Villanyszerelők lapja 2019.1-2. Energetikai rendszerek és a légi termográfia II.

Eric Rahne, okl. villamosmérnök, 3-as szintű akkreditált termográfiai szakértő (PIM Kft.)

Ez a cikk a lap szerkesztőségének hibájából nem jelent meg a fenti lapban!

A termográfiáról szóló cikksorozatunk betekintést kíván nyújtani a termográfia elképesztő sokoldalúságába és elméleti, illetve gyakorlati korlátaiba, Rahne Eric „TERMOGRÁFIA – elmélet és gyakorlati méréstechnika” című, 650 oldal terjedelmű szakkönyvéből merítve. A jelenlegi rész az előző "Energetikai rendszerek és a légi termográfia" című cikk folytatása.

Villamos távvezeték állapotfelmérése légi termográfiával

Amennyiben távvezetékek felméréséről van szó, akkor a kültéri mérésekre vonatkozó korlátokon túl méréstechnikai szempontból kritikus a geometriai felbontás is. A 30 m magasságban lévő, akár csak 18 mm átmérőjű sodronyok túlterhelésének és kötéseik átmeneti ellenállása növekedésének beméréséhez 0,2 mrad, vagy még jobb, geometriai felbontás, tehát nagy „optikai nagyítású” teleobjektív szükséges. Csupán a szigetelők egyes hibái ennél gyengébb geometriai felbontás mellett is még megtalálhatóak. A következő hőképek mind a mérési napszak, mind a látható geometriai felbontás miatt termográfiai értékelésre alkalmatlanok. Függetlenül attól, hogy a földről vagy a levegőből (helikopterrel, repülőgéppel vagy dronnal) készültek. (Ezek a példák sajnos a jelenleg végzett távvezeték-felmérések többségére jellemzők, alig akadt korrekt mérés a publikációk és reklámkiadványok között!) Termográfiai példafelvételek villamos távvezetékek kiértékelhetetlen felmérésekre:

Korrekt termográfiai példafelvételek villamos távvezetékek hibaira:

Nagy kiterjedésű szolárrendszerek termográfiai felmérése drónokkal

A bevezetésben felsorolt mérések jellege, a velük kapcsolatos felvételek mennyisége, valamint a látó­mezővel és látószöggel kapcsolatos nehézségek kifejezetten a légi termográfia alkalmazására kész­tetnek. Tipikusnak mondható a repülőgépről vagy helikopterről történő termográfiai felmérés a környezet­védelemben, környezetfigyelésben (akár vízgazdálkodás, növénytermesztés vagy vadszámlálás szem­pontjából), a nagy területű régészeti és geológiai kutatásokban. Egyre inkább elterjedt a szolárrendszerek, első sorban a nagy kiterjedésű, több hektáros fotovoltaikus erőművek légi felmérése is, amihez az egyre nagyobb teherbírású és könnyebben alkalmazható, akár automatizálható küldetésű drónok megjelenése ad lehetőséget. (Természetesen eközben ne felejtsük el, hogy a drónok alkalmazására szigorú előírások, törvényi szabályozások vonatkoznak, amelyeken felül további műszaki és jogi kockázat is felmerülhet.) A légi felvételeknek legnagyobb előnye, hogy viszonylag gyorsan nagy területeket lehet bevizsgálni optimális megtekintési szög mellett, gyakorlatilag beárnyékolási veszély nélkül. Viszont ez a technológia sem problémamentes. Az éles, helyes fókuszálású hőképek érdekében igen pontosan kell betartani a bemért szolárasztaloktól, moduloktól való távolságot. A nagy teljesítményű hőkamerák esetleges motoros fókuszálása eléggé energiaigényes, tehát nagyobb akkumulátor kell a hőkamerához. A hőkamerák viszonylag kis mélységélessége miatt, amennyiben a napbesugárzás szöge nem gátolja, lehetőleg közel merőlegesen célszerű a modultáblákra nézni, hogy a felvétel minden része éles legyen. Gondot okoz a mozgásból történő felvétel is. Az alkalmazott hőkamera integrálási idő alapján bekövetkező pixel-elnyúlás számításával megállapítandó a maximális repülési sebesség, ezzel együtt a legkisebb detektálandó hibahely függvényében a mérési távolság és felvétel-rögzítési gyakoriság. Mivel ezek a paraméterek mind egymástól függenek, célszerű egy egyszerű egyenletrendszeren alapuló, a következő oldalon bemutatott döntési, küldetés-tervezési táblázatot alkalmazni. Ebben pedig addig kell a repülési sebesség paramétereket változtatni, amíg egy elfogadható, optimális repülési idő és felvételmennyiség adódik. Közben még tekintettel kell lenni a tárgyon mért hőkép repülési irányra merőleges szélességére is. Amennyiben ez biztonsággal meghaladja egy napcella-asztal szélességét, akkor a sorokat elegendő egyszer lerepülni. Máskülönben többszörös lerepüléssel hatványosodik a szükséges idő és felvételszám.

A fenti táblázat egy viszonylag kicsi hőkamera paramétereivel van kalkulálva, mely elektromos drónnal is szállítható. Természetesen nagyobb teljesítményű, több pixeles, rövidebb integrálási idejű hőkamerával a fenti, tagoltan elrendezett 31 hektárnyi felületen lévő 72 ezer modul lényegesen rövidebb idő alatt és akár csak fele, vagy harmad annyi felvétellel bemérhető. A táblázatban alkalmazott egyenletek a könyv megfelelő elméleti részeiben szerepelnek, itt nem ismételjük meg ezeket. A következő lépés maga a repülési terv elkészítése, tehát az egyes küldetések megtervezése. Gondot általában nem a hőkamera memóriájának kapacitása szokott okozni, hanem az alkalmazott drón repülési ideje és hatótávolsága. E probléma előzetes felmérése érdekében célszerű a modulasztalok, modulsorok elrendezésének és a teljes mező tagoltságának függvényében a legoptimálisabb útvonalakat előre is megtervezni. Ehhez nagy segítség, ha a bevizsgálandó napcellapark korrekt GPS-koordinátáival, térképészeti adataival, magassági profilokkal rendelkezünk, s maga a drón ez alapján küldetésszerűen, automatizáltan vezérelhető.

A (rövidített) szöveg, ábrák és a hőképek forrása: Rahne Eric: TERMOGRÁFIA - elmélet és gyakorlati méréstechnika 656 oldal (A4, színes), 303 ábra, 452 kép, 754 hőkép, 50 táblázat ISBN 978-963-87401-6-8 (nyomtatott könyv, nincs elektronikai kiadás) Bővebb tájékoztatás: www.termokamera.hu fenti műben felhasznált (külön megjelölt) források:

H51	www.infratec-infrared.com/uploads/tx_templavoila/Airborne-thermography-VarioCAM_InfraTec-HD_03.jpg
H53	http://thermal-imaging-camera.irpod.net/wp-content/uploads/2012/01/Wire_Animation.gif
H54	www.workswell-thermal-camera.com/wp-content/uploads/2016/07/vysoke_napeti.png
K265	Rotors & Cams Kft. és PIM Kft.

Rahne Eric (PIM Kft.) pim-kft.hu, termokamera.hu

Kapcsolatfelvétel

A publikáció tartalmát szerzői jogok védik, ennek (akár csak részben történő) felhasználása, elektronikus vagy nyomtatott tovább-publikálása csak a forrás és a szerző nevének feltüntetése mellett, valamint a szerző előzetes írásos engedélyének megléte esetén megengedett. A szerzői jogok (Copyright) megsértése jogi következményekkel jár.