הגנה מפני עומס יתר למנועים חשמליים

תמונות תרמיות הן דרך קלה לזהות הבדלי טמפרטורה נראים לעין במעגלים חשמליים תלת פאזיים תעשייתיים, בהשוואה לתנאי ההפעלה הרגילים שלהם. על ידי בדיקת הבדלי הטמפרטורה של שלושת הפאזות זו לצד זו, טכנאים יכולים לאתר במהירות אנומליות ביצועים ברגליים בודדות עקב חוסר איזון או עומס יתר.

חוסר איזון חשמלי נגרם בדרך כלל מעומסי פאזה שונים, אך יכול לנבוע גם מבעיות בציוד כגון חיבורים בעלי התנגדות גבוהה. חוסר איזון קטן יחסית במתח המסופק למנוע יגרום לחוסר איזון זרם גדול בהרבה, אשר ייצור חום נוסף ויפחית את המומנט והיעילות. חוסר איזון חמור יכול לפוצץ נתיך או להפעיל מפסק, מה שיגרום להפעלה חד-פאזית ולבעיות הנלוות לכך, כגון חימום ונזק למנוע.

בפועל, כמעט בלתי אפשרי לאזן באופן מושלם את המתחים על פני שלוש פאזות. כדי לסייע למפעילי ציוד לקבוע רמות מקובלות של חוסר איזון, ה-National Electrical Services
איגוד היצרנים (NEMA) ניסח מפרטים עבור מכשירים שונים. קווי בסיס אלה מהווים נקודת השוואה שימושית במהלך תחזוקה ופתרון בעיות.

מה לבדוק?
צלמו תמונות תרמיות של כל לוחות החשמל ונקודות חיבור אחרות בעלות עומס גבוה כגון מנועים, ניתוקים, בקרים וכן הלאה. במקומות בהם אתם מגלים טמפרטורות גבוהות יותר, עקבו אחר המעגל ובדקו את הענפים והעומסים הקשורים.

בדקו פאנלים וחיבורים אחרים כאשר המכסים פתוחים. באופן אידיאלי, עליכם לבדוק מכשירים חשמליים כשהם מתחממים לחלוטין ובתנאי מצב יציב עם לפחות 40 אחוז מהעומס הטיפוסי. בדרך זו, ניתן להעריך כראוי את המדידות ולהשוות אותן לתנאי הפעלה רגילים.

מה לחפש?
עומס שווה צריך להיות שווה לטמפרטורות שוות. במצב של עומס לא מאוזן, הפאזות העמוסות יותר ייראו חמות יותר מהאחרות, עקב החום שנוצר על ידי ההתנגדות. עם זאת, עומס לא מאוזן, עומס יתר, חיבור לקוי ובעיית הרמוניה - כולם יכולים ליצור דפוס דומה. מדידת העומס החשמלי נדרשת כדי לאבחן את הבעיה.

מעגל או רגל קרירים מהרגיל עשויים לאותת על רכיב כושל.

זהו הליך תקין ליצור מסלול בדיקה קבוע הכולל את כל החיבורים החשמליים המרכזיים. בעזרת התוכנה שמגיעה עם הצילום התרמי, שמרו כל תמונה שאתם מצטלמים במחשב ועקובו אחר המדידות שלכם לאורך זמן. בדרך זו, יהיו לכם תמונות בסיס להשוואה לתמונות מאוחרות יותר. הליך זה יעזור לכם לקבוע האם נקודה חמה או קרה היא יוצאת דופן. לאחר פעולה מתקנת, תמונות חדשות יעזרו לכם לקבוע אם התיקונים בוצעו בהצלחה.

מה מייצג "אזעקה אדומה"?
יש לתעדף תיקונים לפי בטיחות תחילה - כלומר, מצבי ציוד המהווים סיכון בטיחותי - ולאחר מכן קריטיות הציוד ומידת עליית הטמפרטורה. NETA (הסוכנות הבינלאומית לחשמל)
הנחיות איגוד הבדיקות (Test Association) מצביעות על כך שטמפרטורות נמוכות עד כדי 1°C מעלות הסביבה וגבוהות ב-1°C בהשוואה לציוד דומה עם עומס דומה, עלולות להצביע על ליקוי אפשרי המצדיק בדיקה.

תקני NEMA (NEMA MG1-12.45) מזהירים מפני הפעלת מנוע כלשהו בחוסר איזון מתח העולה על אחוז אחד. למעשה, NEMA ממליצה להוריד את ערכי מתח המנועים אם הם פועלים בחוסר איזון גבוה יותר. אחוזי חוסר איזון בטוחים משתנים עבור ציוד אחר.

כשל במנוע הוא תוצאה נפוצה של חוסר איזון במתח. העלות הכוללת משלבת את עלות המנוע, העבודה הנדרשת להחלפת מנוע, עלות המוצר שנזרק עקב ייצור לא אחיד, תפעול קו החשמל וההכנסות שאובדות בזמן שהקו מושבת.

פעולות מעקב
כאשר תמונה תרמית מראה שמוליך שלם חם יותר מרכיבים אחרים בחלק מהמעגל, ייתכן שהמוליך הוא בגודל נמוך מדי או עמוס יתר על המידה. בדוק את דירוג המוליך ואת העומס בפועל כדי לקבוע מהו המקרה. השתמש במולטימטר עם אביזר מהדק, מד מהדק או מנתח איכות חשמל כדי לבדוק את איזון הזרם והעומס על כל פאזה.

בצד המתח, בדקו את ההגנה ואת ציוד המיתוג לאיתור ירידות מתח. באופן כללי, מתח הקו צריך להיות בטווח של 10% מהדירוג המצוין על לוחית השם. מתח ניטרלי לאדמה יכול להוות אינדיקציה לעומס כבד על המערכת שלכם או עשוי להוות אינדיקציה לזרם הרמוני. מתח ניטרלי לאדמה גבוה מ-3% מהמתח הנומינלי אמור לעורר חקירה נוספת. כמו כן, קחו בחשבון שעומסים אכן משתנים, ופאזה יכולה להיות נמוכה משמעותית פתאום אם עומס חד פאזי גדול נכנס לפעולה.

ירידות מתח על פני הנתיכים והמתגים יכולות להתבטא גם כחוסר איזון במנוע וחום עודף בנקודת התקלה. לפני שאתם מניחים שהסיבה נמצאה, בדקו שוב באמצעות מדידת הזרם באמצעות צילום תרמי ורב-מודד או מד קלאמפ. אין להעמיס על מעגלי ההזנה או על מעגלי הסניף עד לגבול המרבי המותר.

משוואות עומס במעגל צריכות לאפשר גם הרמוניות. הפתרון הנפוץ ביותר לעומס יתר הוא חלוקה מחדש של עומסים בין המעגלים, או ניהול מתי עומסים מופעלים במהלך התהליך.

באמצעות התוכנה הנלווית, ניתן לתעד כל בעיה חשודה שנחשפה באמצעות צילום תרמי בדוח הכולל תמונה תרמית ותמונה דיגיטלית של הציוד. זוהי הדרך הטובה ביותר לתקשר בעיות ולהציע תיקונים.