Надійність електроустаткування і систем електропостачання

Головні поняття та визначення надійності

Надійність тісно пов`язана з різними сторонами експлуатації електроустановок. Надійність - властивість об`єкта робити дані функції, зберігаючи в часі значення його експлуатаційних характеристик в даних межах, відповідних даними режимам і умов впровадження, технічного обслуговування, ремонту, зберігання і транспортування.

Надійність стосовно систем електропостачання: безперебійне постачання електроенергією в межах допустимих показників її властивості і виключення ситуацій, небезпечних для людей і навколишнього середовища. При цьому об`єкт повинен бути працездатним.

Під працездатністю розуміється такий стан частин електричного обладнання, при якому вони здатні робити ці функції, зберігаючи значення заданих параметрів в межах встановлених нормативно-технічною документацією. При цьому елементи можуть не задовольняти, наприклад, вимогами, які належать до зовнішнього вигляду.

Подія, що полягає в порушенні працездатності обладнання, іменується відмовою. Причинами відмов можуть бути недоліки, допущені при конструюванні, виробництві і ремонті, порушення правил і норм експлуатації, природні процеси зношування і старіння. До вподоби зміни основних показників електричного обладнання до моменту появи відмови розрізняють несподівані і поступові відмови.

Несподіваним називають відмову, який настає в результаті різкого стрибкоподібного конфігурації 1-го або декількох головних характеристик (обрив фаз кабельних і повітряних ліній, руйнування контактних з`єднань в апаратах і ін.).

Поступовим називають відмову, який настає в результаті тривалого, поступового зміни характеристик, зазвичай через старіння або зношування (погіршення опору ізоляції кабелів, двигунів, зростання перехідного опору контактних з`єднань і ін.). При цьому зміни параметра в порівнянні з вихідним рівнем в багатьох випадках можуть бути зареєстровані за допомогою вимірювальних пристроїв.

Принципової різниці між несподіваними і поступовими відмовами немає, тому що несподівані відмови в більшості випадків є наслідком поступового, але прихованого від спостереження зміни параметрів (наприклад, зношування механічних вузлів контактів вимикачів), коли їх руйнування сприймають як несподівана подія.

Незворотний відмову свідчить про втрату працездатності. Перемежающйся - неодноразово самоусувається відмова об`єкта. Якщо відмова об`єкта не обгрунтований відмовою іншого об`єкта, то його вважають незалежним, в іншому випадку - залежним.

Відмова, що з`явився в результаті недосконалості або порушення встановлених правил і норм конструювання, називають конструкційним. Відмова, що з`явився в результаті недосконалості або порушення встановленого процесу виробництва або ремонту об`єкта, виконаного на ремонтному підприємстві, - виробничим. Відмова, що з`явився в результаті порушення встановлених правил або умов експлуатації - експлуатаційним. Причина відмови - недолік.

Надійність є одним з параметрів електричного обладнання та систем електропостачання, яке проявляє себе виключно в процесі експлуатації. Надійність закладається при проектуванні, забезпечується при виготовленні, витрачається і підтримується при експлуатації.

Надійність є комплексним властивістю, яке в, залежно від специфіки електроустановок і критерій її експлуатації, може включати в себе: безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність, збереженість окремо або в певному поєднанні, при цьому як для електроустановок, так і для окремих її частин.

Час від часу надійність ототожнюється з безвідмовністю (в даному випадку розглядається надійність в «вузькому сенсі»).

Безвідмовність - властивість технічних засобів безперервно зберігати працездатність протягом деякого часу. Це найбільш важлива складова надійності електроустановок, що залежить від безвідмовності частин, схеми їх з`єднання, конструктивних і багатофункціональних особливостей, умов експлуатації.

Довговічність - властивість технічних засобів зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування і ремонту.

В даному випадку граничний стан технічних засобів визначається неможливістю їх подальшої експлуатації, що обумовлюється або зниженням ефективності, або вимогами безпеки, або настанням морального старіння.

Ремонтопридатність - властивість технічних засобів, що полягає в пристосованості до попередження і виявлення причини виникнення відмов і усунення їх наслідків методом технічного обслуговування і ремонту.

Ремонтопридатність характеризує більшість елементів електроустнаовок і не має сенсу тільки для тих частин, які не ремонтуються в процесі використання (наприклад, ізолятори повітряних ліній (ПЛ)).

Збереженість - властивість технічних засобів безперервно зберігати справний (нове) і працездатний стан в процесі зберігання і транспортування. Збереженість частин ЕУ характеризується їх здатністю протистояти негативному впливу умов зберігання і транспортування.

Вибір кількісних характеристик надійності залежить від виду електроенергетичного обладнання. Невідновлювальних називаються такі елементи електроустановок, працездатність яких в разі появи відмови не підлягає відновленню в процесі використання (трансформатори струму, кабельні вставки та ін.).

Відновлюваними є вироби, працездатність яких в разі появи відмови підлягає відновленню в процесі використання. Прикладом таких виробів можуть служити електронні машини, силові трансформатори і ін.

Надійність відновлюваних виробів обумовлюється їх безвідмовністю, довговічністю, ремонтопридатністю і сохраняемостью, а надійність невідновлюваних виробів - їх безвідмовністю, довговічністю і сохраняемостью.

Фактори, що впливають на надійність частин електроустановок

Електроустановки, що застосовуються для перетворення, передачі і розподілу електроенергії, піддаються впливу величезної кількості причин, які можна поділити на чотири групи: впливу середовища, експлуатаційні, випадкові, помилки проектування і монтажу.

До факторів середовища, де працюють елементи електроустановок, відносяться інтенсивність грозової і вітрової діяльності, ожеледні відкладення, обложні дощі, вологий сніг, густий туман, паморозь, роса, сонячна радіація та інші. Велика частина з причин середовища наводяться в погодних довідниках.

Стосовно до передавальних пристроїв - повітряні смуги всіх класів напруг - більш відповідними факторами, що сприяють їх відмов, є мжичку, вологий сніг, густий туман, паморозь і роса, а у силових трансформаторів, встановлених на електроустановках відкритого типу, до чинників середовища відносяться сонячна радіація , атмосферний тиск, температура середовища (фактор, тісно пов`язаний з категорією розміщення і кліматичними умовами).

Особливістю експлуатації частин електроустанвок відкритого виконання всіх класів напруг є зміна всіх причин, наприклад, зміна температури від + 40 ± до -50 ± С. Коливання інтенсивності грозової діяльності по регіонах нашої країни становить від 10 до 100 і більше грозових годин на рік.

Вплив зовнішніх кліматичних факторів призводить до появи вад в процесі використання: зволоження масла в трансформаторах і масляних вимикачах, зволоження внутрібаковой ізоляції та ізоляції траверс масляних вимикачів, зволоження остова вводів, руйнування опорних і прохідних ізоляторів при ожеледних, вітрових навантаженнях і т.п. Тому для кожного кліматичного району при експлуатації електроустаноко потрібен облік причин середовища.

До експлуатаційних факторів належать перевантаження частин електроустановок, струми коротких замикань (надструми), різні види перенапруг (дугові, комутаційні, резонансні і ін.).

Згідно з правилами технічної експлуатації, повітряні смуги 10 - 35 кВ з ізольованою нейтраллю допускається експлуатувати при наявності однофазового замикання на землю, а тривалість їх усунення не нормується. При таких умовах експлуатації дугові замикання в розгалужених розподільних мережах є основною передумовою пошкодження ослабленою ізоляції.

Для силових трансформаторів більш чутливими з експлуатаційних причин є їх перевантаження, механічні зусилля на обмотках при наскрізних струмах коротких замикань. Істотне місце в експлуатаційних факторах займають кваліфікація персоналу і супутні їм впливу (помилки персоналу, поганий ремонт і сервіс і т.п.).

До групи причин, побічно впливають на надійність роботи електроустановок, відносяться помилки проектування і монтажу: недотримання керівних матеріалів при проектуванні, неврахування вимог надійності, неврахування величини ємнісних струмів в мережах 10 - 35 кВ і їх компенсації при розвитку мереж, погане виготовлення частин електроустановок, недоліки монтажу та ін.

Маленьку групу впливають на характеристики надійності електроустановок в експлуатації складають випадкові причини: наїзд транспорту і сільськогосподарських машин на опори, перекриття на пересувається транспорт під проводами ПЛ, обрив проводу тощо

Калявіна В. П, Рибаков Л. М.

Школа для електрика