Термометры биметаллические ферромагнитные (ТБф) представляют собой класс показывающих приборов для измерения температуры поверхностей оборудования, преимущественно в электроэнергетике. Их ключевая особенность – сочетание биметаллического чувствительного элемента и ферромагнитной (магнитной) системы крепления, что обеспечивает простой монтаж на стальные и чугунные поверхности без дополнительного крепежа. Основное назначение – локальный контроль температуры силовых трансформаторов, реакторов, масляных выключателей, электродвигателей и другого энергетического оборудования в диапазоне, критически важном для диагностики его состояния.
Конструктивно термометр ТБф состоит из нескольких базовых узлов:
Принцип действия основан на физическом свойстве биметалла. При нагреве слой металла с большим коэффициентом расширения удлиняется сильнее, чем слой с меньшим коэффициентом. Это вызывает изгиб всего элемента в сторону материала с меньшим расширением. Данное механическое перемещение через передаточный механизм вызывает отклонение стрелки по шкале. Ферромагнитное основание не участвует в измерении, а служит исключительно для крепления.
Термометры ТБф регламентируются стандартами ГОСТ 6651-2009 «Термометры биметаллические. Общие технические условия» и отраслевыми ТУ. Ключевые параметры представлены в таблице.
| Параметр | Типовые значения / Описание |
|---|---|
| Диапазон измерений | От -60°C до +600°C. Наиболее востребованы в энергетике диапазоны: 0…+100°C, 0…+120°C, 0…+150°C (для трансформаторов, выключателей). |
| Класс точности | 1,0; 1,5; 2,5. Для большинства задач контроля в энергетике достаточен класс 2,5. |
| Диаметр корпуса | 100 мм, 120 мм, 150 мм, 160 мм. Наиболее распространен диаметр 100-150 мм. |
| Условное давление среды | Работоспособны при атмосферном давлении. Герметичность корпуса обеспечивает защиту от внешней среды. |
| Степень защиты (IP) | Не ниже IP54 (защита от пыли и брызг воды). Часто достигает IP65. |
| Магнитная сила крепления | Не менее 150-200 Н (15-20 кгс) для надежного удержания на вертикальной и горизонтальной поверхностях. |
| Рабочее положение | Любое. Конструкция механизма и магнитного крепления позволяет устанавливать прибор в любом пространственном положении. |
| Температура окружающей среды | От -40°C до +60°C (для работы самого прибора). |
Термометры ТБф являются штатными средствами контроля на многих видах электрооборудования:
Преимущества:
Недостатки:
Монтаж: Перед установкой поверхность должна быть очищена от окалины, ржавчины и краски для обеспечения максимального контакта и магнитного сцепления. Прибор устанавливается на ровную или слегка криволинейную поверхность, соответствующую радиусу его основания. Для контроля температуры внутри аппарата (масла) термометр монтируется на гильзу (трубку), погруженную в среду. Важно обеспечить хороший тепловой контакт между гильзой и чувствительным элементом, часто для этого используют теплопроводную пасту.
Эксплуатация: В процессе эксплуатации необходимо периодически визуально проверять целостность стекла, корпуса и четкость показаний. Следует избегать механических воздействий на стрелку. При длительном использовании на сильно нагреваемых поверхностях возможна частичная потеря магнитных свойств основания.
Поверка: Термометры ТБф, используемые для учета и официального контроля технологических параметров, подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал обычно составляет 2-4 года. Поверка осуществляется методом сравнения с показаниями эталонного термометра в жидкостных термостатах (термостатируемых ваннах) или суховоздушных печах в нескольких точках шкалы. По результатам поверки выдается свидетельство или на прибор наносится клеймо.
ТП – термометр манометрический (дилатометрический), где чувствительным элементом является капиллярная трубка с термобаллоном, заполненная жидкостью или газом. Он измеряет температуру в удаленной точке (до 60 м), но сложнее в монтаже (необходимо крепить капилляр), менее виброустойчив и требует защиты капилляра. ТБф проще, надежнее для локального измерения, но не позволяет дистанционировать шкалу.
Нет, напрямую нельзя, так как алюминий не является ферромагнетиком. В этом случае необходимо прикрепить к алюминиевой поверхности стальную пластину-адаптер (например, на винты или с помощью клея), а уже на нее устанавливать термометр ТБф.
Инерционность (время установления показаний) зависит от массы биметалла и конструкции. Для большинства моделей при скачке температуры время достижения 90% от конечного значения составляет от 30 секунд до нескольких минут. Это необходимо учитывать при оперативном контроле.
Категорически не допускается. Длительное воздействие температуры, превышающей верхний предел, приводит к необратимой деформации биметаллического элемента, потере упругих свойств и, как следствие, к выходу прибора из строя и значительной погрешности.
Это признак остаточной деформации биметалла. Причины: перегрев сверх предела, механический удар, старение материала. Такой термометр подлежит замене, так как его показания недостоверны. Ремонту и повторной настройке в условиях эксплуатации он не подлежит.
Исходят из максимально допустимой температуры для данного типа трансформатора (указана в паспорте или ПТЭ). Диапазон шкалы должен перекрывать рабочий диапазон так, чтобы рабочая температура находилась в средней трети шкалы. Например, для масляного трансформатора с нормальной температурой 90-95°C оптимален термометр с диапазоном 0…+150°C.
Термометры биметаллические ферромагнитные ТБф остаются востребованным инструментом для локального визуального контроля температуры в электроэнергетике благодаря своей исключительной простоте, надежности и автономности. Несмотря на развитие цифровых систем мониторинга, они выполняют важную функцию резервного, дублирующего и оперативного средства диагностики состояния силового оборудования. Правильный выбор диапазона, класса точности, соблюдение правил монтажа и периодической поверки обеспечивают длительную и безотказную работу этих приборов, способствуя повышению общей надежности энергетических объектов.