Thermografie elektrischer Anlagen – thermische Auffälligkeiten frühzeitig erkennen

Eine professionelle Thermographie Elektro ermöglicht es, thermische Auffälligkeiten sichtbar zu machen, bevor daraus möglicherweise Störungen oder Ausfälle entstehen. Dadurch eignet sich die Untersuchung besonders als Ergänzung zur regelmäßigen Wartung und vorbeugenden Instandhaltung elektrischer Anlagen.

Was ist elektrische Thermografie?

Bei der Thermografie wird die von einem Objekt abgegebene Infrarotstrahlung erfasst und in einem Wärmebild dargestellt. Die unterschiedlichen Temperaturen werden dabei sichtbar gemacht und können anschließend fachgerecht beurteilt werden.

Die Infrarot Thermografie ermöglicht eine berührungslose Untersuchung elektrischer Komponenten. Für viele Messungen ist daher keine Abschaltung der Anlage erforderlich. Gerade unter tatsächlicher Betriebsbelastung können thermische Auffälligkeiten besonders gut erkannt werden.

Die Begriffe IR Thermografie und IR Thermographie beschreiben dabei grundsätzlich dasselbe Messprinzip.

Typische Untersuchungsbereiche sind beispielsweise:

• Niederspannungsverteilungen
• Haupt- und Unterverteiler
• Schaltanlagen
• Sicherungen und Sicherungslasttrenner
• Leistungsschalter
• Schütze und Relais
• Kabel- und Leitungsanschlüsse
• Klemmstellen
• Sammelschienen
• Transformatoren
• elektrische Maschinen
• Leistungsanschlüsse von Verbrauchern

Thermographie von Verteilern

Die Thermographie Verteiler gehört zu den häufigsten Anwendungen der elektrischen Thermografie.

In elektrischen Verteilungen befinden sich zahlreiche Kontaktstellen und Verbindungen. Durch erhöhte Übergangswiderstände, lose Klemmstellen, Alterung, Korrosion oder eine hohe elektrische Belastung kann es zu einer stärkeren Erwärmung einzelner Komponenten kommen.

Mit einer Wärmebildkamera können solche Temperaturunterschiede sichtbar gemacht werden.

Auffälligkeiten können beispielsweise auftreten bei:

• Anschlussklemmen
• Sicherungen
• Leitungsschutzschaltern
• Leistungsschaltern
• Schützen
• Sammelschienen
• Kabelanschlüssen
• Hauptleitungen

Entscheidend ist jedoch nicht nur das Wärmebild selbst. Die festgestellte Temperatur muss immer im Zusammenhang mit dem Betriebszustand, der elektrischen Belastung, der Umgebungstemperatur und vergleichbaren Komponenten beurteilt werden.

Warum ist Thermografie bei elektrischen Anlagen sinnvoll?

Viele elektrische Fehler entwickeln sich schleichend. Eine Verbindung kann über längere Zeit funktionieren, obwohl sich bereits ein erhöhter Übergangswiderstand entwickelt hat.

Unter Belastung kann dadurch Wärme entstehen.

Die Thermografie ermöglicht es, solche Veränderungen zu erkennen, ohne sämtliche Verbindungen einer Anlage öffnen oder demontieren zu müssen.

Dadurch kann sie einen wichtigen Beitrag zur vorbeugenden Instandhaltung leisten.

Mögliche Vorteile sind:

• frühzeitiges Erkennen thermischer Auffälligkeiten
• berührungslose Untersuchung
• Messung während des laufenden Betriebs
• gezielte Planung von Wartungsmaßnahmen
• Reduzierung ungeplanter Anlagenstillstände
• Dokumentation des thermischen Zustands
• Vergleich von Anlagenbereichen und Messungen über längere Zeiträume

Messung unter realen Betriebsbedingungen

Für eine aussagekräftige Thermografie ist die tatsächliche Belastung der elektrischen Anlage von großer Bedeutung.

Eine kaum belastete Leitung oder Klemmstelle kann während der Messung unauffällig erscheinen, obwohl sie bei hoher Belastung deutlich wärmer wird.

Deshalb sollte bei der Bewertung unter anderem berücksichtigt werden:

• aktuelle Strombelastung
• Dauer der Belastung
• Umgebungstemperatur
• Bauart des Betriebsmittels
• Vergleich mit benachbarten Phasen oder Bauteilen
• Emissionsgrad der Oberfläche
• Reflexionen
• Entfernung und Messwinkel

Eine Wärmebildaufnahme allein ersetzt daher nicht die fachliche Beurteilung durch eine elektrotechnisch qualifizierte Person.

Wärmebildkameras in der Elektrotechnik

Für elektrische Thermografie werden professionelle Wärmebildkameras eingesetzt. Bekannte Systeme stammen beispielsweise von Herstellern wie Fluke oder InfraTec.

Begriffe wie Fluke Thermografie oder InfraTec Thermografie beziehen sich auf entsprechende Messgeräte und Kamerasysteme, die für unterschiedliche industrielle und technische Anwendungen eingesetzt werden können.

Bei der Auswahl der Messausrüstung spielen unter anderem die thermische Auflösung, die geometrische Auflösung, der Temperaturbereich und die Messgenauigkeit eine Rolle.

Für die elektrotechnische Beurteilung ist aber nicht nur die Kamera entscheidend. Ebenso wichtig sind Kenntnisse über die elektrische Anlage und den jeweiligen Betriebszustand.

Thermische Auffälligkeiten richtig bewerten

Ein warmer Bereich ist nicht automatisch ein Fehler.

Elektrische Betriebsmittel erzeugen während des normalen Betriebs Wärme. Leistungsschalter, Transformatoren oder stark belastete Leitungen können beispielsweise höhere Temperaturen aufweisen als andere Komponenten.

Auffällig kann hingegen sein, wenn vergleichbare Bauteile unter ähnlicher Belastung deutlich unterschiedliche Temperaturen aufweisen.

Ein Beispiel wäre ein dreiphasiger Anschluss, bei dem eine einzelne Anschlussstelle deutlich wärmer ist als die beiden anderen Phasen.

Die Ursache kann anschließend gezielt untersucht werden.

Thermografie als Teil der vorbeugenden Instandhaltung

Die regelmäßige thermografische Kontrolle kann in ein Wartungs- und Instandhaltungskonzept integriert werden.

Besonders bei Anlagen mit hoher Verfügbarkeit oder hohen Leistungen kann dies sinnvoll sein.

Dazu zählen beispielsweise:

• Industrieanlagen
• Produktionsbetriebe
• Bürogebäude
• Einkaufszentren
• Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen
• Hotels
• Rechenzentren
• größere Wohnhausanlagen
• Photovoltaikanlagen
• Energieverteilungen

Durch wiederkehrende Aufnahmen können Veränderungen über einen längeren Zeitraum dokumentiert werden.

Eine ursprünglich unauffällige Verbindung kann beispielsweise bei einer späteren Kontrolle eine deutlich erhöhte Temperatur aufweisen. Durch den Vergleich früherer und aktueller Messungen lassen sich solche Entwicklungen leichter erkennen.

Aktive Thermografie und Lock-in-Thermografie

Neben der klassischen passiven Thermografie existieren weitere Verfahren.

Bei der aktiven Thermografie wird ein Bauteil gezielt thermisch angeregt. Anschließend wird untersucht, wie sich die Wärme innerhalb des Materials ausbreitet.

Eine besondere Form ist die Lockin Thermografie. Dabei erfolgt eine periodische thermische Anregung, deren Reaktion mit speziellen Auswerteverfahren analysiert wird.

Diese Verfahren werden häufig in Forschung, Industrie und zerstörungsfreier Prüfung eingesetzt und unterscheiden sich von der typischen Thermografie elektrischer Verteiler während des laufenden Betriebs.

Auch die Thermografie Werkstoffprüfung nutzt thermische Verfahren, um beispielsweise Materialunterschiede oder bestimmte Fehlstellen sichtbar zu machen.

Unterschied zur Gebäudethermografie

Thermografie wird nicht nur in der Elektrotechnik eingesetzt.

Eine Wärmebildkamera Gebäudethermografie wird beispielsweise verwendet, um Wärmeverluste an Fassaden, Fenstern oder anderen Bereichen eines Gebäudes sichtbar zu machen.

Auch Suchbegriffe wie Wärmebildkamera Thermografie Gebäude beziehen sich überwiegend auf bauphysikalische Anwendungen.

Das Messprinzip ähnelt der elektrischen Thermografie, die Bewertung und Zielsetzung unterscheiden sich jedoch deutlich.

Bei elektrischen Anlagen stehen insbesondere Betriebsmittel, elektrische Verbindungen, Belastungen und mögliche thermische Auffälligkeiten im Mittelpunkt.

Dokumentation der Thermografie

Eine nachvollziehbare Dokumentation sollte auffällige Messstellen eindeutig zuordnen.

Je nach Umfang können beispielsweise folgende Informationen festgehalten werden:

• Anlagenbezeichnung
• Verteilerbezeichnung
• Ort der Messung
• Datum
• Betriebszustand
• sichtbares Vergleichsfoto
• Wärmebildaufnahme
• gemessene Temperaturen
• erkennbare Auffälligkeiten
• fachliche Bewertung
• empfohlene weitere Maßnahmen

Besonders hilfreich ist die Kombination aus normalem Digitalfoto und Wärmebild. Dadurch kann die betroffene Komponente später eindeutig identifiziert werden.

Thermografie ersetzt keine elektrische Prüfung

Die Thermografie ist eine wertvolle Ergänzung zu elektrischen Prüfungen und Wartungsmaßnahmen, ersetzt diese jedoch nicht.

Mit einem Wärmebild lassen sich thermische Auffälligkeiten feststellen. Andere elektrische Fehler oder sicherheitsrelevante Mängel können damit jedoch nicht vollständig beurteilt werden.

Deshalb sollte die Thermografie als Bestandteil eines umfassenden Prüf- und Instandhaltungskonzepts betrachtet werden.

Fazit

Die Thermographie elektrischer Anlagen ermöglicht eine schnelle und berührungslose Untersuchung von Verteilern, Schaltanlagen und elektrischen Betriebsmitteln.

Thermische Auffälligkeiten können unter realen Betriebsbedingungen sichtbar gemacht und anschließend gezielt bewertet werden.

Insbesondere für elektrische Anlagen mit hoher Belastung oder hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit bietet die Thermografie eine sinnvolle Ergänzung zur regelmäßigen Wartung und Prüfung.

Durch professionelle Messungen, nachvollziehbare Dokumentation und eine fachgerechte Bewertung können mögliche Schwachstellen frühzeitig erkannt und notwendige Maßnahmen gezielt geplant werden.