אמינות ציוד חשמלי ומערכות חשמל

מושגי יסוד והגדרות של מהימנות

אמינות קשורה קשר הדוק להיבטים שונים של תפעול מתקני חשמל. אמינות - רכושו של חפץ לבצע פונקציות מסוימות, שמירה בזמן על ערכי מדדי הביצועים שלו בגבולות מסוימים, התואמים מצבים ותנאי שימוש, תחזוקה, תיקון, אחסון והובלה מסוימים.

אמינות מבחינת מערכות אספקת חשמל: אספקת חשמל רציפה בגבולות מקובלים אינדיקטורים לאיכותו וביטול מצבים מסוכנים לאנשים ולסביבה. במקרה זה, האובייקט אמור לעבוד.

תחת תפעול פירושו מצב כזה של רכיבי הציוד החשמלי, שבו הם מסוגלים לבצע את הפונקציות שצוינו, תוך שמירה על ערכי הפרמטרים שצוינו בגבולות שנקבעו על ידי התיעוד הנורמטיבי והטכני.במקרה זה, ייתכן שהאלמנטים לא יעמדו, למשל, בדרישות הקשורות למראה החיצוני.

אירוע הכרוך בתקלת ציוד נקרא דחייה... הגורמים לתקלות יכולים להיות פגמי תכנון, ייצור ותיקון, הפרות של חוקים ותקנות הפעלה, תהליכי בלאי טבעי. על פי אופי השינוי של הפרמטרים העיקריים של הציוד החשמלי עד לרגע הכשל, הם מובחנים בין תקלות פתאומיות להדרגתיות.

תקלה פתאומית נקראת תקלה המתרחשת כתוצאה משינוי חד פתאומי בפרמטר בסיסי אחד או יותר (התמוטטות שלב של כבלים וקווי עילי, הרס חיבורי מגעים במכשירים וכו').

נזק הדרגתי נקרא נזק המתרחש כתוצאה משינוי ארוך והדרגתי בפרמטרים, לרוב עקב הזדקנות או בלאי (הידרדרות בהתנגדות הבידוד של כבלים, מנועים, עלייה בהתנגדות למגע של חיבורי מגע וכו'). יחד עם זאת, שינויים בפרמטר לעומת הרמה ההתחלתית ניתנים במקרים רבים לתעד באמצעות מכשירי מדידה.

אין הבדל מהותי בין כישלונות פתאומיים להדרגתיים. כשלים פתאומיים ברוב המקרים הם תוצאה של שינוי הדרגתי, אך נסתר מהתבוננות, בפרמטרים (לדוגמה, בלאי של מכלולים מכניים של מגעי מתגים), כאשר הרס שלהם נתפס כאירוע פתאומי.

כשל בלתי הפיך מצביע על אובדן ביצועים... לסירוגין - כישלון חוזר ונשנה של אובייקט.אם הכשל של אובייקט אינו נובע מכשל של אובייקט אחר, אז הוא נחשב עצמאי, אחרת - תלוי.

כשל הנובע מחוסר שלמות או הפרה של חוקים ותקנות עיצוב שנקבעו נקרא מבני... כשל שהתרחש כתוצאה מליקוי או הפרה של תהליך הייצור או התיקון הקבוע של חפץ שבוצע במפעל תיקונים - ייצור ... כשל כתוצאה מהפרה של הכללים או תנאי הפעולה שנקבעו - תפעולי... סיבת הדחייה - פגם.

אמינות היא אחד המאפיינים של ציוד חשמלי ומערכות חשמל המתבטאת רק במהלך הפעולה. אמינות מוגדרת במהלך התכנון, מובטחת במהלך הייצור, נצרך ומתוחזקת במהלך הפעולה.

אמינות היא תכונה מורכבת, שבהתאם לפרטי מתקני החשמל ולתנאי פעולתו עשוי לכלול: אמינות, עמידות, תחזוקה, אחסון בנפרד או בשילוב מסוים, הן עבור מתקני החשמל והן עבור מרכיביו הבודדים. .

לפעמים אמינות משווה למהימנות (במקרה זה נחשבת מהימנות ב"מובן הצר").

אמינות - תכונתם של אמצעים טכניים לשמירה על יכולת הפעלה רציפה למשך פרק זמן מסוים. זהו המרכיב החשוב ביותר באמינות של מתקנים חשמליים, בהתאם לאמינות האלמנטים, ערכת החיבור שלהם, מאפיינים מבניים ותפקודיים ותנאי ההפעלה.

עמידות - רכושם של אמצעים טכניים להישאר בשירות עד להתרחשות מצב הגבול עם מערכת התחזוקה והתיקון שהוקמה.

במקרה הנדון, מצב הגבול של האמצעים הטכניים נקבע על ידי חוסר האפשרות של תפקודם הנוסף, הנגרם או על ידי ירידה ביעילות, או על ידי דרישות בטיחות, או על ידי תחילת התיישנות.

תחזוקה - רכושם של אמצעים טכניים, שהוא הסתגלות למניעה וגילוי של גורם הנזק וביטול השלכותיהם באמצעות תחזוקה ותיקון.

תחזוקה מאפיינת את רוב מרכיבי התקנות החשמל ואינה הגיונית רק לאותם אלמנטים שאינם מתוקנים במהלך הפעולה (לדוגמה, מבודדים של קווים עיליים (HV)).

התמדה - המאפיין של אמצעים טכניים לשמור באופן רציף על מצב בר שירות (חדש) וניתן לשימוש במהלך אחסון והובלה. שימור אלמנטי PP מאופיין ביכולתם לעמוד בהשפעות השליליות של תנאי אחסון ותחבורה.

הבחירה של אינדיקטורים כמותיים של אמינות תלויה בסוג ציוד הכוח. אותם אלמנטים של מתקנים חשמליים שלא ניתן לשחזר את הביצועים שלהם במקרה של נזק במהלך הפעולה (שנאים זרם, מכניס כבלים וכו') נקראים בלתי ניתנים לשחזור.

ניתנים לשחזור הם מוצרים אשר יש לשחזר את הביצועים שלהם במקרה של נזק במהלך הפעולה. דוגמאות למוצרים כאלה הם מכונות חשמליות, שנאי כוח וכו'.

אמינותם של מוצרים מחודשים נקבעת על פי אמינותם, עמידותם, התחזוקה והאחסון שלהם, ואמינותם של מוצרים שאינם מתחדשים נקבעת על פי אמינותם, העמידות והאחסון שלהם.

גורמים המשפיעים על האמינות של רכיבי התקנה חשמליים

מתקני חשמל המשמשים להמרה, הולכה והפצה של חשמל חשופים למספר רב של גורמים שניתן לסווג לארבע קבוצות: השפעות סביבתיות, תפעוליות, תאונות, טעויות תכנון והתקנה.

גורמים סביבתיים, בהם פועלים מרכיבי מתקני החשמל, כוללים את עוצמת סופות רעמים ופעילות רוחות, מרבצי קרח, גשמים עזים, משקעים, ערפל צפוף, כפור, טל, קרינת שמש ועוד. רוב הגורמים הסביבתיים מפורטים בספרי עיון באקלים.

לגבי מכשירי העברה - קווים עיליים מכל דרגות המתח - הגורמים האופייניים ביותר התורמים לנזק שלהם הם ממטרי גשם, משקעים, ערפל צפוף, כפור וטל, ולגבי שנאי כוח המותקנים על מתקנים חשמליים מסוג פתוח, הגורמים של הסביבה כוללת אנרגיה סולארית, קרינה, לחץ אטמוספרי, טמפרטורת הסביבה (גורם הקשור קשר הדוק לקטגוריית המיקום ולתנאי האקלים).

תכונה של פעולת האלמנטים של מתקנים חשמליים מסוג פתוח של כל מעמדות המתח היא השינוי של כל הגורמים, למשל, שינוי בטמפרטורה מ + 40 ± ל -50 ± C.תנודות בעוצמת פעילות סופות הרעמים באזורי ארצנו נעות בין 10 ל-100 שעות או יותר בשנה.

ההשפעה של גורמי אקלים חיצוניים מובילה להופעת פגמים במהלך הפעולה: הרטבת השמן בשנאים ומפסקי שמן, הרטבת הבידוד במיכל ובידוד חוצות מתגי השמן, הרטבת מסגרת התותב, הרס. של התומכים והמבודדים של תותבים תחת קרח, עומס רוח וכו'. לכן, עבור כל אזור אקלימי, במהלך ההפעלה של מתקן חשמלי, יש צורך לקחת בחשבון גורמים סביבתיים.

גורמים תפעוליים כוללים עומס יתר של רכיבי התקנה חשמליים, זרמי קצר חשמלי (זרם יתר), סוגים שונים של מתחי יתר (קשתות, מיתוג, תהודה וכו').

על פי כללי הפעולה הטכניים, קווים עיליים 10 - 35 קילו וולט עם ניטרלי מבודד יכולים לעבוד בנוכחות תקלת אדמה חד פאזי, ומשך הסרתם אינו סטנדרטי. בתנאי הפעלה אלה, תקלות קשתות ברשתות הפצה מסועפות הן הגורם העיקרי לכשל בידוד מוחלש.

עבור שנאי כוח, הגורמים התפעוליים הרגישים ביותר הם עומס יתר שלהם, כוחות מכניים על הפיתולים בקצר דרך זרמים. מקום משמעותי בגורמי התפעול תופס בהסמכת הצוות וההשפעות הנלוות (טעויות של הצוות, תיקונים ותחזוקה לא איכותיים וכו').

קבוצת הגורמים המשפיעים בעקיפין על מהימנות התקנות החשמל כוללות טעויות תכנון והתקנה: אי עמידה בהנחיות במהלך התכנון, אי עמידה בדרישות מהימנות, אי עמידה בגודל הזרמים הקיבוליים ברשתות 10 — 35 קילו וולט ו. הפיצוי שלהם במהלך פיתוח רשתות, ייצור באיכות נמוכה של רכיבי התקנה חשמליים, פגמי התקנה וכו '.

קבוצה קטנה של גורמים המשפיעים על אמינות מתקנים חשמליים בפעולה הם גורמים מקריים: התנגשות של מכונות תחבורה וחקלאות על תמיכות, חפיפה של רכב נע מתחת לקווים העיליים, הפסקת חוטים וכו'.

אמינות אספקת החשמל לצרכנים

אפשר מבחינה טכנית ליצור מערכות כאלה, ואלו שנכשלות יתרחשו רק לעתים רחוקות (אלמנטים אמינים במיוחד עם מערכת שירות טוניק מושלמת, שימוש במעגלים עם חיתוכים מרובים וכו'). אבל יצירת מערכות כאלה תדרוש השקעה מוגברת. ועלויות תפעול. לכן, ישנם פתרונות לשיפור ההיבט הכלכלי של המהימנות: הם שואפים לא למהימנות המרבית הניתנת להשגה, אלא לרציונלית, אופטימלית על פי כל קריטריון טכני וכלכלי.

לפתרונות עיצוב סטנדרטיים PUE אינו דורש חישובי מהימנות: הקטגוריות מודגשות צרכני אנרגיה במונחים של אמינות אספקת החשמל (באופן כללי, הם שונים בכמות הנזק מהפסקת חשמל), שעבורם יתירות הרשתות (מספר המקורות הבלתי תלויים) ו- נוכחות של אוטומציה חירום (משך מותר של הפסקת חשמל).

במונחים של הבטחת אמינות אספקת החשמל, PUE מחלק את צרכני החשמל לשלוש קטגוריות: הראשונה, השנייה והשלישית. שיוך מקלט חשמלי לקטגוריה כזו או אחרת מבחינת אמינות חייבת להתרחש על בסיס תיעוד רגולטורי, וכן בחלק הטכנולוגי של הפרויקט (כלומר, הוא נקבע על ידי מהנדסי תכנון).

לפרטים נוספים על המאפיינים של כל קטגוריה, ראה כאן: קטגוריות אמינות אספקת החשמל של מקלטי חשמל