Износ электрических машин

Периоды износа деталей

По данным практики эксплуатации срок службы электрооборудования, как и процесс износа деталей, можно условно разделить на три периода. Примером правомерности такого разделения служат данные об отказах асинхронных электродвигателей.

Первым является период приработки, который относится к началу работы электродвигателей и в котором наблюдается наибольшее число отказов, обусловленных технологическими дефектами. В работе в результате изучения характера и причин отказов установлено, что для асинхронных электродвигателей единых серий мощностью от 0,6 до 100 кВт период приработки составляет примерно 1000 ч работы.

Второй период (нормальной эксплуатации) характеризуется примерным постоянством интенсивности отказов в единицу времени. В этот период основной причиной отказов являются случайные явления: работа на двух фазах при отсутствии или неправильно настроенной защите, технологические перегрузки, аварии механизма, приводом которого является электродвигатель и пр.

В течение третьего периода отказы возникают вследствие износа и старения узлов и деталей электродвигателей, особенно изоляции обмоток.

Что такое ремонт электрооборудования?

Под представленным понятием следует понимать восстановление первоначальных свойств изделия с использованием расходных материалов, специализированного инструмента и оснастки. В процессе проведения ремонтных работ меняются дефектные детали, изношенные элементы и так далее.

Следует отметить, что в условиях высокой изношенности, а также огромного числа энергетического оборудования, современные подразделения электрических сетей не успевают выполнять плановые показатели по ремонтной кампании. Еще одна проблема связывается с вопросами погашения потребителей, что явно осложняет процедуру.

Что касается последовательности действий, то практически все виды ремонтов электрооборудования проводятся по следующей последовательности:

  1. Диагностика. Предполагает выявление дефектов с использованием физического осмотра, исследованием оборудования на предмет подгорания контактов пирометрами или испытания повышенным напряжением, мегомметром.
  2. Проведение ремонтных работ, которые направлены на устранение выявленных недостатков. При осуществлении процедуры могут подходить под замену отдельные детали (шпилька трансформатора), узлы (привод ВН) или полностью агрегат (замена линейного разъединителя.).
  3. Проведение повторной диагностики и ввод оборудования в работу. Последнее связывается с человеческим фактором, неправильного монтирования или прочих особенностей, что приведет к короткому замыканию или другим неприятностям.

Правильное выполнение и следование этапов исключает ошибки, продлевает срок службы электрооборудования. Однако подобный подход требует много времени, что неприемлемо в условиях большого числа силового и иного оборудования.

Электрический износ

Электрический износ приводит к невосстанавливаемой потере электроизоляционными материалами своих изоляционных свойств. Износ изоляции происходит под действием четырех основных факторов: тепловых, электрических, механических и окружающей среды. С повышением температуры уменьшается механическая прочность твердой изоляции и коэффициент теплопередачи, при тепловом расширении изоляции ослабляется ее структура, возникают внутренние термомеханические напряжения, которые особенно велики в жестко связанных изоляционных системах со значительно отличающимися коэффициентами теплового расширения. В процессе износа в изоляции могут накапливаться продукты ее распада, приводящие к появлению газовых пузырей и проводящих примесей, которые снижают ее пробивное напряжение. Тепловое воздействие делает твердую изоляцию уязвимой для механических воздействий.

Электрический износ при трении связан с возникновением значительных потенциалов на поверхностях трения, с искровым пробоем изолирующих масляных пленок, вызванным локальным экстремальным повышением температуры, массопереносом и точечным износом поверхностей.

Электрический износ связан с прохождением электрического тока и возникающими при этом в деталях электрохимическими процессами.

Электрический износ имеет место при отключении и включении контактов под током. При отключении электрической цепи, имеющей даже небольшие значения тока и напряжения, между контактами возникает мостик расплавленного металла. Этот металл разбрызгивается и испаряется.

Электрический износ имеет место при отключении и включении контактов под током. При отключении электрической цепи, имеющей даже небольшие значения тока и — напряжения, между контактами возникает мостик расплавленного металла. Этот металл разбрызгивается и испаряется. При размыкании больших токов и напряжений в результате теплового воздействия электрической дуги это явление значительно усиливается.

Электрический износ вызывается плавлением, испарением, распылением и переносом материала с одного контакта на другой под воздействием высокой температуры и электромагнитных полей. Совокупность этих явлений называется эрозией.

Электрический износ может быть ориентировочно определен по нижеприведенным зависимостям, полученным на основе учета выделяющейся энергии.

Электрический износ особенно сильно проявляется в цепях постоянного тока, содержащих индуктивность. В основном он определяется энергией и формой электрического разряда и тугоплавкостью материала контактов. Наиболее вредной разновидностью электрического износа является перенос металла с одного контакта на другой, что приводит к значительному изменению формы контактов и даже их сцеплению. Интенсивность и направление переноса зависят от характера разряда и неодинаковы при замыкании и размыкании. Если ток в контакте меньше предельного тока / 0 образования дуги, то при размыкании возникает искра. На катоде при этом образуется игла, а на аноде — кратер. Аналогичная картина наблюдается и при замыкании. Результирующий перенос при замыканиях и размыканиях тока направлен с анода на катод.

Электрический износ коллектора и щеток связан не только с высотой импульса фототока искрения, отражающего степень свечения электрических дуг, возникающих между щетками и коллектором, но зависит также и от количества дуговых вспышек в единицу времени.

READ  Рекомендации по выбору вида, типа и мощности двигателя электропривода

Чисто электрический износ коллектора происходит в том случае, когда имеются условия образования дуги, например, когда щетка скользит по прокладкам, выступающим между пластинами коллектора, практически не касаясь его поверхности. При катодной поляризации коллектора катодное пятно дуги связано с коллектором, и медь в пятне испаряется; в результате происходит катодное распыление меди коллектора.

Электрическим износом является невосстановимая потеря электроизоляционными материалами электрооборудования изоляционных свойств.

Наличие следов электрического износа иа главных ( токонесущих) контактах контактора и на контактах Переключателя свидетельствует о неправильной работе переключающего устройства.

Зависимости линейного.

Таким образом, величина электрического износа определяет необходимый провал контактов аппарата, который в свою очередь определяет запас материала контактов на износ. При наличии необходимого провала контакты, изнашиваясь и уменьшаясь в объеме, надежно замыкают коммутируемую электрическую цепь.

Тяговые и механическая характеристики.| Зависимость износа контактов при замыкании от начального.

1.2. Система планово-предупредительного ремонта

Ремонт электрооборудования на промышленных предприятиях проводится в соответствии с принятой в нашем государстве системой планово-предупредительного ремонта (ППР). Периодичность и объем ремонтов устанавливаются системой ППР в зависимости от режимов работы, технического состояния и условий эксплуатации электрооборудования. Таким образом, система ППР — это система организационных и технических мероприятий, выполнение которых обеспечивает продолжительную и безаварийную работу электрооборудования.
Существуют три основные системы организации ППР электрооборудования промышленных предприятий: централизованная, децентрализованная и смешанная.
При централизованной системе ремонт выполняют несколько ремонтных служб, специализированных по видам электрооборудования или работ. Эти службы подчинены главному энергетику предприятия. Персонал, обслуживающий электрооборудование цеха или подстанции, выполняет только работы по надзору и мелкому текущему ремонту.
Децентрализованная система характеризуется отсутствием специализированных ремонтных служб. Все электроремонтные работы выполняет персонал электроремонтных мастерских или бригад, находящихся в административном подчинении соответствующего начальника, например начальника цеха.

Смешанная система характеризуется тем, что в структуре предприятия имеются как электроремонтные мастерские и бригады, выполняющие небольшие по объему и сложности ремонтные работы, так и специализированные ремонтные службы, осуществляющие сложные и большие по объему работы.
В настоящее время для проведения технической диагностики (определения состояния оборудования и выявления неисправностей) и ремонта все более широко используются средства вычислительной и микропроцессорной техники (установки, стенды, устройства для диагностики и испытания электрооборудования), позволяющие сокращать сроки проведения ремонтов, уменьшать затраты на ремонт и повышать эффективность эксплуатации электрооборудования. Например, одним из направлений повышения безопасности выполнения работ при диагностике воздушных линий электропередач высокого напряжения (ВН) является применение приборно-программного комплекса (ППК), устанавливаемого на легких летательных аппаратах. Такие комплексы широко используются энергокомпаниями Америки, Австралии и ряда стран Западной Европы. Подобные комплексы целесообразно использовать и в энергосистеме Беларуси, например, при регулярных осмотрах воздушных ЛЭП (напряжением 35 — 330 кВ и протяженностью 1845 км) в Борисовских электросетях, которые проводятся на легком самолете.

Отказы электрооборудования

Отказы электрооборудования, как машин и механизмов, разделяются на конструктивные, технологические, эксплуатационные и износные.

Конструктивные отказы

Конструктивные отказы — это результат ошибок и просчетов при разработке конструкций электрических машин и аппаратов. Эти отказы наиболее часто возникают в 1-й период эксплуатации электрооборудования. К особенностям конструктивных отказов можно отнести и то, что они возникают почти у всех машин или аппаратов определенного типа. Примером конструктивных отказов может служить выход из строя подшипников электродвигателей с алюминиевыми подшипниковыми щитами, в которые не запрессованы стальные втулки для посадки подшипников. Посадочные места под подшипники в таких щитах быстро изнашиваются и частицы металла подшипникового щита попадают в подшипник. Одновременный износ посадочных мест под подшипники, дорожек и тел качения подшипников приводит к увеличению асимметрии положения ротора относительно расточки статора и в результате — к задеванию ротора за статор.

Технологические отказы

Технологические отказы электрооборудования обусловлены нарушением технологических процессов изготовления деталей и узлов. Технологические отказы, как правило, возникают в 1-й период эксплуатации электрооборудования. Примером технологических отказов служат отказы асинхронных электродвигателей, вызванные обрывами стержней короткозамкнутых обмоток роторов. Даже при небольших отклонениях от температурного режима заливки короткозамкнутой обмотки в ее стержнях возникают несплавления, пустоты и трещины.

Эксплуатационные отказы

Эксплуатационные отказы возникают в случаях нарушения правил технической эксплуатации электрооборудования, при несоответствии конструкции электрооборудования условиям внешней среды или режимам работы. Например, несвоевременная замена смазки в подшипниках электрических машин приводит к отказам подшипниковых узлов, а установка электродвигателей защищенного исполнения (А, А2 и др.) на открытом воздухе или во влажных помещениях — к выходу их из строя.

Износные отказы

Износные отказы электрооборудования обусловлены старением материалов изоляционной конструкции, возникновением коррозии, износом рабочих поверхностей деталей и другими причинами. Примером износного отказа может служить отказ магнитного пускателя в результате износа напаек неподвижных или подвижных контактов.

Отказы контактов

Отказы контактов электрических аппаратов (магнитных пускателей, автоматических выключателей, реле, переключателей, рубильников и др.). в большинстве случаев объясняются тяжелыми условиями работы. На износ контактов оказывают влияние такие факторы, как ток и напряжение, род тока, частота включения и выключения, характер нагрузки, внешняя среда (температура, влажность и запыленность воздуха, наличие паров или газов), вибрация и пр. В связи с этим наблюдается частый выход контактов из строя. Особенно это относится к контактам аппаратов, работающих в тяжелых режимах.

READ  Запуск лампы дневного света без стартера

У электромагнитных реле 60% отказов приходится на контакты, а остальные 40% отказов примерно поровну распределяются между обмотками и механической частью. Наиболее часто в условиях эксплуатации отказы контактов происходят из-за износа контактов. Одним из наиболее важных факторов, влияющих на износ контактов, является действие электрической дуги, возникающей при их размыкании. Дуговой разряд при размыкании контактов вызывает оплавление и испарение материала, из которого изготовлены контакты. Степень износа контактов зависит от тока дуги, времени ее горения, материала контактов и их формы. При больших токах и нечастых включениях и выключениях износ контактов можно считать пропорциональным числу выключений. При относительно небольших токах и частых включениях износ контактов в значительной степени зависит от частоты включения, которая во многом определяет температуру контактов и активность процессов окисления их поверхностей.

Электрический износ контактов, обычно превышающий механический износ, происходит при включении и отключении контактов под напряжением. При выключении между контактами возникает мостик расплавленного металла, который испаряется и разбрызгивается тем интенсивней, чем больше сила тока в момент размыкания контактов. Электрический износ контактов возникает также при отскакивании подвижных контактов от неподвижных при ударе в момент их соприкосновения.

У аппаратов постоянного тока происходит электрическая эрозия контактов, при которой часть металла переносится с одного контакта на другой, вследствие чего на одних контактах возникают углубления, а на других — возвышения из перенесеного металла. Механический износ возникает при ударах, происходящих при замыкании контактов, а также при трении поверхностей контактов. В электрических цепях с малым значением тока довольно часто возникают отказы незамыкания, вызванные образованием окисных пленок на поверхности контактов.

Функциональный износ

Важно знать, что функциональное старение служит отражением процесса морального износа основных фондов. Речь идет о появлении на рынке однотипного, однако более экономичного, производительного и безопасного в использовании оборудования

Производственный станок в физическом плане может быть вполне исправным. Он выпускает продукцию, тем не менее использование новых технологий или современных моделей, которые периодически появляются на рынке, делает применение устаревших объектов невыгодным в экономическом ключе. Необходимо иметь в виду, что функциональный износ имеет свою классификацию:

  • Частичное старение: станок является невыгодным для законченного производственного цикла, однако вполне пригодным для реализации ограниченного числа операций.
  • Полное старение: любое применение станка приводит к причинению убытков. В таком случае единица оборудования подлежит демонтажу и списанию.

Известна также классификация в соответствии с вызвавшими функциональный износ факторами:

Моральный износ (сегодня выделяют три вида морального износа в зависимости от вызвавших его причин, рассмотренных в предыдущих главах) предполагает доступность идентичных, однако более совершенных, современных в технологическом плане моделей. Технологический износ подразумевает разработку принципиально других технологий для выпуска аналогичного продукта

Важно дополнить, что данная разновидность износа так или иначе приводит к необходимости изменения всей технологической цепочки при условии полного или частичного обновления состава основных средств

Стоит отметить, что по причине возникновения новой технологии состав оборудования, как правило, сокращается, а трудоемкость падает.

Экономический износ

Помимо временных, физических и природных факторов, на сохранение изначальных свойств оборудования опосредованным образом влияют следующие факторы экономического характера:

  • Падение спроса на выпускаемую товарную продукцию.
  • Процессы инфляции. Цены на трудовые ресурсы, сырье и комплектующие оборудования, используемого в производственных целях, растут, однако пропорционального роста цен на конечный продукт не происходит.
  • Ценовое давление со стороны конкурентов.
  • Колебания цен на сырьевом рынке, не связанные с инфляцией.
  • Рост стоимости услуг кредитного характера, которые используются для операционной работы или в целях обновления основных фондов.
  • Ограничения со стороны законодательства, относящиеся к применению оборудования, которое не отвечает стандартам в плане охраны окружающей среды.

1.3. Виды ремонтов

Положением о ППР электрооборудования промышленных предприятий предусмотрено выполнение нескольких видов ремонта (текущего и капитального, среднего и капитального или текущего, среднего и капитального). На практике широко используется система, предусматривающая осуществление для большей части электрооборудования двух видов ремонта: текущего и капитального.
При текущем ремонте после осмотра всего электрооборудования устраняют мелкие дефекты, регулируют механизмы и выполняют ряд других небольших по объему работ (например, перезарядку предохранителей с заменой плавких вставок, зачистку подгорелых контактов аппаратов, замену изношенных щеток), позволяющих обеспечить нормальную работу электрооборудования до следующего планового ремонта. Текущие ремонты производят обычно без разборки электрооборудования в период кратковременных остановок производственного оборудования.
Средним считают ремонт, при котором предупреждают чрезмерный износ наиболее ответственных деталей и узлов электрооборудования. В этом случае заменяют отдельные детали, устраняют дефекты изоляции лобовых частей обмоток электродвигателей, ремонтируют щеткодержатели (меняют пружины и гибкие связи), шлифуют контактные кольца электродвигателей с фазным ротором и т. п.
При капитальном ремонте восстанавливают или заменяют отдельные основные детали и узлы электрооборудования. Например, к этому виду ремонта относят перемотку статорных или роторных обмоток электрических машин, перезаливку подшипников скольжения электродвигателей, изготовление и установку новых обмоток силовых трансформаторов. Капитальный ремонт обычно производится при частичной или полной разборке электрооборудования. Иногда при капитальном ремонте электрических машин, трансформаторов и коммутационных аппаратов осуществляют их модернизацию, т. е. совершенствуют конструкцию, улучшают эксплуатационные показатели, повышают надежность и другие характеристики. Главная цель модернизации заключается в приближении технических показателей ремонтируемого электрооборудования к техническим показателям нового, более совершенного оборудования. При этом затраты времени, средств и материалов на модернизацию электрооборудования должны быть оправданы теми техническими или экономическими результатами, которые будут достигнуты после его модернизации. Если при капитальном ремонте осуществляется модернизация с изменением конструкции и основных технических параметров оборудования, то такой ремонт называют капитально-реконструктивным.

READ  Конденсаторные установки 6,3 - 10,5 кв

Виды износа

Классификация износа на сегодняшний день отличается достаточной обширностью. Так, для полного понимая целесообразно изначально рассмотреть информацию кратко, после чего углубиться в детали. Категория старения подразделяется на фактический износ, который сопровождается изменением характеристик объекта; функциональный износ, который вызывается вследствие развития новых технологий; внешний износ, обусловленный воздействием факторов внешнего типа. Первые два вида износа основных фондов классифицируются на устранимые и неустранимые. Кроме того, первая группа подразделяется в соответствии с причинами, вызвавшими старение оборудования, на износ первого рода (накапливается в результате эксплуатации в нормальных темпах) и износ второго рода (накапливается по причине аварий, стихийных бедствий и других факторов негативного характера). Если судить относительно времени протекания, то в этой же группе принято выделять непрерывный (технико-экономические показатели снижаются постепенно) и аварийный (мгновенный по времени осуществления, например, в результате пробоя кабеля или аварии на производстве) износ.

Вторая группа, то есть такой вид износа основных средств, как функциональный, классифицируется на моральный (основной причиной в данном случае выступает изменение характеристик изделий, аналогичных данному, а также удешевление их производства) и технологический (ключевой причиной служит изменение цикла, в который по традиции входит данный объект, в технологическом плане) износ. В свою очередь, моральное старение, исходя из затратных статей, изменения в структуре которых привели к износу, подразделяется на старение, обусловленное избыточными затратами капитала; устаревание по причине предельно больших затрат в эксплуатации; старение, обусловленное низким уровнем эргономичности и экологии.

Важно отметить, что внешний износ бывает только неустранимым

Итак, далее перейдем к разбору определенных видов износа оборудования, которым следует уделить пристальное внимание

Плановый

Выполнение ремонтной кампании планируется накануне начала календарного года. Все действия, которые предстоят на будущее расписываются в планах, что и предопределяет данную группу. Сюда не входят аварийные виды работ по ремонту электрооборудования, в основном это капремонт подстанций. Формирование списка зависит от технического отдела, который выявляет электроустановки, нуждающиеся в обслуживании.

Документация утверждается главным инженером и доводится до мастеров по кабельным/воздушным линиям, РП/ТП/КТП, административно-техническому персоналу. В большинстве случаев начисление премий для работников зависит от выполнения представленного показателя. О ходе осуществления ремонтной кампании дается информация вышестоящим структурам и от него зависит аварийность сетей.

Виды ремонтов электрооборудования

Имеется ряд градаций по осуществлению ремонтных работ. Первая: разделение по степени и глубине проводимых действий. Здесь выделяется текущий и капитальный, сроки которых определяются в ПТЭ, а также документацией поставщика энергетического оборудования. Второй связывается с причиной возникновения. Здесь необходимо рассматривать запланированные действия, внеплановые и аварийные.

Выбор того или иного варианта во многом предопределяется условиями возникновения потребности в ремонтных работах, а также степенью и глубиной исполнения поставленных задач. Заметим, что все вариации прописываются в технической документации отрасли и предприятий электроэнергетики.

Заключение

Для поддержания работоспособности сетей необходимо выполнять ремонтные работы. Виды и периодичность ремонта электрооборудования определяется различными документами, а также условиями выявления дефектов и неисправностей. На текущий момент выделяются два основных типа, которые предопределяют сроки, глубину и другие параметры осуществления поставленных задач.

О сроках проведения различных видов ремонтных работ рекомендуем прочитать «Правила техники эксплуатации», «Межотраслевые правила по вводу нового оборудования», а также местную документацию предприятий. Это позволит углубиться в вопрос и получить дополнительные знания относительно реализации ремонтной кампании. Этой литературы окажется достаточной для полного понимания сущности вопроса.

Заключение

Итак, мы рассмотрели достаточно широкую в плане классификации категорию издержек, ее содержание и основные особенности. Помимо этого, разобрали причины износа и способы его оценки, а также учета. Как оказалось, учетных методик достаточно много, и все они принципиальным образом отличаются, имеют свои преимущества и недостатки. В заключение стоит добавить, что сегодня на территории Российской Федерации развитие реальной области экономики становится одной из самых важных задач. Тем не менее решать ее приходится в непростое время. Износ промышленного оборудования сегодня достигает 78 %, а заемные средства обходятся крайне дорого. Именно поэтому соответствующие государственные структуры усиленно работают над выработкой ресурсов, которые способны помочь восстановлению и дальнейшей модернизации промышленной отрасли в стране.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: