Ultraschall- und Infrarottechnologien passen perfekt zueinander, wenn es um die Inspektion von elektrischen Geräten geht. Bei jeder Spannung können thermische Anomalien und Ultraschallquellen wie Kriechstrom und Lichtbögen auftreten. Koronaentladungen können auch bei 1.000 Volt und mehr auftreten. Alle dieser Situationen gefährden die Zuverlässigkeit der zu prüfenden Geräte.

Zu den typischen elektrischen Komponenten, die mit Ultraschall und Infrarot geprüft werden können, gehören Schaltanlagen, Lasttrennschalter, Leistungsschalter, Transformatoren, Motorsteuerungszentralen und Klemmenübergangsschränke. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Ihnen der kombinierte Einsatz von Infrarot und Ultraschall bei elektrischen Inspektionen ermöglicht, mehr Probleme schneller zu finden. Außerdem wird erörtert, wie die Sicherheit erhöht wird, wenn geschlossene elektrische Anlagen mit Ultraschall gescannt werden, bevor sie für weitere Inspektionen freigegeben werden.

Als weitere Ergänzung zu den Infrarot-Inspektionen und zur Unterstützung der korrekten Diagnose werden aufgezeichnete Ultraschallbeispiele sowohl in FFT- als auch in Zeitwellenform von einer Spektrenanalyse-Software gezeigt, um darzustellen, wie elektrische Anomalien einwandfrei diagnostiziert werden können.  Diese Form der Analyse wird als Ultraschallbildgebung bezeichnet.

Was ist Ultraschall?

Tragbare, fliegende und befestigte Ultraschallgeräte erfassen und empfangen hochfrequente Schallwellen, aus von verschiedenen Quellen, z.B. von Turbulenzen wie Druckluftlecks, Reibung bei unzureichend geschmierten Lagern sowie Ionisierung bei elektrischen Entladungen.  Diese hochfrequenten Geräusche liegen oberhalb des Bereichs des normalen menschlichen Gehörs und können daher im hörbaren Bereich nicht wahrgenommen werden.  Das Gerät empfängt die hochfrequenten Geräusche und wandelt sie durch ein Verfahren namens Hochfrequenzüberlagerung in ein hörbares Geräusch um, das der Prüfer über das Headset wahrnimmt.  Der Schall wird dann als Dezibel (dB) auf dem Anzeigefeld des Geräts gemessen.

Ultraschall ist wahrscheinlich die vielseitigste aller PdM-Technologien.  Typische Anwendungen sind die Lecksuche bei Druckluft und Gas, Lagern, Motoren, Getrieben, Ventilen, Kondensatableitern, hydraulischen Geräten und für die zustandsabhängige Schmierung von Lagern und rotierenden Geräten.

Im Bereich der elektrischen Inspektion können Ultraschallgeräte bei fast allen stromführenden elektrischen Geräten eingesetzt werden, darunter metallummantelte Schaltanlagen, Transformatoren, Umspannwerke, Relais und Motorsteuergeräte, um nur ein paar zu nennen. Ultraschallgeräte können zur Inspektion stromführender elektrischer Komponenten in Nieder-, Mittel- und Hochspannungsanlagen eingesetzt werden.

Die herkömmliche Inspektion stromführender elektrischer Geräte wurde mit berührungslosen Infrarotkameras durchgeführt.  In den letzten Jahren wurden diese Inspektionen jedoch aus verschiedenen Gründen durch Ultraschallgeräte ergänzt.  Einer der Hauptgründe ist Sicherheit.  Eine Ultraschallprüfung elektrischer Geräte kann ohne Öffnen des Schaltschranks oder Gehäuses durchgeführt werden.

Ultraschall und Infrarot

Eine elektrische Anomalie, die mit Ultraschall erkannt werden kann, sind Koronaentladungen.  Obwohl Koronaentladungen wenig bis gar keine Wärme erzeugen, geben sie doch Ultraschall ab.  Wenn das Ultraschallgerät des Inspektors über eine integrierte Tonaufzeichnungsfunktion verfügt, können die Ultraschallemissionen der Koronaentladungen aufgezeichnet und für eine richtige Diagnose weiter analysiert werden.  Bei Koronaentladungen ist zu beachten, dass sie nur bei Spannungen über 1.000 Volt auftreten.  Ab 1.000 Volt wird Luft zu einem Leiter und daher kann es zu einer Ionisierung der Luft um eine Verbindung herum kommen.  Wenn eine Inspektion bei Spannungen unter 1.000 Volt durchgeführt wird und ein Ultraschall zu hören ist, kann der Inspektor Koronaentladungen als mögliche Diagnose ausschließen.

Die Bilder oben zeigen eine Infrarotansicht sowie eine Abbildung offensichtlicher Anzeichen einer Koronaentladung. Koronaentladungen zeigen bei Infrarotaufnahmen in der Regel kein signifikantes Delta-T