изучение видов и причин износов оборудования

1. Виды и причины износа электрооборудования. Анализ неисправностей электрооборудования

2.

В процессе работы электрооборудования происходит
его постепенное изнашивание. Применительно к любым
техническим объектам различают два вида износа:
физический и моральный.
Под физическим износом понимается изменение
размеров, формы, массы технического объекта или
состояния его поверхности вследствие остаточной
деформации от постоянно действующих нагрузок либо изза разрушения поверхностного слоя при трении.
Применительно к электрооборудованию выделяют
механический, электрический и моральный износы.
Показатели надежности оборудования (срок службы до
износа, интенсивность отказов и др.) зависят от
физического износа. Поэтому во время периодических
ремонтов наиболее изношенные детали и узлы заменяют
новыми.

3.

Механический износ электрооборудования происходит
из-за длительных переменных или постоянных
воздействий на его отдельные детали или сборочные узлы.
В результате изменяется их первоначальная форма или
ухудшаются качества, например на поверхности
коллектора электрических машин постоянного тока
образуются глубокие дорожки.
Причиной быстрого механического износа коллектора
может быть продолжительное воздействие на него щеток,
прижатых с усилием, превышающим допустимое, или
неправильный выбор вида щеток, например, более
твердых, чем те, на которые рассчитан коллектор. В
электрических машинах из-за трения механически
изнашиваются, кроме коллектора, шейки валов,
подшипники, контактные кольца роторов.

4.

Электрический износ - это потеря
электроизоляционными материалами электрооборудования
изоляционных качеств. Например, электрически
изнашиваются пазовая изоляция электрических машин,
изоляция проводов обмоток и др.
Электрический износ изоляции чаще всего является
результатом длительной эксплуатации
электрооборудования, воздействия на изоляцию высоких
температур или химически агрессивных веществ.
Эти факторы приводят к быстрому «старению»
изоляции (потере изоляционных свойств) и как следствие к витковым замыканиям в обмотках и катушках, пробою
изоляции и появлению потенциалов опасной величины на
частях электрооборудования, обычно не находящихся под
напряжением, т. е. к повреждениям, устранение которых
требует капитального ремонта электрооборудования

5.

Моральный износ - это устаревание исправного
электрооборудования, дальнейшая эксплуатация
которого нецелесообразна из-за создания нового,
технически более совершенного или более
экономичного электрооборудования аналогичного
назначения.
Однако иногда эксплуатация морально
изношенного электрооборудования может быть
технически и экономически целесообразной, если при
его капитальном ремонте осуществляется
модернизация.

6. Устранение всех видов износа

Для устранения всех видов износа
электрооборудования наиболее предпочтительной
является система плановых профилактических его
ремонтов и осмотров. Суть ее заключается в том, что,
не дожидаясь поломок или выхода оборудования из
строя, регулярно, по графику, проводятся
профилактические работы, плановый ремонт, замена
наиболее уязвимых в смысле износа узлов и деталей.

7.

Межремонтный период устанавливается с учетом
режима и условий эксплуатации, возраста
оборудования, его изношенности, состояния. Но это
не единственные условия, определяющие
периодичность.
В ее выборе также учитываются факторы наличия
дублирующих систем, бесперебойность и
безопасность, которыми должно обладать
предприятие, где эксплуатируется
электрооборудование, а также наличие или отсутствие
собственных бригад по его обслуживанию. Не всегда
у администрации есть возможность держать в штате
таких специалистов в необходимом объеме.

8.

В последнее время популярность приобретает
заключение договоров на такой вид
профилактического обслуживания
электрооборудования с компаниями, которые
занимаются его установкой, пусконаладочными
работами. Широко стали использоваться системы
мониторинга и диагностики, они позволяют в ранние
сроки выявлять места возможного преждевременного
износа. Такой подход дал возможность в последние
годы значительно сократить случаи аварийной
поломки электродвигателей, повысить надежность и
бесперебойность работы генерирующих установок,
трансформаторных подстанций.

9. Система планово-предупредительного ремонта

Ремонт электрооборудования на промышленных
предприятиях проводится в соответствии с принятой в
нашем государстве системой планово-предупредительного
ремонта (ППР). Периодичность и объем ремонтов
устанавливаются системой ППР в зависимости от режимов
работы, технического состояния и условий эксплуатации
электрооборудования.
Система ППР — это система организационных и
технических мероприятий, выполнение которых
обеспечивает продолжительную и безаварийную работу
электрооборудования.
Существуют три основные системы организации ППР
электрооборудования промышленных предприятий:
централизованная, децентрализованная и смешанная.

10.

При централизованной системе ремонт
выполняют несколько ремонтных служб,
специализированных по видам электрооборудования
или работ.
Эти службы подчинены главному энергетику
предприятия. Персонал, обслуживающий
электрооборудование цеха или подстанции, выполняет
только работы по надзору и мелкому текущему
ремонту.

11.

Децентрализованная система характеризуется
отсутствием специализированных ремонтных служб.
Все электроремонтные работы выполняет персонал
электроремонтных мастерских или бригад,
находящихся в административном подчинении
соответствующего начальника, например начальника
цеха.

12.

Смешанная система характеризуется тем, что в
структуре предприятия имеются как
электроремонтные мастерские и бригады,
выполняющие небольшие по объему и сложности
ремонтные работы, так и специализированные
ремонтные службы, осуществляющие сложные и
большие по объему работы.

13.

В настоящее время для проведения технической
диагностики (определения состояния оборудования и
выявления неисправностей) и ремонта все более
широко используются средства вычислительной и
микропроцессорной техники (установки, стенды,
устройства для диагностики и испытания
электрооборудования), позволяющие сокращать сроки
проведения ремонтов, уменьшать затраты на ремонт и
повышать эффективность эксплуатации
электрооборудования.

14. Виды ремонтов

Положением о ППР электрооборудования
промышленных предприятий предусмотрено
выполнение нескольких видов ремонта (текущего и
капитального, среднего и капитального или текущего,
среднего и капитального).
На практике широко используется система,
предусматривающая осуществление для большей
части электрооборудования двух видов ремонта:
текущего и капитального.

15.

При текущем ремонте после осмотра всего
электрооборудования устраняют мелкие дефекты,
регулируют механизмы и выполняют ряд других
небольших по объему работ (например, перезарядку
предохранителей с заменой плавких вставок, зачистку
подгорелых контактов аппаратов, замену изношенных
щеток), позволяющих обеспечить нормальную работу
электрооборудования до следующего планового
ремонта.
Текущие ремонты производят обычно без разборки
электрооборудования в период кратковременных
остановок производственного оборудования.

16.

Средним считают ремонт, при котором
предупреждают чрезмерный износ наиболее
ответственных деталей и узлов электрооборудования.
В этом случае заменяют отдельные детали,
устраняют дефекты изоляции лобовых частей обмоток
электродвигателей, ремонтируют щеткодержатели
(меняют пружины и гибкие связи), шлифуют
контактные кольца электродвигателей с фазным
ротором и т. п.

17.

При капитальном ремонте восстанавливают или
заменяют отдельные основные детали и узлы
электрооборудования. Например, к этому виду
ремонта относят перемотку статорных или роторных
обмоток электрических машин, перезаливку
подшипников скольжения электродвигателей,
изготовление и установку новых обмоток силовых
трансформаторов.
Капитальный ремонт обычно производится при
частичной или полной разборке электрооборудования.
Иногда при капитальном ремонте электрических
машин, трансформаторов и коммутационных
аппаратов осуществляют их модернизацию, т. е.
совершенствуют конструкцию, улучшают
эксплуатационные показатели, повышают надежность
и другие характеристики.

18.

Главная цель модернизации заключается в
приближении технических показателей
ремонтируемого электрооборудования к техническим
показателям нового, более совершенного
оборудования.
При этом затраты времени, средств и материалов на
модернизацию электрооборудования должны быть
оправданы теми техническими или экономическими
результатами, которые будут достигнуты после его
модернизации.
Если при капитальном ремонте осуществляется
модернизация с изменением конструкции и основных
технических параметров оборудования, то такой
ремонт называют капитально-реконструктивным.

19.

Межремонтный период — период работы
электрооборудования между двумя очередными
плановыми ремонтами, например соседними
текущими, текущим и капитальным или текущим и
средним.
Ремонтный цикл — промежуток времени работы
электрооборудования между двумя очередными
капитальными ремонтами или с момента ввода его в
эксплуатацию до первого капитального ремонта.

20.

Структура ремонтного цикла представляет собой
совокупность текущих и средних ремонтов на
протяжении одного ремонтного цикла.
Основой для определения продолжительности
межремонтного периода и ремонтного цикла служит
расчетное (или действительное) время, в течение
которого электрооборудование может нормально
работать в заданных режимах.
При этом ориентируются на продолжительность
нормальной работы наиболее быстро изнашивающихся
деталей и узлов электрооборудования.

21.

Ремонты электрооборудования предприятий планируют
на один год с разбивкой по кварталам и месяцам. Такое
планирование ремонтов называется текущим
(планирование ремонтов электрооборудования на более
длительный период называется перспективным).
Существует также оперативное планирование ремонта
электрооборудования с помощью сетевых графиков,
которые могут быть общими или локальными.
Общий сетевой график предусматривает ремонт
определенного комплекса электрооборудования (отдельной
электроустановки, подстанции, цеха), а локальный —
ремонт отдельной крупной единицы электрооборудования
(мощного электродвигателя, силового трансформатора).

22. Неисправности электрооборудования, методы их поиска и устранения

Наиболее сложным при ремонте электрооборудования
является процесс поиска неисправностей, так как
современные электрические схемы представляют собой
сложную взаимосвязанную сеть электрических и
электронных цепей.
Поэтому достаточно трудно обнаружить неисправную
деталь или цепь среди множества других деталей и цепей,
влияющих одна на другую.
Задача осложняется еще тем, что большинство
неисправностей носят скрытый характер и не могут быть
обнаружены внешним осмотром.
Процесс поиска неисправности представляет собой
последовательность тестовых экспериментов над
электроприводом и принятия диагностического
промежуточного или конечного решения.

23.

Одним из путей уменьшения времени поиска
неисправностей и требований к квалификации
обслуживающего персонала является применение
автоматического поиска неисправностей, основанного
на алгоритмизации процедур поиска,
Для поиска неисправностей в системе
электрооборудования, как показывает опыт
эксплуатации, возможно применение следующих
методов.

24.

Внешний осмотр. Наибольший эффект дает
внешний осмотр включенного электрооборудования
при отсутствии аварийных признаков отказа и
соблюдения правил безопасности труда.
Признаками неисправности в этом случае (кроме
тех, которые можно обнаружить при включенном
электрооборудовании) являются: появление искрений,
дыма, нагрев отдельных деталей, появление треска и
т.п. Однако внешний осмотр не позволяет обнаружить
скрытые неисправности.

25. Метод замены.

Если после замены исчезают неисправности, то
был заменен действительно поврежденный элемент.
Метод вносимой неисправности. В этом случае в
проверяемый блок вносятся искусственные
повреждения, вызывающие определенные логические
взаимодействия элементов. Контроль за параметрами
схемы и анализ их изменений позволяют определить
или локализовать неисправность.

26.

Метод половинного разбиения. Этот метод
успешно может быть применен в том случае, если
показатели надежности отдельных узлов и блоков
схем электрооборудования одинаковы. Для поиска
неисправности можно проверить один узел, например,
по напряжению, а затем по току. Деление может быть
выполнено и внутри блока или узла, что позволяет
оперативно локализовать, а затем и обнаружить
неисправность.

27.

Метод контрольного сигнала. Использование
подобного метода обусловлено широким
распространением логических элементов и микросхем
в системах регулирования и управления. Для
обнаружения неисправности с помощью контрольного
сигнала целесообразно представить контрольную цепь
диаграммой прохождения сигнала через исправную
систему. Контрольному сигналу заданной формы
будет соответствовать определенная реакция,
анализируя которую, можно выявить
работоспособность проверяемого узла или
электрической цепи.

28.

Метод промежуточных измерений. Метод
предусматривает осциллографирование характерных
процессов, измерение напряжений на контрольных
точках, контроль сопротивления отдельных элементов
и электрических цепей и другие контрольнодиагностические действия, позволяющие определить
место неисправности в электрооборудовании или
обнаружить неисправный элемент.

29.

Метод сравнения с неисправным объектом.
Метод сравнения заключается в том, что сигналы
неисправности узла или блока схемы сравнивают с
сигналами другого исправного или неисправного узла
или блока.
Располагая перечисленными методами поиска
дефектов, следует учесть, что оптимальная методика
должна представлять собой логическую
последовательность действий, сужающих границы
области «неисправности до полной локализации ее.

30.

При этом для выбора метода поиска неисправности и в
процессе поиска необходимо пользоваться следующими
практическими принципами:
прежде всего необходимо убедиться, что в системе
электрооборудования нет ошибочно установленных позиций,
положений рукояток переключателей и задающих устройств;
следует выбирать такой метод и такую последовательность
поиска неисправности, чтобы исключалась случайность
полученных результатов, поиск должен приводить хотя бы к
одному из многих возможных результатов; в начале поиска
неисправности нужно выбрать такую проверку, которая
позволяет получить наибольшую информацию, устраняющую
максимум неопределенностей;
если имеется отказ, следует вначале предположить природу
отказа исходя из внешних признаков его, а затем предусмотреть
методику по предполагаемой причине отказа;
метод поиска отказа необходимо выбирать с учетом
наименьших затрат времени, если неизвестна действительная
причина отказа.

31.

Неисправности электрооборудования можно
классифицировать по трем признакам.
К первой группе следует отнести неисправности,
обусловленные проектными недостатками.

32.

Вторая группа, наиболее многочисленная группа
неисправностей проявляется в начале периода
эксплуатации электрооборудования и связана обычно
с несовершенством конструкции эксплуатируемого
оборудования, некачественными монтажом и
наладкой.
К характерным неисправностям этой группы
относятся:
многочисленные ложные срабатывания блокировок
из-за некачественной наладки;
завышение уставки максимальной токовой защиты,
так как ток срабатывания (уставка) реле рассчитан не
по действительному (рабочему), а по номинальному
току двигателей.

33.

В этот период весьма многочисленные случаи
выхода из строя силовых и контрольных кабелей
вследствие некачественного монтажа соединительных
муфт и концевых заделок.
Эти неисправности обусловливают большой объем
ремонтных работ, удорожают первоначальный период
эксплуатации. Однако поиск неисправности
облегчается, так как известны причины
неисправности, полученные на основании опыта
эксплуатации подобного оборудования на других
объектах.

34.

Третья группа неисправностей появляется в
процессе эксплуатации и связана с неблагоприятными
внешними условиями, процессами старения
изоляционных материалов и некачественной
эксплуатацией. Наиболее частые неисправности этой
группы — обрыв электрической цепи в контактных
реле, пускателей, контакторов.

35.

Следует отметить три основные причины этих
неисправностей:
попадание посторонних предметов между
контактами;
разрегулирование механической части
электрического аппарата, тяг, пружин;
окисление и эрозия контактов из-за воздействия
электрической дуги.

36.

При отыскании неисправности можно
воспользоваться любым методом поиска.
Применяемый на практике метод поиска разрыва в
электрической цепи основан на включении этой цепи
под напряжение и проверке контрольных точек этой
цепи с помощью индикатора или контрольной
лампочки.
При наличии разрыва между контрольными
точками возникает разность потенциалов, что
визуально проявится в загорании контрольной лампы.

37.

Большую помощь в отыскании и устранении
неисправности оказывавает производственная
сигнализация. Если неисправность произошла вне
сферы действия производственной сигнализации,
необходимо воспользоваться схемами
электрооборудования.
Высокая квалификация обслуживающего
персонала, знание им электрических схем и принципа
их работы, а также методов поиска и устранения
неисправностей являются основными условиями
успешной эксплуатации электрооборудования
береговых установок.

38. Прогнозирование отказов электрического и электромеханического оборудования

39.

В результате диагностирования электрооборудования в
процессе эксплуатации осуществляется раннее
обнаружение дефектов и определяется техническое
состояние электроустановки в текущий момент времени. С
точки зрения выбора оптимальной стратегии технического
обслуживания и ремонта требуются прогноз развития
дефектов и перспективная оценка технического состояния
на последующий период эксплуатации. Прогнозирование
технического состояния повышает эффективность
диагностирования.
Описанные в литературе различные методы,
применяемые при прогнозировании технического
состояния машин и механизмов, можно разделить на
аналитические, вероятностные и распознавания образов.

40.

Метод аналитического прогнозирования. Этот
метод позволяет получать параметры оборудования,
размерность которых соответствует размерности
контролируемых параметров. При этом значения
вычисленных параметров характеризуют протекание
процесса во времени. Данный метод, как правило,
применяется, когда известна аналитическая
зависимость функции изменения диагностического
параметра во времени.

41.

Метод вероятностного прогнозирования. Его
особенностью является определение вероятности
сохранения работоспособности оборудования в
функции времени, т.е. результат прогноза определяет
вероятность выхода и невыхода контролируемого
диагностического параметра за допустимые пределы.
При этом определяются вероятностные
характеристики: плотность распределения значений
параметров, математическое ожидание и дисперсия.

42.

Метод распознавания образов (статистической
классификации). Этот метод заключается в том, что
прогнозирование можно начинать с момента
осуществления однократного контроля
диагностируемого оборудования. В результате
прогноза контролируемый объект относят к тому или
иному классу технического состояния, который
устанавливают заранее по критерию
работоспособности или долговечности и принимают
за эталон (образ). Затем, исходя из закономерности
изменения параметров данного класса, решают, как
будет изменяться данный параметр в будущем.

43.

Выбор метода прогнозирования во многом
определяется требуемой точностью и достоверностью.
Получить абсолютно точный прогноз технического
состояния проблематично. Это обусловлено
множеством факторов, влияющих на процесс
прогнозирования.
К основным факторам можно отнести:
степень изученности исследуемого
диагностического процесса,
глубину и частоту диагностирования,
точность измеряемых параметров,
выбранный метод прогнозирования и др.
Поэтому точность прогнозирования технического
состояния электрооборудования возможно оценить
только ориентировочно.

44.

При прогнозировании технического состояния электрооборудования решаются
следующие задачи:
выявляются сборочные единицы оборудования, техническое состояние которых
значительно изменится в последующий период эксплуатации;
контролируются параметры и признаки изменения технического состояния
электрооборудования;
нормируются значения диагностических параметров;
сравниваются диагностические параметры с величинами их нормативных
значений;
фиксируются момент, абсолютное значение и длительность выхода
диагностических параметров электрооборудования за допустимые пределы;
выполняются накопление, отображение и регистрация обрабатываемой
информации;
проводится первичная обработка диагностической информации о техническом
состоянии оборудования;
вычисляются текущие и перспективные значения обобщенных ресурсных
показателей технического состояния контролируемого оборудования;
назначаются сроки проведения профилактических работ, направленных на
повышение уровня работоспособности электрооборудования;
выдается информация персоналу о техническом состоянии и рекомендации о
целесообразных изменениях процесса эксплуатации каждой единицы
электрооборудования.