Az elektromos berendezések és az elektromos rendszerek megbízhatósága
A megbízhatóság alapfogalmai és definíciói
A megbízhatóság szorosan összefügg az elektromos berendezések üzemeltetésének különböző szempontjaival. Megbízhatóság - az objektum azon tulajdonsága, hogy bizonyos funkciókat hajt végre, bizonyos határok között tartva időben a teljesítménymutatói értékeit, amelyek megfelelnek bizonyos használati módoknak és feltételeknek, karbantartásnak, javításnak, tárolásnak és szállításnak.
Megbízhatóság az áramellátó rendszerek tekintetében: folyamatos tápellátás az elfogadható határokon belül minőségi mutatói valamint az emberekre és a környezetre veszélyes helyzetek kiküszöbölése. Ebben az esetben az objektumnak működnie kell.
A működőképesség alatt az elektromos berendezés elemeinek olyan állapotát értjük, amelyben képesek a meghatározott funkciókat ellátni, miközben a meghatározott paraméterek értékeit a normatív és műszaki dokumentációban meghatározott határokon belül tartják.Ebben az esetben előfordulhat, hogy az elemek nem felelnek meg például a megjelenéssel kapcsolatos követelményeknek.
A berendezés meghibásodásával járó eseményt visszautasításnak nevezzük... A meghibásodások okai lehetnek tervezési, gyártási és javítási hibák, az üzemeltetési szabályok és előírások megszegése, természetes kopási folyamatok. Az elektromos berendezések fő paramétereinek a meghibásodás pillanatáig történő változásának jellege szerint megkülönböztetik a hirtelen és a fokozatos meghibásodásokat.
Hirtelen meghibásodásnak nevezzük azt a meghibásodást, amely egy vagy több alapvető paraméter hirtelen, éles megváltozása következtében következik be (kábel- és légvezetékek fázisszakadása, eszközök érintkezőinek megsemmisülése stb.).
Fokozatos károsodásnak nevezzük azt a károsodást, amely a paraméterek hosszan tartó, fokozatos változása következtében jön létre, általában öregedés vagy kopás következtében (kábelek, motorok szigetelési ellenállásának romlása, érintkező csatlakozások érintkezési ellenállásának növekedése stb.). Ugyanakkor a paraméter változása a kezdeti szinthez képest sok esetben mérőeszközök segítségével rögzíthető.
Nincs alapvető különbség a hirtelen és a fokozatos meghibásodások között. a hirtelen meghibásodások a legtöbb esetben a paraméterek fokozatos, de a megfigyelés elől rejtett változásának (például a kapcsolóérintkezők mechanikus szerelvényeinek kopása) következményei, amikor a megsemmisülésüket hirtelen eseményként érzékelik.
A nem visszafordítható meghibásodás a teljesítmény elvesztését jelzi… Időszakos – egy objektum ismétlődően önmagát megszüntető meghibásodása.Ha egy objektum meghibásodásának oka nem egy másik objektum meghibásodása, akkor függetlennek, egyébként függőnek minősül.
A meghibásodást, amely a megállapított tervezési szabályok és előírások tökéletlenségéből vagy megsértéséből ered, szerkezeti… Olyan meghibásodást nevezünk, amely a javítási vállalkozásban elvégzett tárgy gyártási vagy javítási eljárásának tökéletlensége vagy megsértése miatt következett be. … Meghibásodás a megállapított szabályok vagy működési feltételek megsértéséből eredően – üzemi… Elutasítás oka – hiba.
A megbízhatóság az elektromos berendezések és energiarendszerek egyik olyan tulajdonsága, amely csak működés közben nyilvánul meg. A megbízhatóságot a tervezés során határozzák meg, a gyártás során biztosítják, a fogyasztást és az üzemeltetés során karbantartják.
A megbízhatóság összetett tulajdonság, amely az elektromos berendezések sajátosságaitól és üzemeltetési körülményeitől függően a következőket foglalhatja magában: megbízhatóság, tartósság, karbantartás, tárolás külön-külön vagy meghatározott kombinációban, mind az elektromos berendezésekre, mind annak egyes elemeire vonatkozóan. .
Néha a megbízhatóságot a megbízhatósággal azonosítják (ebben az esetben a megbízhatóságot a "szűk értelemben" tekintjük).
Megbízhatóság - a műszaki eszközök azon tulajdonsága, hogy bizonyos ideig folyamatos működést biztosítanak. Az elemek megbízhatóságától, csatlakozási sémájuktól, szerkezeti és funkcionális jellemzőitől, működési feltételeitől függően az elektromos berendezések megbízhatóságának legfontosabb összetevője.
Tartósság - a műszaki eszközök azon tulajdonsága, hogy a megállapított karbantartási és javítási rendszerrel a határállapot bekövetkezéséig üzemben maradjanak.
A vizsgált esetben a műszaki eszközök határállapotát azok további működésének ellehetetlenülése határozza meg, amelyet vagy a hatékonyság csökkenése, vagy a biztonsági követelmények, vagy az elavulás beállta okoz.
Karbantartás – a műszaki eszközök azon tulajdonsága, amely alkalmas a károk megelőzésére és okainak felderítésére, valamint azok következményeinek karbantartással és javítással történő megszüntetésére.
A karbantartás az elektromos berendezések legtöbb elemét jellemzi, és nincs értelme csak azoknál az elemeknél, amelyeket működés közben nem javítanak (például a felsővezetékek (HV) szigetelői).
Perzisztencia - a műszaki eszközök azon tulajdonsága, hogy a tárolás és szállítás során folyamatosan üzemképes (új) és üzemképes állapotot tartsanak fenn. A PP elemek tartósítását az jellemzi, hogy képesek ellenállni a tárolási és szállítási körülmények negatív hatásainak.
A megbízhatóság kvantitatív mutatóinak megválasztása az erősáramú berendezés típusától függ. Nem helyreállíthatónak nevezzük az elektromos berendezések azon elemeit, amelyek teljesítménye károsodás esetén üzem közben nem állítható helyre (áramváltók, kábelbetétek stb.).
Visszaszerezhetők azok a termékek, amelyek teljesítményét károsodás esetén üzem közben helyre kell állítani. Ilyen termékek például az elektromos gépek, transzformátorok stb.
Az utángyártott termékek megbízhatóságát a megbízhatóság, a tartósság, a karbantartás és a tárolás, a nem megújuló termékek megbízhatóságát pedig a megbízhatóság, a tartósság és a tárolás határozza meg.
Az elektromos szerelési elemek megbízhatóságát befolyásoló tényezők
A villamos energia átalakítására, átvitelére és elosztására használt villamos berendezések nagyszámú tényezőnek vannak kitéve, amelyek négy csoportba sorolhatók: környezeti hatások, működési, baleseti, tervezési és szerelési hibák.
A környezeti tényezők, ahol az elektromos berendezések elemei működnek, közé tartozik a zivatarok intenzitása és a szél aktivitása, jéglerakódások, heves esőzések, csapadék, sűrű köd, fagy, harmat, napsugárzás és mások. A legtöbb környezeti tényező szerepel az éghajlati referenciakönyvekben.
Az átviteli eszközök – minden feszültségosztályú légvezeték – tekintetében a károsodásukhoz legjellemzőbb tényező az eső, csapadék, sűrű köd, fagy és harmat, a nyitott típusú villamos berendezésekre szerelt erőátalakítóknál pedig a környezet magában foglalja a napenergiát, a sugárzást, a légköri nyomást, a környezeti hőmérsékletet (a helykategóriához és az éghajlati viszonyokhoz szorosan kapcsolódó tényező).
Az összes feszültségosztályú nyitott típusú elektromos berendezések elemeinek működésének jellemzője az összes tényező változása, például a hőmérséklet változása + 40 ± -50 ± C-ra.A zivatartevékenység intenzitásának ingadozása országunk régióiban évi 10-100 vagy több zivataróra között változik.
A külső éghajlati tényezők hatása működés közbeni hibák megjelenéséhez vezet: az olaj átnedvesedése a transzformátorokban és olajmegszakítókban, a tartály szigetelésének nedvesítése és az olajkapcsolók keresztirányú szigetelése, a persely keret nedvesítése, tönkremenetel a perselyek tartóinak és szigetelőinek jég, szélterhelés stb. Ezért minden éghajlati régióban az elektromos berendezés működtetése során figyelembe kell venni a környezeti tényezőket.
Az üzemi tényezők közé tartozik az elektromos szerelési elemek túlterhelése, a rövidzárlati áramok (túláram), a különféle típusú túlfeszültségek (ívív, kapcsolás, rezonancia stb.).
A műszaki üzemeltetési szabályok szerint a 10 — 35 kV-os, leválasztott nullával ellátott légvezetékek egyfázisú földzárlat esetén is működhetnek, és eltávolításuk időtartama nem szabványos. Ilyen működési feltételek mellett az elágazó elosztó hálózatokban az ívív hibái a fő okai a szigetelés meggyengülésének.
Erőátviteli transzformátorok esetében a legérzékenyebb működési tényezők a túlterhelésük, a tekercsekre ható mechanikai erők az áramok rövidzárlatánál. A működési tényezők között jelentős helyet foglal el a személyzet képzettsége és az ezzel járó hatások (személyzeti hibák, rossz minőségű javítások, karbantartások stb.).
Az elektromos berendezések megbízhatóságát közvetve befolyásoló tényezők csoportjába tartoznak a tervezési és szerelési hibák: a tervezés során az irányelvek be nem tartása, a megbízhatósági követelmények be nem tartása, a 10 — 35 kV-os hálózatokban a kapacitív áramok nagyságának be nem tartása, ill. kompenzációjuk a hálózatok fejlesztése során, rossz minőségű villanyszerelési elemek gyártása, szerelési hibák stb.
Az elektromos berendezések üzembiztonságát befolyásoló tényezők egy kis csoportja a véletlenszerű tényezők: szállító- és mezőgazdasági gépek ütközése támasztékokon, mozgó jármű átfedése a felsővezetékek alatt, vezetékek megszakadása stb.
A fogyasztók áramellátásának megbízhatósága
Műszakilag lehetséges ilyen rendszereket létrehozni, és olyanok, amelyek meghibásodnak, ritkán fordulnak elő (nagyon megbízható elemek tökéletes tonik szervizrendszerrel, többszörös vágású áramkörök alkalmazása stb.). Az ilyen rendszerek létrehozása azonban nagyobb beruházást igényel. és a működési költségek. Léteznek tehát megoldások a megbízhatóság-gazdasági szempont javítására: nem az elérhető maximális megbízhatóságra, hanem egy racionálisra, minden műszaki-gazdasági szempont szerint optimálisra törekednek.
Szabványos tervezési megoldásokhoz PUE nem igényel megbízhatósági számításokat: a kategóriák az áramellátás megbízhatósága szempontjából kiemelt energiafogyasztók (általában az áramkimaradásból származó kár mértékében különböznek), amelyekhez a hálózatok redundanciája (független források száma) ill. vészhelyzeti automatizálás jelenléte ( áramkimaradás megengedett időtartama).
Az áramellátás megbízhatósága szempontjából a PUE három kategóriába sorolja az elektromos fogyasztókat: első, második és harmadik. Az elektromos vevőkészülék megbízhatósági szempontból egyik vagy másik kategóriába való hozzárendelését a szabályozási dokumentáció alapján, valamint a projekt technológiai részében kell elvégezni (azaz tervezőmérnökök határozzák meg).
Az egyes kategóriák jellemzőiről bővebben itt olvashat: Az elektromos vevőkészülékek tápellátási megbízhatósági kategóriái