Диагностический контроль состояния элегазового оборудования (стр. 3 )

— определение температуры корпусов и мест перегрева,

— определение плотности элегаза,

— определение утечки элегаза,

— определение превышения или резкого снижения давления элегаза с формированием сигнала предупреждения и команды на резер­вирование,

— определение давления воздуха с дублированием включения ком­прессора и с формированием предупреждения о снижении давле­ния и команды на блокировку,

— определение влажности элегаза с оценкой соответствия нормати­ву, расчетом периода соответствия нормативу и допустимого ра­бочего диапазона температуры,

— определение влажности воздуха с оценкой соответствия нор­мативу,

— формирование очередных и внеочередных репортажей,

— накопление и хранение информации.

5.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЭЛЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

5.2.1. ВВЕДЕНИЕ

Разработка способов диагностики непременно должна яв­ляться составной частью разработки электрооборудования. Заложить ос­новы диагностики разрабатываемого оборудования — это обязанность разработчика, поскольку кому как не разработчику электрооборудова­ния могут быть известны пути создания диагностических направлений.

Разработка диагностических направлений не противоречит задаче создания оборудования, не требующего обслуживания в эксплуатации. Устремления производителей оборудования, в том числе и электротех­нического, как правило, направлены на создание более надежного обо­рудования, как того хотели бы потребители. Конечно, потребители за­

интересованы в получении высоконадежного оборудования за разумные дополнительные затраты при его создании, чтобы на протяжении назна­ченного срока эксплуатации не заниматься «сопутствующими» пробле­мами диагностического контроля. Тем не менее, на практике так не про­исходит: абсолютно надежным оборудование быть не может. Это и по­нятно. Во-первых, срок службы любого изделия — величина вероятно­стная. Во-вторых, не всегда предписанные режимы эксплуатации соот­ветствуют реальным и невозможно их предусмотреть, а это может при­водить к ускорению расходования ресурса. Таким образом, какие бы га­рантии не давал завод-изготовитель на свое оборудование, эти гарантии не закроют проблемы безотказной, безаварийной эксплуатации. И нако­нец, во всех случаях встанет вопрос, что делать с оборудованием по окончании назначенного срока эксплуатации.

Практически всегда разработка диагностики остается за пределами интересов производителя и становится уделом потребителя, поставлен­ного в вынужденное положение. Поэтому потенциальный потребитель оборудования, памятуя о том, что когда-то придет срок завершения ка­ких бы то ни было гарантий, при заключении сделки на покупку элек­трооборудования должен включить в переговорный процесс вопрос о степени развитости диагностического направления: ведь правильно спланированные диагностические мероприятия могут значительно уве­личить срок реальной эксплуатации оборудования, что безусловно отра­зится на снижении затрат.

Основной задачей диагностики является предотвращение аварийно­го отказа оборудования, определение его состояния и прогнозирование остаточного ресурса.

Основу оперативных методов диагностики элегазового оборудова­ния, как и маслонаполненного, составляют физико-химические методы.

5.2.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ НАДЕЖНОСТИ

В соответствии с ГОСТ 27.002—89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения»:

Ресурс — суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта.

Предельное состояние — состояние объекта, при котором его даль­нейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстанов­ление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Критерий предельного состояния — признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-технической документацией и (или) конструкторской (проектной) доку­ментацией.

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объ­екта, при котором значения всех параметров, характеризующих способ­ность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям норма­тивно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Остаточный ресурс — суммарная наработка объекта от момента кон­троля его технического состояния до перехода в предельное состояние.

Назначенный ресурс — суммарная наработка, при достижении ко­торой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) — состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характери­зующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (про­ектной) документации.

Исправное состояние (исправность) — состояние объекта, при ко­тором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправное состояние (неисправность) — состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований норматив­но-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Дополнительный комментарий (выборка из ГОСТ).

Каждое из состояний (исправное, неисправное, работоспособное, не­работоспособное) характеризуется совокупностью значений парамет­ров, описывающих состояние объекта, а также качественных признаков, для которых не применяют количественные оценки. Номенклатуру этих параметров и признаков, а также пределы допустимых их изменений ус­танавливают в нормативно-технической и (или) конструкторской (про­ектной) документации.

Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовле­творять лишь тем требованиям нормативно-технической и (или) конст­рукторской (проектной) документации, выполнение которых обеспечи­вает нормальное применение объекта по назначению.

Для сложных объектов можно выделить частично неработоспособ­ные состояния, при которых объект способен частично выполнять тре­буемые функции, либо функции с пониженными показателями.

При достижении предельного состояния объект должен быть снят с эксплуатации, направлен в средний или капитальный ремонт, списан, уничтожен или передан для применения не по назначению.

Наработка индивидуального объекта, ресурс и т. п. могут быть опре­делены лишь после того, как наступил отказ или достигнуто предельное состояние. Пока эти события не наступили можно говорить только о прогнозировании этих величин с большей или меньшей достоверно­

стью. Средний и капитальный ремонт позволяют частично или полно­стью восстанавливать ресурс.

Прежде чем приступить к обсуждению вопроса о ресурсе, следует, как видно из определений, решить два вопроса.

Первый вопрос: что принимается за объект? Конечным объектом деятельности в области электротехники является аппарат. Поэтому во­прос о ресурсе должен быть привязан к элегазовому аппарату как еди­нице элегазовых комплексов. Элегазовый аппарат состоит из ряда уз­лов, каждый из которых имеет свой ресурс. Исчерпывание ресурса от­дельного узла может привести к предельному состоянию весь аппарат, если предельное состояние этого узла влияет на работоспособность ап­парата в целом.

Второй вопрос: что является заданной функцией? Заданной функци­ей элегазового электротехнического оборудования как комплекса элек­тротехнических аппаратов является передача и распределение электро­энергии заданных параметров.

Именно на этой нормативно-правовой базе необходимо рассматри­вать решение вопросов диагностического контроля.

5.2.3. СУЩНОСТЬ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕГАЗОВОГО АППАРАТА

Итак, ресурс оборудования характеризуется переходом в предельное состояние, которое определяется установленными разра­ботчиками критериями.

В нашу задачу входит: оценить физико-химические показатели с по­зиции критерия предельного состояния. К физико-химическим характе­ристикам элегазового электрооборудования отнесем следующие:

— плотность элегаза,

— состав элегаза (концентрация кислорода, азота, четырехфтористо­го углерода и шестифтористой серы),

— влажность элегаза,

— кислотность элегаза,

— газоплотность оборудования (физико-химический параметр по методу определения),

— влажность воздуха (системы пневматического привода выклю­чателя).

Из них к нормируемым показателям относятся:

а) показатели качества элегаза:

— плотность элегаза,

— температура конденсации примесей (влажность элегаза),

— содержание шестифтористой серы,

— содержание кислорода (для выключателей),

— кислотность элегаза (для выключателей),

б) и прочие требования:

— утечка элегаза,

— относительная влажность воздуха в системе привода *.

Рассмотрим влияние нормируемых показателей на показатели на­дежности.

Плотность элегаза. Обеспечивает электрическую прочность газово­го промежутка. Этот показатель находится под постоянным контролем, является управляемым и возобновляется ручным или автоматическим способом. И хотя статистика отмечает редкие случаи отказа электро­оборудования по причине падения плотности, слежение за этим пара­метром в полной мере должно относиться к функции системы автома­тического контроля, но не к диагностике. Кроме того, элегазовые аппа­раты конструируются с большим запасом электрической прочности, так чтобы и при атмосферном давлении промежуток кратковременно вы­держивал рабочее напряжение**. Таким образом, даже если плотность элегаза упадет ниже допустимого предела, то объект перейдет в неис­правное состояние, сохраняя работоспособность (хотя и частичную). Пополнение аппарата элегазом необходимого качества возвращает ап­парат в исправное состояние.

Влажность элегаза. Повышенная влажность элегаза свидетельству­ет о нарушении технологии производства элегазового аппарата. Это со­стояние необходимо характеризовать как неисправное. При дальнейшем повышении влажности объект может придти к состоянию частичной не­работоспособности, если диапазон рабочей температуры окажется огра­ниченным. По данным влажности за пределами нормативного значения можно определить температурные границы использования аппарата. Восстановление утерянного качества элегаза может быть осуществлено техническим путем — осушкой элегаза — или для аппаратов, оснащен­ных адсорбционными патронами для предотвращения конденсации вла­ги, адсорбционными фильтрами-поглотителями или адсорбционными фильтрами-осушителями, посредством ремонта — заменой адсорбента. В последнем случае, может идти речь о ресурсе адсорбента в этих уст­ройствах, но мы считаем это не столь существенным.