Основы организации эксплуатации.

Основные требования и организация обслуживания электрооборудования

Под технической эксплуатацией электрооборудования понимают процесс его использования по назначению и поддержания в технически исправном состоянии. Четкая организация этого процесса, планирование и управление решаются на основе теории эксплуатации, широко применяющей современные методы моделирования, использования операций и др.

Техническая эксплуатация электрооборудования включает выполнение следующих мероприятий: подготовку, включение и выключение электрооборудования, обнаружение неисправностей и прогнозирование технического состояния; профилактические работы; настройку и регулирование отдельных узлов, связей и электрооборудования в целом: обеспечение сохранности отдельных блоков и электрооборудования в целом; обеспечение комплектом запасных частей (ЗИП); техническую подготовку обслуживающего персонала; правильное ведение технической документации.

Эффективная организация системы технической эксплуатации электрооборудования возможна при условии, если еще в период проектирования были учтены особенности построения, использования и эксплуатации электрооборудования, разработаны технические средства его обслуживания, методы обработки информации и контроля состояния. Важной частью технической эксплуатации электрооборудования является техническое обслуживание. Плохо организованное техническое обслуживание может привести к простою электрооборудования или аварии при неправильных действиях обслуживающего персонала.

Для оценки эффективности технического обслуживания систем электрооборудования следует применять следующие показатели: трудоемкость одноразового технического обслуживания или за определенный период эксплуатации; стоимость технического обслуживания; надежность электрооборудования, определяемую одним или несколькими показателями надежности; среднее время простоя и потери в процессе технического обслуживания; вероятность выполнения технического обслуживания в заданное время.

Обслуживающий персонал выполняет следующий объем работ по эксплуатации электрооборудования: наблюдение за состоянием и работой электрооборудования, а также за механической частью электроприводов с проведением профилактических мероприятий (смазывание, чистка, подтяжка креплений); периодическую ревизию основного и резервного электрооборудования с текущим ремонтом, проводимую по графику; капитальный ремонт электрооборудования при его износе и замену его при проведении модернизации; исследование характеристик оборудования для проведения модернизационных мероприятий; наладку нового оборудования или оборудования, подвергнутого ревизии или ремонту.

В процессе эксплуатации электрооборудования электротехнический персонал ведет журналы: дефектов, сбоев и неисправностей, где регистрируют неполадки в работе любого элемента оборудования; оперативных переключений на подстанции; технического осмотра и ремонта электрического оборудования; проведения работ в электроустановках низкого напряжения (до 1000 В).

В своей деятельности по обеспечению надежной и производительной работы электрооборудования электротехнический персонал использует техническую документацию, в том числе: комплект электротехнических схем (принципиальных и соединений) по электроснабжению, электроприводу, освещению и сигнализации; паспорта и технические описания электрооборудования с паспортом и актами испытаний к ним, должностные и производственные инструкции по обслуживанию, ремонту и наладке электрических аппаратов, машин и средств автоматизации; руководящие и нормативные материалы.

Все инструкции подлежат пересмотру не реже одного раза в 5 лет, а существенные изменения и дополнения вносят немедленно и доводят до сведения ответственных должностных лиц. Весь комплект проектных электрических схем, описаний, инструкций должен храниться в техническом архиве.
Широкое применение сложной электронной и микроэлектронной техники предъявляет повышенные требования к практике технической эксплуатации электрооборудования. В связи с этим получают распространение новые принципы технического обслуживания и ремонта электроустановок. Рассмотрим некоторые из них.

Эксплуатация по твердому ресурсу. Электрооборудование, эксплуатируемое по этому принципу, имеет установленный по наработке предел, после которого его заменяют новым. Межремонтный ресурс назначается до начала эксплуатации и корректируется через определенное время. Периодичность ремонта определяется исходя из надежности слабых элементов. Этот метод технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) имеет серьезные недостатки: недоиспользуются индивидуальные ресурсы по большинству элементов и узлов; трудоемкость ТО и Р увеличивается; снижается надежность работы электрооборудования в послеремонтный период. Указанный метод может быть применен для особо ответственных механизмов по отдельным узлам и блокам, в том числе неремонтопригодным.

Эксплуатация по техническому состоянию. В этом случае ресурс для элементов электрооборудования не устанавливают, но проводится периодический или непрерывный контроль и измерение параметров, которые характеризуют техническое состояние электропривода электрооборудования, блока или узла. По результатам контроля принимают решение о дальнейшей эксплуатации объекта, которое основывается на определении и прогнозировании технического состояния объекта и на данных о затратах на ТО и Р, включая потери на простои.

Основой метода является диагностика как средство достоверной информации о техническом состоянии электропривода. Следовательно, его можно применять для тех элементов электрооборудования, техническое состояние которых контролируемо. Метод ТО и Р по состоянию имеет отрицательные моменты, связанные с непостоянством объема работ при обслуживании из-за вероятностного характера требований на ремонт.

Эксплуатация по уровню надежности. В этом случае эксплуатацию электрооборудования осуществляют до безопасного отказа. При этом должны быть установлены допустимые уровни надежности элементов электропривода, обеспечивающие его исправную работу и приемлемые показатели экономичности эксплуатации. Допустимые уровни надежности могут быть назначены из опыта эксплуатации электрооборудования. В практике эксплуатации систем электрооборудования необходимо рационально использовать все три принципа ТО и Р или два последних, которые иногда объединяют под общим названием «обслуживание по техническому состоянию».

 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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. 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.

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

Вторая, 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.

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.

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. 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.

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.

Большую помощь в отыскании и устранении неисправности оказывает 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.

 

Заземление и зануление электроустановок

Защитные мероприятия от прикосновения к частям электроустановок, нормально находящихся без напряжения, но оказавшихся иод напряжением вследствие нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки, следующие: заземление и зануление корпусов электрооборудования и конструктивных металлических частей электроустановок; устройство защитного отключения, обеспечивающего автоматическое отключение установки, в которой произошло замыкание фазы на корпус; устройство изоляционных площадок для обслуживания электрооборудования, если выполнение первых двух пунктов затруднено.

Защитное отключение обеспечивает обесточение электроустановки в пределах времени не более 2 с, если на данной электроустановке произошло короткое замыкание на корпус. В качестве примера рассмотрим схему пуска и остановки асинхронного двигателя, где предусмотрено защитное отключение с помощью реле КАО (рис. 1).

Рис. 1. Защитное отключение в цепи асинхронного двигателя

Основным мероприятием защиты человека от поражения электрическим током при прикосновении к корпусам электроустановок, в которых по какой-либо причине нарушена изоляция, является защитное заземление и зануление. Зануление от заземления отличается соединением корпуса электроустановки с нейтралью, например, трансформатора через нейтральный провод (рис. 2). Так как защитное зануление имеет меньшее сопротивление для токов короткого замыкания Iк, то создаются условия для более надежного и более быстрого отключения повреждений электроустановки.

Рис. 2. Схемы заземления (а) и зануления (б)

 

Степень поражения человека электрическим током определяется силой тока, путем и длительностью его протекания через тело человека. Сила тока зависит от напряжения прикосновения Uпр и сопротивления всей электрической цепи, в которую последовательно «включен» человек. При сопротивлении тела человека Rч ток, проходящий через его тело, равен Iч = Uпр/Rq. Если электроустановка заземлена и сопротивление заземлителя R3 << Rч, то по телу человека будет протекать ток, близкий к нулю: Iч = I3R3/Rч, где I3 — ток короткого замыкания, проходящий через заземлитель.

Следовательно, чем меньше сопротивление заземления, тем меньше ток, проходящий через тело человека.

Для более глубокого и профессионального освоения материала, рекомендую почитать нормативно-техническую документацию на сайте http://docs.cntd.ru/. ГОСТ Р 12.1.009-2009 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения.