SÄHKÖLAITTEISTOJEN LÄMPÖKUVAUKSET

Transkriptio

1 Sähköasennuspäivä 2015 SÄHKÖLAITTEISTOJEN LÄMPÖKUVAUKSET

2 Miksi lämpökuvaus? Sähkö on suurin yksittäinen syy palovahinkoihin Suomessa ja Pohjoismaissa Pieniä häiriöitä, laiterikkoja, tuotantokatkoksia, tulipaloja Palo uhkaa aina omaisuutta, pahimmillaan myös työntekijöiden ja asiakkaiden henkeä Tyypillisiä vikoja asennuksissa löysät liitokset ja asennusvirheet kuluminen pöly ja lika vino- ja ylikuormat harmonisten yliaaltojen aiheuttamat virrat nollajohdoissa

3 Sähköpalo Lähde: Sähköpalot Suomessa. TUKES-julkaisu 2/2005 Tärkeimmät sähkölaitteistopalojen syyt olivat erilaiset tekniset viat. Näiden osuus kaikista oli edellisen tutkimuskerran tavoin yli 90 %. Vajaa puolet sähkölaitteistopaloista sai alkunsa huonoista liitoksista jako- tai pääkeskuksissa, jakorasioissa tai kojerasioissa. Tyypillisesti sähkölaitteissa ja -laitteistoissa paloon johtaneiden teknisten vikojen taustalta on löydettävissä erityisesti puutteellista tai jopa kokonaan laiminlyötyä kunnossapitoa. Näyttääkin siltä, että sähköpaloon johtavat tekniset viat aiheutuvat käyttötavoista, eikä suunnittelu tai valmistusvirheillä tunnu olevan merkittävää roolia sähköpalojen syttymisessä. Lähde: Sähkölaitteistoista aiheutuneet tulipalot ja palovaarat Suomessa, TUKES raportti 2014 Sähkölaitteistojen kunnossapidon tulee olla lähtökohtaisesti ennakoivaa, jotta sähkön käytön turvallisuudesta voidaan varmistua. Ennakoivalla kunnossapidolla varmistutaan myös sähkönsaannin ja jakelun luotettavuudesta, jolloin vältytään esimerkiksi syötön keskeytymisen aiheuttamilta vahingoilta, kuten tuotannon keskeytyksiltä.

4 Sähkölaitteiston kunnossapito Sähköturvallisuuslain mukaan sähkölaitteiston haltijan on huolehdittava laitteiden kunnosta: sähkölaitteistoja on hoidettava niin, ettei niistä aiheudu vaaraa kenenkään hengelle, terveydelle tai omaisuudelle Määräaikaistarkastukset Kunnossapitotarkastukset Huolto- ja kunnossapito- ohjelmat (ohjeet) lämpökuvaus

5 Lämpökuvaus ja kunnossapito Lämpökamera ja lämpökuvaus ovat oivia kunnossapidon apuvälineitä Normaalista poikkeavat lämpötila-arvot voivat paljastaa päällepäin näkymättömiä vikoja, jotka muuten voisivat aiheuttaa suurempia vahinkoja. Esimerkki: If:n lämpökuvauksessa toteamaa 150⁰ C pääkytkintä ei ollut havaittu lainkaan reilua kuukautta aiemmin tehdyssä määräaikaistarkastuksessa

6 Mitä lämpösäteily kertoo järjestelmän tilasta ja kunnosta Kun johtimessa kulkee virta, johtimen resistanssin aiheuttama tehohäviö muuttuu lämmöksi ja johdin lämpenee Johtojen ja kaapelien oikealla mitoituksella sekä erilaisilla suojalaitteilla, kuten sulakkeilla, tämä resistiivinen lämpeneminen pysyy normaalitilanteessa riittävän pienenä Suojalaitteista huolimatta jokin sähkölaitteiston osa voi jostakin syystä kuumentua liikaa, jolloin seurauksena voi olla komponentin hajoaminen tai jopa tulipalo

7 Sähkölaitteiston lämpökuvaus Rakennusten lämpökuvauksia on tehty jo vuosia. Sähkölaitteiston lämpökuvaus on rakennusten kuvaukseen nähden hyvin erilainen toimenpide. Vaikka kuvausvälineistö on käytännössä samaa, on sähkölaitteiston erityispiirteet otettava huomioon. Lämpeneminen tai muuten poikkeavat lämpötilat voivat johtua useasta eri syystä, siksi lämpökuvaajan on välttämätöntä Tuntea termodynamiikan perusteet Ymmärtää sähkölaitteiston toiminta

8 Mitä lämpökuvauksella etsitään? Selvitettäviä asioita: löysät liitokset huonot kontaktit, hapettuminen Huonosti tehdyt puristusliitokset Huono alumiinikaapelikenkien liitos (esim. painelevyt puuttuvat) Epäsymmetria Ylikuormitukset väärät kaapeloinnin ja suojalaitteiden mitoitukset harmoniset yliaallot (esim. 3. yliaalto nollajohdossa tai -kiskossa).

9 Sähkölaitteiston lämpökuvaus Sähkölaitteiston lämpökuvauksessa tutkittavat kohteet käydään järjestelmällisesti läpi ja etsitään mahdollisia lämpötilapoikkeamia. Kun havaitaan ongelmakohtia, esim. suuria lämpötilaeroja samanlaisten komponenttien välillä, niihin tutustutaan tarkemmin. Sähköjärjestelmiä kuvattaessa tärkeimmät huomioitavat asiat ovat Sähkötyöturvallisuus Kuormituksen huomioiminen Mitattavan kohteen kyky säteillä lämpösäteilyä eli emissiivisyys (mistä mitataan)

10 Kuormituksen merkitys mittaustulokseen Sähkökomponenttien lämpötilat ovat sidoksissa niiden kuormitusvirtaan. Kuormitustilan määrittäminen on siksi ensiarvoisen tärkeää suoritettaessa lämpötilojen tulkintaa. Sähköjärjestelmiä lämpökameralla mitattaessa kuormituksen tulisi olla, jos mahdollista, korkein mahdollinen normaali kuormitus tai vähintään 40 % maksimikuormituksesta. Lisäksi sen pitäisi olla ollut käytössä vähintään 30 min. ajan. Mikäli kuormitus on alle 20 %, ei mittauksia tulisi tehdä ollenkaan, koska ongelmakohtien lämpötila ei nouse riittävän korkeaksi, jotta ne voitaisiin havaita.

11 Kohteen emissiivisyys (mistä mitataan?) Parhaita mittaustuloksia sähkölaitteistossa saadaan heijastamattomista pinnoista, kuten kumista, posliinista, useista eristeistä sekä maalatuista pinnoista. Alumiinikisko, kupari ja ruostumaton teräs ovat suuren heijastuvuuden takia huonoja pintoja lämpötilan mittausta varten. > Kaapelikenkien pintamateriaali on yleensä emissiivisyysarvoltaan erittäin matala (kirkas), joten lämpökuvassa todenmukaisemman arvon saa liitoksiin kytkettyjen johtimien pintalämpötiloista. Älä kuvaa liittimestä vaan liittimeen kytketyn johtimen eristeestä!

12 Kuvien tulkinta: onko laitteistossa vikaa? Kuvan tulkintaan ei voi antaa yleispätevää sääntöä; jokaisen lämpötilaeron syy on selvitettävä tapauskohtaisesti. Pienikin lämpötilaero voi kertoa mahdollisesta ongelmasta. Karkea nyrkkisääntö: kahden samanlaisen ja samanlaisella kuormituksella olevan sähköisen komponentin lämpötilaero ei saa ylittää 15 C, eikä lämpötilaero sähköisen komponentin ja ympäröivän ilman välillä saa ylittää 30 C.

13 Varo tulkintavirheitä Käytetty väriskaala voi aiheuttaa tulkintavirheitä: kummassa kuvassa alla tilanne näyttää vaaralliselta?

14 Varo tulkintavirheitä Alla kaksi kuvaa samasta kohdasta, mutta lämpötila-alue eri tavoin määritetty, kumpi on parempi? Aiheuttaako toimenpiteitä?

15 Mitä kohonnut lämpötila kertoo? Virhepäätelmä: Ajatellaan, että lämmin komponentti on automaattisesti viallinen. Kohonnut lämpötila ei välttämättä kerro juuri kyseisen pisteen virhetoiminnasta, vaan lämpötilan nousu voi johtua muun laitteiston osan viasta, esim. laitteiston osan ylikuormituksesta. Huom! Vika voi sijaita myös laitteiston syöttämissä komponenteissa.

16 Miten eri komponentit lämpenevät? Eri sähkökomponenttien saavuttamat loppulämpötilat kuormitusvirran funktiona koetilanteessa. (Lähde: S. Aspelin, Sähkökomponenttien lämpökuvaus; Metropolia 2011).

17 Vaarallista lämpenemää vai ei? Releen kylki lämpökuvassa eri väriskaalavalinnoilla

18 Kuinka lämmin komponentti saa olla? Mitattaessa sähkökomponentin lämpötilaa, olisi sen lämpötilakäyttäytyminen oltava tiedossa. Lämpötilan arvo ei anna minkäänlaista kuvaa virhetoiminnasta, jos arvolle ei ole vertailukohtaa. Komponentin lämpötilaa voidaan verrata ympäristön lämpötilaan tai arvioida lämpötilaeroja samanlaisten komponenttien välillä. Kolmivaihejärjestelmässä voi tarkastella vaiheiden välisiä lämpötilaeroja. Usein on parempi verrata mitattuja lämpötiloja toisiinsa, kuin vetää johtopäätöksiä kohteen lämpötilasta. Eri standardeissa ja ohjeistuksissa on määritelty erinäisiä lämpötilarajoja sähkökomponenteille.

19 Kuvan tulkinta Ylikuormitettu komponentti näkyy usein lämpökuvassa selkeästi muita lämpimämpänä. Löystynyt liitos näkyy yleensä kuumana kohtana, josta kauemmaksi siirryttäessä lämpötila pienenee. Hapettuneissa liitoksissa syntynyt lämpö johtuu tehokkaasti johdinta ja riviliitintä pitkin eteenpäin, jolloin itse lämpövaikutuksen aiheuttavan liitoksen havaitseminen voi olla haasteellista.

20 Löystynyt liitos Esim. riviliittimen löystyminen nostaa sen resistanssia ja vaikuttaa riviliittimen ja johtimen lämpenemiseen, kun riviliittimeen on kytketty virrallinen johdin. Taulukossa ero ehjän ja avautuneen liitoksen johtimien pintalämpötilojen välillä liitoksen avautumisen funktiona (Lähde: S. Aspelin, Sähkökomponenttien lämpökuvaus; Metropolia 2011).

21 Löystynyt riviliitin lämpökuvassa

22 Mitä kannattaa kuvata? Liitokset löysät liitokset huonosti tehdyt puristusliitokset hapettuminen Kolmivaihelähdöt epäsymmetrinen kuormitus Nollakisko ja nollajohdin harmonisten yliaaltojen vaikutukset Kontaktorit ja lämpöreleet huonot kontaktit Kaapelit hyllyllä Loistevalaisimet

23 Kuvaustilanne Suora näkymä mittauskohteeseen avataan kannet tai ovet ja poistetaan suojat poistetaan myös läpinäkyvät pleksisuojat Vältä heijastumia Kuvaajan lämpöheijastuma Ulkopuolisen lämmönlähteen heijastuma Kuvattavalla laitteistolla tai laitteella tulee olla normaalikuormitus mitataan myös kuormitusvirta Pienikin lämpötilaero voi olla merkittävä

24 Lämpökuvausraportti Raportin tulisi sisältää: Lämpökuvauksen tehneen yrityksen nimi ja yhteystiedot Raportin laatijan ja lämpökuvaajan nimi ja pätevyystodistuksen numero Lämpökuvauksen tilaaja ja yhteystiedot sekä yhteyshenkilö Lämpökuvaustarkastuksen aika tai ajanjakso Sisällysluettelo Käytetty lämpökuvauskamera (malli ja sarjanumero) Yhteenveto lämpökuvauksesta toimenpiteitä vaativat kohteet riittävän selkeästi asiakkaan kanssa mahdollisesti sovittu uusintakuvauksen ajankohta Jokaisen lämpökuvan yhteyteen perusteelliset tiedot kuvatusta kohteesta ja mahdollisista havainnoista

25 Malli lämpökuvausraportista 1/2

26 Malli lämpökuvausraportista 2/2

27 Poikkeamien raportointi Raportissa tulee kehottaa tutkimaan poikkeamien mahdolliset syyt ja korjaustoimenpiteet alla olevan taulukon prioriteettien mukaisesti. Raportin yhteenvedosta tulee selvitä toimenpiteitä vaativat kohteet riittävän selkeästi. Prioriteetti Prioriteetti 1 Prioriteetti 2 Prioriteetti 3 Suositeltavat toimenpiteet Välittömät toimenpiteet (poikkeamalistassa huomioitava mikäli toimenpiteitä tehtiin tarkastuksen aikana); Toimenpiteitä edellytetään 2 kuukauden aikana raportin vastaanottamisesta; Kohdetta on tarkkailtava säännöllisesti poikkeamien varalta.

28 Lämpökuvauslaitteiston vaatimukset (SETI) Mittauslaitteiston tulee olla sähkölaitteiden kuvaamiseen soveltuva. Pätevöityneellä lämpökuvaajalla tulee olla taito tarkastaa, että lämpökuvauslaitteistolla on seuraavat luetellut ominaisuudet ja valmiudet: ainakin yhden pisteen suora lämpötila nähtävissä näyttöruudulta radiometrinen kuva eli lämpötila-arvot on mahdollista mitata koko kuvaalueelta tietokoneohjelmistoa apuna käyttäen (jälkikäteen) kuva-aineisto voidaan säilyttää sähköisessä muodossa lämpötilan mittaaminen ± 2 Celsius-asteen ( C) tarkkuudella 100 C lämpötilaan saakka ja yli 100 C lämpötilassa ± 2 % tarkkuudella mahdollisuus emissiivisyyden ja heijastuneen taustasäteilyn mukaisten korjausten tekemiseen (esim. kuvausten jälkeen tietokoneella) lämpökameran pikselimäärä vähintään (esim 160 x 120) lämpötilaerojen mittaus vähintään 0,1 C portain. Valmistajan tai lämpökameran toimittajan on määriteltävä laitteiston tekniset ominaisuudet. Valmistajan/toimittajan dokumenteissa on oltava mainittuna laitteiston tarkkuus. Laitteiston tarkkuus on tarkistettava vähintään kahden vuoden välein käyttämällä vertailulaitteistoa, jonka tarkkuus on varmennettu kalibroimalla vertailulaitteiston valmistajan ohjeiden mukaisesti.

29 Sähkölaitteiston lämpökuvaajan pätevyydet SETI Oy on aloittanut sähkölaitteistojen lämpökuvaajien pätevyyden arvioinnin ja lämpökuvauspalveluja tarjoavien yritysten rekisteröinnin Arviointi perustuu ohjeeseen, jota on ollut tekemässä Henkilöja yritysarviointi SETI Oy, STUL ry, Sähkötarkastusyhdistys SÄTY ry, lämpökameravalmistajien edustajana Fluke Finland Oy ja Finanssialan Keskusliitto Pätevyysluokkia on kaksi LK 1 luokan pätevyystodistuksen omaava henkilön tulee olla itsenäiseen sähkötyöhön kykenevä sähköalan ammattilainen (KTMp 561/ ). Hän voi suorittaa sähkölaitteiden lämpökuvausta itsenäisesti ilman toisen sähköalan ammattilaisen valvontaa.

30 Sähkölaitteiston lämpökuvaajan pätevyydet LK 2 luokan pätevyystodistuksen omaava henkilö ei ole sähköalan ammattilainen eikä näin ollen voi tehdä itsenäisesti sähkölaitteiden lämpökuvauksia. Hänellä tulee olla tarvittava tietotaito sähkölaitteistojen lämpökuvauksesta ja hänen tulee tehdä lämpökuvaus aina yhteistyössä KTM päätöksen 516/96 11 edellytykset täyttävän sähköalan ammattilaisen kanssa. Lämpökuvausta tehdessään LK2 lämpökuvaaja ei saa ulottua jännitetyöalueelle (työkaluilla tai kehonsa osalla).

31 Sähkölaitteiston lämpökuvaajan pätevyydet LK 1 pätevyys (pätevyystodistuksen saannin edellytykset) lämpökuvaajalla tulee olla KTMp (516/1996) 11 edellyttämä kelpoisuus tehdä sähkötöitä (osoitetaan joko sähköpätevyystodistuksella tai sähköalan koulu ja työtodistuksilla) lämpökuvaajalla tulee olla voimassaoleva SFS 6002 koulutus (osoitetaan joko kurssitodistuksella tai sähkötyöturvallisuuskortilla) lämpökuvaajalla tulee olla voimassa vähintään hätäensiapukoulutus (osoitetaan kurssitodistuksella tai ensiapukortilla) lämpökuvaajan tulee läpäistä SETI Oy:n kirjallinen koe ja näyttökoe hyväksytysti lämpökuvaajan tulee lähettää SETI Oy:lle täydellinen raportti yhdestä kuvaamastaan lämpökuvauskohteesta

32 Sähkölaitteiston lämpökuvaajan pätevyydet LK 2 pätevyys (pätevyystodistuksen saannin edellytykset) lämpökuvaajalla tulee olla voimassaoleva SFS 6002 koulutus tai hänen tulee käydä lämpökuvauksiin laadittu sähkötyöturvallisuuskoulutus, joka sisältää sähkön vaarat ja tapaturmat sekä keskeiset asiat sähkötiloissa turvalliseen liikkumiseen. (osoitetaan joko kurssitodistuksella tai sähkötyöturvallisuuskortilla) lämpökuvaajalla tulee olla voimassa vähintään hätäensiapukoulutus (osoitetaan kurssitodistuksella tai ensiapukortilla) lämpökuvaajan tulee läpäistä SETI Oy:n kirjallinen koe ja näyttökoe hyväksytysti lämpökuvaajan tulee lähettää SETI Oy:lle täydellinen raportti yhdestä kuvaamastaan lämpökuvauskohteesta

33 Sähkölaitteiston lämpökuvaajan pätevyydet Lämpökuvaajan pätevyyttä hakevan henkilön tulee suorittaa hyväksytysti SETI Oy:n kirjallinen koe, jossa osoittaa hallitsevansa SETI:n ohjeen kohdassa 5 esitetyt asiat. Henkilön tulee osoittaa lämpökameran käyttö SETI Oy:n valvomassa, laboratoriossa tehtävässä lämpökuvauksessa sekä toimittaa yhdestä todellisissa olosuhteissa tehdystä sähkölaitteiston lämpökuvauksesta SETI:n ohjeen kohdassa 7 esitetty raportti SETI:n ohje on ladattavissa SETI:n sivuilta

34 Lämpökuvausyritysten rekisteröinti SETI Oy:n rekisteröinti kun Yrityksessä on LK -pätevyystodistuksen saanut lämpökuvaaja. Toiminnanharjoittaja on merkitty kaupparekisteriin Toiminnanharjoittajalla on vastuuvakuutus Lämpökuvausyritykset netissä SETI LK-lämpökuvaajayritys