Факторы, влияющие на надежность электрооборудования

Оглавление

Раздел 1 Основы надежности электрооборудования. 3

Тема 1 Общие положения надежности. 3

1.1 Основные понятия и определения надежности. 3

1.2 Факторы, влияющие на надежность электрооборудования. 4

Тема 2 Количественные показатели надежности и закономерности. 8

отказов электрооборудования. 8

2.1 Количественные показатели надежности. 8

2.2 Основные теоремы теории вероятностей. 9

2.3 Законы распределения отказов. 11

2.4 Показатели ремонтопригодности. 14

2.5 Периоды работы оборудования. 16

Тема 3 Структурная надежность. 17

Виды и способы резервирования. 17

3.2 Расчет надежности с применением математической логики и. 23

структурных преобразований. 23

Раздел 2 Основы технической диагностики. 27

Тема 4 Общие положения диагностики технического состояния. 27

электрооборудования. 27

4.1 Основные понятия и определения. 27

4.2 Характеристики методов диагностирования электрооборудования. 31

Тема 5 Система диагностирования. 34

5.1 Типовые структуры систем диагностирования. 34

5.2 Характеристика объекта диагностирования. 38

5.3 Средства технического диагностирования (СТД) 40

5.4 Человек-оператор. 47

Тема 6 Техническое обслуживание электрооборудования. 49

6.1 Виды технического обслуживания. 49

6.2 Виды и причины износов электрического и электромеханического оборудования. 51

6.3. Классификация ремонтов электрического и электромеханического оборудования. 54

6.4 Классификация помещений с электроустановками. 58

6.5 Техническое обслуживание высоковольтных выключателей. 60

Тема 8 Испытание электрооборудования. 63

8.1 Виды испытаний. 63

8.2 Программы приемочных испытаний. 70

Список литературы.. 82

 

Раздел 1 Основы надежности электрооборудования

Тема 1 Общие положения надежности

 

 

Основные понятия и определения надежности

Для оценки надежности необходимо знать основные определения и термины, являющиеся базисом науки – теории надежности.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Надежность сложное свойство объекта, включающее в себя несколько свойств или сторон: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, достоверность и живучесть.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течении заданного интервала времени или заданной наработки.

Долговечность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность от начала эксплуатации объекта до наступления предельного состояния, то есть такого состояния, когда объект должен быть изъят из эксплуатации.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течении всего срока хранения и транспортирования.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к обнаружению и устранению отказов, путем проведения ремонта.

Живучесть – свойство объекта, заключающееся в сохранении работоспособности объекта при экстремальном воздействии.

Достоверность – свойство, заключающееся в том, что объект должен не только работать, но и давать достоверную информацию.  Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора.

Наработка – временная продолжительность или объѐм работы.

Ресурс – наработка от начала эксплуатации до наступления предельного состояния.

Срок службы – временная продолжительность от начала эксплуатации до наступления предельного состояния.

Структурная надѐжность – результирующая надѐжность при известной структуре объекта и заданных надѐжностях, входящих в неѐ элементов.

Одним из основных методов оценки надежности является диагностика.

Диагностика – отрасль знаний, исследующая технические состояния технических изделий и их проявления, разрабатывающая методы их определения, а также принципы построения и организацию использования системы диагностирования.

 

Факторы, влияющие на надежность электрооборудования

Опыт эксплуатации показывает, что надежность работы электрооборудования зависит от многочисленных и разнообразных факторов, которые условно могут быть разделены на четыре группы; конструктивные, производственные, монтажные, эксплуатационные.

Конструктивные факторы обусловлены установкой в устройство малонадежных элементов; недостатками схемных и конструктивных решений, принятых при проектировании; применением комплектующих элементов, не соответствующих условиям окружающей среды.

Производственные факторы обусловлены нарушениями технологических процессов, загрязненностью окружающего воздуха, рабочих мест и приспособлений, слабым контролем качества изготовления и монтажа и др. В процессе монтажа электротехнических устройств их надежность может быть снижена при несоблюдении требований технологии.

Условия эксплуатации оказывают наибольшее влияние на надежность электротехнических устройств. Удары, вибрация, перегрузки, температура, влажность, солнечная радиация, песок, пыль, плесень, коррозирующие жидкости и газы, электрические и магнитные поля — все влияет иа работу устройств. Различные условия эксплуатации по-разному могут сказываться на сроке службы и надежности работы электроустановок.

Ударно-вибрационные нагрузки значительно снижают надежность электротехнических устройств. Воздействие ударно-вибрационных нагрузок может в ряде случае быть значительнее воздействия других механических, а также электрических и тепловых нагрузок. В результате длительного знакопеременного воздействия даже небольших ударно-вибрационных нагрузок происходит накопление усталости в элементах, что приводит обычно к внезапным отказам. Под воздействием вибраций и ударов возникают многочисленные механические повреждения элементов конструкции, ослабляются их крепления и нарушаются контакты электрических соединений.

Нагрузки при циклических режимах работы, связанных с частыми включениями и выключениями электротехнического устройства, так же как и ударно-вибрационные нагрузки, способствуют возникновению и развитию признаков усталости элементов. Физическая природа повышения опасности отказов устройств при их включении и выключении заключается в том, что во время переходных процессов в их элементах возникают сверхтоки и перенапряжения, значение которых часто намного превосходит (хотя и кратковременно) значения, допустимые техническими условиями.

Электрические н механические перегрузки происходят в результате неисправности механизмов, значительных изменений частоты или напряжения питающей сети, загустения смазки механизмов в холодную погоду, превышения номинальной расчетной температуры окружающей среды в отдельные периоды года и дня и т. д. Перегрузки приводят к повышению температуры нагрева изоляции электротехнических устройств выше допустимой и резкому снижению срока ее службы.

Климатические воздействия, более всего температура н влажность, влияют на надежность и долговечность любого электротехнического устройства. При низких температурах снижается ударная вязкость металлических деталей электротехнических устройств: меняются значения технических параметров полупроводниковых элементов; происходит «залипание» контактов реле; разрушается резина. Вследствие замерзания или загустения смазочных материалов затрудняется работа переключателей, ручек управления и других элементов.

Высокие температуры также вызывают механические н электрические повреждения элементов электротехнического устройства, ускоряя его износ и старение. Влияние повышенной температуры на надежность работы электротехнических устройств проявляется в самых разнообразных формах: образуются трещины в изоляционных материалах, уменьшается сопротивление изоляции, а значит, увеличивается опасность электрических пробоев, нарушается герметичность (начинают вытекать заливочные и пропиточные компаунды. В результате нарушения изоляции в обмотках электромагнитов, электродвигателей и трансформаторов возникают повреждения.

Заметное влияние оказывает повышенная температура иа работу механических элементов электротехнических устройств. Под влиянием влаги происходит очень быстрая коррозия металлических деталей электротехнических устройств, уменьшается поверхностное и объемное сопротивление изоляционных материалов, появляются различные утечки, резко увеличивается опасность поверхностных пробоев, образуется грибковая плесень, под воздействием которой поверхность материалов разъедается и электрические свойства устройств ухудшаются. Пыль, попадая в смазку, оседает на частях и механизмах электротехнических устройств и вызывает быстрый износ трущихся частей и загрязнение изоляции.

Пыль наиболее опасна для электродвигателей, в которые она попадает с засасываемым для веитиляции воздухом. Однако и в других элементах электротехнических устройств износ намного ускоряется, если пыль проникает сквозь уплотнения к поверхности трения. Поэтому при большой запыленности особое значение приобретает качество уплотнений элементов электрических устройств и уход за ними. Качество эксплуатации электротехнических устройств зависит от степени научной обоснованности применяемых методов эксплуатации и квалификации обслуживающего персонала (знание материальной части, теории и практики надежности, умение быстро находить и устранять неисправности и т.п.). Применение профилактических мероприятий (регламентные работы, осмотры, испытания), ремонта, использование опыта эксплуатации электротехнических устройств обеспечивают их более высокую эксплуатационную надежность.