Componentes Elétricos Normalmente Inspecionados
de Geração de Imagens Térmicas Na Fábrica
Distribuição de energia (trifásica)
Caixas de fusíveis
Cabos e conexões
Relés/Interruptores
Subestações
Harmônicas (corrente da 3a no Neutro)
Sobrecarga dos sistemas/corrente excessiva
Conexões frouxas ou corroídas aumentam a resistência do circuito (normalmente, um lado dos componentes é aquecido)
Erros de fiação
Componentes abaixo das especificações (como fusíveis) aqueceriam nos dois lados do fusível
Aquecimento anormal associado à alta resistência ou fluxo de corrente excessivo é a principal causa dos problemas em sistemas elétricos. A termografia infravermelha permite que vejamos as assinaturas térmicas invisíveis de danos iminentes antes que o dano ocorra. Quando a corrente flui por um circuito elétrico, parte da energia elétrica é convertida para energia de calor. Isso é normal. Mas, se houver uma resistência anormalmente alta no circuito ou um fluxo de corrente anormalmente alto, calor anormalmente alto, o que é um desperdício, potencialmente perigoso e atípico.
A lei de ohm (P=I2R) descreve a relação entre a corrente, a resistência elétrica e a energia ou calor gerado. Usamos uma resistência elétrica alta para resultados positivos como calor em uma torradeira ou luz em uma lâmpada. No entanto, às vezes é gerado um calor indesejado que poderia resultar em danos caros. Condutores muito pequenos, conexões soltas ou fluxo excessivo de corrente pode causar um aquecimento indesejado anormalmente alto que resulta em circuitos elétricos anormalmente quentes. Os componentes podem literalmente ficar quentes o suficiente para derreter.
Os termógrafos infravermelhos Fluke permitem que vejamos as assinaturas de calor associadas à alta resistência elétrica muito antes que o circuito se torne quente o suficiente para causar uma interrupção ou explosão. Lembre-se dos dois padrões térmicos básicos associados à falha elétrica: 1) Uma alta resistência causada por contato de superfície inadequado e 2) um circuito sobrecarregado ou um problema de desequilíbrio multifásico.
O calor é produzido pelo fluxo de corrente por um contato com alta resistência elétrica. Esse tipo de problema é normalmente associado com contatos e conectores de alternação. O ponto real de aquecimento pode ser muito pequeno, com menos de 1/16 pol. quando ele começa. Abaixo se encontram diversos exemplos encontrados com um termógrafo Fluke durante demonstrações para clientes.
O Termograma A) é um controlador de motor para um elevador de um grande hotel. Uma das conexões trifásicas estava solta, aumentando a resistência do conector. O excesso de calor produziu um aumento de temperatura de 50 ºC (90 ºF). O Termograma B) é uma instalação de fusível trifásico onde uma extremidade de um fusível tem um contato elétrico de má qualidade com o circuito. O aumento da resistência do contato causou um aumento de 45 ºC (81 ºF) na temperatura nessa conexão do que nas demais conexões do fusível. O Termograma C) é um clipe de fusível onde um contato está 55 ºC (99 ºF) mais quente que os demais. E o termograma D) é uma tomada de parede de duas fases onde as conexões dos fios estavam soltas, fazendo com que os terminais se tornassem 55 ºC (100 ºF) mais quentes do que o ambiente.
A) Controlador B) Fusível Trifásico C) Clipe de Fusível D) Tomada de Parede
Todos esses quatro exemplos eram sérios e exigiam atenção imediata. O termograma B) mostra um princípio interessante usado na interpretação de padrões térmicos de circuitos elétricos. O fusível está quente somente em uma extremidade. Se o fusível estivesse quente em ambas as extremidades, o problema seria interpretado de forma diferente. Um circuito sobrecarregado, um desequilíbrio de fase, ou um fusível muito pequeno fariam com que as duas extremidades do fusível superaquecessem. Estar quente em uma extremidade sugere que o problema seja uma alta resistência de contato na extremidade quente.
A tomada de parede no Termograma D) estava seriamente danificada, como pode ser visto na imagem abaixo. No entanto, ela continuou funcionando até ser substituída.
Os seguintes termogramas mostram circuitos sobrecarregados. O Termograma E) mostra um painel de circuitos cujo principal disjuntor localizado na parte superior superaqueceu 75 ºC (135 ºF) acima do ambiente. Esse painel total está sobrecarregado e necessita de atenção imediata. Os Termogramas E) e F) mostram todos os disjuntores padrão superaquecidos. Suas temperaturas eram 60 ºC (108 ºF) acima do ambiente. Apesar de no termograma os fios serem azuis, eles também estão quentes, de 45 a 50 ºC (81 a 90 ºF). Todo esse sistema elétrico precisa ser refeito.
E) Painel de Circuitos F) Painel de Circuitos G) Controlador H) Transformador de Corrente
O Termograma G) mostra uma linha de um controlador com 20 ºC (36 ºF) acima das demais. Esse caso precisa ser investigado mais profundamente para determinar por que um fio está tão mais quente que os demais e para determinar os reparos necessários. O termograma H) mostra um transformador de corrente 14 ºC (25 ºF) mais quente do que os outros dois transformadores em uma instalação de serviço trifásica. Isso indica um sério desequilíbrio sério do serviço ou um transformador de corrente com defeito que poderia afetar significativamente a conta de luz do cliente.
Ao executar uma inspeção, é importante que o sistema esteja sob carga. Aguarde para inspecionar com cargas de "pior hipótese" ou de pico, ou quando a carga é de no mínimo 40% (de acordo com a NFPA 70B). O calor gerado por uma conexão solta aumenta de acordo com o quadrado da carga; quando mais alta a carga, mais fácil será encontrar problemas.
Não se esqueça de considerar o efeito de refrigeração do vento ou de outros movimentos do ar.
Somente Temperaturas de Superfície
As câmeras não podem enxergar através de gabinetes elétricos ou bandejas de barramento de metal sólido. Sempre que possível, abra os quadros para que a câmera possa ver os circuitos e componentes elétricos diretamente. Se você encontrar uma temperatura anormalmente alta na superfície externa de um quadro, a temperatura estará muito mais alta dentro dele. Abaixo estão alguns de um quadro de barramento, que identificam um problema sério com os barramentos elétricos dentro do quadro. Os pontos quentes estavam cerca de 10 ºC mais quentes do que o ambiente e 6 ºC mais quentes que outras partes do quadro de barramento.
I) J) K) L) Quadros de barramento
Distribuição Elétrica
Literalmente centenas de equipamentos diferentes podem ser encontrados em um sistema elétrico. Eles começam com a produção de eletricidade, distribuição de alta tensão, plantas de alternação e subestações, e terminam com os transformadores de serviço, equipamentos de alternação, disjuntores, medidores, distribuição local e painéis de equipamentos. Muitas fornecedoras adquiriram os termógrafos Fluke para ajudar em sua manutenção. E quase todos os tipos de setores adotaram as câmeras Fluke para ajudar com a manutenção do sistema de distribuição elétrica.
O Termograma M) é um transformador de serviço que vazou um pouco de óleo de refrigeração, resultando em bobinas perigosamente superaquecidas na parte superior. Uma conexão estava 160 ºC (288 ºF) acima do ambiente. Esse transformador precisava ser substituído imediatamente, mas a empresa quis adiar os reparos um mês para que ele pudesse ser feito durante um desligamento total programado da planta. Eles usaram a câmera Fluke para monitorar o estado do transformador e adiaram os reparos com êxito. O Termograma N) é um transformador de serviço montado em poste com uma conexão 30 ºC (54 ºF) mais quente que o ambiente. Essa condição exigia manutenção assim que possível. O Termograma O) mostra uma conexão principal quente em um interruptor em uma subestação do México. A conexão estava 14 ºC (25 ºF) mais quente do que as demais. Acreditava-se que esse problema precisava de atenção. O Termograma P) mostra uma conexão superaquecida em uma subestação do Peru. Ela estava menos de 10 ºC (18 ºF) acima do ambiente e não era uma preocupação imediata.