در دنیای صنعت و برق، کوچک‌ترین نقص می‌تواند به توقف تولید یا حتی خسارت‌های سنگین مالی منجر شود. یکی از مشکلات رایج در تجهیزات الکتریکی، ایجاد نقاط داغ در سیم‌پیچی و مدار است. این نقاط داغ معمولاً ناشی از مشکلاتی مثل اتصالات شل، اضافه‌بار یا خرابی عایق سیم‌ها هستند.
روش‌های سنتی شناسایی این مشکلات معمولاً زمان‌بر بوده و نیاز به توقف کامل دستگاه دارند. اما امروز، با پیشرفت تکنولوژی، ترموگرافی سیم‌پیچی به عنوان ابزاری سریع، دقیق و غیرتهاجمی وارد عرصه شده است. این روش می‌تواند در حال کار دستگاه، عیوب حرارتی را آشکار کند و قبل از وقوع خرابی جدی، هشدار لازم را بدهد.
آنچه خواهید خواند
ترموگرافی چیست و چگونه عمل می‌کند؟
ترموگرافی یک روش تصویربرداری بر اساس تابش مادون قرمز است. همه اجسام بر اساس دمای خود، انرژی گرمایی ساطع می‌کنند که برای چشم انسان قابل دیدن نیست، اما دوربین‌های ترموگرافی می‌توانند این انرژی را ثبت و به تصویر حرارتی تبدیل کنند.
این تصاویر حرارتی، اختلاف دما را به صورت رنگ‌های مختلف نشان می‌دهند. نقاط با دمای بالاتر به رنگ‌هایی مثل قرمز یا سفید و نقاط سردتر به رنگ‌های آبی یا سبز نمایش داده می‌شوند. در سیم‌پیچی‌ها، وجود یک نقطه با دمای غیرعادی بالا می‌تواند نشانه‌ای از عیب باشد؛ مثلاً بخشی که به دلیل خرابی عایق یا اتصال نامناسب جریان بیشتری عبور می‌دهد. مزیت بزرگ این روش این است که بدون تماس مستقیم و حتی در حین کارکرد دستگاه می‌توان عیب را تشخیص داد، چیزی که روش‌های قدیمی‌تر معمولاً قادر به انجامش نبودند.
نقش ترموگرافی در نگهداری پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی
نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) به معنای بررسی و تعمیر تجهیزات قبل از وقوع خرابی است. کاربرد ترموگرافی سیم‌پیچی در این حوزه حیاتی می باشد زیرا:
- کاهش توقف‌های ناخواسته: با شناسایی نقاط داغ قبل از خرابی، می‌توان برنامه‌ریزی دقیقی برای تعمیرات داشت.
- افزایش طول عمر تجهیزات: تشخیص به‌موقع مشکلات مانع از آسیب گسترده‌تر به سیم‌پیچی‌ها و مدار می‌شود.
- بهبود ایمنی: نقاط داغ می‌توانند باعث آتش‌سوزی یا برق‌گرفتگی شوند، و شناسایی زودهنگام آن‌ها خطر را کاهش می‌دهد.
- صرفه‌جویی در هزینه‌ها: تعمیر پیشگیرانه همیشه ارزان‌تر از تعمیر بعد از خرابی کامل است.
در صنایع بزرگ، استفاده از ترموگرافی به یک استاندارد در برنامه‌های نگهداری تبدیل شده است.
علت ایجاد نقاط داغ در سیم‌پیچی و مدار برق
نقاط داغ در سیم‌پیچی یا مدار می‌توانند به دلایل مختلفی ایجاد شوند، که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- اتصالات شل یا ضعیف: این مورد باعث افزایش مقاومت در محل اتصال و در نتیجه بالا رفتن دما می‌شود.
- اضافه‌بار: جریان بیش از حد مجاز باعث گرم شدن غیرعادی سیم‌ها و سیم‌پیچی‌ها می‌گردد.
- خرابی یا فرسودگی عایق: عایق ضعیف موجب نشت جریان و افزایش دمای موضعی می‌شود.
- کیفیت پایین هادی‌ها: استفاده از سیم با کیفیت پایین یا قطر نامناسب، افت ولتاژ و دمای بالا را به همراه دارد.
- تهویه نامناسب: نبود جریان هوای کافی باعث تجمع گرما در داخل تجهیزات می‌شود.
ترموگرافی کمک می‌کند که این عوامل را حتی قبل از بروز علائم ظاهری، شناسایی کنیم.
چگونگی شناسایی سیم‌پیچی داغ‌شده با ترموگرافی
برای شناسایی سیم‌پیچی داغ‌شده، ابتدا دوربین ترموگرافی روی بخش مورد نظر تنظیم می‌شود. اپراتور تصویر حرارتی را در نمایشگر دوربین مشاهده می‌کند و به دنبال نقاطی با دمای غیرعادی می‌گردد. مراحل کلی کار به این صورت است:
- آماده‌سازی دستگاه: بررسی شرایط ایمنی، اطمینان از کارکرد طبیعی تجهیزات و تنظیم حساسیت دوربین.
- تصویربرداری حرارتی: گرفتن چندین تصویر از زوایای مختلف برای پوشش کامل سیم‌پیچی و مدار.
- تحلیل تصاویر: بررسی اختلاف دما بین بخش‌های مختلف و شناسایی مناطق مشکوک.
- مقایسه با مقادیر مرجع: دمای نقاط مشکوک با داده‌های استاندارد یا وضعیت مشابه در دستگاه سالم مقایسه می‌شود.
- ثبت و گزارش: ثبت نتایج برای استفاده در برنامه تعمیرات.
با این روش، حتی گرمای موضعی ناشی از یک اتصال نیمه‌سالم نیز قابل تشخیص خواهد بود.
تشخیص عیوب الکتریکی پنهان با استفاده از ترموگرافی
برخی از عیوب الکتریکی با روش‌های معمول مانند مولتی‌متر یا تست عایق‌سنج به‌راحتی قابل شناسایی نیستند، زیرا ممکن است فقط تحت شرایط خاصی بروز کنند. ترموگرافی سیم‌پیچی این مزیت را دارد که در زمان واقعی کارکرد دستگاه مشکل را نشان می‌دهد. نمونه‌هایی از این عیوب شامل:
- شل شدن اتصالات داخلی تابلو برق
- نیم‌سوز شدن بخشی از سیم‌پیچی موتور
- افزایش مقاومت در یک نقطه خاص از مدار
- بار نامتعادل بین فازها در سیستم سه‌فاز
با شناسایی این مشکلات، تعمیرکار می‌تواند قبل از آسیب جدی، اقدام به رفع عیب کند.
مقایسه دقت ترموگرافی با روش‌های سنتی بازرسی
روش‌های سنتی مانند بازرسی چشمی، اندازه‌گیری مقاومت یا تست عایق همچنان در صنعت کاربرد دارند، اما در بسیاری از موارد، کاربرد ترموگرافی سیم‌پیچی برتری قابل توجهی دارد:
- سرعت بیشتر: در عرض چند دقیقه می‌توان وضعیت حرارتی یک دستگاه را بررسی کرد.
- عدم نیاز به توقف دستگاه: بسیاری از روش‌های قدیمی نیاز به خاموش کردن تجهیزات دارند.
- تشخیص زودهنگام: نقاط داغ را قبل از آن‌که خرابی جدی رخ دهد شناسایی می‌کند.
- تصویر واضح از مشکل: خروجی به شکل تصویر حرارتی است که برای مدیران و تکنسین‌ها قابل فهم‌تر است.
البته باید توجه داشت که ترموگرافی سیم‌پیچی جایگزین کامل سایر روش‌ها نیست، بلکه ابزاری مکمل برای بازرسی دقیق‌تر است.
