DIN 54191-2009 Non-destructive testing - Thermographic testing of electric installations《无损检验 电子装置的温度记录测试》.pdf

1、Mrz 2009DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 19.100!$R;“1476124www.din.deDDIN 54191Zerstrungs

2、freie Prfung Thermografische Prfung elektrischer AnlagenNon-destructive testing Thermographic testing of electric installationsEssais non destructifs Essais thermographiques des installations lectriquesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenD

3、IN 54191:2009-03 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 4 4 Personalqualifikation . 5 5 Zu prfende Betriebsmittel 5 6 Anforderungen an Prfgerte 5 6.1 Allgemeines. 5 6.2 Mindestanforderungen fr IR-Kameras bei der Prfung von Niederspannungsanlagen mit N

4、ennspannung bis 1 kV und von Hochspannungsanlagen mit Nennspannung ber 1 kV. 6 7 Durchfhrung der Prfung 6 8 Beurteilung von thermischen Aufflligkeiten 7 8.1 Allgemeine Vorgehensweise . 7 8.2 Klassifizierung der Prfergebnisse 7 9 Prfbericht. 8 10 Manahmen nach der Prfung 8 Anhang A (informativ) Beisp

5、iele fr eine Nieder- und eine Hochspannungsanlage. 9 Literaturhinweise . 10 DIN 54191:2009-03 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-08-27 AA Visuelle und thermografische Prfung“ erarbeitet. DIN 54191:2009-03 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt die Durchfhrung von thermografischen

6、Prfungen an elektrischen Anlagen zum Zweck der Zustandsanalyse fest. Diese Prfungen dienen zur Untersttzung der vorbeugenden Instandhaltung, des Brandschutzes, der Versorgungssicherheit und Anlagenverfgbarkeit. Die Prfergebnisse geben den Zustand der Anlagen zum Zeitpunkt der Messung an. 2 Normative

7、 Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 54162,

8、Zerstrungsfreie Prfung Qualifizierung und Zertifizierung von Personal fr die thermografische Prfung Allgemeine und spezielle Grundlagen fr Stufe 1, 2 und 3 DIN 54190-1, Zerstrungsfreie Prfung Thermografische Prfung Teil 1: Grundlagen DIN 54190-2, Zerstrungsfreie Prfung Thermografische Prfung Teil 2:

9、 Gerte DIN 54190-3, Zerstrungsfreie Prfung Thermografische Prfung Teil 3: Begriffe DIN EN 50110-1 (VDE 0105-1), Betrieb von elektrischen Anlagen DIN VDE 1000-10 (VDE 1000-10), Anforderungen an die im Bereich der Elektrotechnik ttigen Personen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die B

10、egriffe nach DIN 54190-3 und die folgenden Begriffe. 3.1 hot spot hchster Strahlungswert in einem Thermogramm oder Teilbereich eines Thermogramms (Messfenster) 3.2 cold spot tiefster Strahlungswert in einem Thermogramm oder Teilbereich eines Thermogramms (Messfenster) 3.3 Vergleichstemperatur Temper

11、atur, die baugleiche Komponenten gleichen Belastungsgrades, gleicher Einsatzdauer und gleicher Umgebungsbedingungen aufweisen, ohne sich thermisch auffllig darzustellen 3.4 Lufttemperatur Temperatur der Luft in der Umgebung des zu beurteilenden Bauteiles, die unter Betriebsbedingungen (zum Beispiel

12、im geschlossenen Schaltschrank) herrscht ANMERKUNG Bei der Durchfhrung von elektrotechnischen Prfungen und in elektrotechnischen Normen wird diese Gre im Gegensatz zum blichen Gebrauch in der Thermografie als Umgebungstemperatur bezeichnet. DIN 54191:2009-03 5 3.5 thermische Aufflligkeit Zustand, de

13、r nicht mit betriebs- und bauartbedingtem Verhalten zu erklren ist ANMERKUNG Thermische Aufflligkeiten knnen auf Alterungserscheinungen wie zum Beispiel die Oxidation von elektrischen Verbindungen und Verschlei sowie auf Lufttemperaturen und Strombelastungen auerhalb des Betriebsbereiches zurckzufhr

14、en sein. 3.6 gefhrliche thermische Aufflligkeit thermische Aufflligkeit, die unmittelbar zu Ausfall, Brand oder Beschdigung fhren kann 4 Personalqualifikation Das Prfpersonal muss hinreichende Kenntnisse sowohl ber elektrische Anlagen als auch ber Thermografie, einschlielich der Bewertung von thermo

15、grafischen Befunden in elektrischen Anlagen, besitzen. Hinreichende Kenntnisse fr selbstndiges Arbeiten in elektrischen Anlagen mssen nach DIN VDE 1000-10 (VDE 1000-10) durch die Qualifikation als Elektrofachkraft nachgewiesen werden. Kenntnisse und Fertigkeiten in Elektrothermografie mssen durch ei

16、ne Zertifizierung nachgewiesen werden. Als Nachweis kann ein Zertifikat nach DIN 54162 oder ein vergleichbares Zertifikat dienen. ANMERKUNG Die Zertifizierungsstelle kann fr die Ausstellung der Zertifikate andere Zertifizierungen, zum Beispiel solche nach DIN EN 473 oder nach VdS 2859, heranziehen.

17、5 Zu prfende Betriebsmittel Die zu prfenden Betriebsmittel mssen thermografisch zugnglich sein; d. h., es sollte ein freier Strahlungs-weg zwischen Kamera und Messobjekt bestehen. Die Prfungen unter Einhaltung der Sicherheitsanforderungen nach DIN EN 50110-1 (VDE 0105-1) werden in den nachstehenden

18、Spannungsebenen durchgefhrt: a) Kleinspannungsanlagen, z. B. Steuerspannungstrafos, Relais, Klemmen, Netzteile; b) Niederspannungsanlagen, z. B. Leistungsschalter, Lasttrennschalter, Leitungsschutzschalter, Sicherun-gen, Sammelschienensysteme, Kompensationsanlagen, E-Motoren, Batterieanlagen (Akkumu

19、latoren); c) Hochspannungsanlagen, z. B. Kabelendverschlsse, Lasttrennschalter, Leistungsschalter, Sammel-schienentrenner, Trafos, Wandler, Isolatoren, Freileitungen, HF-Sperren. Der Prfumfang ist in Absprache zwischen Betreiber (Anlagenverantwortlicher) und Prfpersonal vor Beginn der Messungen schr

20、iftlich festzulegen und in den Prfbericht einzufgen. 6 Anforderungen an Prfgerte 6.1 Allgemeines Das Prfpersonal muss den Nachweis fhren, dass die geometrische und thermische Auflsung der IR-Kamera ausreichend ist. IR-Kameras mit den folgenden Spezifikationen eignen sich z. B. fr die Messung von ele

21、ktrischen Bauteilen der entsprechenden Dimensionen. DIN 54191:2009-03 6 6.2 Mindestanforderungen fr IR-Kameras bei der Prfung von Niederspannungsanlagen mit Nennspannung bis 1 kV und von Hochspannungsanlagen mit Nennspannung ber 1 kV Tabelle 1 Technische Daten Merkmale Mindestanforderungen 1 Tempera

22、tur-Messbereich 20 C bis +300 C 2 kleinste zu messende Objektgre (realer Messfleck) Die geometrische Auflsung muss dem kleinsten nachzuweisenden Objektbereich entsprechen (siehe Anhang A). 3 Rauschen, thermische Auflsung NETD 0,2 K bei 30 C 4 Fehlergrenzena2 K oder 2 % vom abgelesenen Wert; magebend

23、 ist der hhere Wert 5 Kalibrierung mindestens alle zwei Jahre 6 einstellbarer Messparameter Emissionsgrad, Hintergrundtemperatur 7 Messfunktion Messpunkt 8 Dokumentation Infrarot-Aufnahmen mit radiometrischen Daten aFehlergrenzen sind nach DIN 1319-1 Betrge und werden daher ohne Vorzeichen angegeben

24、 In den Gerte-spezifikationen wird meist der Begriff Messgenauigkeit (mit Vorzeichen) verwendet. Das Messsystem (Kamera/Objektiv/Blende/Filter) sollte einmal jhrlich kalibriert werden; sptestens alle zwei Jahre muss eine Kalibrierung erfolgen. Diese Kalibrierung muss durch den Hersteller oder durch

25、 eine akkreditierte Kalibrierstelle durchgefhrt werden. Wenn die Kamera die Fehlergrenzen (Messgenauigkeit) nicht einhlt, muss sie durch den Hersteller neu eingestellt werden. 7 Durchfhrung der Prfung Die Prfintervalle richten sich nach den einschlgigen Vorschriften und Normen. Die Prfintervalle wer

26、den mit dem Anlagenbetreiber nach Auslastungsgrad und Umgebungsbedingungen festgelegt. Die Prfung sollte bei mglichst hoher Last und quasi-stationren Messbedingungen stattfinden. Dies gilt besonders bei Einschalt- und Umschaltvorgngen. Hochspannungsschaltanlagen sollten zum Zeitpunkt der Untersuchun

27、g mit 10 % oder mehr der Bemessungslast betrieben werden. Werden die Anlagen im Normalfall mit hheren Strmen belastet, knnen thermische Aufflligkeiten in den Anlagen jedoch auch schon bei weniger als 10 % der Bemessungslast erkannt werden, Vor Durchfhrung der Messung muss der Anlagenbetreiber eine E

28、inweisung in die anlagenspezifischen Sicherheitsregeln vornehmen. Soweit es die einschlgigen Sicherheitsvorschriften erfordern, muss eine zweite Person anwesend sein. Mindestens eine der Personen muss Anlagenkunde besitzen. DIN 54191:2009-03 7 Soweit mglich und ntig, mssen die Berhrungsschutzabdecku

29、ngen entfernt werden. Die zu prfenden Bauteile sind aus mglichst geringer Distanz und mglichst optimalem Blickwinkel zu erfassen. Fr die Sicherheitsabstnde gilt DIN EN 50110-1 (VDE 0105-1). Bei der Einstellung der Kamera sind DIN 54190-1 und DIN 54190-2 einzuhalten. Es ist auf Scheinanzeigen zu acht

30、en, die durch Reflexionen und/oder Emissionsgradunterschiede hervor-gerufen werden. Fehlmessungen durch Reflexionen knnen durch Positionswechsel und/oder nderung des Beobachtungswinkels erkannt werden. Von jeder thermischen Aufflligkeit ist zusammen mit dem Thermogramm ein zugehriges Foto anzufertig

31、en. Die Belastungssituation (Momentanwert und Maximalwert des Stroms) zum Zeitpunkt der Messung ist zu dokumentieren. Umgebungseinflsse, die die Messung beeinflussen knnten (Luftgeschwindigkeit, Witterung usw.), sind ebenfalls zu dokumentieren. 8 Beurteilung von thermischen Aufflligkeiten 8.1 Allgem

32、eine Vorgehensweise Die Prfobjekte sind auf thermische Aufflligkeiten zu untersuchen, die Prfergebnisse zu dokumentieren und entsprechend zu interpretieren. 8.2 Klassifizierung der Prfergebnisse Fr die Klassifizierung mssen folgende Kriterien herangezogen werden: Hchsttemperaturen, Temperaturuntersc

33、hiede, Temperaturverlufe, mechanische Belastungen (Vibrationen), Betriebsdauer, Alter des Betriebsmittels, Khlsituation, Oberschwingungsgehalt, Verschmutzung, Anlagen-prioritt, optische Beurteilung, Vorschden, Heranziehen von alten Befunden, Schaltspielhufigkeit von Bauteilen. Wenn nicht durch eine

34、anzuwendende Norm etwas anderes vorgeschrieben ist, sind die Prfergebnisse wie folgt zu klassifizieren: keine Aufflligkeit (ok); thermische Aufflligkeit (ta); gefhrliche thermische Aufflligkeit (gta); kein Befund mglich (Schrank nicht zu ffnen) (kb); sonstige Aufflligkeit nichtthermischer Art (nta).

35、 Falls Normen existieren, die Grenzwerte fr Prfobjekte enthalten, sind diese anzuwenden. Beispiele dafr sind: Normen der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) und DIN EN 60947-1 (VDE 0660-100) DIN 54191:2009-03 8 9 Prfbericht Der Prfbericht muss mindestens die folgenden Angaben enthalten. a) Angaben zum Prf

36、objekt: 1) genaue Angabe des Standortes; 2) Bezeichnung des dargestellten Betriebsmittels; 3) Angabe der Spannungsebene; 4) Betriebszustand des untersuchten Objekts (Belastung, Belastungsgrad gegebenenfalls mit Strom-messung); 5) Angaben ber Anlagen, die nicht untersucht wurden. b) Angaben zur Durch

37、fhrung der Prfung: 1) Angaben zur Kamera (Identifikation der Kamera ber Typ, Hersteller und verwendete Optiken sowie Zeitpunkt der letzten Kalibrierung); 2) Kameraeinstellungen (Messbereich, Optik, Emissionsgrad, Hintergrundtemperatur, Lufttemperatur, Abstand, Luftfeuchte); 3) Hilfsmittel (z. B. Str

38、omzangen, Feuchtemessgert, Anemometer, Thermometer, Digitalkamera, Multi-meter); 4) Umgebungsbedingungen. c) Angaben zum Prfergebnis: 1) Angaben zum Thermogramm (Uhrzeit, Datum, Nummer); 2) Thermogramm mit Skale und Foto mit Mindestgre 6 cm Seitenlnge; 3) Kennzeichnung der thermischen Aufflligkeit i

39、m Foto; 4) Klassifizierung der Schwachstelle (ta, gta, nta); 5) Beschreibung der thermischen Aufflligkeiten; 6) vorgeschlagene Manahmen zur Behebung der thermischen Aufflligkeit. 10 Manahmen nach der Prfung Gefhrliche thermische Aufflligkeiten (gta) mssen dem Betreiber unverzglich mitgeteilt werden.

40、 Der Prfer bergibt nach Abschluss der thermografischen Prfung den Prfbericht an den Betreiber, welcher das Prfergebnis bewertet und angemessene Manahmen ableitet. Der Betreiber einer elektrischen Anlage sollte mindestens die letzten beiden Prfberichte zum Nachweis der kontinuierlichen berwachung ver

41、fgbar halten. DIN 54191:2009-03 9 Anhang A (informativ) Beispiele fr eine Nieder- und eine Hochspannungsanlage Legende 1 Messpunkt1)2 Objektbereich Bild A.1 Niederspannungsanlage Legende 1 Messpunkt1)2 Objektbereich Bild A.2 Hochspannungsanlage 1) Siehe dazu auch DIN 54190-2. DIN 54191:2009-03 10 Li

42、teraturhinweise DIN 1319-1, Grundlagen der Messtechnik Teil 1: Grundbegriffe DIN EN 473, Zerstrungsfreie Prfung Qualifizierung und Zertifizierung von Personal der zerstrungsfreien Prfung Allgemeine Grundlagen DIN EN 60947-1 (VDE 0660-100), Niederspannungsschaltgerte Teil 1: Allgemeine Festlegungen Normen der Reihe DIN VDE 0100 (VDE 0100) VdS 2858:2004, VdS Schadenverhtung Thermografie in elektrischen Anlagen Ein Beitrag zur Schadenverhtung und Betriebssicherheit