Sähkölaitteiden ja sähköjärjestelmien luotettavuus
Luotettavuuden peruskäsitteet ja määritelmät
Luotettavuus liittyy läheisesti sähköasennusten toiminnan eri näkökohtiin. Luotettavuus - esineen ominaisuus suorittaa tiettyjä toimintoja, ylläpitää ajoissa sen suorituskykyindikaattoreiden arvot tietyissä rajoissa, jotka vastaavat tiettyjä käyttötapoja ja -olosuhteita, huoltoa, korjausta, varastointia ja kuljetusta.
Luotettavuus tehonsyöttöjärjestelmien suhteen: jatkuva virransyöttö hyväksyttävissä rajoissa sen laadun indikaattoreita sekä ihmisille ja ympäristölle vaarallisten tilanteiden poistaminen. Tässä tapauksessa kohteen pitäisi toimia.
Käyttökelpoisuus tarkoittaa sellaista sähkölaitteiden osien tilaa, jossa ne pystyvät suorittamaan määrätyt toiminnot säilyttäen samalla määritettyjen parametrien arvot normatiivisten ja teknisten asiakirjojen asettamissa rajoissa.Tällöin elementit eivät välttämättä täytä esimerkiksi ulkonäköön liittyviä vaatimuksia.
Tapahtumaa, johon liittyy laitevika, kutsutaan hylkäämiseksi... Vikojen syyt voivat olla suunnittelu-, valmistus- ja korjausvirheet, käyttösääntöjen ja määräysten rikkomukset, luonnolliset kulumisprosessit. Sähkölaitteiden pääparametrien muutoksen luonteen mukaan vikahetkeen asti ne erotetaan äkillisten ja asteittaisten vikojen välillä.
Äkillistä vikaa kutsutaan häiriöksi, joka ilmenee yhden tai useamman perusparametrin äkillisen jyrkän muutoksen seurauksena (kaapelin ja ilmajohtojen vaiheen rikkoutuminen, laitteiden kosketinyhteyksien tuhoutuminen jne.).
Asteittaista vauriota kutsutaan vaurioksi, joka syntyy parametrien pitkän, asteittaisen muutoksen seurauksena, yleensä ikääntymisestä tai kulumisesta (kaapeleiden, moottoreiden eristysresistanssin heikkeneminen, kosketinliitäntöjen kosketusresistanssin lisääntyminen jne.). Samalla parametrin muutokset alkutasoon verrattuna voidaan monissa tapauksissa kirjata mittalaitteilla.
Äkillisten ja asteittaisten epäonnistumisten välillä ei ole perustavanlaatuista eroa. äkilliset viat ovat useimmiten seurausta asteittaisesta, mutta havainnoilta piilossa tapahtuvasta parametrien muutoksesta (esimerkiksi kytkinkoskettimien mekaanisten kokoonpanojen kulumisesta), kun niiden tuhoutuminen nähdään äkillisenä tapahtumana.
Peruuttamaton vika tarkoittaa suorituskyvyn heikkenemistä… Jaksottainen – toistuvasti itsestään poistuva objektin vika.Jos objektin vika ei johdu toisen objektin viasta, sitä pidetään itsenäisenä, muuten riippuvaisena.
Vikaa, joka johtuu epätäydellisyydestä tai vahvistettujen suunnittelusääntöjen ja määräysten rikkomisesta, kutsutaan rakenteelliseksi… Vika, joka on seurausta korjausyrityksessä suoritetun esineen tuotanto- tai korjausprosessin epätäydellisyydestä tai rikkomisesta. … Virhe, joka johtuu määrättyjen sääntöjen tai käyttöehtojen rikkomisesta – käyttö… Hylkäämisen syy – vika.
Luotettavuus on yksi sähkölaitteiden ja sähköjärjestelmien ominaisuuksista, joka ilmenee vain käytön aikana. Luotettavuus määritellään suunnittelun aikana, varmistetaan valmistuksen aikana, kulutetaan ja ylläpidetään käytön aikana.
Luotettavuus on monimutkainen ominaisuus, johon sähköasennuksen ominaispiirteistä ja sen käyttöolosuhteista riippuen voi kuulua: luotettavuus, kestävyys, huolto, varastointi erikseen tai tietyssä yhdistelmässä sekä sähköasennusten että sen yksittäisten elementtien osalta. .
Joskus luotettavuus rinnastetaan luotettavuuteen (tässä tapauksessa luotettavuutta tarkastellaan "kapeassa merkityksessä").
Luotettavuus - teknisten keinojen ominaisuus ylläpitää jatkuvaa toimintaa tietyn ajan. Se on tärkein osa sähköasennusten luotettavuutta elementtien luotettavuudesta, niiden kytkentäkaaviosta, rakenteellisista ja toiminnallisista ominaisuuksista ja käyttöolosuhteista riippuen.
Kestävyys - teknisten välineiden ominaisuus pysyä käytössä rajatilan esiintymiseen saakka vakiintuneella huolto- ja korjausjärjestelmällä.
Tarkasteltavana olevassa tapauksessa teknisten välineiden rajatila määräytyy niiden jatkotoiminnan mahdottomuudesta, joka johtuu joko tehokkuuden laskusta tai turvallisuusvaatimuksista tai vanhenemisen alkamisesta.
Kunnossapito – teknisten välineiden ominaisuus, joka on sopeutumiskyky vahingon syyn ehkäisemiseen ja havaitsemiseen sekä niiden seurausten poistamiseen huollon ja korjauksen avulla.
Huolto luonnehtii useimpia sähköasennusten elementtejä, eikä se ole järkevää vain niille elementeille, joita ei korjata käytön aikana (esimerkiksi ilmajohtojen eristimet (HV)).
Pysyvyys - teknisten keinojen ominaisuus säilyttää jatkuvasti käyttökuntoinen (uusi) ja käyttökuntoinen varastoinnin ja kuljetuksen aikana. PP-elementtien säilyttämiselle on ominaista niiden kyky kestää varastointi- ja kuljetusolosuhteiden negatiiviset vaikutukset.
Kvantitatiivisten luotettavuusindikaattoreiden valinta riippuu teholaitteen tyypistä. Ei-palautettaviksi kutsutaan niitä sähköasennusosia, joiden suorituskykyä ei voida vaurion sattuessa palauttaa käytön aikana (virtamuuntajat, kaapeliliittimet jne.).
Korjauskelpoisia ovat tuotteet, joiden suorituskyky vaurioitumisen yhteydessä on palautettava käytön aikana. Esimerkkejä tällaisista tuotteista ovat sähkökoneet, tehomuuntajat jne.
Uudelleenvalmistettujen tuotteiden luotettavuuden määräävät niiden luotettavuus, kestävyys, huolto ja varastointi, ja uusiutumattomien tuotteiden luotettavuus, kestävyys ja varastointi.
Sähköasennuselementtien luotettavuuteen vaikuttavat tekijät
Sähkön muuntamiseen, siirtoon ja jakeluun käytettävät sähköasennukset altistuvat suurelle määrälle tekijöitä, jotka voidaan luokitella neljään ryhmään: ympäristövaikutukset, käyttö-, onnettomuus-, suunnittelu- ja asennusvirheet.
Ympäristötekijöitä, joissa sähköasennusten elementit toimivat, ovat ukkosmyrskyjen ja tuulen voimakkuus, jääkertymät, rankkasateet, sateet, tiheä sumu, huurre, kaste, auringon säteily ja muut. Useimmat ympäristötekijät on lueteltu ilmastohakukirjoissa.
Siirtolaitteiden – kaikkien jänniteluokkien ilmajohdot – tyypillisimpiä vaurioita aiheuttavia tekijöitä ovat sadekuurot, sateet, tiheä sumu, routa ja kaste sekä avoimeen sähköasennuksiin asennetuissa tehomuuntajissa. ympäristöön kuuluvat aurinkoenergia, säteily, ilmanpaine, ympäristön lämpötila (tekijä, joka liittyy läheisesti sijaintiluokkaan ja ilmasto-olosuhteisiin).
Kaikkien jänniteluokkien avoimen tyyppisten sähköasennusten elementtien toiminnan ominaisuus on kaikkien tekijöiden muutos, esimerkiksi lämpötilan muutos + 40 ± -50 ± C: een.Ukkosmyrskyjen voimakkuuden vaihtelut maamme alueilla vaihtelevat 10 - 100 tai enemmän ukkosmyrskytuntia vuodessa.
Ulkoisten ilmastotekijöiden vaikutus johtaa vikojen ilmaantumiseen käytön aikana: öljyn kastuminen muuntajissa ja öljykatkaisijoissa, säiliön eristyksen ja öljykytkimien poikkipintojen eristys, holkkirungon kastuminen, tuhoutuminen holkkien tuet ja eristeet jään, tuulikuorman jne. alla. Siksi jokaisella ilmastoalueella sähköasennuksen käytön aikana on otettava huomioon ympäristötekijät.
Käyttötekijöitä ovat sähköasennuselementtien ylikuormitus, oikosulkuvirrat (ylivirta), erilaiset ylijännitteet (kaari, kytkentä, resonanssi jne.).
Teknisten sääntöjen mukaan 10 - 35 kV ilmajohdot, joissa on eristetty nolla, voivat toimia yksivaiheisen maasulun läsnä ollessa, eikä niiden poiston kestoa ole standardoitu. Näissä käyttöolosuhteissa haaroittuneiden jakeluverkkojen valokaariviat ovat pääasiallinen syy heikentyneeseen eristyshäiriöön.
Tehomuuntajien herkimmät toimintatekijät ovat niiden ylikuormitus, mekaaniset voimat käämeissä oikosulkuvirtojen yhteydessä. Merkittävä paikka toimintatekijöissä on henkilöstön pätevyydellä ja siihen liittyvillä vaikutuksilla (henkilökunnan virheet, huonolaatuiset korjaukset ja huollot jne.).
Sähköasennusten luotettavuuteen välillisesti vaikuttavia tekijöitä ovat suunnittelu- ja asennusvirheet: ohjeiden noudattamatta jättäminen suunnittelun aikana, luotettavuusvaatimusten noudattamatta jättäminen, kapasitiivisten virtojen suuruuden noudattamatta jättäminen 10–35 kV verkoissa sekä niiden korvaaminen verkkojen kehittämisen aikana, sähköasennuselementtien heikkolaatuinen tuotanto, asennusvirheet jne.
Pieni joukko sähköasennusten toimintavarmuuteen vaikuttavia tekijöitä ovat sattumanvaraisia tekijöitä: kuljetus- ja maatalouskoneiden törmäys kannattimiin, liikkuvan ajoneuvon päällekkäisyys ilmajohtojen alle, johtojen katkeaminen jne.
Virransyötön luotettavuus kuluttajille
Tällaisia järjestelmiä on teknisesti mahdollista luoda, ja epäonnistuneita tulee harvoin (erittäin luotettavat elementit täydellisellä tonic-huoltojärjestelmällä, useiden leikkausten piirien käyttö jne.). Mutta tällaisten järjestelmien luominen vaatii lisäinvestointeja. ja käyttökustannukset. Siksi on olemassa ratkaisuja luotettavuuden taloudellisen puolen parantamiseksi: niillä ei pyritä maksimaaliseen saavutettavaan luotettavuuteen, vaan järkevään, optimaaliseen jokaisen teknisen ja taloudellisen kriteerin mukaan.
Tavallisiin suunnitteluratkaisuihin PUE ei vaadi luotettavuuslaskelmia: luokat ovat tehonsyötön luotettavuuden kannalta korostettuja energiankuluttajia (yleensä ne eroavat sähkökatkon aiheuttamien vahinkojen määrästä), joille verkkojen redundanssi (riippumattomien lähteiden määrä) ja hätäautomaation läsnäolo (virtakatkon sallittu kesto).
Virransyötön luotettavuuden takaamiseksi PUE jakaa sähkönkuluttajat kolmeen luokkaan: ensimmäiseen, toiseen ja kolmanteen. Sähkövastaanottimen määrittäminen yhteen tai toiseen luotettavuusluokkaan on tapahduttava säädösdokumentaation perusteella sekä projektin teknologisessa osassa (eli suunnitteluinsinöörien määrittämä).
Katso lisätietoja kunkin luokan ominaisuuksista täältä: Sähkövastaanottimien tehonsyötön luotettavuusluokat