Sähköblogi #7 Sähkölaitteistojen lämpökuvaus – Lämpenemä
Mistä tietää onko lämpökamerassa näkyvissä asioissa aihetta huoleen?
Tervehdys Sähköblogin lukijoille. Lämpökuvien tulkinta vaatii ammattitaitoa ja näkemystä. Sähkölaitteistojen lämpökuvauksessa täytyy tuntea kuvattavan kohteen rajat ja siihen vaikuttavat muut tekijät. Esimerkiksi pelkkä lämpökuvaaminen ilman kuormitusvirran mittausta jättää analyysin todella vajavaiseksi. Tässä postauksessa ajattelin pureutua vähän tarkemmin siihen, kuinka sähkölaitteistoista otetuista lämpökuvista voi tehdä päätelmiä.
Tiedä mikä on kuvattavien komponenttien maksimi käyttölämpötila
Sähkölaitteistoja lämpökuvatessa on tietysti keskeinen asia tietää, mikä on komponenttien suurin mahdollinen käyttölämpötila. Tämä on määritelty komponenttivalmistajien datalehdillä. Korkeinta käyttölämpötila on se lämpötila, jossa valmistaja voi taata komponentin oikeanlaisen toiminnan ilman, että se aiheuttaa vaaraa ympäristölle tai komponentille itselleen. Esimerkiksi PVC eristeisellä kaapelilla tämä on 70 celcius astetta. Johto ei siis saisi lämmetä tuon lämpötilan yläpuolelle. Mikä sitten lämmittää sähkölaitteiston komponentteja? Etupäässä niiden kautta kulkeva sähkövirta ja ympäristön vaikutukset. Lämpötilan noustessa siis lähelle näitä korkeimpia käyttölämötiloja, voidaan olla varma että sähkölaitteistossa on jotain vialla.
Lämpenemän määrittäminen ja suhteuttaminen erilaisille kuormille
Lämpötila nousee sähkövirran neljönä. Tämä tarkoittaa siis sitä, että sähkövirran kaksinkertaistuessa lämpötila nelinkertaistuu. Tätä havaintoa hyödyntäen voidaan päätellä lämpötilan, kuorman ja virtapiirin nimellisen virran suhteesta mahdollisten vikojen vakavuutta sähkölaitteistossa jo varhaisemmassa vaiheessa. Alla esimerkki edellisestä.
Kohteen lämpötilaksi mitataan 40 celsius astetta. Ympäristön lämpötila on 20 celsius astetta. Lämpenemä määritellään vähentämällä mitatusta lämpötilasta ympäristön lämpötila. Tässä tapauksessa lämpenemä siis olisi 20 celsius astetta. Kuormitusvirta mitattaessa on 5 ampeeria. Piirin nimellinen virta on 25 ampeeria. Mittauksen hetkellä kuormitus on siis 20% nimellisestä. Nyt kun tiedämme, että lämpötila nousee kuormitusvirran neliönä voimme laskea suhteellisen lämpenemän erilaisilla kuormituksilla. Jo 40% kuormituksella lämpötila alkaa lähentelemään 80 astetta celciusta. Tämä on siis jo PVC eristyksen korkeimman sallitun käyttölämpötilan yläpuolella. Voimme siis päätellä, että sähkölaitteistossa on jotain todella vakavasti pielessä.
Lämpökuvaus kannattaa ottaa osaksi sähkölaitteistojen säännöllistä kunnonvalvontaa. Se sopii toteutettavaksi ensimäisen kerran jo sähkölaitteistojen käyttöönoton yhteydessä ja on verraton keino kun halutaan havaita mahdolliset vaaran aiheuttajat hyvissä ajoin. Lämpökamera on loistava työkalu myös muiden sähkötarkastuksien yhteydessä.