenja je definisana vrstom detektora, vrstom optičkih zračenja je definisana vrstom detektora, vrstom optičkih zračenja je definisana vrstom detektora, vrstom optičkih sistema i vidnim poljem kameresistema i vidnim poljem kamere

� Prema vrsti detektori mogu da budu termički, fotonski i � Prema vrsti detektori mogu da budu termički, fotonski i piroelektričnipiroelektrični

� Na tržištu su se izdvojila dva tipa uređaja za beskontakno � Na tržištu su se izdvojila dva tipa uređaja za beskontakno merenje temperature: IC pirometri i IC termografimerenje temperature: IC pirometri i IC termografimerenje temperature: IC pirometri i IC termografi

� Pirometri imaju jednostavno sočivo koje usmerava zračenja sa � Pirometri imaju jednostavno sočivo koje usmerava zračenja sa male površine, detektor je obično termičkimale površine, detektor je obično termičkimale površine, detektor je obično termički

� IC termografi (termovizijske kamere) velikom brzinom � IC termografi (termovizijske kamere) velikom brzinom skeniraju objekat koji se nalazi u vidnom polju objektiva i skeniraju objekat koji se nalazi u vidnom polju objektiva i skeniraju objekat koji se nalazi u vidnom polju objektiva i usmeravaju ga na detektore, objekat se posmatra kao matrica, usmeravaju ga na detektore, objekat se posmatra kao matrica, detektori su obično fotonskidetektori su obično fotonski

Termovizijski sistemTermovizijski sistemTermovizijski sistemTermovizijski sistemTermovizijski sistemTermovizijski sistem

� Termografski sistem se sastoji od termografske kamere i � Termografski sistem se sastoji od termografske kamere i jedinice za obradu termograma (personalni računar)jedinice za obradu termograma (personalni računar)jedinice za obradu termograma (personalni računar)

� U kameri je integrisana IC optika, detektor IC zračenja, jedinica � U kameri je integrisana IC optika, detektor IC zračenja, jedinica za pretvaranje električnog u video signal, monitor i kartica za za pretvaranje električnog u video signal, monitor i kartica za za pretvaranje električnog u video signal, monitor i kartica za memorisnje podatakamemorisnje podataka

� Kamera snima izlazno zračenje sa površine objekta zračenje � Kamera snima izlazno zračenje sa površine objekta zračenje Kamera snima izlazno zračenje sa površine objekta zračenje atmosfere i konvertuje IC zračenje u vidljivu sliku: IC zračenje atmosfere i konvertuje IC zračenje u vidljivu sliku: IC zračenje sa objekta prolazi kroz filtar i sočivo gde se fokusira na sa objekta prolazi kroz filtar i sočivo gde se fokusira na detektor, detektor stvara električni signal koji se digitalizuje i detektor, detektor stvara električni signal koji se digitalizuje i detektor, detektor stvara električni signal koji se digitalizuje i konvertuje u sliku na monitorukonvertuje u sliku na monitoru

� Dozračena energija na detektoru dolazi od emisije, refleksije i � Dozračena energija na detektoru dolazi od emisije, refleksije i energije koja prolazi kroz posmatrani objekat i od energije koja energije koja prolazi kroz posmatrani objekat i od energije koja dolazi iz okolinedolazi iz okolinedolazi iz okoline

� Pri odabiru kamere za termoviziju treba obratiti pažnju na � Pri odabiru kamere za termoviziju treba obratiti pažnju na njene karakteristikenjene karakteristike

Snimanje termogramaSnimanje termogramaSnimanje termogramaSnimanje termogramaSnimanje termogramaSnimanje termograma

� Kompenzacija uticaja atmosfere, unošenjem u kameru:� Kompenzacija uticaja atmosfere, unošenjem u kameru:

- rastojanja od objekta do kamere- rastojanja od objekta do kamere

- relativne vlažnosti okoline- relativne vlažnosti okoline- relativne vlažnosti okoline

- temperature okoline- temperature okoline

Kompenzacija odbijenog zračenja, unošenjem u kameru:� Kompenzacija odbijenog zračenja, unošenjem u kameru:� Kompenzacija odbijenog zračenja, unošenjem u kameru:

- položaja izvora odakle dolazi do odbijanja zračenja- položaja izvora odakle dolazi do odbijanja zračenja

- temperature tog izvora odakle dolazi do obijanja zračenja- temperature tog izvora odakle dolazi do obijanja zračenja

� Uvažavanje emisivnosti: kamera izračunava temperaturu na � Uvažavanje emisivnosti: kamera izračunava temperaturu na Uvažavanje emisivnosti: kamera izračunava temperaturu na osnovu prenete toplote i treba zadati koeficijent emisije ε :osnovu prenete toplote i treba zadati koeficijent emisije ε :

1/ 4E

1/ 4E

T

= E

Tε σ

=

⋅ ε σ

⋅

� Na emisivnost utiču: materijal od koga je napravljen objekat, � Na emisivnost utiču: materijal od koga je napravljen objekat, struktura objekta, geometrija objekta i ugao snimanjastruktura objekta, geometrija objekta i ugao snimanja

Tehnike merenjaTehnike merenjaTehnike merenjaTehnike merenjaTehnike merenjaTehnike merenja

Izoterm: svakoj temperaturi se pridružuje određena boja� Izoterm: svakoj temperaturi se pridružuje određena boja� Izoterm: svakoj temperaturi se pridružuje određena boja

� Poziciono merenje: dodaje se pokazivač koji daje vrednost � Poziciono merenje: dodaje se pokazivač koji daje vrednost temperature neke tačketemperature neke tačketemperature neke tačke

� Merenje unutar oblasti: dobijaju se vrednosti temperatura � Merenje unutar oblasti: dobijaju se vrednosti temperatura unutar neke oblastiunutar neke oblasti

Merenje po jednoj liniji: dobija se promena temperature duž linije� Merenje po jednoj liniji: dobija se promena temperature duž linije� Merenje po jednoj liniji: dobija se promena temperature duž linije

TOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMATOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMATOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMATOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMATOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMATOPLA MESTA NA ELEKTROENERGETSKIM UREĐAJIMA

Topla mesta su mesta koja se greju više od drugih, odnosno � Topla mesta su mesta koja se greju više od drugih, odnosno � Topla mesta su mesta koja se greju više od drugih, odnosno mesta koja se pregrevajumesta koja se pregrevaju

Pregrevanja su razvrstana u tri kategorije:� Pregrevanja su razvrstana u tri kategorije:� Pregrevanja su razvrstana u tri kategorije:

- pregrevanja do 100C, mogu se tolerisati duže vreme- pregrevanja do 100C, mogu se tolerisati duže vreme

- pregrevanja između 100C i 300C, u roku od 60 dana treba - pregrevanja između 10 C i 30 C, u roku od 60 dana treba obaviti revizijuobaviti reviziju

- pregrevanja preko 300C, revizija je hitna- pregrevanja preko 30 C, revizija je hitna

� Topla mesta mogu da se svrstaju u dve grupe:� Topla mesta mogu da se svrstaju u dve grupe:

- toplo mesto u rednoj vezi elemenata, pri proticanju ukupne - toplo mesto u rednoj vezi elemenata, pri proticanju ukupne struje kvara, mesto pregrevanja se poklapa sa mestom kvarastruje kvara, mesto pregrevanja se poklapa sa mestom kvara

- toplo mesto na aparatima kod kojih može da nastane - toplo mesto na aparatima kod kojih može da nastane preraspodela struje kvarapreraspodela struje kvara

� U okviru termografskih ispitivanja kontrolišu se: prekidači, � U okviru termografskih ispitivanja kontrolišu se: prekidači, rastavljači, energetski i merni transformatori, odvodnici rastavljači, energetski i merni transformatori, odvodnici prenapona i izolatoriprenapona i izolatori

� Posebno treba obratiti pažnju na: strujne stezaljke i spojnice, � Posebno treba obratiti pažnju na: strujne stezaljke i spojnice, priključne stezaljke aparata, spojeve na šinskim vezama, itd.priključne stezaljke aparata, spojeve na šinskim vezama, itd.

PrekidačPrekidačPrekidačPrekidač

� Kontrolišu se: spoljašnji priključci, kontaktni sistemi, grejači � Kontrolišu se: spoljašnji priključci, kontaktni sistemi, grejači na postolju prekidača, telo prekidačana postolju prekidača, telo prekidačana postolju prekidača, telo prekidača

RastavljačRastavljačRastavljačRastavljač

� Kontrolišu se: priključne stezaljke i čeljusti unutar glave � Kontrolišu se: priključne stezaljke i čeljusti unutar glave rastavljačarastavljačarastavljača

Energetski transformatorEnergetski transformatorEnergetski transformatorEnergetski transformator

� Kontrolišu se: priključci provodnih izolatora, nivo ulja u � Kontrolišu se: priključci provodnih izolatora, nivo ulja u provodnim izolatorima, protok ulja kroz radijatore za hlađenje, provodnim izolatorima, protok ulja kroz radijatore za hlađenje, provodnim izolatorima, protok ulja kroz radijatore za hlađenje, magnetno kolo, trasformatorski sud i prateća opremamagnetno kolo, trasformatorski sud i prateća oprema

Merni transformatoriMerni transformatoriMerni transformatoriMerni transformatori

� Kontrolišu se: priključne stezaljke, priključci pločica za � Kontrolišu se: priključne stezaljke, priključci pločica za promenu prenosnih odnosa, glava i telo transformatorapromenu prenosnih odnosa, glava i telo transformatorapromenu prenosnih odnosa, glava i telo transformatora

Stub sa nadzemnim vodomStub sa nadzemnim vodomStub sa nadzemnim vodomStub sa nadzemnim vodomStub sa nadzemnim vodomStub sa nadzemnim vodom

Osigurači u trafostaniciOsigurači u trafostaniciOsigurači u trafostaniciOsigurači u trafostaniciOsigurači u trafostaniciOsigurači u trafostanici

Akumulator i spojnicaAkumulator i spojnicaAkumulator i spojnicaAkumulator i spojnica