Методы и средства измерения температуры электроустановок
Тема: МАСТЕРАМ Дата: 30.5.05
Для контроля нагрева электрооборудования применяют четыре метода измерений: метод термометра, метод сопротивления, метод термопары и метод инфракрасного излучения. Метод термометра применяют для измерения температуры доступных поверхностей. Используют ртутные, спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специальные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожухи оборудования. Ртутные термометры обладают более высокой точностью, но применять их в условиях действия электромагнитных полей не рекомендуется ввиду высокой погрешности, вносимой дополнительным нагревом ртути вихревыми токами.
При необходимости передачи измерительного сигнала на расстояние нескольких метров (например, от теплообменника в крышке трансформатора до уровня 2...3 м от земли) используют термометры манометрического типа, например термосигнализаторы ТСМ-10. Прибор состоит из термобаллона и полой трубки, соединяющей баллон с пружиной показывающей части прибора. Прибор заполнен жидким метилом и его парами. При изменении измеряемой температуры изменяется давление паров хлористого метила, который передается стрелке прибора. Достоинство манометрических приборов заключается в их вибрационной устойчивости.
Метод сопротивления основан на учете изменения величины сопротивления металлического проводника от его температуры.
Для мощных трансформаторов и синхронных компенсаторов применяют термометры с указателем манометрического типа. Общий вид (а) и схема включения (б) такого термометра показаны на рис. 3.1. В зависимости от температуры жидкость, заполняющая измерительный щуп прибора, воздействует через соединительную капиллярную трубку и систему рычагов на стрелку указателя.
Рис. 3.1. Дистанционный электротермометр манометрического типа: а — общий вид; б — схема включения; 1 и 2 — сигнальные контакты; 3 — реле
В таком термометре стрелки указателя имеют контакты 1 и 2 для сигнализации температуры, заданной установкой. При замыкании контактов срабатывает соответствующее реле 3 в схеме сигнализации. Для измерения температуры в отдельных точках синхронных компенсаторов (в пазах для измерения стали, между стержнями обмоток для измерения температуры обмоток и других точках) устанавливаются терморезисторы. Сопротивление резисторов зависит от температуры нагрева в точках измерения. Терморезисторы изготовляют из платиновой или медной проволоки, их сопротивления калиброваны при определенных температурах (при температуре О °С для платины сопротивление равно 46 Ом, для меди — 53 Ом; при температуре 100 °С для
платины — 64 Ом, для меди — 75,5 Ом соответственно).
Рис. 3.2. Схема измерения температур с помощью терморезистора
Такой терморезистор R4 включается в плечо моста, собранного из резисторов (рис. 3.2). В одну из диагоналей моста включается источник питания, в другую — измерительный прибор. Резисторы R1... R4 в плечах моста подбираются таким образом, что при номинальной температуре мост находится в равновесии и ток в цепи прибора отсутствует. При отклонении температуры в любую сторону от номинальной изменяется сопротивление терморезистора R4, нарушается баланс моста и стрелка прибора отклоняется, показывая температуру измеряемой точки. На этом же принципе основан переносной прибор (рис. 3.3). Перед измерением стрелка прибора должна находиться в нулевом положении.
Рис. 3.3. Электротермометр (переносной) для контроля нагрева контактных соединений:
а — общий вид; б — схема; 1 — муфта для соединения с изолирующей штангой;
2 — микроамперметр; 3 — резистор с регулируемым сопротивлением (R5); 4—
терморезистор (RT); 5 — контроль; 6 — измерение; П — переключатель на два
положения; К — кнопка для подачи напряжения на схему
Для этого кнопкой К подается питание, переключатель П устанавливается в положение 5 и переменным резистором R5 стрелку прибора устанавливают на нуль. Затем переключатель П переводится в положение 6 (измерение).
Измерение температуры контактов производится прикосновением головки датчика к поверхности контакта и нажатием штанги на головку электротермометра (при нажатии замыкается кнопка К и питание подается в схему). Через 20... 30 с измеренное значение температуры контакта считывается со шкалы прибора.
Средством дистанционного измерения температуры обмотки и стали статора генераторов, синхронных компенсаторов, температуры охлаждающего воздуха, водорода являются термометры сопротивления, в которых также использована зависимость величины сопротивления проводника от температуры. Конструкции термометров сопротивления разнообразны. В большинстве случаев — это бифилярно намотанная на плоский изоляционный каркас тонкая медная проволока, имеющая входное сопротивление 53 Ом при температуре 0 °С.
В качестве измерительной части, работающей в совокупности с термометрами сопротивления, применяют автоматические электронные мосты и логомеры, снабженные температурной шкалой.
Таблица 3.3 Технические характеристики пирометров и тепловизоров
Марка прибора |
Диапазон контролируемых температур , °С |
Наибольшее расстояние до контролируемого объекта, м |
Погрешность измерений , % |
Показатель визирования |
Масса , кг |
Напряжение источника питания , В |
С -17 |
+ 600...+2000 |
0,5... 10 |
+ 2,5 |
1:70 |
0,9 |
9 |
С -15 |
+ 100...+600 |
0,5... 10 |
+ 2,5 |
1:70 |
0,9 |
9 |
С -9 |
-10...+200 |
0,5... 10 |
+ 2,5 |
1:70 |
0,9 |
9 |
Тепловизор «Интекс» |
-20...+200 |
10 |
+ 2,5 |
1:70 |
3 |
9 |
Тепловизион -ные контрольные системы: |
|
|
|
|
|
|
«Иртис -2000» |
-20...+200 |
10 |
+ 2 |
1:70 |
5 |
12 |
THCTR1-
9400SL |
-20...+500 |
10 |
+ 2 |
1:70 |
8,4 |
12 |
Таблица 3.4
Охлаждающая среда и контроль за статором, подшипниками, уплотнениями роторов в генераторах ТВФ и ТВВ
Элементы |
Число датчиков турбогенератора |
турбогенератора |
ТВФ -100-2 |
ТВВ -320-2 |
ТВВ -500-2 |
Статор : обмотка |
9 |
54 |
72 |
активная сталь |
9 |
9 |
9 |
Охлаждающий газ: |
|
|
|
холодный |
2 |
4 |
4 |
нагретый |
4 |
4 |
4 |
Дистиллят в обмотке статора: |
|
|
|
на входе |
— |
1 |
1 |
на выходе |
— |
1 |
1 |
Вода в охладителях и теплообменниках: |
|
|
|
холодная |
1 |
2 |
2 |
нагретая |
1 |
2 |
2 |
Подшипники и уплотнения: |
|
|
|
вкладыши |
4 |
4 |
4 |
входящее масло |
1 |
1 |
1 |
выходящее масло |
2 |
2 |
2 |
Установку термометров сопротивления в статор машины выполняют при ее изготовлении на заводе. Медные термометры сопротивления укладывают между стержнями обмотки и на дно паза.
Метод термопары основан на использовании термоэлектрического эффекта, т. е. зависимости ЭДС в цепи от температуры точек соединения двух разнородных проводников, например: медь—константан, хромель—копель и др. Если измеряемая температура не превышает 100... 120°С, то между термоЭДС и разностью температур нагретых и холодных концов термопары существует пропорциональная зависимость.
Термопары присоединяют к измерительным приборам компенсационного типа, потенциометрам постоянного тока и автоматическим потенциометрам, которые предварительно градуируют. С помощью термопар измеряют температуры конструктивных элементов турбогенераторов, охлаждающего газа, активных частей, например активной стали статора.
Метод инфракрасного излучения положен в основу приборов, работающих с использованием фиксации инфракрасного излучения, испускаемого нагретыми поверхностями. К ним относятся пирометры, применяемые для измерения температур нагретых тел (табл. 3.3).
В табл. 3.4 приведены элементы турбогенераторов серий ТВФ и ТВВ и охлаждающая среда, температура которых измеряется указанными средствами теплового контроля.
Помимо температуры на обслуживаемом оборудовании также контролируют давление водорода, общий расход и давление дистиллята в обмотке статора, расход и давление воды в охладителях и теплообменниках, так как от параметров охлаждающих агентов непосредственно зависит температура элементов статора и ротора.
Эта статья взята с сайта ElectroMaster - электрика и сантехника .65
https://electromaster.ru
URL этой статьи:
https://electromaster.ru/article.php?storyid=294
|