Ультрафиолетовая или инфракрасная: какую камеру выбрать для мониторинга энергооборудования?

Мониторинг в невидимой части спектра позволяет обнаружить процессы, которые не видны невооруженным глазом, например, чрезмерный нагрев деталей оборудования из-за механического износа или опасной утечки тока. Самым распространенным типом приборов для визуального дистанционного мониторинга являются тепловизоры. Но в отдельных случаях более полезными могут оказаться ультрафиолетовые (УФ) камеры, которые обладают уникальными функциями.

Разные спектры, одинаковые задачи

Тепловизоры, они же инфракрасные (ИК) камеры, ведут съемку в невидимой красной части спектра (в промышленных приборах 7500-14000 нм), а УФ-камеры — в противоположной части спектра, синей (240-280 нм). Их задача в энергетике одна: выявить аномалии, которые могут быть признаками неисправности оборудования. ИК-камеры имеют бóльшую популярность, о чем мы рассказывали ранее. Сейчас появились компактные недорогие решения, которые удобно использовать в помещениях. Например, в 2016 г. вышел на рынок мультиметр-тепловизор Fluke 279 FC, возможности которого мы подробно изучили. В том же году компания Caterpillar вывела на рынок первый смартфон со встроенным тепловизором.

Однако когда речь идет о мониторинге с большого расстояния, например при контроле коронных разрядов на линиях электропередач, простые ИК-камеры не подходят, так как у них недостаточная разрешающая способность. Проблема в том, что объективы для тепловизоров делают из дорогостоящего редкоземельного германия. Поэтому «дальнобойные» камеры очень высокого разрешения и с механическим зумом дешевле сделать для УФ-диапазона

В итоге УФ-камера — самый эффективный инструмент для обнаружения повреждения изоляции на ЛЭП, открытых распределительных и защитных устройств.

УФ-камера
УФ-камера

Компактные УФ-камеры

В целом, можно упрощенно определить УФ-мониторинг как способ выявления проблем с изоляцией, а ИК-мониторинг как способ обнаружения нарушения проводимости.

УФ-камера может обнаружить неисправность, которую тепловизор не видит
УФ-камера может обнаружить неисправность, которую тепловизор не видит

В ультрафиолете многие вещества становятся видимыми, то есть «светятся». Это свойство востребовано военными, так как большинство видов камуфляжных тканей хорошо заметны в УФ-свете, ведь листва хорошо поглощает ультрафиолет, а песок и снег наоборот —  отражают. В итоге солдат в обычном камуфляже выглядит ярким пятном с расстояния в сотни метров даже при использовании дешевой УФ-камеры стоимостью от $100.

Точно так же с помощью УФ-камер можно выявить повышение уровня электрического поля. Оно ионизирует воздух, который начинает «светиться» в ультрафиолете. Атмосфера задерживает значительную часть солнечного ультрафиолета и УФ-камера даже в яркий солнечный день обнаруживает крошечные коронные разряды, которые являются ранними признаками неисправности. Такие коронные разряды, возникающие на оборудовании от 6 кВ, не генерируют тепло, а значит, их нельзя обнаружить с помощью ИК-камер.

Также в энергетике с помощью УФ-камер обнаруживают утечку элегаза (SF6), который используется в высоковольтных энергосистемах в качестве изолятора и теплоносителя. УФ-камера выявляет утечку даже небольшого количества элегаза, тогда как тепловизор может обнаружить ее только по разности температур окружающей среды и газа, то есть когда утечка уже значительная. Кроме того, УФ-камеры эффективны при ярком дневном свете, а также в утренние и вечерние часы, то есть в периоды, когда тепловизор может «слепнуть».

Высокое разрешение и вопрос стоимости

Теоретически, УФ-камеры должны быть дешевле, чем тепловизоры, поскольку используют обычные объективы. В энергетике благодаря высокому разрешению УФ-камер можно проводить удаленное обследование электрооборудования, например, вести мониторинг ЛЭП с вертолета или беспилотника. Это существенно сокращает расходы на обследование протяженных объектов. 

УФ-камера Corona 350 II для установки на летательные аппараты. Аренда вертолета с подобной камерой стоит около $2 тыс. в день
УФ-камера Corona 350 II для установки на летательные аппараты. Аренда вертолета с подобной камерой стоит около $2 тыс. в день

Например, ученые используют УФ-камеры для обнаружения молекул газообразного оксида серы в вулканических шлейфах с расстояния 16 км. Но в большинстве случаев ручные и стационарные/мобильные УФ-камеры стоят столько же или даже дороже, чем ИК-камеры. Почему так?

Ультрафиолетовая камера в сравнении с обычной и инфракрасной
Ультрафиолетовая камера в сравнении с обычной и инфракрасной

Дело в том, что в отличие от ИК-камер, ультрафиолетовые камеры высокого разрешения не видят обычных предметов, что хорошо заметно по иллюстрации выше. Поэтому приходится использовать комбинированную съемку, объединяя две камеры: УФ и обычную, видимого диапазона. Картинка объединяется и данные УФ-сканирования выводятся поверх картинки обычной камеры. Например, невидимый невооруженным глазом коронный разряд на изоляторе на экране УФ-камеры обозначается цветным пятном. Подобные камеры с синтезированной картинкой всегда стоят дороже обычных, поскольку имеют более сложную «начинку». Кроме того, в УФ-камерах высокого разрешения используются дорогостоящие детекторы, стоимость которых составляет 50% от цены прибора. В итоге это «съедает» экономию, получаемую за счет более дешевой оптики, и УФ-камера с большой дальностью действия стоит примерно столько же, сколько и мощный тепловизор. 

В 2005 г. компания UViRCO Technologies представила первую мультиспектральную камеру, которая объединяет ИК, УФ и съемку в видимом диапазоне. Такие приборы являются универсальным инструментом

Первая мультиспектральная камера MultiCAM (слева) от UViRCO и ее возможности. Самый современный вариант мультиспектральной камеры — CoroCAM 8 (справа)
Первая мультиспектральная камера MultiCAM (слева) от UViRCO и ее возможности. Самый современный вариант мультиспектральной камеры — CoroCAM 8 (справа)

Следует иметь в виду, что найти прейскуранты на УФ-камеры сложно — чаще всего придется связываться с поставщиком оборудования для уточнения цен. Это не такой массовый продукт, как тепловизоры, которые широко представлены на рынке и имеют четко обозначенную цену.

В настоящее время камеры от лидера отрасли CoroCAM типа УФ+видимый спектр стоят около $50 тыс., а портативная  камера ИК+УФ — $65-80 тыс. Цена кажется высокой, но следует помнить, что УФ-камера может обнаружить, например, неисправные изоляторы высоковольтной ЛЭП. Фактический срок службы дефектных изоляторов может составить, например, 10 лет вместо расчетных 50, что приведет к неожиданным масштабным отказам оборудования. Таким образом, УФ-мониторинг может сэкономить значительные средства за счет уменьшения капитальных затрат.

УФ-камера обнаруживает рост электрического поля возле поврежденного изолятора
УФ-камера обнаруживает рост электрического поля возле поврежденного изолятора

Не вместо, а вместе

Ультрафиолетовый мониторинг — это дополнение ИК-мониторинга, а не его замена. УФ-камера показывает возможное повреждение изоляции и безопасна в использовании благодаря большой дальности съемки. В настоящее время это самый дешевый способ быстрого обследования открыто размещенного высоковольтного оборудования. Альтернативой является снятие оборудования для тестирования или создание умной электросети с множеством датчиков.

Но УФ-съемка не может обнаружить все неисправности, например нагрев, связанный с плохим контактом и утечкой тока. С ростом стоимости энергооборудования одновременно увеличивается роль инфракрасного и ультрафиолетового мониторинга в обеспечении бесперебойной работы энергосистем.

Подберем для вас УФ/ИК камеру, а также дадим специальную скидку:


* - Обязательное для заполнения
Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 

Последние новости

29.11.2022

Блок нагрузки переменного тока – это часть электрического испытательного оборудования, используемого для имитации электрической нагрузки для тестирования источника электроэнергии без подключения его к нормальной рабочей нагрузке. Во время тестирования блок нагрузки подключается к выходу источника питания, такого как электрогенератор, аккумулятор или фотоэлектрическая система, вместо его обычной нагрузки. Блок нагрузки обеспечивает поддержание параметров нагрузки с характеристиками, аналогичными стандартной рабочей нагрузке тестируемого прибора, в то же время рассеивая выходную мощность, которая в нормальном режиме потребляется нагрузкой.

27.10.2022

Компания «СвязьКомплект» начинает продажи муфт холодной усадки для кабельных линий среднего напряжения 6/10-35 кВ. Муфты производятся под маркой «ИМАГ» и поставляются на замену аналогичной продукции компании 3М.

20.09.2022

Воздушные ЛЭП весьма уязвимы для всевозможных воздействий. Но наиболее распространенным видом аварий на них являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ). Так называют вид повреждения, при котором одна из фаз трехфазной системы замыкается на землю или предмет, электрически связанный с землей. По статистике, на ОЗЗ приходится до 90% всех электрических повреждений ЛЭП.

29.08.2022

Кабельные линии (КЛ) постоянно подвергаются внешним неблагоприятным воздействиям (природным явлениям, механическим нагрузкам). Нередко в обрыве кабеля виноват сам человек (к примеру, в процессе проведения земляных работ). Рассмотрим самые распространенные методы определения поврежденного участка кабельной линии.

26.08.2022

На складе компании «СвязьКомплект» в наличии большой ассортимент продукции 3M. При этом товарные запасы ограничены. Спешите сделать закупки по текущим ценам!

29.06.2022

В компанию «СвязьКомплект» поступил запрос от компании “Россети Сибирь” на оснащение воздушных линий электропередач (ЛЭП) 10 и 110 кВ индикаторами короткого замыкания.

06.06.2022

Новые тепловизионные камеры промышленного применения китайского производителя Jiahehengde доступны в России! Оборудование сертифицировано и доступно под заказ!  

25.05.2022

Поиск мест повреждений кабельных линий распределительных сетей низкого напряжения является серьезной проблемой, а с учетом их распространенности, это может служить причиной значительного недоотпуска электроэнергии потребителям.

12.05.2022

Профессиональное высоковольтное оборудование b2 electronic GmbH (Австрия), предназначенное для испытания и диагностики высоковольтных кабельных линий доступно для заказа! Цены снижены и зафиксированы до конца года. Сроки поставки основной номенклатуры – около 2 недель.

12.04.2022

Нормальная эксплуатация силовых трансформаторов предполагает своевременное проведение диагностики и ремонтов. На практике используются различные методы диагностики, определяющие состояние тех или иных узлов и систем трансформатора. В ряду применяемых методов диагностики измерение температуры является самым быстрым. Измеряют температуру поверхности открытых конструктивных элементов, температуру охлаждающего масла и температуру функциональных узлов внутри трансформатора.