תרמוגרפיה בחשמל: כמה זמן לפני התקלה אפשר לזהות אותה?

במהלך עבודת שטח במפעל ייצור גדול במרכז הארץ, נקרא צוות המהנדסים של יראל הנדסת חשמל לבדיקת שגרה של לוחות החשמל הראשיים. מנהלי המפעל היו בטוחים שהמערכת פועלת באופן מושלם, משום שלא נרשמו קפיצות מתח, הפסקות חשמל או סימנים חיצוניים לעומס יתר. למרות זאת, סריקה באמצעות ציוד אינפרא אדום מתקדם חשפה טמפרטורה חריגה של למעלה משישים מעלות צלזיוס בחיבור של מפסק פאקט מרכזי, ממצא שמנע ככל הנראה שריפה חמורה והשבתה מלאה של קווי הייצור.

תקלות במערכות חשמל אינן מתרחשות ברגע אחד ולרוב אינן מופיעות ללא סימנים מוקדמים. בדרך כלל הן מתפתחות לאורך זמן בתהליך פיזיקלי מתמשך, שבו פגם קטן בחיבור הופך בהדרגה למוקד התחממות משמעותי. הפיזיקה של הולכת חשמל מלמדת שכאשר נגרם נזק למוליך, מופיע מגע רופף או מתפתחת חמצון על גבי פסי צבירה, ההתנגדות החשמלית באותה נקודה עולה בצורה ניכרת.

עקב העלייה בהתנגדות, חלק מהאנרגיה החשמלית הופך לאנרגיית חום בהתאם לחוק ג'ול, וכך נוצר מוקד חום מקומי כבר מרגע הופעת הפגם. ככל שהעומס החשמלי על המערכת גדל, הנקודה הפגומה מתחממת בקצב מהיר יותר ועלולה להשפיע גם על רכיבים סמוכים. ללא איתור וטיפול בזמן, התהליך עלול להוביל להיתוך בידוד, לקצר חשמלי, לפגיעה במפסק או לדליקה המסכנת את המתקן ואת העובדים בו.

כמה זמן לפני התקלה אפשר לזהות אותה באמצעות תרמוגרפיה בחשמל?

בדיקה תרמוגרפית מאפשרת לזהות כשלים חשמליים בין מספר שבועות ועד מספר חודשים, ולעיתים אף שנה שלמה, לפני התרחשות תקלה קריטית. הזיהוי המוקדם מתרחש כבר בשלבים הראשוניים של עליית ההתנגדות החשמלית במגעים, עוד לפני שמתפתחת טמפרטורה המסכנת את הרכיב או את סביבתו. אבחון מוקדם מעניק למנהלי תחזוקה חלון הזדמנויות רחב לתכנון תיקון מבוקר מראש, לצמצום סיכונים ולהימנעות מהשבתת חירום בלתי מתוכננת של המתקן.

היכולת לאתר בעיה חודשים לפני כשל קריטי נובעת מהבנת עקומת ההידרדרות של רכיבים אלקטרומכניים במתקני חשמל. בשלבים הראשונים, המכונים שלב הסטייה התרמית המזערית, העלייה בטמפרטורה יכולה להימדד במעלה אחת עד חמש מעלות בלבד מעל טמפרטורת הסביבה. בשלב זה הציוד ממשיך לתפקד כרגיל, בדרך כלל אין נזק נראה לעין, ומהנדסי חשמל בעלי הסמכת בודק סוג 3 יכולים לזהות את הסטייה הקלה ולסווג את דחיפות הטיפול בהתאם לממצאים.

שלבי התפתחות הכשל החשמלי וזמני הגילוי המוקדם

כפי שניתן לראות בטבלה, ביצוע בדיקה תרמוגרפית תקופתית מאפשר לתפוס את הכשל כבר בשלב הירוק או הצהוב, כאשר התיקון פשוט, מהיר וזול יחסית. חברת יראל הנדסת חשמל עושה שימוש במצלמות תרמיות ברזולוציה גבוהה, המאפשרות לזהות הפרשי טמפרטורה מזעריים גם במערכות חשמל עמוסות במיוחד. ניסיון שטח מראה כי דחיית האבחון לשלבים המאוחרים עלולה להוביל לתיקוני חירום יקרים, לנזק לרכיבים סמוכים ולסיכון ממשי של חיי אדם.

בעיות תפעוליות ובטיחותיות שהאבחון התרמי פותר במתקנים

אחת הבעיות השכיחות ביותר בלוחות חשמל של מבנים מסחריים ותעשייתיים היא הידוק לא מספק של ברגים בחיבורי כבלים ופסי צבירה. עם הזמן, תנודות מכניות, שינויי טמפרטורה ומחזורי עומס גורמים להשתחררות הדרגתית של המגעים החשמליים ולעלייה בהתנגדות המעבר. התופעה יוצרת התחממות מקומית חריפה שקשה מאוד לגלות בבדיקה חזותית רגילה, בעוד שהאבחון התרמוגרפי מאפשר לאתר את הנקודות הללו במדויק ולתכנן טיפול לפני החמרת הכשל.

מעבר לזיהוי מגעים רופפים, הסריקה התרמית מסייעת באיתור בעיות של חוסר איזון בין פאזות והרמוניות במערכות מתח גבוה ונמוך. כאשר פאזה אחת עמוסה באופן משמעותי יותר מהאחרות, המוליך השייך לה מתחמם במהירות ועלול לגרום להפעלת הגנות, לפגיעה במפסקים או לקריסת המפסק הראשי. יראל הנדסת חשמל מעניקה מעטפת מקצועית הכוללת גם איתור תשתיות ותקלות תת קרקעיות, בדיקות גנרטורים לחירום ובדיקות עמדות טעינה לרכב חשמלי, לצורך קבלת תמונה הנדסית מלאה של המתקן.

היבט קריטי נוסף שבו תורם הניטור התרמי הוא התחום המשפטי והביטוחי של מתקני החשמל. חברות ביטוח רבות דורשות כיום הצגת דוח תרמוגרפי תקופתי המבוצע על ידי מהנדס חשמל מוסמך כתנאי לתוקף פוליסת הבית או העסק. במקרים של נזק או שריפה, יראל הנדסת חשמל מספקת חוות דעת משפטיות הנערכות על ידי מהנדס מומחה, ולצד זאת מציעה גם בדיקות קרינה אלקטרומגנטית בתדר נמוך והדרכות בטיחות לעובדים.

בשורה התחתונה

ניהול מתקני חשמל מודרני מבוסס על גישה פרואקטיבית המונעת תקלות לפני שהן הופכות לאירוע חירום יקר ומסוכן. הזיהוי המוקדם של ליקויים תרמיים חודשים מראש מאפשר לארגונים ולעסקים לתכנן עבודות תחזוקה בצורה מושכלת, לחסוך משאבים ולשמור על רציפות תפעולית. היכולת להפוך תקלה בלתי צפויה למשימת תחזוקה מתוכננת היא מרכיב מרכזי באמינות, בבטיחות ובשמירה על פעילות רציפה במוסדות, במפעלים ובמבני מגורים.

חברת יראל הנדסת חשמל בע"מ מעמידה לרשותכם ניסיון של עשרות שנים, ציוד אבחון מתקדם וצוות מהנדסים מוסמכים בדרגת בודק סוג 3. החברה מציעה מעטפת שירותים הנדסית הכוללת תחזוקה מונעת, ייעוץ ותכנון מתקנים, בדיקות תקופתיות ומתן חוות דעת מקצועיות בשקיפות מלאה. אם אתם מעוניינים להבטיח את תקינות מערכת החשמל שלכם ולמנוע כשלים עתידיים, מומלץ לתאם בדיקה הנדסית יסודית ומותאמת לצורכי המתקן.

שאלות נפוצות