Термометры ТТ-В
Термометры биметаллические ТТ-В: устройство, принцип действия и применение в электроэнергетике
Термометры биметаллические типа ТТ-В представляют собой контрольно-измерительные приборы, предназначенные для прямого измерения температуры поверхностей оборудования, в частности, силовых трансформаторов, электрических машин, коммутационной аппаратуры и других устройств в электроэнергетике. Их основное назначение – визуальный локальный контроль температурного режима в точках установки, что является критически важным для предотвращения перегрева, прогнозирования технического состояния и планирования ремонтов.
Устройство и принцип действия
Конструкция термометра ТТ-В основана на физическом принципе деформации биметаллического элемента при изменении температуры. Основные компоненты прибора:
- Чувствительный элемент (биметаллическая спираль или пластина): Изготавливается из двух прочно соединенных металлических полос с существенно разными коэффициентами линейного расширения (например, инвар и немагнитная сталь). При нагреве такая композиция изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом расширения.
- Механизм передачи перемещения: Деформация биметаллического элемента через систему рычагов и трибко-секторный механизм преобразуется во вращательное движение оси.
- Стрелка и шкала: Ось механизма соединена со стрелкой, которая указывает на значение температуры на проградуированной шкале. Шкала выполняется на металлическом основании.
- Корпус: Защищает механизм от внешних воздействий. Изготавливается из антикоррозионных материалов (нержавеющая сталь, алюминиевый сплав с покрытием).
- Гильза (термобаллон): Цилиндрический стальной стержень, внутри которого размещен биметаллический элемент. Гильза непосредственно контактирует с контролируемой поверхностью или средой и передает ей температуру.
- Крепежная гайка: Для фиксации прибора в посадочном месте (резьбовое соединение).
- Место установки: Термометр монтируется в заранее предусмотренное производителем оборудования резьбовое отверстие (гнездо). Для трансформаторов это обычно верхняя часть бака, крышка или патрубок на линии маслопровода.
- Обеспечение теплового контакта: Гильза должна быть погружена в контролируемую среду (масло) на всю свою рабочую длину. При монтаже на металлическую поверхность место контакта должно быть очищено, иногда используется теплопроводная паста.
- Герметичность: Уплотнение (как правило, по резьбе с помощью прокладки) должно исключать утечку масла из трансформатора или попадание влаги внутрь прибора.
- Ориентация: Прибор должен быть установлен так, чтобы шкала была легко читаема с рабочей площадки или с земли (для трансформаторов часто используют термометры с осевым или радиальным расположением шкалы относительно гильзы).
- Эксплуатация: В процессе эксплуатации необходимо визуально контролировать целостность стекла, отсутствие запотевания, плавность хода стрелки. Показания снимаются оперативным персоналом в ходе обходов. Рекомендуется периодическая поверка (калибровка) в установленные межповерочные интервалы (обычно 2-4 года).
- ТТ-В – биметаллический.
- ТТЖ – жидкостный манометрический (заполненный ксилолом, толуолом).
- ТТП – паровый манометрический (заполненный низкокипящей жидкостью, например, хлористым метилом).
При изменении температуры контролируемого объекта теплота через гильзу передается биметаллическому элементу. Его деформация через кинематическую систему вызывает поворот стрелки на соответствующий угол, пропорциональный величине изменения температуры.
Основные технические характеристики и параметры
Термометры ТТ-В классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют область их применения.
Диапазоны измеряемых температур
Стандартные диапазоны, в которых выпускаются термометры ТТ-В, охватывают большинство потребностей энергетики. Выбор конкретного диапазона должен осуществляться с учетом нормальных и аварийных температур оборудования.
| Модель (пример обозначения) | Диапазон измерений, °C | Цена деления шкалы, °C | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| ТТ-В-100 | от 0 до +100 | 2 | Контроль температуры масла в расширительных баках трансформаторов, температура на радиаторах. |
| ТТ-В-120 | от 0 до +120 | 2 | Наиболее распространенная модель для силовых трансформаторов. |
| ТТ-В-150 | от 0 до +150 | 2 | Контроль более высоких температур, например, в системах охлаждения. |
Габаритные и присоединительные размеры
Критически важным для монтажа является размер гильзы и тип резьбы. Стандартные длины гильзы (L) могут составлять: 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500 мм. Диаметр гильзы (d) обычно составляет 10 или 12 мм. Резьба крепежной гайки (D) стандартизирована под типовые посадочные места на оборудовании: М16х1.5, М20х1.5, М27х2, G1/2″. Неправильный подбор длины гильзы может привести к значительной погрешности измерения, если чувствительный элемент не достигает зоны контроля.
Класс точности
Термометры ТТ-В выпускаются с классом точности 1.0; 1.5; 2.5 (в соответствии с ГОСТ 20444 или ТУ). Класс точности определяет допустимую основную приведенную погрешность в процентах от диапазона измерений. Для термометра с диапазоном 0-120°C и классом точности 1.5 допустимая погрешность составит ±1.8°C.
Климатическое исполнение и степень защиты
Термометры для энергетики обычно имеют исполнение УХЛ1 или У1 (для умеренного и холодного климата) по ГОСТ 15150. Степень защиты корпуса, как правило, IP54 (защита от пыли и брызг воды), что позволяет эксплуатировать их на открытом воздухе.
Особенности монтажа и эксплуатации
Правильная установка термометра напрямую влияет на достоверность его показаний.
Сравнение с другими типами термометров и средствами контроля
ТТ-В занимают свою нишу среди средств измерения температуры в энергетике.
| Тип прибора | Принцип действия | Преимущества | Недостатки | Область применения относительно ТТ-В |
|---|---|---|---|---|
| Биметаллический ТТ-В | Механический, биметалл. | Автономность (не требует питания), высокая надежность, простота, низкая стоимость, взрывобезопасность. | Требует визуального считывания, невозможность дистанционной передачи и регистрации данных, механическая инерционность. | Базовый, обязательный визуальный контроль на каждом объекте. |
| Термометр манометрический (жидкостный, газовый) | Изменение давления термометрического вещества в замкнутом объеме. | Возможность выноса индикатора на расстояние (до 25-50 м по капилляру). | Чувствительность к внешней температуре капилляра, риск повреждения капилляра, более сложная конструкция. | При необходимости выноса шкалы от точки измерения (например, на щит управления). |
| Термопреобразователь сопротивления (ТСП) + вторичный прибор | Изменение электрического сопротивления платины (Pt100, Pt1000). | Высокая точность, возможность интеграции в АСУ ТП, дистанционная передача, запись в архивы, сигнализация. | Требует источника питания, более высокая стоимость системы, необходимость вторичной аппаратуры. | Основное средство для систем телемеханики, автоматического контроля и управления. |
| Инфракрасный пирометр | Измерение теплового излучения. | Бесконтактное измерение, быстрота, мобильность. | Измеряет температуру поверхности, точность зависит от коэффициента эмиссии и условий измерения. | Дополнительный инструмент для диагностических обходов, точечных проверок. |
Таким образом, ТТ-В является прибором локального визуального контроля, который дублирует или дополняет системы дистанционного мониторинга, обеспечивая надежный и независимый источник информации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как правильно выбрать длину гильзы (погружаемую часть) для термометра ТТ-В?
Длина гильзы должна соответствовать глубине монтажного гнезда в оборудовании, чтобы рабочий конец с биметаллическим элементом находился в зоне контролируемой среды. Если гильза короче, термометр будет измерять температуру стенки, а не масла/воздуха, что даст большую погрешность. Если гильза длиннее, ее может повредить механическими воздействиями внутри бака. Необходимо руководствоваться чертежами оборудования или проводить замеры по месту.
2. Можно ли отремонтировать термометр ТТ-В при его отказе (например, залипании стрелки)?
Полноценный ремонт в условиях электроцеха или лаборатории предприятия возможен, но часто нерентабелен. Простые операции, такие как очистка от поверхностных загрязнений, возможны. Однако вскрытие корпуса, попытка ремонта механизма или замена шкалы обычно приводят к нарушению калибровки и требуют последующей поверки на специальном оборудовании. Экономически целесообразнее заменить прибор на новый, уже поверенный.
3. Как часто нужно проводить поверку термометров ТТ-В на трансформаторах?
Межповерочный интервал (МПИ) устанавливается органами Росстандарта и указывается в свидетельстве о поверке. Для термометров ТТ-В, используемых в энергетике, типичный МПИ составляет 2-4 года. Однако, при обнаружении сомнительных показаний (расхождение с другими термометрами, скачки) внеплановую поверку или замену следует провести немедленно.
4. Чем отличается термометр ТТ-В от ТТЖ или ТТП?
Буква в обозначении указывает на тип термометрического вещества или принцип:
ТТЖ и ТТП имеют капиллярную трубку для выноса указателя, что является их ключевым отличием от ТТ-В.
5. Что делать, если стрелка термометра постоянно «дрожит» или колеблется?
Незначительные колебания (в пределах цены деления) могут быть вызваны вибрацией оборудования (работающие насосы, вентиляторы ОДЦ). Это нормальное явление. Однако сильные колебания или «заскакивание» стрелки указывают на неисправность в трибко-секторном механизме (износ, загрязнение, повреждение зубцов). Такой прибор подлежит замене.
6. Обязательно ли наличие термометра ТТ-В, если трансформатор оснащен системой дистанционного контроля температуры (ДКТ)?
Да, обязательно. Согласно правилам технической эксплуатации и отраслевым стандартам, местные указательные приборы (ТТ-В) являются обязательным элементом основного оборудования. Они выполняют функцию независимого, не требующего электропитания средства контроля, которое позволяет оперативному персоналу на месте удостовериться в показаниях ДКТ, а также проверить температуру при отказе системы телемеханики или во время ее обслуживания.
Заключение
Термометры биметаллические ТТ-В остаются неотъемлемым, надежным и законодательно обязательным элементом оснащения силового электрооборудования. Их простота, автономность и долговечность обеспечивают базовый уровень контроля температурного режима, являясь страховкой для более сложных цифровых систем. Правильный выбор модели по диапазону, длине гильзы и классу точности, а также корректный монтаж и соблюдение графика поверок гарантируют получение достоверной информации, необходимой для безопасной и экономичной эксплуатации энергетических объектов.