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Wenn zwei oder mehr Elemente im System ausfallen, wird der Prozess der Fehlersuche durch das Kombinationsverfahren viel komplizierter, aber die Testmethodik bleibt dieselbe. In diesem Fall treten zusätzliche Kombinationen mehrerer Funktionselemente auf, die zu neuen Codenummern führen.
Bei der Kombinationssuchmethode ist die durchschnittliche Anzahl von Prüfungen gleich der durchschnittlichen Anzahl von Parametern (Tests), die verwendet werden, um den Ausfall eines oder mehrerer Funktionselemente eindeutig zu bestimmen. Die Anzahl der Überprüfungen sollte die Mindestanzahl der Überprüfungen mmin nicht unterschreiten, die durch den Ausdruck bestimmt wird:
wobei i die Anzahl der Funktionselemente im System ist.
Die maximale Anzahl der Überprüfungen ist gleich der Anzahl der Funktionselemente, dann ist nmax = N.
Die durchschnittliche Zeit für die Suche nach einem fehlgeschlagenen Element mit m Prüfungen beträgt:
 , (5.8)
wobei tпk, t0 die durchschnittliche Zeit der k-ten Prüfung bzw. die Verarbeitungszeit aller Prüfergebnisse sind.
Der Vorteil der Kombinationsdiagnostik liegt in der Einfachheit der logischen Aufbereitung der Ergebnisse. Nachteile: viele obligatorische Kontrollen, Schwierigkeiten bei der Anwendung bei mehr als zwei Fehlern.
In der Praxis gibt es eine gewisse Differenzierung bei der Anwendung von Methoden zum Auffinden von Fehlern in elektrischen Produkten und Relaisschutz- und Automatisierungsgeräten. Die Methode der sequentiellen Gruppenprüfungen wird verwendet, wenn Funktionselemente in Reihe geschaltet werden, die Methode der sequentiellen Element-für-Element-Prüfung kann noch weiter verbreitet werden, aber die Suchzeit bei ihrer Implementierung ist sehr bedeutend. Die Kombinationsmethode eignet sich für die Analyse komplexer Regelkreise für elektrische Geräte mit einer großen Anzahl von Zweigen, ist jedoch schwierig zu implementieren, wenn die Anzahl der gleichzeitigen Ausfälle mehr als zwei beträgt.
Der komplexe Einsatz verschiedener Diagnosemethoden wird empfohlen: auf Systemebene - eine Kombinationsmethode; auf Blockebene ein Verfahren sequenzieller Gruppenprüfungen und auf Ebene einzelner Knoten ein Verfahren sequenzieller Element-für-Element-Prüfungen.
5.4 Technische Diagnosemöglichkeiten
Die Durchführung der technischen Diagnoseverfahren erfolgt über eingebaute Bedienelemente und spezielle Diagnosegeräte. Diagnosesysteme wurden lange Zeit auf der Grundlage der Verwendung von Allzweckgeräten und -anlagen gebaut - Amperemeter, Voltmeter, Frequenzmesser, Oszilloskope usw. Der Einsatz solcher Werkzeuge nahm viel Zeit in Anspruch, um die Steuerung zu montieren und zu demontieren Testschaltungen, erforderten relativ hohe Qualifikationen der Bediener, trugen zu Fehlhandlungen usw. bei . NS.
Daher wurden eingebaute Steuergeräte in die Betriebspraxis eingeführt, bei denen es sich um zusätzliche Geräte handelt, die Teil des Diagnosesystems sind und mit diesem zusammenwirken. Normalerweise kontrollieren solche Geräte die Funktion der kritischsten Teile des Systems und geben ein Signal aus, wenn der entsprechende Parameter die eingestellten Grenzen überschreitet.
In letzter Zeit haben sich spezielle Diagnosegeräte auf der Basis komplexer Geräte durchgesetzt. Solche Geräte (z. B. Stand-Alone-Testfelder) werden in Form von separaten Blöcken, Koffern oder kombinierten Stativen hergestellt, in denen die Schaltkreise vormontiert sind und den entsprechenden Diagnoseumfang bieten.
Die Schaltbilder von Gesamtgeräten, die beim Betrieb elektrischer Geräte zum Einsatz kommen, sind sehr vielfältig und hängen von der spezifischen Art des diagnostizierten Gerätes sowie vom Einsatzzweck (Leistungsprüfung oder Fehlersuche) ab. Komplette Geräte erlauben jedoch keine ausreichende objektive Beurteilung des Zustands des diagnostizierten Objekts, da auch bei positivem Ausgang Fehlschlüsse möglich sind, da der gesamte Diagnoseprozess von den subjektiven Qualitäten des Bedieners abhängt. Daher wird gegenwärtig damit begonnen, automatisierte Diagnosewerkzeuge in die Betriebspraxis einzuführen. Solche Werkzeuge sind auf Basis von Informations- und Messsystemen aufgebaut und sollen nicht nur die Funktionsfähigkeit des Diagnoseobjektes kontrollieren, sondern auch mit einer gegebenen Diagnosetiefe nach einem ausgefallenen Element suchen, einzelne Parameter quantifizieren, verarbeiten die Ergebnisse der Diagnose usw.
Der aktuelle Trend in der Entwicklung von Diagnosewerkzeugen ist die Schaffung universeller automatisierter Werkzeuge, die nach einem Schichtprogramm arbeiten und daher für eine breite Klasse elektrischer Ausrüstungen für Stromversorgungssysteme geeignet sind.
5.5 Merkmale der technischen Diagnose elektrischer Betriebsmittel
5.5.1 Aufgaben der Diagnosearbeiten beim Betrieb elektrischer Geräte
Der Einsatz der Diagnose ermöglicht es, Ausfälle elektrischer Geräte zu vermeiden, deren Eignung für den weiteren Betrieb festzustellen und den Zeitpunkt und den Umfang der Reparaturarbeiten sinnvoll festzulegen. Es ist ratsam, eine Diagnose sowohl bei Verwendung des bestehenden Systems der vorbeugenden Wartung und technischen Wartung elektrischer Geräte (PPREsh-System) als auch bei einem Übergang zu einer neuen, fortgeschritteneren Betriebsform in Verbindung mit dem Einsatz von Diagnosen durchzuführen auf den aktuellen Stand.
Bei der Anwendung einer neuen Form der Wartung elektrischer Geräte in der Landwirtschaft sollte Folgendes durchgeführt werden:
Wartung nach Zeitplänen,
· Geplante Diagnose nach bestimmten Zeiträumen oder Betriebszeiten;
Während der Wartung wird die Diagnose verwendet, um die Funktionsfähigkeit der Ausrüstung zu bestimmen, die Stabilität der Einstellungen zu überprüfen, den Reparatur- oder Austauschbedarf einzelner Einheiten und Teile zu erkennen. In diesem Fall werden die sogenannten generalisierten Parameter diagnostiziert, die ein Höchstmaß an Informationen über den Zustand der elektrischen Ausrüstung enthalten - Isolationswiderstand, Temperatur einzelner Knoten usw.
Bei planmäßigen Inspektionen werden Parameter überwacht, die den technischen Zustand des Geräts charakterisieren und es ermöglichen, die Restlebensdauer von Geräten und Teilen zu bestimmen, die den weiteren Betrieb des Geräts einschränken.
Die Diagnose bei routinemäßigen Reparaturen an Wartungs- und Reparaturstellen oder am Installationsort von elektrischen Geräten ermöglicht zunächst eine Beurteilung des Zustands der Wicklungen. Die Restlebensdauer der Wicklungen muss größer sein als der Zeitraum zwischen den laufenden Reparaturen, andernfalls muss das Gerät überholt werden. Neben den Wicklungen wird der Zustand von Lagern, Kontakten und anderen Baugruppen beurteilt.
Bei Wartung und Routinediagnose werden elektrische Geräte nicht demontiert. Entfernen Sie ggf. die Schutzgitter der Lüftungsfenster, Klemmenabdeckungen und andere schnell abnehmbare Teile, die den Zugang zu den Geräten ermöglichen. Eine besondere Rolle in dieser Situation spielt eine externe Prüfung, die es ermöglicht, Schäden an den Anschlüssen festzustellen, das Vorhandensein einer Überhitzung der Wicklungen durch Verdunkelung der Isolierung festzustellen, den Zustand der Kontakte zu überprüfen.
Um die Bedingungen für die Diagnose elektrischer Geräte in der Landwirtschaft zu verbessern, wird empfohlen, diese in einem separaten Aggregat außerhalb des Hauptgebäudes zu platzieren. In diesem Fall kann die Zustandsprüfung der elektrischen Ausrüstung mit spezialisierten mobilen Labors durchgeführt werden. Das Andocken an das Netzteil erfolgt über Stecker. Das Personal im Autolabor kann den Zustand der Isolierung, die Temperatur der einzelnen Einheiten überprüfen, die Schutzmaßnahmen anpassen, dh % des gesamten erforderlichen Arbeitsaufwands ausführen. Bei laufenden Reparaturen werden elektrische Geräte demontiert, was eine genauere Prüfung des Produktzustands ermöglicht und fehlerhafte Elemente identifiziert.
5.5.2 Grundparameter der Diagnose
Als Diagnoseparameter sollten die Eigenschaften elektrischer Betriebsmittel gewählt werden, die für die Lebensdauer einzelner Knoten und Elemente kritisch sind. Der Verschleißprozess elektrischer Betriebsmittel hängt von den Betriebsbedingungen ab. Betriebsarten und Umgebungsbedingungen sind von entscheidender Bedeutung.
Die wichtigsten Parameter, die bei der Beurteilung des technischen Zustands von elektrischen Geräten überprüft werden, sind:
bei Elektromotoren: die Temperatur der Wicklung (bestimmt die Lebensdauer), die Amplituden-Phasen-Kennlinie der Wicklung (ermöglicht die Beurteilung des Zustands der Spulenisolation), die Temperatur der Lagerung und das Spiel in den Lagern ( geben die Funktionsfähigkeit der Lager an). Außerdem sollte bei Elektromotoren, die in feuchten und insbesondere feuchten Räumen betrieben werden, zusätzlich der Isolationswiderstand gemessen werden (ermöglicht eine Vorhersage der Lebensdauer des Elektromotors);
für Vorschaltgerät und Schutzausrüstung: Schleifenwiderstand "Phase - Null" (Kontrolle der Einhaltung der Schutzbedingungen), Schutzeigenschaften von Thermorelais, Widerstand von Kontaktübergängen;
für Beleuchtungsanlagen: Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Spannung, Schaltfrequenz.
Zusätzlich zu den Hauptparametern können eine Reihe von Hilfsparametern geschätzt werden, die ein vollständigeres Bild des Zustands des diagnostizierten Objekts liefern.
5.5.3 Technische Diagnose und Vorhersage der Restlebensdauer der Wicklungen von Elektroprodukten
Die Wicklungen sind die wichtigste und verletzlichste Komponente des Geräts. 90 bis 95 % aller Motorausfälle sind auf Wicklungsfehler zurückzuführen. Die Arbeitsintensität der Strom- und Überholung der Wicklungen beträgt 40 bis 60% des Gesamtarbeitsvolumens. Das unzuverlässigste Element in den Wicklungen wiederum ist ihre Isolierung. All dies weist auf die Notwendigkeit einer gründlichen Überprüfung des Zustands der Wicklungen hin. Andererseits ist zu beachten, dass es schwierig ist, Wicklungen zu diagnostizieren.
Elektrische Betriebsmittel stehen im Betrieb unter dem Einfluss folgender Faktoren:
Ladungen,
Umgebungstemperatur,
Überlastungen von der Seite der Arbeitsmaschine,
Spannungsabweichungen,
Verschlechterung der Kühlbedingungen (Verstopfen der Oberfläche, Arbeiten ohne Belüftung),
· Hohe Luftfeuchtigkeit.
Unter den verschiedenen Prozessen, die die Lebensdauer der Isolierung von Apparaten beeinflussen, ist die thermische Alterung der bestimmende. Um den Zustand der Isolierung vorherzusagen, muss man die Wärmealterungsrate kennen. Die Isolierung von Geräten, die über einen langen Zeitraum betrieben werden, unterliegt einer thermischen Alterung. Die Lebensdauer der Isolierung wird dabei durch die Wärmewiderstandsklasse des Isolierstoffs und die Betriebstemperatur der Wicklung bestimmt. Die Wärmealterung ist ein irreversibler Prozess, der in einem Dielektrikum auftritt und zu einer monotonen Verschlechterung seiner dielektrischen und mechanischen Eigenschaften führt.
Die erste Arbeit auf dem Gebiet der Quantifizierung der Lebensdauerabhängigkeit von der Temperatur betrifft Elektromotoren mit Isolierung der Klasse A. Es wird die Regel von "acht Grad" aufgestellt, nach der eine Erhöhung der Temperatur der Isolierung für alle 8 ° C reduziert seine Lebensdauer um die Hälfte. Analytisch lässt sich diese Regel beschreiben durch den Ausdruck
 , (5.9)
wobei Тsl.0 die Lebensdauer der Isolierung bei einer Temperatur von 0 ° C ist, h;
Q - Isolationstemperatur, 0С.
Die Regel der "acht Grad" ist aufgrund ihrer Einfachheit weit verbreitet. Es ist möglich, ungefähre Berechnungen durchzuführen, aber es ist nicht möglich, zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, da dies ein rein empirischer Ausdruck ist, der ohne Berücksichtigung einer Reihe von Faktoren erhalten wird.
Bei der Diagnose von Elektromotoren wird in der Regel die Temperatur des Statorgehäuses gemessen, dazu wird das Thermometer in eine im Gehäuse gebohrte Aussparung eingesetzt und mit Transformator- oder Maschinenöl gefüllt. Die erhaltenen Temperaturmessungen werden mit den zulässigen Werten verglichen. Bei Elektromotoren der Baureihe 4A sollte die Temperatur des Elektromotorgehäuses 120 ... 150 0С nicht überschreiten. Eine genauere Temperaturschätzung kann durch Anordnen eines Thermoelements in der Statorwicklung erhalten werden.
Ein universelles Mittel zur Diagnose des thermischen Zustands von Elektromotoren ist die Infrarot-Thermografie, die eine Zustandsüberwachung ermöglicht, ohne sie zur Reparatur herauszunehmen. Berührungslose IR-Thermometer messen die Oberflächentemperatur eines Objekts aus sicherer Entfernung und sind damit äußerst attraktiv für den Betrieb rotierender elektrischer Maschinen. Der Inlandsmarkt verfügt für diese Zwecke über eine beträchtliche Anzahl von Wärmebildkameras, Wärmebildkameras und Thermografien aus in- und ausländischer Produktion.
Neben der direkten Temperaturmessung kann in dieser Situation auch eine indirekte Methode eingesetzt werden – unter Berücksichtigung der Stromaufnahme. Ein Anstieg des Stromwertes über den Nennwert ist ein diagnostisches Zeichen für eine abnormale Entwicklung von Prozessen in einer elektrischen Maschine. Der Stromwert ist ein ziemlich effektiver Diagnoseparameter, da sein Wert die Wirkverluste bestimmt, die wiederum einer der Hauptgründe für die Erwärmung der Wicklungsleiter sind. Die Überhitzung des Elektromotors kann lang- und kurzfristig sein. Langfristige Überströme werden durch Lastmodi, schlechte Netzqualität verursacht. Kurzzeitige Überlastungen treten hauptsächlich beim Starten einer elektrischen Maschine auf. Von der Größe her können Langzeitüberlastungen (1 ... 1,8) Inom und kurzzeitig (1,8 Inom.
Der stationäre Temperaturanstieg der Asynchronmotorwicklung tу bei Überlast kann durch den Ausdruck
wobei DРсн - berechnete konstante Leistungsverluste (Verluste in Stahl) bei Nennbetriebsbedingungen, W;
DРмн - berechnete variable Leistungsverluste in Leitern (Kupferverluste) bei Nennbetriebsbedingungen des Elektromotors, W;
kн - die Multiplizität des Laststroms im Verhältnis zum Nennstrom;
A ist die Wärmeübertragung des Elektromotors.
Gleichzeitig wird sowohl bei der Verwendung des Stroms als Diagnoseparameter als auch bei der Messung der Wicklungstemperatur mit speziellen eingebauten Sensoren die Umgebungstemperatur nicht berücksichtigt, es muss auch an die variable Natur der aufgebrachten Last gedacht werden.
Es gibt auch aussagekräftigere Diagnoseparameter, die den Zustand thermischer Prozesse in einem Elektromotor charakterisieren - zum Beispiel die thermische Abnutzung der Isolierung. Ihre Definition bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten.
Die Ergebnisse der in der ukrainischen Niederlassung von GOSNITI durchgeführten Studien zeigten, dass eine der möglichen Methoden zur Bestimmung des technischen Zustands des Rumpfes und der Isolierung von Phase zu Phase die Messung von Ableitströmen ist. Um die Leckströme zwischen dem Gehäuse und den einzelnen Phasen des Elektromotors zu bestimmen, wird eine Gleichspannung von 1200 bis 1800 V angelegt und die entsprechenden Messungen durchgeführt. Der Unterschied der Werte der Ableitströme verschiedener Phasen um das 1,5 ... 2-fache oder mehr weist auf das Vorhandensein lokaler Defekte in der Isolierung der Phase mit dem höchsten Stromwert hin (Rissen, Brüche, Abrieb, Überhitzung).
Je nach Isolationszustand, Vorhandensein und Art des Defekts wird bei steigender Spannung ein Anstieg des Ableitstroms beobachtet. Überspannungen und Schwankungen der Ableitströme weisen auf das Auftreten von kurzzeitigen Durchschlägen und leitenden Brücken in der Isolierung, d. h. auf das Vorhandensein von Defekten, hin.
Zur Messung von Ableitströmen können handelsübliche Geräte IVN-1 und VS-2V verwendet oder eine recht einfache Installation auf Basis einer Gleichrichterbrücke und einem einstellbaren Spannungswandler aufgebaut werden.
Die Isolierung gilt als in gutem Zustand, wenn bei steigender Spannung keine Stromstöße beobachtet werden, der Ableitstrom bei einer Spannung von 1800 V 95 μA für eine Phase (230 μA für drei Phasen) nicht überschreitet, die relative Stromerhöhung beträgt nicht mehr als 0,9, die Phasenleckstromunsymmetrie überschreitet nicht 1,8.
5.5.4 Ermittlung des Festigkeitsniveaus der Windungsisolierung
Isolationsschäden von Windung zu Windung sind eine der häufigsten Ursachen für den Ausfall von Elektromotoren und anderen Geräten.
Der technische Zustand der Windungsisolierung ist durch eine Durchbruchspannung gekennzeichnet, die 4 ... 6 kV erreicht. Es ist praktisch unmöglich, eine solche Spannung an der Windungsisolierung von Elektromotoren und anderen Geräten zu Testzwecken anzulegen, da in diesem Fall eine Spannung von mehr als zehn Kilovolt an die Isolierung der Wicklungen in Bezug auf die Gehäuse, was zum Ausfall der Gehäuseisolierung führt. Sofern die Durchschlagswahrscheinlichkeit der Gehäuseisolierung ausgeschlossen ist, darf an die Wicklungen elektrischer Maschinen mit einer Spannung von 380 V eine Spannung von maximal 2,5 ... 3 kV angelegt werden. Daher ist es wirklich möglich, die Durchbruchspannung nur einer defekten Isolierung zu bestimmen.
An der Stelle des Wendekreises tritt meist ein Lichtbogen auf, der in einem begrenzten Bereich zur Zerstörung der Isolierung führt, dann dehnt sich der Prozess über den Bereich aus. Je kleiner der Abstand zwischen den Leitern und je größer ihre Kompressionskraft ist, desto schneller sinkt die Durchbruchspannung. Es wurde experimentell festgestellt, dass beim Brennen des Lichtbogens die Durchbruchspannung zwischen den Windungen in einer Zeit von s von 1 V auf 0 abnimmt.
Aufgrund der Tatsache, dass die Durchbruchspannung an der Fehlerstelle, wenn sie auftritt, ziemlich groß ist (400 V und mehr) und Überspannungen in den Windungen kurzzeitig auftreten und den Durchbruchswert oft nicht erreichen, vergeht eine beträchtliche Zeit von dem Moment an, in dem ein Defekt in der Isolierung auftritt, bis hin zu einem kompletten Windungskreis. ... Diese Daten zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, die Restlebensdauer der Isolierung vorherzusagen, wenn uns Daten über ihren tatsächlichen Zustand vorliegen.
Zur Diagnose der Windungsisolierung können Geräte der Baureihen CM, EL oder das Gerät VChF 5-3 verwendet werden. Mit Geräten wie SM und EL können Sie das Vorhandensein eines Spulenkurzschlusses feststellen. Bei deren Verwendung werden zwei Wicklungen an die Klemmen des Geräts angeschlossen und an letzteres eine hochfrequente Impulsspannung angelegt. Das Vorhandensein von Windungskurzschlüssen wird durch die auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre beobachteten Kurven bestimmt. Ohne Windungsschluss wird eine kombinierte Kurve beobachtet, bei kurzgeschlossenen Windungen sind die Kurven gegabelt. Mit dem Gerät VChF 5-3 können Sie das Vorliegen eines Defekts in der Spulenisolation und die Durchbruchspannung am Schadensort feststellen.
Es wird empfohlen, den technischen Zustand der 380-V-Windungsisolierung zu ermitteln, wenn an die Wicklung eine hochfrequente Spannung von 1 V angelegt wird, die die Spannungsfestigkeit der Isolierung nicht beeinflusst, da der mittlere Impuls Die Stärke der Windungsisolierung beträgt 8,6 kV und das Minimum 5 kV.
Es ist zu beachten, dass Sie mit bestehenden Geräten nur bei bereits defekten Wicklungen ein bestimmtes Ergebnis erzielen können und keine vollständigen Informationen über den technischen Zustand einer fehlerfreien Isolierung liefern. Um plötzliche Ausfälle durch Durchschlagen der Spulenisolation zu vermeiden, sollte daher bei neuen Produkten mindestens einmal im Jahr und mindestens alle zwei Monate oder mindestens 250 Betriebsstunden bei reparierten Geräten oder länger als drei Jahren Betrieb eine Diagnose durchgeführt werden , die es ermöglicht, einen Fehler in einem frühen Entwicklungsstadium zu erkennen.
Eine Demontage einer elektrischen Maschine beim Diagnostizieren der Spulenisolation ist nicht erforderlich, da ein Gerät vom EL-Typ mit den Leistungskontakten des Magnetstarters verbunden werden kann. Es sollte jedoch daran erinnert werden, dass ein beschädigter Rotor eines Induktionsmotors eine magnetische Asymmetrie erzeugen kann, die der durch die Statorwicklungen erzeugten Asymmetrie entspricht, und das reale Bild kann verzerrt werden. Daher ist es besser, Wicklungen auf das Vorhandensein von Windungsverschlüssen an einem zerlegten Elektromotor zu diagnostizieren.
5.5.5 Diagnose und Vorhersage des Wicklungsisolationswiderstandes
Die Wicklungen elektrischer Geräte unterliegen im Betrieb entweder einer thermischen Alterung oder einer Alterung unter Feuchtigkeitseinfluss. Die Isolierung von elektrischen Geräten, die tagsüber oder im Jahr wenig genutzt werden und sich in feuchten oder besonders feuchten Räumen befinden, unterliegen der Befeuchtung.
Die Mindestruhezeit für Elektromotoren, ab der die Befeuchtung beginnt, beträgt je nach Baugröße 2,7 bis 5,4 Stunden. Einheiten, die länger als die Dauer der angegebenen Pausen von zwei oder mehr Stunden im Leerlauf sind, sollten diagnostiziert werden, um den Zustand des Rumpfes und der Phasenisolierung zu bestimmen.
Es wird empfohlen, den technischen Zustand der Wicklungen anhand des Werts des DC-Isolationswiderstands oder des Absorptionskoeffizienten zu überprüfen https://pandia.ru/text/78/408/images/image029_23.gif "width =" 84 height = 25 "Höhe =" 25 ">, ( 5.11)
wo Rн - Isolationswiderstand nach Einstellung, MOhm;
kt - Korrekturfaktor (hängt vom Verhältnis der gemessenen Temperatur und der wahrscheinlichsten im gegebenen Raum ab);
Ri - gemessener Isolationswiderstand, MOhm.
Der vorhergesagte Wert des Isolationswiderstandes während der dritten bevorstehenden Messung wird durch den Ausdruck berechnet
https://pandia.ru/text/78/408/images/image031_22.gif "width =" 184 "height =" 55 ">, (5.15)
wobei Ipv der Nennstrom des Sicherungseinsatzes ist, A;
Iem - Bemessungsstrom des elektromagnetischen Auslösers, A;
Uf - Phasenspannung, V;
Zph. o - Gesamtwiderstand des Stromkreises "Phase - Null", Ohm.
Die Übereinstimmung des Schutzes mit den Bedingungen eines stabilen Anlaufs des Elektroantriebs wird überprüft
https://pandia.ru/text/78/408/images/image033_10.jpg "width =" 405 "height =" 173 src = ">
Abbildung 5.9 - Schema eines Reagenzglases für eine Leuchtstofflampe mit Starter-Zündkreis: 1 - Reagenzglas, 2 - Stifte, 3 - Kontrolllampen wie NG127-75 oder NG127-100, 4 - Sonde
Das Reagenzglas besteht aus transparentem Isoliermaterial wie Plexiglas. Aus Gründen der Arbeitserleichterung wird empfohlen, es abnehmbar zu machen. Bei 40-W-Lampen beträgt die Rohrlänge ohne Stifte 1199,4 mm.
Die Technik zur Zustandsprüfung der Leuchte mit einem Reagenzglas ist wie folgt. Die Röhre wird anstelle der defekten Leuchtstofflampe in die Leuchte eingesetzt. Es wird Spannung angelegt und anhand einer speziellen Tabelle, die eine mögliche Fehlerliste enthält, das beschädigte Gerät ermittelt. Der Isolationszustand der Leuchte wird durch Anschließen der Sonde 4 an die Metallteile des Gehäuses überprüft.
Die Fehlersuche bei Beleuchtungsanlagen kann durch externe Schilder mit einer entsprechenden Diagnosetabelle durchgeführt werden.
Bei der Wartung von Beleuchtungsanlagen wird die Beleuchtungsstärke überprüft, der Isolationswiderstand der Leitungen überwacht, der Zustand der Steuerungs- und Schutzeinrichtungen beurteilt.
Bei Beleuchtungsanlagen kann die Lebensdauer vorhergesagt werden. Nach den bei VNIIPTIMESH entwickelten Nomogrammen (Abbildung 5.10) wird in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen (Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit), Spannungswerten und Einschalthäufigkeit der Beleuchtungsanlage die mittlere Zeit zwischen Ausfällen bestimmt.
Beispiel 5.3... Bestimmen Sie die Lebensdauer einer Leuchtstofflampe für folgende Ausgangsdaten: relative Luftfeuchtigkeit 72 %, Spannung 220 V, Umgebungstemperatur + 15 ° C.
Lösung.
Die Lösung des Problems ist im Nomogramm dargestellt (Abbildung 5.10). Unter den gegebenen Ausgangsbedingungen beträgt die Lebensdauer der Leuchte 5,5 Tausend Stunden.
Kurzwahlen ">
"DIAGNOSTIK DER ELEKTRISCHEN AUSRÜSTUNG VON KRAFTWERKEN UND UMSTELLUNGEN Lehrbuch Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation Ural Federal University ..."
DIAGNOSEELEKTRISCHE AUSRÜSTUNGELEKTROSTATIONENUND UMSTELLUNGEN
Lernprogramm
Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation
Ural Föderale Universität
benannt nach dem ersten russischen Präsidenten B. N. Yeltsin
Diagnose von elektrischen Geräten
Kraftwerke und Umspannwerke
Lernprogramm
Empfohlen vom Methodenrat der UrFU für Studierende der Richtung 140400 - Elektrische Energie und Elektrotechnik Jekaterinburg Verlag der Ural-Universität UDC 621.311: 658.562 (075.8) ББК 31.277-7я73 Д44 Autoren: A. I. Khalyasmaa, S. A. Dmitriev, S. E. Kokin , DA Glushkov Rezensenten: Direktor der United Engineering Company LLC AA Kostin, Ph.D. Wirtschaft. Wissenschaften, Prof. AS Semerikov (Direktor der JSC "Yekaterinburg Electric Grid Company") Wissenschaftlicher Redakteur - Cand. Technik. Wissenschaften, Assoc. A. A. Suvorov Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken: ein Tutorial / A. I. Khalyasmaa [und andere]. - Jekaterinburg: Verlag 44 zum Ural. Universität, 2015 .-- 64 S.
ISBN 978-5-7996-1493-5 Unter modernen Bedingungen hoher Abnutzung von Stromnetzanlagen ist eine Bewertung ihres technischen Zustands eine zwingende und unabdingbare Voraussetzung für die Organisation ihres zuverlässigen Betriebs. Das Handbuch soll die Methoden der zerstörungsfreien Prüfung und der technischen Diagnose in der Elektrizitätswirtschaft untersuchen, um den technischen Zustand von Stromnetzausrüstungen zu beurteilen.
Bibliographie: 11 Titel. Reis. 19. Registerkarte 4.
UDC 621.311: 658.562 (075.8) ББК 31.277-7я73 ISBN 978-5-7996-1493-5 © Ural Federal University, 2015 Einleitung Heute zwingt uns die wirtschaftliche Lage des russischen Energiesektors, Maßnahmen zu ergreifen, um die Lebensdauer verschiedener elektrische Ausrüstung.
In Russland beträgt die Gesamtlänge der elektrischen Netze mit einer Spannung von 0,4 bis 110 kV mehr als 3 Millionen km und die Transformatorkapazität von Umspannwerken (SS) und Transformatorstationen (TP) beträgt 520 Millionen kVA.
Die Kosten des Anlagevermögens der Netze betragen etwa 200 Milliarden Rubel und der Abschreibungsgrad beträgt etwa 40%. In den 90er Jahren hat das Bau-, technische Um- und Umbauvolumen von Umspannwerken stark abgenommen und erst in den letzten Jahren wurde in diesen Bereichen wieder etwas aktiv.
Die Lösung des Problems der Bewertung des technischen Zustands der elektrischen Ausrüstung elektrischer Netze ist weitgehend mit der Einführung wirksamer Methoden der instrumentellen Steuerung und technischen Diagnose verbunden. Darüber hinaus ist sie für den sicheren und zuverlässigen Betrieb elektrischer Geräte notwendig und unverzichtbar. 1. Grundkonzepte und Maßnahmen der technischen Diagnostik Die sich in den letzten Jahren entwickelte wirtschaftliche Situation im Energiesektor zwingt uns zu Maßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer verschiedener Geräte. Die Lösung des Problems der Bewertung des technischen Zustands der elektrischen Ausrüstung elektrischer Netze ist weitgehend mit der Einführung wirksamer Methoden der instrumentellen Steuerung und technischen Diagnose verbunden.
Die technische Diagnose (aus dem Griechischen "Erkennung") ist ein Maßnahmengerät, mit dem Sie Anzeichen einer Fehlfunktion (Funktionsfähigkeit) von Geräten untersuchen und feststellen, Methoden und Mittel festlegen können, mit denen eine Schlussfolgerung (eine Diagnose) über das Vorhandensein gezogen wird (Fehlen) einer Fehlfunktion (Defekt) ... Mit anderen Worten, die technische Diagnostik ermöglicht es, den Zustand des untersuchten Objekts zu beurteilen.
Solche Diagnosen zielen hauptsächlich darauf ab, die internen Ursachen von Gerätestörungen zu finden und zu analysieren. Äußere Ursachen werden visuell ermittelt.
Gemäß GOST 20911–89 ist die technische Diagnostik definiert als „ein Wissensgebiet, das die Theorie, Methoden und Mittel zur Bestimmung des technischen Zustands von Objekten umfasst“. Das Objekt, dessen Zustand bestimmt wird, wird als Objekt der Diagnose (OD) bezeichnet, und der Prozess der Untersuchung von OD wird als Diagnose bezeichnet.
Das Hauptziel der technischen Diagnose ist es, zunächst den Zustand eines technischen Systems bei begrenzten Informationen zu erkennen und dadurch die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Restlebensdauer des Systems (Geräts) zu beurteilen. Da verschiedene technische Systeme unterschiedliche Strukturen und Zwecke haben, ist es nicht möglich, auf alle Systeme die gleiche Art der technischen Diagnose anzuwenden.
Herkömmlicherweise ist der Aufbau der technischen Diagnose für jede Art und jeden Zweck von Geräten in Abb. 1. Sie zeichnet sich durch zwei sich durchdringende und miteinander verbundene Richtungen aus: die Theorie des Erkennens und die Theorie der Kontrollierbarkeit. Die Anerkennungstheorie untersucht Erkennungsalgorithmen, wie sie auf diagnostische Probleme angewendet werden, die normalerweise als Klassifikationsprobleme angesehen werden können. Erkennungsalgorithmen in der technischen Diagnostik basieren teilweise auf
1. Grundbegriffe und Bestimmungen der technischen Diagnose an Diagnosemodellen, die eine Verbindung zwischen den Zuständen eines technischen Systems und deren Darstellung im Raum von Diagnosesignalen herstellen. Entscheidungsregeln sind ein wichtiger Teil des Erkennungsproblems.
Die Inspektion ist die Eigenschaft eines Produktes, seinen technischen Zustand zuverlässig zu beurteilen und Fehlfunktionen und Ausfälle frühzeitig zu erkennen. Die Hauptaufgabe der Theorie der Kontrollierbarkeit besteht darin, die Mittel und Methoden zur Gewinnung diagnostischer Informationen zu untersuchen.
- & nbsp– & nbsp–
Reis. 1. Struktur der technischen Diagnostik
Die Anwendung (Auswahl) der Art der technischen Diagnostik wird durch folgende Bedingungen bestimmt: 1) der Zweck des kontrollierten Objekts (Nutzungsumfang, Betriebsbedingungen usw.); 2) die Komplexität des kontrollierten Objekts (die Komplexität der Struktur, die Anzahl der kontrollierten Parameter usw.); 3) wirtschaftliche Machbarkeit; 4) der Grad der Gefahr der Entwicklung eines Notfalls und die Folgen des Versagens des kontrollierten Objekts.
Der Zustand des Systems wird durch eine Reihe von Parametern (Merkmale) beschrieben, die ihn bestimmen; bei der Diagnose des Systems werden sie Diagnoseparameter genannt. Bei der Auswahl der Diagnoseparameter werden diejenigen bevorzugt, die die Anforderungen an Zuverlässigkeit und Redundanz von Informationen über den technischen Zustand des Systems unter realen Betriebsbedingungen erfüllen. In der Praxis werden meist mehrere diagnostische Parameter gleichzeitig verwendet. Diagnoseparameter können Parameter von Arbeitsprozessen (Leistung, Spannung, Strom usw.), zugehörige Prozesse (Vibration, Geräusch, Temperatur usw.) und geometrische Werte (Spiel, Spiel, Schlag usw.) sein. Die Anzahl der gemessenen Diagnoseparameter hängt auch von der Art der Geräte ab: Diagnose von elektrischen Ausrüstungen von Kraftwerken und Umspannwerken zur Systemdiagnose (die zur Gewinnung der Daten selbst verwendet werden) und dem Entwicklungsstand der Diagnoseverfahren. Zum Beispiel kann die Anzahl der gemessenen Diagnoseparameter von Leistungstransformatoren und Nebenschlussdrosseln 38 erreichen, Öl-Leistungsschalter - 29, SF6-Leistungsschalter - 25, Überspannungsableiter und -Ableiter - 10, Trennschalter (mit Antrieb) - 14, ölgefüllt Messwandler und Koppelkondensatoren - 9 ... Die Diagnoseparameter müssen wiederum folgende Eigenschaften haben: 1) Empfindlichkeit; 2) die Breite der Veränderungen; 3) Eindeutigkeit; 4) Stabilität; 5) Aussagekraft; 6) die Häufigkeit der Registrierung; 7) Verfügbarkeit und Bequemlichkeit der Messung.
Die Empfindlichkeit des Diagnoseparameters ist der Grad der Änderung des Diagnoseparameters, wenn der Funktionsparameter variiert wird, d. h. je größer der Wert dieses Wertes ist, desto empfindlicher ist der Diagnoseparameter gegenüber der Änderung des Funktionsparameters.
Die Eindeutigkeit des Diagnoseparameters wird durch seine monoton ansteigende oder fallende Abhängigkeit vom Funktionsparameter im Bereich von der anfänglichen bis zur begrenzenden Änderung des Funktionsparameters bestimmt, dh jeder Wert des Funktionsparameters entspricht einem einzelnen Wert des Diagnosewertes Parameter und wiederum jedem Wert des Diagnoseparameters entspricht ein einzelner Wert für einen Funktionsparameter.
Stabilität legt die mögliche Abweichung des Diagnoseparameters von seinem Mittelwert nach wiederholten Messungen unter konstanten Bedingungen fest.
Änderungsspielraum - der Änderungsbereich des Diagnoseparameters, der dem gegebenen Wert der Änderung des Funktionsparameters entspricht; je größer der Variationsbereich des diagnostischen Parameters ist, desto höher ist seine Aussagekraft.
Aussagekraft ist eine Eigenschaft eines Diagnoseparameters, die, wenn sie unzureichend oder redundant ist, die Effektivität des Diagnoseverfahrens selbst (die Zuverlässigkeit der Diagnose) verringern kann.
Die Häufigkeit der Registrierung des Diagnoseparameters richtet sich nach den Anforderungen des technischen Betriebs und den Herstellerangaben und hängt von der Geschwindigkeit der möglichen Fehlerbildung und -entwicklung ab. 1. Grundkonzepte und Bestimmungen der technischen Diagnose Verfügbarkeit und Komfort der Messung des Diagnoseparameters hängen direkt von der Gestaltung des Diagnoseobjekts und des Diagnosewerkzeugs (Geräts) ab.
In der Literatur finden Sie verschiedene Klassifizierungen von Diagnoseparametern, in unserem Fall werden wir uns bei der Diagnose von elektrischen Geräten an die in der Quelle angegebenen Arten von Diagnoseparametern halten. Diagnoseparameter werden in drei Typen eingeteilt: 1. Parameter des Informationstyps, die das Objektmerkmal darstellen; 2. Parameter, die die aktuellen technischen Eigenschaften der Elemente (Knoten) des Objekts darstellen; 3. Parameter, die Ableitungen mehrerer Parameter sind. Zu den Diagnoseparametern des Informationstyps gehören: 1. Objekttyp; 2. Zeitpunkt der Inbetriebnahme und Betriebsdauer; 3. In der Einrichtung durchgeführte Reparaturarbeiten; 4. Technische Eigenschaften des Objekts, die bei der Prüfung im Werk und / oder bei der Inbetriebnahme erhalten wurden.
Die diagnostischen Parameter, die die aktuellen technischen Eigenschaften der Elemente (Einheiten) des Objekts repräsentieren, sind meistens die Parameter der Arbeitsprozesse (manchmal begleitend).
Zu den diagnostischen Parametern, die von mehreren Parametern abgeleitet sind, gehören vor allem: 1. Die maximale Temperatur des heißesten Punktes des Transformators bei jeder Last; 2. Dynamische Merkmale oder deren Derivate.
Die Wahl der Diagnoseparameter hängt weitgehend von jedem spezifischen Gerätetyp und der für dieses Gerät verwendeten Diagnosemethode ab. 2. Konzept und diagnostische Ergebnisse
Die moderne Diagnostik elektrischer Geräte (nach Zweck) kann bedingt in drei Hauptbereiche unterteilt werden: 1. Parametrische Diagnose; 2. Diagnose von Fehlfunktionen; 3. Präventive Diagnostik.
Parametrische Diagnose ist die Kontrolle von standardisierten Parametern von Geräten, die Erkennung und Identifizierung ihrer gefährlichen Veränderungen.
Es wird für den Notfallschutz und die Gerätesteuerung verwendet, und Diagnoseinformationen sind in der Summe der Abweichungen der Werte dieser Parameter von den Nennwerten enthalten.
Störungsdiagnostik ist die Feststellung von Art und Größe eines Mangels nach Feststellung des Auftretens einer Störung. Diese Diagnose ist Teil der Wartung oder Reparatur von Geräten und wird basierend auf den Ergebnissen der Überwachung ihrer Parameter durchgeführt.
Präventive Diagnose ist das Erkennen aller potenziell gefährlichen Defekte in einem frühen Entwicklungsstadium, die Überwachung ihrer Entwicklung und auf dieser Grundlage eine langfristige Prognose des Gerätezustands.
Moderne Diagnosesysteme umfassen alle drei Bereiche der technischen Diagnostik, um eine möglichst vollständige und zuverlässige Beurteilung des Gerätezustandes zu ermöglichen. Zu den diagnostischen Ergebnissen gehören daher: 1. Feststellung des Zustands des diagnostizierten Gerätes (Beurteilung des Gerätezustands); 2. Feststellung der Art des Mangels, seines Ausmaßes, seines Ortes, der Gründe seines Auftretens, die als Entscheidungsgrundlage für den weiteren Betrieb des Gerätes dienen (Rücknahme zur Reparatur, Nachprüfung, Weiterbetrieb usw.) oder auf den vollständigen Austausch der Ausrüstung; 3. Prognose zum späteren Betrieb - Bewertung der Restlebensdauer des elektrischen Betriebsmittels.
Daraus kann geschlossen werden, dass zur Verhinderung der Fehlerbildung (bzw. zur Früherkennung) und zur Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit von Geräten eine Gerätesteuerung in Form eines Diagnosesystems erforderlich ist. 2. Konzept und Diagnoseergebnisse Nach der allgemeinen Einteilung lassen sich alle Verfahren zur Diagnose elektrischer Betriebsmittel in zwei Gruppen, auch Kontrollverfahren genannt, einteilen: zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren. Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) sind Verfahren zur Kontrolle von Materialien (Produkten), die keine Zerstörung von Materialproben (Produkten) erfordern. Dementsprechend sind zerstörende Prüfverfahren Verfahren zur Kontrolle von Materialien (Produkten), die die Zerstörung von Materialproben (Produkten) erfordern.
Alle OLS wiederum sind ebenfalls in Methoden unterteilt, jedoch bereits abhängig vom Funktionsprinzip (physikalische Phänomene, auf denen sie basieren).
Im Folgenden sind die wichtigsten MNCs nach GOST 18353-79 aufgeführt, die am häufigsten für elektrische Geräte verwendet werden: 1) magnetisch,
2) elektrisch,
3) Wirbelstrom,
4) Funkwelle,
5) thermisch,
6) optisch,
7) Strahlung,
8) akustisch,
9) eindringende Substanzen (Kapillar- und Lecksuche).
Innerhalb jedes Typs werden Methoden auch nach zusätzlichen Kriterien klassifiziert.
Wir werden jeder OLS-Methode klare Definitionen geben, die in der normativen Dokumentation verwendet werden.
Magnetische Kontrollmethoden basieren nach GOST 24450-80 auf der Registrierung von magnetischen Streufeldern, die über Defekten entstehen, oder auf der Bestimmung der magnetischen Eigenschaften der kontrollierten Produkte.
Elektrische Steuerungsmethoden nach GOST 25315–82 basieren auf der Erfassung der Parameter des elektrischen Feldes, das mit dem Steuerungsobjekt interagiert oder das Feld, das durch äußere Einflüsse im Steuerungsobjekt auftritt, erfasst wird.
Nach GOST 24289-80 basiert die Wirbelstrom-Steuerungsmethode auf der Analyse der Wechselwirkung eines externen elektromagnetischen Felds mit dem elektromagnetischen Feld von Wirbelströmen, die von einer Antriebsspule in einem elektrisch leitenden Kontrollobjekt durch dieses Feld induziert werden.
Das Funkwellenkontrollverfahren ist ein zerstörungsfreies Kontrollverfahren, das auf der Analyse der Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung des Funkwellenbereichs mit dem Kontrollobjekt basiert (GOST 25313–82).
Thermische Kontrollmethoden nach GOST 53689-2009 basieren auf der Aufzeichnung der thermischen oder Temperaturfelder des kontrollierten Objekts.
Visuell-optische Kontrollmethoden nach GOST 24521-80 basieren auf der Wechselwirkung optischer Strahlung mit dem kontrollierten Objekt.
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken Strahlenschutzmethoden basieren auf der Registrierung und Analyse von eindringender ionisierender Strahlung nach Interaktion mit dem kontrollierten Objekt (GOST 18353-79).
Akustische Regelverfahren basieren auf der Verwendung von im Regelobjekt angeregten oder entstehenden elastischen Schwingungen (GOST 23829–85).
Kapillare Kontrollmethoden nach GOST 24521–80 basieren auf dem kapillaren Eindringen von Indikatorflüssigkeiten in die Hohlräume der Oberfläche und durch Diskontinuitäten des Materials der Kontrollobjekte und die Registrierung der resultierenden Indikatorspuren durch eine visuelle Methode oder unter Verwendung von a Wandler. 3. Mängel elektrischer Betriebsmittel Die Beurteilung des technischen Zustands elektrischer Betriebsmittel ist ein wesentlicher Bestandteil aller wesentlichen Aspekte des Betriebs von Kraftwerken und Umspannwerken. Eine seiner Hauptaufgaben besteht darin, die Funktionsfähigkeit oder Fehlfunktion von Geräten zu erkennen.
Der Übergang des Produkts von einem funktionsfähigen in einen fehlerhaften Zustand erfolgt aufgrund von Mängeln. Das Wort Defekt wird verwendet, um jede einzelne Nichtkonformität des Geräts zu bezeichnen.
Defekte an Geräten können an unterschiedlichen Stellen ihres Lebenszyklus auftreten: bei Herstellung, Installation, Einrichtung, Betrieb, Prüfung, Reparatur – und haben unterschiedliche Folgen.
Es gibt viele Arten von Defekten oder vielmehr deren Varianten, elektrische Geräte. Da das Kennenlernen der Diagnosearten elektrischer Geräte im Handbuch mit der Wärmebilddiagnostik beginnt, verwenden wir die Abstufung des Fehlerzustands (Gerät), die häufiger bei der IR-Steuerung verwendet wird.
Es gibt normalerweise vier Hauptkategorien oder Grade der Fehlerentwicklung: 1. Normaler Zustand der Ausrüstung (keine Mängel); 2. Ein Mangel im Anfangsstadium der Entwicklung (das Vorhandensein eines solchen Mangels hat keine offensichtlichen Auswirkungen auf den Betrieb des Geräts); 3. Ein hochentwickelter Defekt (das Vorhandensein eines solchen Defekts schränkt die Betriebsfähigkeit des Geräts ein oder verkürzt seine Lebensdauer); 4. Ein Mangel in einem Notfallstadium der Entwicklung (das Vorhandensein eines solchen Mangels macht den Betrieb des Geräts unmöglich oder inakzeptabel).
Als Ergebnis der Identifizierung solcher Mängel werden je nach Grad ihrer Entwicklung folgende mögliche Entscheidungen (Maßnahmen) zu deren Beseitigung getroffen: 1. Ersetzen Sie das Gerät, seine Teile oder Elemente; 2. Führen Sie die Reparatur des Geräts oder seines Elements durch (führen Sie danach eine zusätzliche Untersuchung durch, um die Qualität der durchgeführten Reparatur zu beurteilen); 3. In Betrieb lassen, aber die Zeit zwischen den regelmäßigen Inspektionen verkürzen (häufigere Kontrolle); 4. Führen Sie weitere zusätzliche Tests durch.
Diagnose elektrischer Ausrüstungen von Kraftwerken und Umspannwerken Bei der Erkennung von Mängeln und Entscheidungen über den weiteren Betrieb elektrischer Ausrüstungen sollte die Frage der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der erhaltenen Informationen über den Zustand der Ausrüstung nicht vergessen werden.
Jedes ZfP-Verfahren bietet keine vollständige Zuverlässigkeit bei der Beurteilung des Zustands eines Objekts.
Die Messergebnisse enthalten Fehler, daher besteht immer die Möglichkeit, ein falsches Testergebnis zu erhalten: Ein gesundes Objekt wird für unbrauchbar erklärt (ein falscher Defekt oder ein Fehler erster Art); Der mangelhafte Gegenstand gilt als gut (ein festgestellter Mangel oder ein Fehler des Typs II).
Fehler in der ZfP haben verschiedene Konsequenzen: Wenn Fehler erster Art (falscher Defekt) nur den Umfang der Restaurierungsarbeiten erhöhen, dann führen Fehler zweiter Art (unerkannter Defekt) zu einem Notfallschaden am Gerät.
Es ist erwähnenswert, dass für jede Art von NDT eine Reihe von Faktoren identifiziert werden können, die die Messergebnisse oder die Analyse der erhaltenen Daten beeinflussen. Diese Faktoren können bedingt in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: 1. Umwelt; 2. Faktor Mensch; 3. Der technische Aspekt.
Die Gruppe "Umwelt" umfasst Faktoren wie meteorologische Bedingungen (Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Windstärke usw.), Tageszeit.
Unter dem „Faktor Mensch“ wird die Qualifikation des Personals, fachliche Kenntnisse der Geräte und die kompetente Durchführung der Wärmebildkontrolle selbst verstanden.
"Technischer Aspekt" bezeichnet die Informationsbasis über das diagnostizierte Gerät (Material, Passdaten, Herstellungsjahr, Oberflächenbeschaffenheit usw.).
Tatsächlich gibt es viel mehr Faktoren, die das Ergebnis von ZfP-Methoden und die Datenanalyse von ZfP-Methoden beeinflussen, als die oben aufgeführten. Aber dieses Thema ist von besonderem Interesse und so umfangreich, dass es ein eigenes Buch verdient.
Wegen der Möglichkeit, Fehler für jede Art von ZfP zu machen, gibt es eine eigene normative Dokumentation, die den Zweck der ZfP-Methoden, das Verfahren zur Durchführung der ZfP, ZfP-Werkzeuge, Analyse der ZfP-Ergebnisse, mögliche Arten von Fehlern in der ZfP, Empfehlungen regelt für deren Beseitigung usw.
Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten regulatorischen Dokumente, die bei der Durchführung von Diagnosen mit den wichtigsten Methoden der zerstörungsfreien Prüfung befolgt werden müssen. 3. Defekte an elektrischen Geräten - & nbsp– & nbsp– 4.1. Thermische Kontrollverfahren: Grundbegriffe und Zweck Thermische Kontrollverfahren (TMK) basieren auf der Messung, Bewertung und Analyse der Temperatur von kontrollierten Objekten. Die Hauptbedingung für den Einsatz der Diagnose mit thermischem OLS ist das Vorhandensein von Wärmeströmen im diagnostizierten Objekt.
Die Temperatur ist das vielseitigste Spiegelbild des Zustands einer Ausrüstung. Bei praktisch jedem anderen als dem normalen Betrieb des Geräts ist eine Temperaturänderung der allererste Indikator für eine Fehlfunktion. Temperaturreaktionen unter verschiedenen Betriebsmodi treten aufgrund ihrer Vielseitigkeit in allen Phasen des Betriebs elektrischer Geräte auf.
Die Infrarot-Diagnostik ist die vielversprechendste und effektivste Entwicklungsrichtung in der Diagnostik elektrischer Geräte. Es hat eine Reihe von Vorteilen und Vorteilen gegenüber herkömmlichen Testmethoden, nämlich: 1) die Zuverlässigkeit, Objektivität und Genauigkeit der erhaltenen Informationen; 2) Sicherheit des Personals während der Geräteinspektion; 3) keine Notwendigkeit, das Gerät auszuschalten; 4) keine Vorbereitung des Arbeitsplatzes erforderlich; 5) eine große Menge an geleisteter Arbeit pro Zeiteinheit; 6) die Fähigkeit, Fehler in einem frühen Entwicklungsstadium zu erkennen; 7) Diagnose der meisten Arten von elektrischer Ausrüstung von Umspannwerken; 8) niedrige Arbeitskosten für die Erstellung von Messungen pro Gerät.
Die Verwendung von TMK basiert auf der Tatsache, dass das Vorhandensein von fast allen Arten von Gerätefehlern eine Änderung der Temperatur defekter Elemente und damit eine Änderung der Intensität des Infrarots verursacht
4. Wärmekontrollmethoden (IR) Strahlung, die von Wärmebildgeräten aufgezeichnet werden kann. TMK zur Diagnose elektrischer Betriebsmittel in Kraftwerken und Umspannwerken kann für folgende Betriebsmittelarten eingesetzt werden: 1) Leistungstransformatoren und ihre Hochspannungsdurchführungen; 2) Schaltgeräte: Leistungsschalter, Trennschalter; 3) Messwandler: Stromwandler (CT) und Spannung (VT); 4) Überspannungsableiter und Überspannungsunterdrücker (SPD); 5) Sammelschienen von Schaltanlagen (RU); 6) Isolatoren; 7) Kontaktverbindungen; 8) Generatoren (Frontalteile und aktiver Stahl); 9) Stromleitungen (Stromübertragungsleitungen) und deren Strukturelemente (z. B. Stromübertragungsleitungsträger) usw.
TMK für Hochspannungsanlagen als eine der modernen Methoden der Forschung und Kontrolle wurde 1998 in den "Umfang und Normen der Prüfung elektrischer Betriebsmittel RD 34.45-51.300-97" aufgenommen, obwohl sie in vielen Energiesystemen viel verwendet wurde früher.
4.2. Hauptinstrumente für die Inspektion von TMK-Geräten
Zur Überprüfung der elektrischen Ausrüstung von TMK wird ein Wärmebild-Messgerät (Wärmebildkamera) verwendet. Gemäß GOST R 8.619-2006 ist eine Wärmebildkamera ein optoelektronisches Gerät zur berührungslosen (Fern-)Beobachtung, Messung und Registrierung der räumlichen / räumlich-zeitlichen Verteilung der Strahlungstemperatur von Objekten im Sichtfeld des Geräts, durch Bilden einer zeitlichen Folge von Thermogrammen und Bestimmen der Oberflächentemperatur des Objekts nach den bekannten Emissionsgraden und Aufnahmeparametern (Umgebungstemperatur, atmosphärische Transmission, Beobachtungsentfernung etc.). Mit anderen Worten, eine Wärmebildkamera ist eine Art Fernsehkamera, die Objekte in Infrarotstrahlung erfasst, wodurch Sie sich in Echtzeit ein Bild von der Wärmeverteilung (Temperaturdifferenz) auf der Oberfläche machen können.
Wärmebildkameras gibt es in verschiedenen Modifikationen, aber das Funktionsprinzip und das Design sind ungefähr gleich. Unten, in Abb. 2 zeigt das Aussehen verschiedener Wärmebildkameras.
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken a b c
Reis. 2. Außenansicht der Wärmebildkamera:
a - professionelle Wärmebildkamera; b - stationäre Wärmebildkamera für kontinuierliche Kontroll- und Überwachungssysteme; c - die einfachste kompakte tragbare Wärmebildkamera Der Bereich der gemessenen Temperaturen kann je nach Marke und Typ der Wärmebildkamera von –40 bis +2000 °C reichen.
Das Funktionsprinzip einer Wärmebildkamera beruht darauf, dass alle physikalischen Körper ungleichmäßig erwärmt werden, wodurch ein Bild der Verteilung der Infrarotstrahlung entsteht. Mit anderen Worten, die Funktionsweise aller Wärmebildkameras basiert darauf, die Temperaturdifferenz "Objekt / Hintergrund" zu fixieren und die empfangenen Informationen in ein für das Auge sichtbares Bild (Thermogramm) umzuwandeln. Ein Thermogramm ist nach GOST R 8.619-2006 ein zweidimensionales Bild mit mehreren Elementen, von dem jedem Element eine Farbe / oder Abstufung einer Farbe / Abstufung der Bildschirmhelligkeit zugewiesen ist, die gemäß der bedingten Temperaturskala bestimmt wird. Das heißt, die Temperaturfelder von Objekten werden als Farbbild betrachtet, wobei die Farbabstufungen den Temperaturabstufungen entsprechen. In Abb. 3 zeigt ein Beispiel.
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Paletten. Die Verbindung der Farbpalette mit der Temperatur auf dem Thermogramm wird vom Bediener selbst festgelegt, dh Wärmebilder sind Pseudofarben.
Die Wahl der Farbpalette des Thermogramms hängt vom verwendeten Temperaturbereich ab. Das Ändern der Farbpalette dient dazu, den Kontrast und die Effektivität der visuellen Wahrnehmung (Informationsgehalt) des Thermogramms zu erhöhen. Anzahl und Art der Paletten hängen vom Hersteller der Wärmebildkamera ab. Hier sind die wichtigsten und am häufigsten verwendeten Paletten für Thermogramme: 1. RGB (Rot - Rot, Grün - Grün, Blau - Blau); 2. Heißes Metall (Farbe des heißen Metalls); 4. Grau (grau); 7. Inframetrics; 8. CMY (Cyan - Cyan, Magenta - Magenta, Gelb - Gelb). In Abb. 4 zeigt ein Thermogramm von Sicherungen, an dem beispielhaft die Hauptkomponenten (Elemente) eines Thermogramms betrachtet werden können: 1. Temperaturskala - bestimmt das Verhältnis zwischen der Farbskala des Bereichs des Thermogramms und seiner Temperatur; 2. Zone abnormaler Erwärmung (gekennzeichnet durch einen Farbbereich vom oberen Teil der Temperaturskala) - ein Gerät mit erhöhter Temperatur; 3. Temperatur-Schnittlinie (Profil) - eine Linie, die durch eine Zone abnormaler Erwärmung und einen Knoten verläuft, der dem defekten ähnlich ist; 4. Temperaturdiagramm - ein Diagramm, das die Temperaturverteilung entlang der Temperaturschnittlinie anzeigt, dh entlang der X-Achse - Ordinalzahlen der Punkte entlang der Länge der Linie und entlang der Y-Achse - die Temperaturwerte an diesen Punkten des Thermogramms.
Reis. 4. Thermogramm von Sicherungen Diagnose elektrischer Anlagen von Kraftwerken und Umspannwerken Das Thermogramm ist in diesem Fall eine Fusion von Wärme- und Realbild, die nicht in allen Softwareprodukten zur Analyse von Wärmebild-Diagnosedaten enthalten ist. Es ist auch erwähnenswert, dass die Temperaturkurve und die Temperatur-Grenzlinie Elemente der Analyse von Thermogrammdaten sind und sie ohne die Hilfe einer Software zur Verarbeitung eines Wärmebildes nicht verwendet werden können.
Hervorzuheben ist, dass die Farbverteilung auf dem Thermogramm zufällig gewählt ist und in diesem Beispiel Defekte in drei Gruppen einteilt: Grün, Gelb und Rot. Die rote Gruppe umfasst schwerwiegende Fehler, die grüne Gruppe umfasst beginnende Fehler.
Auch zur berührungslosen Temperaturmessung werden Pyrometer eingesetzt, deren Prinzip auf der Messung der Leistung der Wärmestrahlung des Messobjekts, hauptsächlich im Infrarotbereich, beruht.
In Abb. 5 zeigt das Aussehen verschiedener Pyrometer.
Reis. 5. Aussehen des Pyrometers Der Bereich der gemessenen Temperaturen kann je nach Marke und Typ des Pyrometers von –100 bis +3000 ° C reichen.
Der grundlegende Unterschied zwischen Wärmebildkameras und Pyrometern besteht darin, dass Pyrometer die Temperatur an einem bestimmten Punkt (bis zu 1 cm) messen und Wärmebildkameras das gesamte Objekt als Ganzes analysieren und alle Unterschiede und Temperaturschwankungen an jedem Punkt anzeigen.
Bei der Analyse der Ergebnisse der IR-Diagnose müssen die Konstruktion der diagnostizierten Geräte, Methoden, Bedingungen und Betriebsdauer, die Fertigungstechnologie und eine Reihe anderer Faktoren berücksichtigt werden.
Tisch 2 diskutiert die wichtigsten Arten von elektrischen Geräten in Umspannwerken und Arten von Defekten, die mit der IR-Diagnose je nach Quelle erkannt werden. 4. Thermische Kontrollmethoden - & nbsp– & nbsp–
Derzeit ist die Wärmebildkontrolle von elektrischen Betriebsmitteln und Freileitungen in der RD 34.45-51.300-97 "Umfang und Standards der Prüfung elektrischer Betriebsmittel" vorgesehen.
5. Diagnose von ölgefüllten Geräten Heutzutage verwenden Umspannwerke eine ausreichende Anzahl von ölgefüllten Geräten. Ölgefüllte Geräte sind Geräte, die Öl als Lichtbogenlösch-, Isolier- und Kühlmedium verwenden.
Heute verwenden und betreiben Umspannwerke ölgefüllte Geräte der folgenden Typen: 1) Leistungstransformatoren; 2) Strom- und Spannungswandler messen; 3) Nebenschlussreaktoren; 4) Schalter; 5) Hochspannungsdurchführungen; 6) ölgefüllte Kabelleitungen.
Hervorzuheben ist, dass ein erheblicher Teil der heute in Betrieb befindlichen ölgefüllten Geräte an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit eingesetzt wird – über ihre normale Nutzungsdauer hinaus. Und neben anderen Ausrüstungsgegenständen wird auch das Öl gealtert.
Besonderes Augenmerk wird auf den Zustand des Öls gelegt, da sich unter dem Einfluss von elektrischen und magnetischen Feldern seine anfängliche molekulare Zusammensetzung und auch betriebsbedingt sein Volumen ändern kann. Dies kann wiederum eine Gefahr für den Betrieb der Geräte im Umspannwerk und für das Wartungspersonal darstellen.
Daher ist eine korrekte und rechtzeitige Öldiagnose der Schlüssel zum zuverlässigen Betrieb von ölgefüllten Geräten.
Öl ist eine raffinierte Fraktion von Öl, die bei der Destillation gewonnen wird und bei Temperaturen von 300 bis 400 ° C siedet. Je nach Herkunft des Öls weist es unterschiedliche Eigenschaften auf, und diese charakteristischen Eigenschaften der Rohstoffe und Produktionsverfahren spiegeln sich in den Eigenschaften des Öls wider. Im Energiebereich gilt Öl als das gebräuchlichste flüssige Dielektrikum.
Neben Erdöltransformatorenölen können synthetische flüssige Dielektrika auf Basis von chlorierten Kohlenwasserstoffen und siliziumorganischen Flüssigkeiten hergestellt werden. 5. Diagnose von ölgefüllten Geräten Zu den wichtigsten Ölsorten aus russischer Produktion, die am häufigsten für ölgefüllte Geräte verwendet werden, gehören: TKp (TU 38.101890–81), T-1500U (TU 38.401–58–107–97 ), TCO (GOST 10121– 76), GK (TU 38.1011025-85), VG (TU 38.401978-98), AGK (TU 38.1011271-89), MVT (TU 38.401927-92).
So wird die Ölanalyse durchgeführt, um nicht nur Ölqualitätsindikatoren zu bestimmen, die den Anforderungen der behördlichen und technischen Dokumentation entsprechen müssen. Der Zustand des Öls wird durch seine Qualitätsindikatoren gekennzeichnet. Die wichtigsten Indikatoren für die Qualität von Transformatorenöl sind in Abschnitt 1.8.36 der PUE angegeben.
Tisch 3 zeigt die heute am häufigsten verwendeten Indikatoren für die Qualität von Transformatorenöl.
Tabelle 3 Indikatoren für die Qualität von Transformatorenöl - & nbsp– & nbsp–
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken Öl enthält etwa 70 % der Informationen über den Zustand der Ausrüstung.
Mineralöl ist ein komplexes Mehrkomponentengemisch aus aromatischen, naphthenischen und paraffinischen Kohlenwasserstoffen sowie relativen Mengen an sauerstoff-, schwefel- und stickstoffhaltigen Derivaten dieser Kohlenwasserstoffe. 1. Aromatische Reihen sind verantwortlich für Stabilität gegen Oxidation, thermische Stabilität, Viskosität-Temperatur und elektrische Isoliereigenschaften. 2. Naphthenische Reihen sind für Siedepunkt, Viskosität und Dichte des Öls verantwortlich. 3. Paraffinreihen.
Die chemische Zusammensetzung von Ölen wird durch die Eigenschaften des ursprünglichen Erdölrohstoffs und der Produktionstechnologie bestimmt.
Im Durchschnitt beträgt die Häufigkeit der Inspektion und der Umfang der Geräteprüfung bei ölgefüllten Geräten alle zwei (vier) Jahre.
Die Spannungsfestigkeit, gekennzeichnet durch die Durchbruchspannung in einem Standard-Ableiter oder die entsprechende elektrische Feldstärke, ändert sich bei Benetzung und Verschmutzung des Öls und kann daher als diagnostischer Indikator dienen. Beim Absinken der Temperatur wird überschüssiges Wasser in Form einer Emulsion freigesetzt, was insbesondere in Gegenwart von Verunreinigungen zu einer Abnahme der Durchschlagspannung führt.
Der tg kann auch Auskunft über das Vorhandensein von Feuchtigkeit im Öl geben, jedoch nur bei großen Feuchtigkeitsmengen. Dies kann durch die geringe Wirkung des darin gelösten Wassers auf den tg des Öls erklärt werden; ein starker Anstieg der tg des Öls tritt auf, wenn eine Emulsion auftritt.
Bei isolierenden Konstruktionen befindet sich der Großteil der Feuchtigkeit in der festen Isolierung. Zwischen ihm und dem Öl findet ständig ein Feuchtigkeitsaustausch statt, bei unversiegelten Konstruktionen auch zwischen Öl und Luft. Bei einem stabilen Temperaturregime stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, und dann kann der Feuchtigkeitsgehalt der festen Isolierung aus dem Feuchtigkeitsgehalt des Öls abgeschätzt werden.
Unter dem Einfluss von elektrischem Feld, Temperatur und Oxidationsmitteln beginnt das Öl in einem späteren Alterungsstadium unter Bildung von Säuren und Estern zu oxidieren - unter Bildung von Schlamm.
Eine nachträgliche Schlammablagerung auf der Papierisolation beeinträchtigt nicht nur die Kühlung, sondern kann auch zum Isolationsbruch führen, da Schlamm nie gleichmäßig abgelagert wird. 5. Diagnose von ölgefüllten Geräten
Die dielektrischen Verluste im Öl werden hauptsächlich durch seine Leitfähigkeit bestimmt und wachsen mit der Anreicherung von Alterungsprodukten und Verunreinigungen im Öl. Die anfänglichen tg-Werte von Frischöl hängen von seiner Zusammensetzung und dem Reinigungsgrad ab. Die Temperaturabhängigkeit von tan ist logarithmisch.
Die Alterung des Öls wird durch oxidative Prozesse, die Einwirkung eines elektrischen Feldes und das Vorhandensein von Strukturmaterialien (Metalle, Lacke, Zellulose) bestimmt. Durch Alterung verschlechtern sich die Isoliereigenschaften des Öls und es bildet sich Schlamm, der die Wärmeübertragung behindert und die Alterung der Zelluloseisolierung beschleunigt. Erhöhte Betriebstemperaturen und das Vorhandensein von Sauerstoff (in nicht abgedichteten Strukturen) spielen eine wesentliche Rolle bei der Beschleunigung der Ölalterung.
Die Notwendigkeit, die Änderung der Ölzusammensetzung während des Betriebs von Transformatoren zu kontrollieren, wirft die Frage auf, eine solche Analysemethode auszuwählen, die eine zuverlässige qualitative und quantitative Bestimmung der im Transformatoröl enthaltenen Verbindungen ermöglicht.
Diese Anforderungen werden weitestgehend durch die Chromatographie erfüllt, ein komplexes Verfahren, das die Stufe der Trennung komplexer Gemische in einzelne Komponenten und die Stufe ihrer quantitativen Bestimmung kombiniert. Anhand der Ergebnisse dieser Analysen wird der Zustand der ölgefüllten Ausrüstung beurteilt.
In Laboratorien werden Isolieröltests durchgeführt, bei denen Ölproben aus den Geräten entnommen werden.
Methoden zur Bestimmung ihrer Hauptmerkmale werden in der Regel durch staatliche Standards geregelt.
Die chromatographische Analyse von in Öl gelösten Gasen zeigt Defekte beispielsweise eines Transformators in einem frühen Stadium ihrer Entwicklung, die angebliche Art des Defekts und das Ausmaß der vorhandenen Schäden auf. Der Zustand des Transformators wird durch den Vergleich der aus der Analyse erhaltenen quantitativen Daten mit den Grenzwerten der Gaskonzentration und der Wachstumsrate der Gaskonzentration im Öl beurteilt. Diese Analyse sollte bei Transformatoren ab einer Spannung von 110 kV mindestens alle 6 Monate durchgeführt werden.
Die chromatographische Analyse von Transformatorenölen umfasst: 1) Bestimmung des Gehalts an in Öl gelösten Gasen; 2) Bestimmung des Gehalts an antioxidativen Zusatzstoffen - Ionen usw .; 3) Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts; 4) Bestimmung des Stickstoff- und Sauerstoffgehalts usw.
Anhand der Ergebnisse dieser Analysen wird der Zustand der ölgefüllten Ausrüstung beurteilt.
Die Bestimmung der elektrischen Festigkeit von Öl (GOST 6581-75) erfolgt in einem speziellen Gefäß mit standardisierten Elektrodenabmessungen beim Anlegen einer Spannung mit industrieller Frequenz.
Diagnose elektrischer Anlagen von Kraftwerken und Umspannwerken Dielektrische Verluste in Öl werden durch eine Brückenschaltung bei einer elektrischen Wechselfeldstärke von 1 kV / mm gemessen (GOST 6581-75). Die Messung erfolgt durch Einbringen der Probe in eine spezielle Drei-Elektroden-(abgeschirmte) Messzelle (Behälter). Der tan-Wert wird bei Temperaturen von 20 und 90 °C (bei einigen Ölen bei 70 °C) bestimmt. Normalerweise wird das Gefäß in einen Thermostat gestellt, aber dies erhöht die Testzeit erheblich. Ein Gefäß mit eingebauter Heizung ist bequemer.
Eine quantitative Bestimmung des Gehalts an mechanischen Verunreinigungen erfolgt durch Filtrieren der Probe und anschließendes Wiegen des Sediments (GOST 6370–83).
Zur Bestimmung der im Öl gelösten Wassermenge werden zwei Methoden verwendet. Die von GOST 7822-75 geregelte Methode basiert auf der Wechselwirkung von Calciumhydrid mit gelöstem Wasser. Der Massenanteil von Wasser wird durch das Volumen des freigesetzten Wasserstoffs bestimmt. Diese Methode ist schwierig; Ergebnisse sind nicht immer reproduzierbar. Die bevorzugte Methode ist coulometrisch (GOST 24614–81), basierend auf der Reaktion zwischen Wasser und Fisher-Reagenz. Die Reaktion findet statt, wenn in einer speziellen Apparatur Strom zwischen den Elektroden fließt. Die Sensitivität der Methode beträgt 2 · 10–6 (nach Gewicht).
Die Säurezahl wird durch die Menge an Hydroxydetaly (in Milligramm) gemessen, die zur Neutralisation von sauren Verbindungen verwendet wird, die mit einer Lösung von Ethylalkohol (GOST 5985-79) aus dem Öl extrahiert wurden.
Flammpunkt ist die niedrigste Öltemperatur, bei der sich unter Testbedingungen ein Gemisch aus Dämpfen und Gasen mit Luft bildet, das bei offener Flamme entflammen kann (GOST 6356-75). Das Öl wird in einem geschlossenen Tiegel unter Rühren erhitzt; Testen der Mischung - in regelmäßigen Abständen.
Kleines Innenvolumen (Eingänge) von Geräten mit einem Wert von sogar unbedeutenden Schäden trägt zu einem schnellen Anstieg der Konzentration der Begleitgase bei.
In diesem Fall ist das Auftreten von Gasen im Öl fest mit einer Verletzung der Unversehrtheit der Isolierung der Durchführungen verbunden.
In diesem Fall können zusätzliche Daten über den Sauerstoffgehalt gewonnen werden, der die oxidativen Prozesse im Öl bestimmt. Typische Gase, die in Transformatoren aus Mineralöl und Zellstoff (Papier und Pappe) hergestellt werden, sind: Wasserstoff (H2); Methan (CH4); Ethan (C2H6); 5. Diagnose von ölgefüllten Geräten - & nbsp– & nbsp– Beispiele für die Grundausstattung zur Analyse der Ölzusammensetzung: 1. Feuchtigkeitsmesser - entwickelt, um den Massenanteil der Feuchtigkeit in Transformatorenöl zu messen.
- & nbsp– & nbsp– 3. Messgerät für die dielektrischen Parameter von Transformatorenöl – zur Messung der relativen Permittivität und des dielektrischen Verlusttangens von Transformatorenöl.
Reis. 8. Meter der dielektrischen Parameter von Öl
4. Automatischer Transformatoröltester - wird verwendet, um die Durchschlagsfestigkeit von Isolierflüssigkeiten auf Durchschlag zu messen. Die Durchbruchspannung spiegelt den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit mit verschiedenen Verunreinigungen wieder.
Reis. 9. Transformatoröltester
5. Überwachungssystem der Transformatorparameter: Überwachung des Gas- und Feuchtigkeitsgehalts im Transformatoröl - Die Überwachung eines funktionierenden Transformators erfolgt kontinuierlich, die Datenaufzeichnung erfolgt mit einer festgelegten Frequenz im internen Speicher oder wird an den Disponenten gesendet.
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken Abb. 10. Überwachungssystem der Transformatorparameter
6. Diagnose der Transformatorisolation: Bestimmung der Alterung oder des Feuchtigkeitsgehalts in der Transformatorisolation.
Reis. 11. Diagnose der Transformatorisolation
7. Automatischer Feuchtigkeitsmesser - ermöglicht die Bestimmung des Wassergehalts im Mikrogrammbereich.
- & nbsp– & nbsp– 6. Elektrische Methoden der zerstörungsfreien Prüfung Gegenwärtig wächst in Russland das Interesse an Diagnosesystemen, die die Diagnose von elektrischen Geräten durch zerstörungsfreie Prüfmethoden ermöglichen. JSC FGC UES hat in den "Vorschriften über die technische Politik der JSC FGC UES im Verteilnetzkomplex" den allgemeinen Entwicklungstrend in dieser Angelegenheit klar formuliert: Diagnose des Kabelzustands mit Vorhersage des Kabelisolationszustands “(NRE № 11 , 2006, Abschnitt 2.6.6.).
Elektrische Verfahren basieren auf der Erzeugung eines elektrischen Feldes in einem kontrollierten Objekt entweder durch direkte Einwirkung einer elektrischen Störung (z. B. ein Gleich- oder Wechselstromfeld) oder indirekt unter Verwendung nichtelektrischer Störungen (z , etc.). Als primäre Informationsgröße werden die elektrischen Eigenschaften des Kontrollobjekts verwendet.
Das bedingt elektrische Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung zur Diagnose elektrischer Betriebsmittel ist auf das Verfahren zur Messung von Teilentladungen (TE) zurückzuführen. Die äußeren Manifestationen der Prozesse der Entwicklung des CR sind elektrische und akustische Phänomene, Gasentwicklung, Glühen, Erwärmung der Isolierung. Deshalb gibt es viele Methoden zur Bestimmung der PD.
Zur Detektion von Teilentladungen werden heute hauptsächlich drei Methoden eingesetzt: elektrisch, elektromagnetisch und akustisch.
Nach GOST 20074–83 wird CR als lokale elektrische Entladung bezeichnet, die nur einen Teil der Isolierung in einem elektrischen Isoliersystem überbrückt.
Mit anderen Worten, PD sind das Ergebnis des Auftretens von lokalen Konzentrationen der elektrischen Feldstärke in der Isolierung oder auf ihrer Oberfläche, die an einigen Stellen die elektrische Stärke der Isolierung überschreiten.
Warum und warum wird PD isoliert gemessen? Wie Sie wissen, ist eine der Hauptanforderungen an elektrische Betriebsmittel die Betriebssicherheit – unter Ausschluss des menschlichen Kontakts mit spannungsführenden Teilen oder deren vollständiger Isolierung. Aus diesem Grund ist die Zuverlässigkeit der Isolierung eine der zwingenden Anforderungen für den Betrieb elektrischer Betriebsmittel.
Während des Betriebs ist die Isolierung von Hochspannungskonstruktionen längerer Betriebsspannung und wiederholter Einwirkung von inneren und atmosphärischen Überspannungen ausgesetzt. Zudem ist die Isolierung thermischen und mechanischen Einflüssen, Vibrationen und ggf. Feuchtigkeit ausgesetzt, was zu einer Verschlechterung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften führt.
Daher kann ein zuverlässiger Betrieb der Isolierung von Hochspannungsstrukturen gewährleistet werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: 1. Die Isolierung muss mit ausreichender Zuverlässigkeit für die Praxis möglichen Überspannungen im Betrieb standhalten; 2. Die Isolierung muss der Dauerbetriebsspannung unter Berücksichtigung möglicher Änderungen innerhalb der zulässigen Grenzen mit für die Praxis ausreichender Zuverlässigkeit standhalten.
Bei der Wahl der zulässigen elektrischen Betriebsfeldstärken in einer erheblichen Anzahl von Arten von Isolierkonstruktionen sind die Eigenschaften der TE in der Isolierung entscheidend.
Das Wesen der Teilentladungsmethode besteht darin, den Wert der Teilentladung zu bestimmen oder zu überprüfen, dass der Wert der Teilentladung den eingestellten Wert bei der eingestellten Spannung und Empfindlichkeit nicht überschreitet.
Das elektrische Verfahren erfordert den Kontakt von Messgeräten mit dem Kontrollobjekt. Aber die Möglichkeit, eine Reihe von Merkmalen zu erhalten, die eine umfassende Bewertung der PD-Eigenschaften mit der Bestimmung ihrer quantitativen Werte ermöglichen, hat diese Methode sehr attraktiv und zugänglich gemacht. Der Hauptnachteil dieser Methode ist ihre starke Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Arten von Störungen.
Mit der elektromagnetischen (Fern-)Methode können Sie ein Objekt mit PD unter Verwendung eines Richtmikrowellen-Antennen-Einspeisegeräts erkennen. Dieses Verfahren erfordert keine Berührungen von Messgeräten mit den gesteuerten Geräten und ermöglicht einen Überblicksscan einer Gruppe von Geräten. Der Nachteil dieser Methode ist das Fehlen einer quantitativen Bewertung jeglicher Eigenschaften des PD, wie Ladung von PD, PD, Leistung usw.
Der Einsatz der Diagnose nach der Methode der Teilentladungsmessung ist für folgende Arten von elektrischen Betriebsmitteln möglich: 1) Kabel und Kabelprodukte (Kupplungen usw.); 2) komplette gasisolierte Schaltanlage (GIS); 3) Strom- und Spannungswandler messen; 4) Leistungstransformatoren und Durchführungen; 5) Motoren und Generatoren; 6) Ableiter und Kondensatoren. 6. Elektrische Methoden der zerstörungsfreien Prüfung
Die Hauptrisiken von Teilentladungen hängen mit folgenden Faktoren zusammen:
· Unmöglichkeit ihrer Erkennung durch die Methode konventioneller Tests mit erhöhter gleichgerichteter Spannung;
· Das Risiko ihres schnellen Übergangs in den Zustand des Ausfalls und in der Folge die Entstehung einer Notsituation am Kabel. Unter den Hauptgeräten zur Fehlererkennung mittels Teilentladungen lassen sich folgende Gerätetypen unterscheiden: 1) PD-tragbar Abb. 13. Tragbares System zur Registrierung von Teilentladungen Tragbares System zur Registrierung von Teilentladungen, bestehend aus einem VLF-Spannungsgenerator (Frida, Viola), einer Kommunikationseinheit und einer Einheit zur Registrierung von Teilentladungen. 1. Vereinfachtes Schema des Systems: beinhaltet keine Vorladung mit Gleichstrom, sondern liefert das Ergebnis online. 2. Geringe Größe und geringes Gewicht, wodurch das System als tragbares System verwendet oder auf fast jedem Chassis montiert werden kann. 3. Hohe Messgenauigkeit. 4. Einfachheit der Bedienung. 5. Prüfspannung - Uo, die eine Zustandsdiagnose von 35-kV-Kabelleitungen mit einer Länge von bis zu 13 km sowie von 110-kV-Kabeln ermöglicht. 2) PHG-System Ein universelles System zur Zustandsdiagnose von Kabeltrassen, das folgende Subsysteme umfasst:
· Hochspannungsgenerator PHG (VLF und gleichgerichtete Gleichspannung bis 80 kV);
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken · Messung des Tangens des Verlustwinkels TD;
· Messung von Teilentladungen mit Lokalisierung der TE-Quelle.
Reis. 14. Universelles System zur Registrierung von Teilentladungen
Die Merkmale dieses Systems sind: 1. Vereinfachtes Schema des Systembetriebs: Impliziert keine Vorladung mit Gleichstrom, sondern liefert das Ergebnis im Online-Modus; 2. Vielseitigkeit: vier Geräte in einem (Testaufbau mit gleichgerichteter Spannung bis 80 kV mit primärer Brennfunktion (bis 90 mA), VLF-Spannungsgenerator bis 80 kV, Verlusttangens-Messsystem, Teilentladungs-Registriersystem); 3. Möglichkeit der schrittweisen Bildung eines Systems von einem Hochspannungsgenerator zu einem Kabelleitungsdiagnosesystem; 4. Einfachheit der Bedienung; 5. Möglichkeit der Durchführung einer vollständigen Diagnose des Zustands der Kabelleitung; 6. Möglichkeit der Kabelverfolgung; 7. Bewertung der Alterungsdynamik von Dämmstoffen anhand von Datenarchiven anhand von Prüfergebnissen. Mit Hilfe der Systemdaten werden folgende Aufgaben gelöst:
· Überprüfung der Leistungsmerkmale der Testobjekte;
· Wartung und Austausch von Kupplungen und Kabelabschnitten planen und vorbeugende Maßnahmen durchführen;
· Deutliche Reduzierung der Anzahl erzwungener Ausfallzeiten;
· Erhöhung der Lebensdauer von Kabelleitungen durch Verwendung einer sparsamen Prüfspannung. 7. Schwingungsdiagnose In jeder Maschine wirken dynamische Kräfte. Diese Kräfte sind nicht nur eine Quelle von Geräuschen und Vibrationen, sondern auch Defekte, die die Eigenschaften der Kräfte und dementsprechend die Eigenschaften von Geräuschen und Vibrationen verändern. Wir können sagen, dass die Funktionsdiagnostik von Maschinen ohne Änderung ihres Betriebsmodus die Untersuchung dynamischer Kräfte ist und nicht Schwingungen oder Geräusche selbst. Letztere enthalten lediglich Informationen über dynamische Kräfte, bei der Umwandlung von Kräften in Schwingungen oder Geräusche gehen jedoch einige Informationen verloren.
Noch mehr Informationen gehen verloren, wenn die Kräfte und ihre Arbeit in Wärmeenergie umgewandelt werden. Aus diesem Grund ist von den beiden Signalarten (Temperatur und Schwingung) die Schwingung in der Diagnose zu bevorzugen. Vereinfacht ausgedrückt sind Schwingungen die mechanischen Schwingungen des Körpers um die Gleichgewichtslage.
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Schwingungsdiagnose zur Grundlage für die Überwachung und Vorhersage des Zustands rotierender Geräte entwickelt.
Der physikalische Grund für seine rasante Entwicklung ist die enorme Menge an Diagnoseinformationen, die in den Schwingungskräften und Schwingungen von Maschinen enthalten sind, die sowohl im Nenn- als auch im Sondermodus arbeiten.
Derzeit werden Diagnoseinformationen über den Zustand rotierender Geräte nicht nur aus den Parametern der Schwingung, sondern auch anderer Prozesse, einschließlich Arbeits- und Nebenprozesse, die in Maschinen auftreten, extrahiert. Natürlich geht die Entwicklung von Diagnosesystemen den Weg der Erweiterung der erhaltenen Informationen, nicht nur durch die Verkomplizierung von Signalanalyseverfahren, sondern auch durch die Erweiterung der Zahl der kontrollierten Prozesse.
Die Schwingungsdiagnose umfasst wie jede andere Diagnose drei Hauptbereiche: Parametrische Diagnostik; Diagnose von Fehlfunktionen; Präventive Diagnostik.
Wie oben erwähnt, wird die parametrische Diagnose für den Notfallschutz und die Gerätesteuerung verwendet, und Diagnoseinformationen sind in der Summe der Abweichungen der Werte dieser Parameter enthalten. Parametrische Diagnosesysteme umfassen normalerweise mehrere Kanäle zur Überwachung verschiedener Prozesse, einschließlich Vibration und Temperatur einzelner Geräteeinheiten. Die Menge der verwendeten Schwingungsinformationen in solchen Systemen ist begrenzt, dh jeder Schwingungskanal steuert zwei Parameter, nämlich die Größe der normalisierten niederfrequenten Schwingung und die Geschwindigkeit ihres Wachstums.
Normalerweise werden Schwingungen in einem Standardfrequenzband von 2 (10) Hz bis 1000 (2000) Hz normalisiert. Die Größe der kontrollierten niederfrequenten Schwingung bestimmt nicht immer den tatsächlichen Zustand der Ausrüstung, aber in einer Vor-Notfall-Situation, wenn Ketten von sich schnell entwickelnden Defekten auftreten, wächst ihre Verbindung erheblich. Dies ermöglicht es, die Mittel des Notfallschutzes von Geräten in Bezug auf die Größe der niederfrequenten Vibrationen effektiv zu nutzen.
Am weitesten verbreitet sind vereinfachte Vibrationsalarmsysteme. Solche Systeme werden am häufigsten zur rechtzeitigen Erkennung von Fehlern durch das die Geräte bedienende Personal verwendet.
Die Diagnose von Fehlfunktionen ist in diesem Fall die Schwingungserhaltung von rotierenden Geräten, die als Schwingungsanpassung bezeichnet wird und gemäß den Ergebnissen der Überwachung ihrer Schwingung durchgeführt wird, in erster Linie um sichere Schwingungsniveaus von kritischen Hochgeschwindigkeitsmaschinen mit einer Drehzahl von ~ 3000 U / min zu gewährleisten und darüber. Bei schnelllaufenden Maschinen verringern erhöhte Schwingungen bei Drehzahl und mehreren Frequenzen einerseits die Lebensdauer der Maschine erheblich und sind andererseits meistens auf das Auftreten einzelner Defekte in der Maschine oder Fundament. Das Erkennen einer gefährlichen Schwingungserhöhung der Maschine im stationären oder transienten (Anlauf-)Betrieb mit anschließender Ermittlung und Beseitigung der Gründe für diese Erhöhung ist die Hauptaufgabe der Schwingungsanpassung.
Im Rahmen des Schwingungsabgleichs werden nach Feststellung der Gründe für die Schwingungserhöhung eine Reihe von Servicearbeiten durchgeführt, wie z und Beseitigung von Defekten an Maschinenkomponenten oder Fundamentstrukturen, die gefährliche Wachstumsvibrationen mit sich brachten.
Präventive Diagnose von Maschinen und Anlagen ist das Erkennen aller potenziell gefährlichen Fehler in einem frühen Entwicklungsstadium, die Überwachung ihrer Entwicklung und auf dieser Grundlage eine langfristige Prognose des Anlagenzustands. Die schwingungspräventive Diagnostik von Maschinen als eigenständige Richtung in der Diagnostik begann sich erst Ende der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts zu bilden.
Die Hauptaufgabe der präventiven Diagnostik ist nicht nur das Erkennen, sondern auch das Erkennen von beginnenden Defekten. Die Kenntnis der Art jedes erkannten Fehlers kann die Zuverlässigkeit der Vorhersage dramatisch erhöhen, da jeder Fehlertyp seine eigene Entwicklungsrate hat. 7. Schwingungsdiagnostik Präventive Diagnosesysteme bestehen aus Messgeräten für die aussagekräftigsten Vorgänge in einer Maschine, Werkzeugen oder Software zur Analyse von Messsignalen und Software zur Erkennung und Langzeitvorhersage des Maschinenzustandes. Zu den aussagekräftigsten Prozessen zählen meist die Maschinenvibration und deren Wärmestrahlung sowie die Stromaufnahme des als Elektroantrieb eingesetzten Elektromotors und die Zusammensetzung des Schmierstoffs. Bisher wurden nur die aussagekräftigsten Verfahren nicht identifiziert, die es ermöglichen, den Zustand der elektrischen Isolation in elektrischen Maschinen mit hoher Zuverlässigkeit zu bestimmen und vorherzusagen.
Eine präventive Diagnose auf der Grundlage der Analyse eines der Signale, zum Beispiel Vibration, hat nur dann ihre Existenzberechtigung, wenn sie es ermöglicht, die absolute (mehr als 90%) Anzahl potenziell gefährlicher Fehlerarten frühzeitig zu erkennen Entwicklung und Vorhersage des störungsfreien Betriebs der Maschine für einen ausreichenden Zeitraum, um sich auf laufende Reparaturen vorzubereiten. Eine solche Möglichkeit ist derzeit nicht für alle Maschinentypen und nicht für alle Branchen realisierbar.
Die größten Erfolge in der präventiven Schwingungsdiagnostik sind mit der Zustandsvorhersage von langsam belasteten Geräten verbunden, die beispielsweise in der Metallurgie, Papier- und Druckindustrie eingesetzt werden. Bei solchen Geräten haben Vibrationen keinen entscheidenden Einfluss auf die Zuverlässigkeit, dh spezielle Maßnahmen zur Reduzierung von Vibrationen werden selten angewendet. In dieser Situation spiegeln die Schwingungsparameter den Zustand der Geräteeinheiten am besten wider, und unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit dieser Geräte für die periodische Schwingungsmessung bietet die präventive Diagnose maximale Wirkung bei niedrigsten Kosten.
Bei Hubkolbenmaschinen und schnelllaufenden Gasturbinentriebwerken werden die schwierigsten Fragen der präventiven Schwingungsdiagnose gelöst. Im ersten Fall wird das Nutzschwingungssignal vielfach durch Schwingungen durch Stoßimpulse blockiert, die bei einer Änderung der Bewegungsrichtung von Trägheitselementen entstehen, und im zweiten durch Strömungsgeräusche, die an den Kontrollpunkten eine starke Schwingungsstörung erzeugen stehen für die periodische Schwingungsmessung zur Verfügung.
Der Erfolg der präventiven Schwingungsdiagnostik mittelschnelllaufender Maschinen mit einer Drehzahl von ~ 300 bis ~ 3000 U/min hängt auch von der Art der diagnostizierten Maschinen und den Besonderheiten ihres Einsatzes in unterschiedlichen Branchen ab. Die Aufgaben der Überwachung und Vorhersage des Zustands weit verbreiteter Pump- und Lüftungsanlagen sind am einfachsten zu lösen, insbesondere wenn sie Wälzlager und einen asynchronen elektrischen Antrieb verwenden. Solche Geräte werden praktisch in allen Industriezweigen und in der städtischen Wirtschaft eingesetzt.
Die präventive Diagnostik im Transportwesen hat ihre Besonderheiten, die nicht in Bewegung, sondern an speziellen Ständen durchgeführt wird. Erstens werden die Intervalle zwischen den Diagnosemessungen in diesem Fall nicht durch den tatsächlichen Zustand der Ausrüstung bestimmt, sondern nach den Laufleistungsdaten geplant. Zweitens gibt es in diesen Intervallen keine Kontrolle über die Betriebsmodi der Geräte, und jede Verletzung der Betriebsbedingungen kann die Entwicklung von Defekten dramatisch beschleunigen. Drittens erfolgt die Diagnose nicht in den Nennbetriebsarten des Gerätes, in denen sich die Fehler entwickeln, sondern in speziellen Prüfstandstests, bei denen der Fehler die kontrollierten Schwingungsparameter nicht oder anders als im Nennbetrieb verändern darf Modi.
All dies erfordert spezielle Modifikationen der traditionellen Systeme der präventiven Diagnostik in Bezug auf verschiedene Transportarten, deren Probebetrieb und die Verallgemeinerung der erhaltenen Ergebnisse. Leider sind solche Arbeiten oft gar nicht geplant, obwohl beispielsweise die Zahl der präventiven Diagnosesysteme bei der Bahn mehrere Hundert beträgt und die Zahl der kleinen Firmen, die diese Produkte an Industrieunternehmen liefern, mehr als ein Dutzend beträgt.
Eine Arbeitseinheit ist eine Quelle einer großen Anzahl von Schwingungen unterschiedlicher Art. Im Folgenden werden die wichtigsten dynamischen Kräfte dargestellt, die in Rotationsmaschinen (nämlich Turbinen, Turbolader, Elektromotoren, Generatoren, Pumpen, Lüfter usw.) wirken und Vibrationen oder Geräusche verursachen.
Von den Kräften mechanischer Natur ist zu beachten: 1. Fliehkräfte, bestimmt durch die Unwucht rotierender Einheiten; 2. Kinematische Kräfte, bestimmt durch die Rauheit der wechselwirkenden Oberflächen und vor allem der Reibflächen in den Lagern; 3. Parametrische Kräfte, die hauptsächlich durch die variable Komponente der Steifigkeit von rotierenden Knoten oder Rotationslagern bestimmt werden; 4. Reibungskräfte, die nicht immer als mechanisch angesehen werden können, aber fast immer das Ergebnis der Gesamtwirkung einer Vielzahl von Mikrostößen mit Verformung (elastisch) von sich berührenden Mikrorauhigkeiten auf den Reibungsflächen sind; 5. Kräfte eines Stoßtyps, die aus dem Zusammenwirken einzelner Reibelemente mit ihrer elastischen Verformung resultieren.
Von den Kräften elektromagnetischen Ursprungs in elektrischen Maschinen sind zu unterscheiden: 7. Schwingungsdiagnose
1. Magnetkräfte, die durch Änderungen der magnetischen Energie in einem bestimmten begrenzten Raum bestimmt werden, in der Regel in einem begrenzten Bereich des Luftspalts; 2. Elektrodynamische Kräfte, bestimmt durch die Wechselwirkung eines Magnetfeldes mit einem elektrischen Strom; 3. Magnetostriktive Kräfte, bestimmt durch die Wirkung der Magnetostriktion, dh durch eine Änderung der linearen Abmessungen eines magnetischen Materials unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes. Von den Kräften aerodynamischen Ursprungs sind zu unterscheiden: 1. Auftriebskräfte, dh Druckkräfte auf einen Körper, beispielsweise eine sich in einer Strömung bewegende oder von einer Strömung gestraffte Laufradschaufel; 2. Reibungskräfte an der Grenze der Strömung und der stationären Teile der Maschine (Innenwand der Rohrleitung usw.); 3. Druckpulsationen in der Strömung, bedingt durch deren Turbulenz, Wirbelablösung etc. Nachfolgend finden Sie Beispiele für Defekte, die durch die Schwingungsdiagnose erkannt wurden: 1) Unwucht der Rotormassen; 2) Fehlausrichtung; 3) mechanische Schwächung (Herstellungsfehler oder normale Abnutzung); 4) grasen (reiben) usw. Unwucht der rotierenden Massen des Rotors: a) Herstellungsfehler des rotierenden Rotors oder seiner Elemente im Werk, im Reparaturwerk, unzureichende Endkontrolle des Geräteherstellers, Stöße beim Transport, schlechte Lagerbedingungen; b) unsachgemäße Montage von Geräten während der Erstinstallation oder nach Reparaturen; c) das Vorhandensein von verschlissenen, gebrochenen, defekten, fehlenden, ungenügend befestigten usw. Teilen und Baugruppen am rotierenden Rotor; d) das Ergebnis des Einflusses der Parameter der technologischen Prozesse und der Besonderheiten des Betriebs dieser Ausrüstung, die zu einer ungleichmäßigen Erwärmung und Krümmung der Rotoren führen.
Fluchtungsfehler Die relative Lage der Wellenmitten zweier benachbarter Rotoren wird in der Praxis meist mit dem Begriff "Ausrichtung" bezeichnet.
Stimmen die Achslinien der Wellen nicht überein, spricht man von einer schlechten Ausrichtungsqualität und es wird der Begriff „Versatz zweier Wellen“ verwendet. Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken
Die Qualität der Ausrichtung mehrerer Mechanismen wird durch die korrekte Installation der Wellenlinie der Einheit bestimmt, die von den Zentren der Wellenstützlager kontrolliert wird.
Es gibt viele Gründe für das Auftreten von Fehlausrichtungen in Betriebsmitteln. Dies sind Verschleißprozesse, der Einfluss technologischer Parameter, eine Änderung der Eigenschaften des Fundaments, die Krümmung der Versorgungsleitungen unter dem Einfluss einer Außentemperaturänderung, eine Änderung der Betriebsart usw.
Mechanische Schwächung Sehr oft wird der Begriff "mechanische Schwächung" als Summe mehrerer verschiedener Defekte verstanden, die in der Struktur vorhanden sind oder sich aus den Besonderheiten des Betriebs ergeben: Meistens werden Vibrationen während der mechanischen Schwächung durch Kollisionen von rotierenden Teilen miteinander oder Kollisionen verursacht von bewegten Rotorelementen mit feststehenden Strukturelementen, zum Beispiel mit Clipslagern.
Alle diese Gründe werden zusammengeführt und tragen hier den allgemeinen Namen "mechanische Schwächung", weil sie in den Spektren der Schwingungssignale annähernd das gleiche qualitative Bild ergeben.
Mechanische Schwächung, die ein Herstellungs-, Montage- und Betriebsfehler ist: alle Arten von übermäßig lockeren Landungen von Teilen rotierender Rotoren, verbunden mit dem Vorhandensein von Nichtlinearitäten vom Typ "Spiel", die auch in Lagern, Kupplungen und der Struktur auftreten selbst.
Mechanische Schwächung durch natürlichen Verschleiß der Struktur, Betriebsmerkmale durch Zerstörung von Strukturelementen. Die gleiche Gruppe sollte alle möglichen Risse und Defekte in der Struktur und im Fundament umfassen, sowie eine Zunahme der Abstände, die während des Betriebs der Ausrüstung entstanden sind.
Dennoch sind solche Prozesse eng mit der Rotation der Wellen verbunden.
Weiden
Das Berühren und "Reiben" von Geräteelementen aneinander verschiedener Ursachen kommt während des Betriebs der Geräte recht häufig vor und kann nach ihrer Herkunft in zwei Gruppen eingeteilt werden: Normales strukturelles Reiben und Reiben verschiedener Arten von Dichtungen, die in Pumpen, Kompressoren usw . verwendet werden; Das Ergebnis oder sogar die letzte Stufe ist die Manifestation anderer struktureller Mängel in der Einheit, beispielsweise Verschleiß von tragenden Elementen, eine Verringerung oder Zunahme von technologischen Lücken und Dichtungen sowie eine Krümmung von Strukturen.
In der Praxis bezeichnet man als Beweidung üblicherweise den Vorgang des direkten Kontakts der rotierenden Teile des Rotors mit den feststehenden Bauteilen der Anlage oder des Fundaments. 7. Schwingungsdiagnostik Der Kontakt in seiner physikalischen Essenz (in manchen Quellen werden die Begriffe "Reibung" oder "Maischen" verwendet) kann einen lokalen Charakter haben, jedoch nur im Anfangsstadium. In den letzten Stadien der Entwicklung erfolgt die Beweidung meist kontinuierlich über den gesamten Umsatz.
Die technische Unterstützung der Schwingungsdiagnostik ist hochpräzise Schwingungsmessung und digitale Signalverarbeitung, deren Fähigkeiten ständig wachsen und die Kosten sinken. Die wichtigsten Arten von Schwingungsschutzgeräten: 1. Tragbare Ausrüstung; 2. Stationäre Ausrüstung; 3. Ausrüstung zum Auswuchten; 4. Diagnosesysteme; 5. Software.
Basierend auf den Ergebnissen von schwingungsdiagnostischen Messungen werden Signalformen und Schwingungsspektren erstellt.
Der Vergleich der Wellenformen, jedoch bereits mit der Referenz, kann unter Verwendung einer anderen Informationsspektraltechnologie basierend auf einer schmalbandigen Spektralanalyse von Signalen durchgeführt werden. Bei dieser Art der Signalanalyse sind die diagnostischen Informationen im Verhältnis der Amplituden und Anfangsphasen der Hauptkomponente und jedem ihrer Vielfachen in der Frequenz enthalten.
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Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken Abb. 16. Formen und Spektren der Schwingung des Transformatorkerns bei Überlastung begleitet von magnetischer Sättigung des Kerns Schwingungssignalspektren: Ihre Analyse zeigt, dass das Auftreten einer magnetischen Sättigung des aktiven Kerns von einer Verzerrung der Form und einem Wachstum von Schwingungskomponenten bei . begleitet wird die Oberwellen der Versorgungsspannung.
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Die Magnetpartikelmethode basiert auf der Detektion von magnetischen Streufeldern, die über Defekten in einem Teil während seiner Magnetisierung entstehen, unter Verwendung eines ferromagnetischen Pulvers oder einer magnetischen Suspension als Indikator. Dieses Verfahren hat neben anderen Verfahren der magnetischen Steuerung die größte Anwendung gefunden. Etwa 80 % aller zu prüfenden ferromagnetischen Teile werden mit dieser Methode geprüft. Hohe Sensibilität, Vielseitigkeit, relativ geringer Arbeitsaufwand der Steuerung und Einfachheit - all dies sicherte seine breite Anwendung in der Industrie im Allgemeinen und im Transportwesen im Besonderen.
Der Hauptnachteil dieser Methode ist die Komplexität ihrer Automatisierung.
Das Induktionsverfahren beinhaltet die Verwendung eines Empfangsinduktors, der relativ zu einem magnetisierten Werkstück oder einem anderen magnetisierten gesteuerten Objekt bewegt wird. In der Spule wird eine EMF induziert (induziert), deren Wert von der Geschwindigkeit der Relativbewegung der Spule und den Eigenschaften der Magnetfelder der Defekte abhängt.
Die Methode der magnetischen Fehlererkennung, bei der die Messung von Magnetfeldverzerrungen, die an Fehlerstellen in Produkten aus ferromagnetischen Materialien auftreten, durch Flux Gates durchgeführt wird. Ein Gerät zum Messen und Anzeigen von Magnetfeldern (hauptsächlich konstanten oder sich langsam ändernden) und deren Gradienten.
Das Hall-Effekt-Verfahren basiert auf der Detektion von Magnetfeldern durch Hall-Wandler. Das Wesen des Hall-Effekts ist das Auftreten einer transversalen Potenzialdifferenz (Hall-EMK) in einer rechteckigen Halbleiterplatte als Folge der Krümmung des Pfades eines durch diese Platte fließenden elektrischen Stroms unter dem Einfluss eines magnetischen Flusses senkrecht zu diesem Strom . Die Hall-Effekt-Methode wird verwendet, um Defekte zu erkennen, die Dicke von Beschichtungen zu messen, die Struktur und die mechanischen Eigenschaften von Ferromagneten zu kontrollieren und Magnetfelder zu registrieren. Die ponderomotorische Methode basiert auf der Messung der Trennkraft eines Permanentmagneten oder eines elektromagnetischen Kerns von einem kontrollierten Objekt.
Mit anderen Worten, dieses Verfahren basiert auf der ponderomotorischen Wechselwirkung des gemessenen Magnetfelds und des Magnetfelds des Rahmens mit einem Strom, einem Elektromagneten oder einem Permanentmagneten.
Das magnetoresistive Verfahren basiert auf der Detektion von Magnetfeldern durch magnetoresistive Wandler, die ein galvanomagnetisches Element sind, dessen Funktionsprinzip auf dem Gaußschen magnetoresistiven Effekt beruht. Dieser Effekt ist mit einer Änderung des Längswiderstandes des stromdurchflossenen Leiters unter Einfluss eines Magnetfeldes verbunden. Dabei erhöht sich der elektrische Widerstand aufgrund der Krümmung der Trajektorie von Ladungsträgern unter Einfluss eines Magnetfeldes. Quantitativ äußert sich dieser Effekt unterschiedlich und hängt vom Material der galvanomagnetischen Zelle und deren Form ab. Dieser Effekt ist für leitfähige Materialien nicht typisch. Es manifestiert sich hauptsächlich in einigen Halbleitern mit hoher Ladungsträgerbeweglichkeit.
Die Magnetpartikeldetektion basiert auf der Detektion lokaler magnetischer Streufelder, die über dem Defekt entstehen, mit ferromagnetischen Partikeln, die die Rolle eines Indikators spielen. Das magnetische Streufeld entsteht über dem Defekt dadurch, dass im magnetisierten Teil die magnetischen Kraftlinien, die auf ihrem Weg auf einen Defekt treffen, ihn wie ein Hindernis mit geringer magnetischer Permeabilität umfahren, wodurch das Magnetfeld verzerrte, einzelne magnetische Kraftlinien werden durch den Defekt an die Oberfläche verdrängt, verlassen Teile und gehen in diese zurück.
Das magnetische Streufeld in der Fehlerzone ist umso größer, je größer der Fehler ist und je näher er an der Bauteiloberfläche liegt.
Somit können magnetische zerstörungsfreie Prüfverfahren auf alle elektrischen Betriebsmittel aus ferromagnetischen Materialien angewendet werden. 9. Akustische Kontrollmethoden Akustische Kontrollmethoden dienen zur Kontrolle von Produkten, deren Material Radiowellen nicht stark dämpfen: Dielektrika (Glasfaser, Kunststoff, Keramik), Halbleiter, Magnetodielektrika (Ferrite), dünnwandige Metallmaterialien.
Der Nachteil der zerstörungsfreien Prüfung nach dem Radiowellenverfahren ist die geringe Auflösung von Geräten, die auf diesem Verfahren basieren, aufgrund der geringen Eindringtiefe der Radiowellen.
Akustische ZfP-Methoden werden in zwei große Gruppen unterteilt: aktive und passive Methoden. Aktive Methoden basieren auf dem Aussenden und Empfangen von elastischen Wellen, passiv - nur auf dem Empfang von Wellen, deren Quelle selbst das Kontrollobjekt ist, zum Beispiel wird die Bildung von Rissen mit dem Auftreten von akustischen Schwingungen begleitet, erkannt nach der Schallemissionsmethode.
Aktive Methoden werden in Reflexionsmethoden, Transmissionsmethoden, kombinierte (unter Verwendung von Reflexion und Transmission) und Eigenschwingungen unterteilt.
Reflexionsverfahren basieren auf der Analyse der Reflexion von Impulsen elastischer Wellen an Inhomogenitäten oder Grenzen des Prüfobjekts, die Transmissionsverfahren basieren auf dem Einfluss der Parameter des Prüfobjekts auf die Eigenschaften der durchgelassenen Wellen. Kombinierte Verfahren nutzen den Einfluss der Parameter des Prüflings sowohl auf die Reflexion als auch auf die Transmission elastischer Wellen. Bei den Methoden der Eigenschwingungen werden die Eigenschaften des Kontrollobjekts anhand der Parameter seiner freien oder erzwungenen Schwingungen (deren Frequenzen und die Höhe der Verluste) beurteilt.
Entsprechend der Art der Wechselwirkung elastischer Schwingungen mit dem kontrollierten Material werden akustische Verfahren in die folgenden Hauptverfahren unterteilt: 1) transmittierte Strahlung (Schatten, Spiegelschatten); 2) reflektierte Strahlung (Echopuls); 3) resonant; 4) Impedanz; 5) freie Schwingungen; 6) Schallemission.
Aufgrund der Art der Registrierung des primären informativen Parameters werden akustische Verfahren in Amplitude, Frequenz und Spektralbereich unterteilt. 9. Akustische Kontrollverfahren Akustische Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung lösen folgende Kontroll- und Messaufgaben: 1. Das Durchstrahlungsverfahren zeigt tief sitzende Defekte wie Diskontinuität, Delamination, nicht genietet, nicht genietet; 2. Das Verfahren der reflektierten Strahlung erkennt Defekte wie Diskontinuität, bestimmt ihre Koordinaten, Größen und Orientierung durch Beschallen des Produkts und Empfangen des vom Defekt reflektierten Echosignals; 3. Die Resonanzmethode wird hauptsächlich verwendet, um die Dicke des Produkts zu messen (manchmal wird sie verwendet, um den Bereich von Korrosionsschäden, Nichtdurchdringung, Delamination an dünnen Stellen aus Metall zu erkennen); 4. Die Schallemissionsmethode erkennt und registriert nur Risse, die sich unter Einwirkung einer mechanischen Belastung entwickeln oder entwickeln können (sie qualifiziert Fehler nicht nach ihrer Größe, sondern nach dem Grad ihrer Gefährdung während des Betriebs). Das Verfahren weist eine hohe Empfindlichkeit gegenüber dem Wachstum von Defekten auf - es erkennt eine Risszunahme um (1 ... 10) Mikrometer, und die Messungen finden in der Regel unter Betriebsbedingungen in Gegenwart von mechanischem und elektrischem Rauschen statt; 5. Das Impedanzverfahren ist für die Prüfung von Klebe-, Schweiß- und Lötverbindungen mit dünner Haut, die an Versteifungen geklebt oder angelötet ist, bestimmt. Defekte an Klebe- und Lötstellen werden nur von der Seite des Eintrags elastischer Schwingungen erkannt; 6. Die Methode der freien Vibration wird verwendet, um tiefsitzende Defekte zu erkennen.
Das Wesen der akustischen Methode besteht darin, an der Schadensstelle eine Entladung zu erzeugen und den über der Schadensstelle entstehenden Schallschwingungen zu lauschen.
Akustische Verfahren werden nicht nur bei großen Geräten (z. B. Transformatoren), sondern auch bei Geräten wie Kabelprodukten angewendet.
Das Wesen des akustischen Verfahrens für Kabeltrassen besteht darin, an der Schadensstelle eine Funkenentladung zu erzeugen und durch diese Entladung der über der Schadensstelle entstehenden Schallschwingungen auf dem Gleis zu lauschen. Mit diesem Verfahren werden alle Arten von Schäden am Gleis erkannt, sofern an der Schadensstelle eine elektrische Entladung erzeugt werden kann. Für das Auftreten einer stabilen Funkenentladung ist es erforderlich, dass der Wert des Kontaktwiderstands an der Schadensstelle 40 Ohm überschreitet.
Die Hörbarkeit des Schalls von der Erdoberfläche hängt von der Tiefe des Kabels, der Dichte des Bodens, der Art der Kabelschädigung und der Ableitleistung ab. Die Hörtiefe reicht von 1 bis 5 m.
Die Anwendung dieser Methode bei offen verlegten Kabeln, Kabeln in Kanälen, Tunneln wird nicht empfohlen, da aufgrund der guten Schallausbreitung durch den Metallmantel des Kabels ein großer Fehler bei der Bestimmung des Schadensortes gemacht werden kann.
Als akustischer Sensor werden Sensoren eines Piezo- oder elektromagnetischen Systems verwendet, die mechanische Schwingungen des Bodens in elektrische Signale umwandeln, die am Eingang eines Tonfrequenzverstärkers ankommen. Oberhalb der Schadensstelle ist das Signal am größten.
Das Wesen der Ultraschall-Defektoskopie liegt im Phänomen der Ausbreitung von Ultraschallschwingungen im Metall mit Frequenzen von mehr als 20.000 Hz und ihrer Reflexion von Defekten, die die Ebenheit des Metalls verletzen.
Durch elektrische Entladungen verursachte akustische Signale in Geräten können auch vor dem Hintergrund von Störeinflüssen erkannt werden: Vibrationsgeräusche, Geräusche von Ölpumpen und Lüftern etc.
Das Wesen der akustischen Methode besteht darin, an der Schadensstelle eine Entladung zu erzeugen und den über der Schadensstelle entstehenden Schallschwingungen zu lauschen. Mit diesem Verfahren werden alle Schadensarten erkannt, sofern mit dem Schaden eine elektrische Entladung erzeugt werden kann.
Reflexionsmethoden In dieser Methodengruppe werden Informationen aus der Reflexion akustischer Wellen im OC gewonnen.
Das Echoverfahren basiert auf der Registrierung von Echosignalen von Defekten - Diskontinuitäten. Es ist ähnlich wie Radio und Sonar. Andere Reflexionsverfahren werden verwendet, um nach Fehlern zu suchen, die durch das Echoverfahren schlecht erkannt werden, und um die Parameter von Fehlern zu untersuchen.
Das Echo-Mirror-Verfahren basiert auf der Analyse von akustischen Impulsen, die von der Unterseite des OC und dem Defekt spiegelnd reflektiert werden. Eine Variante dieses Verfahrens zur Erkennung vertikaler Defekte wird als Tandem-Verfahren bezeichnet.
Das Delta-Verfahren basiert auf der Verwendung von Wellenbeugung an einem Defekt.
Ein Teil der vom Emitter auf den Defekt einfallenden Transversalwelle wird an den Rändern des Defekts in alle Richtungen gestreut und wandelt sich teilweise in eine Longitudinalwelle um. Einige dieser Wellen werden von dem über dem Defekt befindlichen P-Wellen-Empfänger empfangen, andere werden von der unteren Oberfläche reflektiert und treten ebenfalls in den Empfänger ein. Varianten dieses Verfahrens setzen die Möglichkeit voraus, den Empfänger über die Oberfläche zu bewegen und die Arten der gesendeten und empfangenen Wellen zu ändern.
Das Zeitbeugungsverfahren (TDM) basiert auf dem Empfang von an den Enden des Defekts gestreuten Wellen, wobei sowohl Longitudinal- als auch Transversalwellen emittiert und empfangen werden können. 9. Akustische Kontrollmethoden Die akustische Mikroskopie unterscheidet sich von der Echomethode durch die Erhöhung der Ultraschallfrequenz um eine oder zwei Größenordnungen, die Verwendung einer scharfen Fokussierung und die automatische oder mechanisierte Abtastung kleiner Objekte. Dadurch ist es möglich, kleine Änderungen der akustischen Eigenschaften im OC zu erfassen. Mit der Methode erreichen Sie eine Auflösung von Hundertstel Millimetern.
Kohärente Verfahren unterscheiden sich von anderen Reflexionsverfahren dadurch, dass neben Amplitude und Ankunftszeit von Pulsen auch die Phase des Signals als Informationsparameter verwendet wird. Dadurch wird die Auflösung von Reflexionsverfahren um eine Größenordnung erhöht und es werden realitätsnahe Abbildungen von Defekten möglich.
Durchlaufverfahren Diese Verfahren, in Russland häufiger als Schattenverfahren bezeichnet, basieren auf der Beobachtung von Änderungen der Parameter eines akustischen Signals (End-to-End-Signal), das durch das OC geleitet wird. Im Anfangsstadium der Entwicklung wurde kontinuierliche Strahlung verwendet, und ein Zeichen für einen Defekt war eine Abnahme der Amplitude des Ende-zu-Ende-Signals, verursacht durch den durch den Defekt gebildeten Schallschatten. Daher spiegelte der Begriff "Schatten" den Inhalt des Verfahrens angemessen wider. In Zukunft haben sich jedoch die Anwendungsgebiete der betrachteten Methoden erweitert.
Die Methoden wurden angewendet, um die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Materialien zu bestimmen, wenn die kontrollierten Parameter nicht mit Diskontinuitäten verbunden sind, die einen Schallschatten bilden.
Somit kann das Schattenverfahren als Spezialfall des allgemeineren Konzepts des "Durchgangsverfahrens" angesehen werden.
Bei der Steuerung durch Übertragungsverfahren befinden sich die Sende- und Empfangswandler auf gegenüberliegenden Seiten des OC oder des kontrollierten Bereichs. Bei einigen Durchgangsverfahren werden die Wandler auf einer Seite des OC in einem bestimmten Abstand voneinander platziert. Informationen werden durch Messen der Parameter des vom Sender zum Empfänger gesendeten Ende-zu-Ende-Signals erhalten.
Das Amplitudenübertragungsverfahren (oder das Amplitudenschattenverfahren) basiert auf der Registrierung einer Abnahme der Amplitude des Durchgangssignals unter dem Einfluss eines Fehlers, der den Durchgang des Signals behindert und einen Schallschatten erzeugt.
Das temporäre Transmissionsverfahren (temporäre Schattenverfahren) basiert auf der Messung der Pulsverzögerung, die durch das Biegen um den Defekt verursacht wird. In diesem Fall ändert sich im Gegensatz zur velocimetrischen Methode die Art der elastischen Welle (meist longitudinal) nicht. Bei diesem Verfahren ist der Informationsparameter die Ankunftszeit des Ende-zu-Ende-Signals. Das Verfahren ist effektiv für die Inspektion von Materialien mit großer Ultraschallstreuung, z. B. Beton usw.
Das Mehrfachschattenverfahren ist dem Amplitudenübertragungsverfahren (Schatten) ähnlich, aber das Vorhandensein eines Defekts wird anhand der Amplitude beurteilt. Das Verfahren ist empfindlicher als das Schatten- oder Specular-Shadow-Verfahren, da die Wellen die Defektzone mehrmals durchlaufen, aber es ist weniger rauschresistent.
Die obigen Typen des Übertragungsverfahrens werden verwendet, um Defekte wie beispielsweise eine Diskontinuität zu erkennen.
Photoakustische Mikroskopie. In der photoakustischen Mikroskopie werden aufgrund des thermoelastischen Effekts akustische Schwingungen erzeugt, wenn der OC durch einen modulierten Lichtfluss (z. B. einen gepulsten Laser) beleuchtet wird, der auf die OC-Oberfläche fokussiert wird. Die vom Material absorbierte Energie des Lichtstroms erzeugt eine Wärmewelle, deren Parameter von den thermophysikalischen Eigenschaften des OC abhängen. Die Hitzewelle führt zum Auftreten thermoelastischer Schwingungen, die beispielsweise von einem piezoelektrischen Detektor erfasst werden.
Das velocimetrische Verfahren basiert auf der Aufzeichnung der Geschwindigkeitsänderung elastischer Wellen in der Defektzone. Wenn sich beispielsweise eine Biegewelle in einem dünnen Produkt ausbreitet, führt das Auftreten von Delamination zu einer Abnahme seiner Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten. Dieses Phänomen wird durch die Phasenverschiebung der gesendeten Welle oder die Verzögerung bei der Ankunft des Impulses aufgezeichnet.
Ultraschalltomographie. Dieser Begriff wird häufig verwendet, um sich auf verschiedene Defektabbildungssysteme zu beziehen. Inzwischen wurde es zunächst für Ultraschallsysteme verwendet, bei denen versucht wurde, einen Ansatz zu implementieren, der die Röntgentomographie wiederholt, d.
Lasererkennungsverfahren. Bekannte Verfahren zur visuellen Darstellung akustischer Felder in transparenten Flüssigkeiten und festen Medien, basierend auf der Beugung von Licht an elastischen Wellen.
Das thermoakustische Kontrollverfahren wird auch als lokale Ultraschallthermografie bezeichnet. Das Verfahren besteht darin, dass kräftige niederfrequente (~ 20 kHz) Ultraschallschwingungen in den OC eingebracht werden. An der Fehlstelle verwandeln sie sich in Wärme.
Je größer der Einfluss des Fehlers auf die elastischen Eigenschaften des Materials ist, desto größer ist der Wert der elastischen Hysterese und desto größer die Wärmeabgabe. Der Temperaturanstieg wird von einer Wärmebildkamera aufgezeichnet.
Kombinierte Methoden Diese Methoden enthalten sowohl Eigenschaften von Reflexions- als auch Transmissionsverfahren.
Das Spiegel-Schatten-(MF)-Verfahren basiert auf der Messung der Amplitude des Hintergrundsignals. Nach der Ausführungstechnik (das Echosignal wird aufgezeichnet) handelt es sich um eine Reflexionsmethode, und in ihrer physikalischen Natur (die Dämpfung eines Signals, das zweimal das OK passiert hat) durch einen Defekt nahe an der Schattenmethode, daher spricht man nicht von Übertragungsverfahren, sondern von kombinierten Verfahren. 9. Akustische Kontrollmethoden Die Echo-Schatten-Methode basiert auf der Analyse sowohl von gesendeten als auch reflektierten Wellen.
Das Reverberation-Through (Akustik-Ultraschall)-Verfahren kombiniert die Eigenschaften des Mehrfachschatten-Verfahrens und des Ultraschall-Nachhallverfahrens.
Auf dem OC geringer Dicke sind in einiger Entfernung voneinander direkt ausstrahlende und empfangende Wandler installiert. Die abgestrahlten Pulse von Longitudinalwellen erreichen nach mehrfacher Reflexion an den Wänden des OC den Empfänger. Das Vorhandensein von Inhomogenitäten im OC verändert die Bedingungen für den Durchgang von Pulsen. Fehler werden durch Veränderungen der Amplitude und des Spektrums der empfangenen Signale registriert. Das Verfahren wird verwendet, um PCM-Produkte und Verbindungen in Mehrschichtstrukturen zu kontrollieren.
Methoden der Eigenschwingungen Diese Methoden basieren auf der Anregung von erzwungenen oder freien Schwingungen im OC und der Messung ihrer Parameter: Eigenfrequenzen und Verlusthöhe.
Freie Schwingungen werden durch kurzzeitige Einwirkung von OK (z. B. mechanischer Schock) angeregt, wonach es ohne äußere Einflüsse vibriert.
Erzwungene Schwingungen werden durch die Einwirkung einer externen Kraft mit einer stufenlos variablen Frequenz erzeugt (manchmal werden lange Impulse mit einer variablen Trägerfrequenz verwendet). Resonanzfrequenzen werden aufgezeichnet, indem die Amplitude der Schwingungen erhöht wird, wenn die Eigenfrequenzen des OC mit den Frequenzen der Störkraft übereinstimmen. Unter dem Einfluss des Erregersystems ändern sich in einigen Fällen die Eigenfrequenzen des OC geringfügig, daher unterscheiden sich die Resonanzfrequenzen etwas von den Eigenfrequenzen. Die Schwingungsparameter werden gemessen, ohne die Wirkung der Erregerkraft zu unterbrechen.
Unterscheiden Sie zwischen integralen und lokalen Methoden. Integrale Methoden analysieren die Eigenfrequenzen des OC als Ganzes, lokale Methoden analysieren seine einzelnen Abschnitte. Aussagekräftige Parameter sind die Frequenzwerte, die Spektren der Eigen- und erzwungenen Schwingungen sowie die Gütezahl und das logarithmische Dämpfungsdekrement, die den Verlust charakterisieren.
Integrale Methoden der freien und erzwungenen Schwingungen sorgen für die Anregung von Schwingungen im gesamten Produkt oder in einem wesentlichen Teil davon. Die Methoden werden verwendet, um die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Produkten aus Beton, Keramik, Metallguss und anderen Materialien zu kontrollieren. Diese Methoden erfordern kein Scannen und sind sehr effizient, sie liefern jedoch keine Informationen über die Lage und Art von Fehlern.
Die lokale Methode der freien Schwingungen basiert auf der Anregung von freien Schwingungen in einem kleinen Abschnitt des OC. Das Verfahren dient der Steuerung von Schichtstrukturen durch Veränderung des Frequenzspektrums in dem durch Aufprall angeregten Teil des Produkts; zum Messen von Dicken (besonders kleiner) von Rohren und anderen OK durch Einwirkung eines kurzzeitigen akustischen Impulses.
Diagnose elektrischer Anlagen von Kraftwerken und Umspannwerken Die lokale Methode der erzwungenen Schwingungen (Ultraschall-Resonanz-Methode) basiert auf der Anregung von Schwingungen, deren Frequenz stufenlos geändert wird.
Um Ultraschallschwingungen anzuregen und zu empfangen, werden kombinierte oder separate Wandler verwendet. Wenn die Anregungsfrequenzen mit den Eigenfrequenzen des OC (beladen mit einem Transceiver-Wandler) übereinstimmen, entstehen Resonanzen im System. Eine Dickenänderung verursacht eine Verschiebung der Resonanzfrequenzen, das Auftreten von Defekten - das Verschwinden von Resonanzen.
Das akustisch-topographische Verfahren weist Merkmale sowohl von integralen als auch von lokalen Verfahren auf. Es basiert auf der Anregung intensiver Biegeschwingungen mit kontinuierlich variierender Frequenz im OC und der Erfassung der Amplitudenverteilung elastischer Schwingungen auf der Oberfläche des zu kontrollierenden Objekts durch ein fein verteiltes Pulver, das auf die Oberfläche aufgetragen wird. Auf der defekten Stelle setzt sich eine geringere Pulvermenge ab, was durch eine Zunahme der Amplitude seiner Schwingungen infolge von Resonanzerscheinungen erklärt wird. Das Verfahren wird verwendet, um Verbindungen in mehrschichtigen Strukturen zu kontrollieren: Bimetallbleche, Wabenplatten usw.
Impedanzmethoden Diese Methoden basieren auf der Analyse von Änderungen der mechanischen Impedanz oder der akustischen Eingangsimpedanz des Teils der OC-Oberfläche, mit dem der Wandler interagiert. Innerhalb der Gruppe werden die Verfahren nach den im OC angeregten Wellenarten und nach der Art der Wechselwirkung des Wandlers mit dem OC eingeteilt.
Das Verfahren wird verwendet, um Verbindungsdefekte in Mehrschichtstrukturen zu kontrollieren. Es wird auch verwendet, um Härte und andere physikalische und mechanische Eigenschaften von Materialien zu messen.
Ich möchte die Methode der Ultraschall-Fehlererkennung als separate Methode betrachten.
Die Ultraschallfehlererkennung wird nicht nur bei großen Geräten (z. B. Transformatoren), sondern auch bei Kabelprodukten angewendet. Die wichtigsten Gerätetypen für die Ultraschall-Fehlererkennung: 1. Oszilloskop, mit dem die Wellenform des Signals und sein Spektrum registriert werden können;
- & nbsp– & nbsp– 10. Schallemissionsdiagnostik Die Schallemission ist ein leistungsfähiges technisches Werkzeug für die zerstörungsfreie Prüfung und Materialbewertung. Es basiert auf der Detektion elastischer Wellen, die durch die plötzliche Verformung eines beanspruchten Materials erzeugt werden.
Diese Wellen wandern von der Quelle zu den Sensoren, wo sie in elektrische Signale umgewandelt werden. AE-Instrumente messen diese Signale und zeigen Daten an, anhand derer der Bediener den Zustand und das Verhalten der erregten Struktur bewertet.
Herkömmliche Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (Ultraschall, Strahlung, Wirbelstrom) erkennen geometrische Inhomogenitäten durch Einstrahlen irgendeiner Form von Energie in die untersuchte Struktur.
Die akustische Emission verfolgt einen anderen Ansatz: Sie erkennt mikroskopische Bewegungen statt geometrischer Unregelmäßigkeiten.
Bruchwachstum, Einschlussbruch und Flüssigkeits- oder Gasleckage sind Beispiele für Hunderte von Prozessen, die Schallemissionen erzeugen, die mit dieser Technologie erfasst und effektiv untersucht werden können.
Aus AE-Sicht erzeugt ein wachsender Defekt ein eigenes Signal, das Meter und manchmal Dutzende von Metern zurücklegt, bis es die Sensoren erreicht. Der Defekt kann nicht nur aus der Ferne erkannt werden;
es ist oft möglich, seinen Standort zu finden, indem man die unterschiedlichen Ankunftszeiten von Wellen an verschiedenen Sensoren verarbeitet. Vorteile der AE-Steuerungsmethode: 1. Das Verfahren gewährleistet die Erkennung und Registrierung nur von sich entwickelnden Fehlern, wodurch es möglich ist, Fehler nicht nach Größe, sondern nach ihrem Gefährlichkeitsgrad zu klassifizieren; 2. Unter Produktionsbedingungen erlaubt das AE-Verfahren die Erkennung von Risssprüngen im Zehntelmillimeterbereich; 3. Die integrale Eigenschaft des Verfahrens stellt die Steuerung des gesamten Objekts unter Verwendung eines oder mehrerer AE-Wandler bereit, die gleichzeitig fest auf der Oberfläche des Objekts montiert sind; 4. Lage und Orientierung des Mangels haben keinen Einfluss auf die Erkennbarkeit; 10. Schallemissionsdiagnose 5. Das AE-Verfahren weist weniger Einschränkungen in Bezug auf die Eigenschaften und die Struktur von Strukturmaterialien auf als andere zerstörungsfreie Prüfverfahren; 6. Die Kontrolle von Bereichen, die für andere Methoden (thermische und wasserdichte, konstruktive Merkmale) nicht zugänglich sind, wird durchgeführt; 7. Die AE-Methode verhindert eine katastrophale Zerstörung von Strukturen während des Testens und des Betriebs, indem die Rate der Entwicklung von Defekten bewertet wird; 8. Das Verfahren bestimmt den Ort der Undichtigkeiten. 11. Strahlungsmethode der Diagnostik Röntgenstrahlen, Gammastrahlung, Neutrinoflüsse usw. Durch die Dicke des Produktes hindurch wird die eindringende Strahlung in defekten und defektfreien Abschnitten auf unterschiedliche Weise geschwächt und trägt Informationen über die innere Struktur des Stoffes und das Vorhandensein von Fehlern im Inneren des Produkts.
Strahlenschutzverfahren werden verwendet, um Schweiß- und Lötnähte, Gussteile, Walzprodukte usw. zu kontrollieren. Sie gehören zu den Arten der zerstörungsfreien Prüfung.
Bei zerstörenden Prüfverfahren wird eine stichprobenartige Kontrolle (z. B. durch Schnittmuster) einer Serie des gleichen Produkttyps durchgeführt und deren Qualität statistisch bewertet, ohne die Qualität jedes einzelnen Produkts festzustellen. Gleichzeitig werden an einige Produkte hohe Qualitätsanforderungen gestellt, die eine lückenlose Kontrolle erfordern. Eine solche Kontrolle wird durch zerstörungsfreie Prüfverfahren bereitgestellt, die hauptsächlich einer Automatisierung und Mechanisierung zugänglich sind.
Die Produktqualität wird gemäß GOST 15467-79 durch eine Kombination von Produkteigenschaften bestimmt, die ihre Eignung bestimmen, bestimmte Anforderungen gemäß ihrem Verwendungszweck zu erfüllen. Dabei handelt es sich um ein umfangreiches und breit angelegtes Konzept, das von einer Vielzahl technologischer und konstruktionstechnischer Faktoren beeinflusst wird. Für eine objektive Analyse der Produktqualität und deren Management werden nicht nur eine Reihe von zerstörungsfreien Prüfmethoden, sondern auch zerstörende Prüfungen und verschiedene Prüfungen und Kontrollen in verschiedenen Phasen der Produktherstellung verwendet. Bei kritischen Produkten, die mit einem minimalen Sicherheitsabstand konstruiert und unter rauen Bedingungen betrieben werden, kommt eine hundertprozentige zerstörungsfreie Prüfung zum Einsatz.
Die zerstörungsfreie Strahlenprüfung ist eine Art der zerstörungsfreien Prüfung, die auf der Registrierung und Analyse von eindringender ionisierender Strahlung nach Wechselwirkung mit dem kontrollierten Objekt basiert. Strahlungskontrollverfahren basieren auf der Gewinnung von defektoskopischen Informationen über ein Objekt mit ionisierender Strahlung, deren Durchgang durch die Substanz von der Ionisierung von Atomen und Molekülen des Mediums begleitet wird. Die Ergebnisse der Kontrolle werden durch die Art und die Eigenschaften der verwendeten ionisierenden Strahlung, die physikalischen und technischen Eigenschaften des kontrollierten Objekts, die Art und die eigene Strahlendiagnostik durch den Detektor (Rekorder), die Kontrolltechnik und die Qualifikationen der ZfP-Inspektoren.
Unterscheiden Sie zwischen direkt und indirekt ionisierender Strahlung.
Direkt ionisierende Strahlung - ionisierende Strahlung bestehend aus geladenen Teilchen (Elektronen, Protonen, a-Teilchen usw.), die genügend kinetische Energie haben, um das Medium bei Kollision zu ionisieren. Indirekt ionisierende Strahlung - ionisierende Strahlung bestehend aus Photonen, Neutronen oder anderen ungeladenen Teilchen, die direkt ionisierende Strahlung erzeugen und / oder Kerntransformationen verursachen können.
Röntgenfilme, Halbleiter-Gasentladungs- und Szintillationszähler, Ionisationskammern usw. werden als Detektoren in Strahlungsverfahren verwendet.
Zweck der Methoden Bestrahlungsmethoden der Fehlererkennung dienen der Erkennung von makroskopischen Unstetigkeiten des Materials von kontrollierten Fehlern, die während der Herstellung (Risse, Porosität, Hohlräume usw.) der Form der Innenkonturen von den in der Zeichnung angegebenen bei Teilen mit geschlossenen Hohlräumen, unsachgemäßer Montage von Einheiten, Spalten, lose Passungen in Verbindungen usw.). Bestrahlungsmethoden werden auch verwendet, um Fehler zu erkennen, die während des Betriebs aufgetreten sind: Risse, Korrosion der Innenfläche usw.
Je nach Methode zur Gewinnung von Primärinformationen unterscheidet man zwischen radiographischer, radioskopischer, radiometrischer Kontrolle und der Methode der Registrierung von Sekundärelektronen. Gemäß GOST 18353–79 und GOST 24034–80 sind diese Methoden wie folgt definiert.
Radiographie bedeutet ein Verfahren zur Strahlungsüberwachung, das auf der Umwandlung eines Strahlungsbildes eines kontrollierten Objekts in ein Röntgenbild oder der Aufzeichnung dieses Bildes auf einer Speichervorrichtung mit anschließender Umwandlung in ein Lichtbild basiert. Ein Röntgenbild ist die Verteilung der Schwärzungsdichte (oder Farbe) auf einem Röntgenfilm und einem fotografischen Film, der Lichtreflexion auf einem xerografischen Bild usw. entsprechend dem Strahlungsbild des kontrollierten Objekts. Je nach Art des verwendeten Detektors unterscheidet man zwischen der Radiographie selbst – Registrierung einer Schattenprojektion eines Objekts auf einen Röntgenfilm – und der Elektroradiographie. Wird als Detektor ein farbfotografisches Material verwendet, dh die Abstufungen des Strahlungsbildes werden in Form einer Farbabstufung wiedergegeben, so spricht man von Farbradiographie.
Diagnose der elektrischen Ausrüstung von Kraftwerken und Umspannwerken Radioskopisch bezeichnet ein Verfahren zur Strahlungsüberwachung, das auf der Umwandlung des Strahlungsbildes des kontrollierten Objekts in ein Lichtbild auf dem Ausgangsschirm des strahlungsoptischen Wandlers beruht und das resultierende Bild während der Überwachung analysiert wird Prozess. Bei der Verwendung als strahlungsoptischer Wandler eines Leuchtschirms oder in einem geschlossenen Fernsehsystem eines Farbmonitors wird die Durchleuchtung oder die Farbdurchleuchtung unterschieden. Als Strahlungsquellen werden hauptsächlich Röntgengeräte verwendet, seltener Beschleuniger und radioaktive Quellen.
Das radiometrische Verfahren basiert auf der Messung eines oder mehrerer Parameter der ionisierenden Strahlung nach deren Wechselwirkung mit dem kontrollierten Objekt. Je nach Art der verwendeten Detektoren für ionisierende Strahlung werden Szintillations- und Ionisationsverfahren der Strahlungsüberwachung unterschieden. Als Strahlungsquellen werden hauptsächlich radioaktive Quellen und Beschleuniger verwendet, auch in Dickenmesssystemen werden Röntgengeräte eingesetzt.
Es gibt auch ein Verfahren der Sekundärelektronen, bei dem ein Fluss von hochenergetischen Sekundärelektronen, der als Ergebnis der Wechselwirkung von durchdringender Strahlung mit einem kontrollierten Objekt gebildet wird, aufgezeichnet wird.
Durch die Art der Wechselwirkung physikalischer Felder mit dem kontrollierten Objekt werden die Methoden Transmissionsstrahlung, Streustrahlung, Aktivierungsanalyse, charakteristische Strahlung und Feldemission unterschieden. Die Methoden der Durchstrahlung sind praktisch alle klassischen Methoden der Röntgen- und Gammastrahlungsfehlerdetektion sowie der Dickenmessung, wenn verschiedene Detektoren Strahlung erfassen, die durch das kontrollierte Objekt gegangen ist, dh nützliche Informationen über die kontrollierte Größe mitgeführt werden , insbesondere durch den Grad der Abschwächung der Strahlungsintensität.
Die Methode der Aktivierungsanalyse basiert auf der Analyse ionisierender Strahlung, deren Quelle die induzierte Radioaktivität des kontrollierten Objekts ist, die durch die Exposition mit primärer ionisierender Strahlung entstanden ist. Die induzierte Aktivität in der analysierten Probe wird durch Neutronen, Photonen oder geladene Teilchen erzeugt. Anhand der Messung der induzierten Aktivität wird der Gehalt an Elementen in verschiedenen Stoffen bestimmt.
In der Industrie werden beim Aufsuchen und Aufsuchen von Mineralien Methoden der Neutronen- und Gammaaktivierungsanalyse verwendet.
Bei der Neutronenaktivierungsanalyse werden radioaktive Neutronenquellen, Neutronengeneratoren, subkritische Anordnungen und seltener Kernreaktoren und Beschleuniger für geladene Teilchen weithin als Quellen für Primärstrahlung verwendet. Bei Gamma-Aktivierung
11. Strahlendiagnostisches Analyseverfahren, alle Arten von Elektronenbeschleunigern (Linearbeschleuniger, Betatrons, Mikrotrons) werden verwendet, die eine hochempfindliche Elementaranalyse von Gesteins- und Erzproben, biologischen Objekten, Produkten der technologischen Rohstoffverarbeitung, hoch- Reinheitsstoffe, spaltbare Stoffe.
Zu den Methoden der charakteristischen Strahlung gehören Methoden der röntgenradiometrischen (Adsorption und Fluoreszenz) Analyse. Dieses Verfahren steht im Wesentlichen dem klassischen Röntgenspektralverfahren nahe und basiert auf der Anregung der Atome der bestimmten Elemente durch die Primärstrahlung des Radionuklids und der anschließenden Registrierung der charakteristischen Strahlung der angeregten Atome. Das röntgenradiometrische Verfahren weist im Vergleich zum röntgenspektralen Verfahren eine geringere Empfindlichkeit auf.
Aufgrund der Einfachheit und Tragbarkeit der Geräte, der Fähigkeit zur Automatisierung technologischer Prozesse und der Verwendung monoenergetischer Strahlungsquellen hat die radiometrische Röntgenmethode jedoch breite Anwendung bei der Massenexpressanalyse von technologischen oder geologischen Proben gefunden. Das Verfahren der charakteristischen Strahlung umfasst auch Verfahren zur röntgenspektralen und röntgenradiometrischen Messung der Schichtdicke.
Das Feldemissionsverfahren der zerstörungsfreien (Strahlungs-)Kontrolle basiert auf der Erzeugung ionisierender Strahlung durch die Substanz des kontrollierten Objekts, ohne diese während des Kontrollvorgangs zu aktivieren. Sein Wesen liegt darin, dass mit Hilfe einer externen Elektrode mit hohem Potenzial (elektrisches Feld mit einer Stärke in der Größenordnung von 106 V / cm) von der Metalloberfläche des gesteuerten Objekts eine Feldemission induziert werden kann, die Strom, von dem gemessen wird. So können Sie die Qualität der Oberflächenvorbereitung, das Vorhandensein von Schmutz oder Filmen kontrollieren. 12. Moderne Expertensysteme Moderne Systeme zur Bewertung des technischen Zustands (OTS) von elektrischen Hochspannungsanlagen von Stationen und Umspannwerken umfassen automatisierte Expertensysteme, die zwei Arten von Aufgaben lösen sollen: Ermittlung des tatsächlichen Funktionszustands von Geräten zur Anpassung der Lebensdauer Kreislauf der Ausrüstung und die Vorhersage ihrer Restressourcen und die Lösung technisch-wirtschaftlicher Aufgaben, wie die Verwaltung der Produktionsanlagen von Netzwerkunternehmen.
In der Regel besteht bei den Aufgaben europäischer OTS-Systeme im Gegensatz zu russischen nicht das Hauptziel darin, die Lebensdauer elektrischer Geräte durch den Austausch von Geräten nach dem vom Hersteller angegebenen Ende der Lebensdauer zu verlängern. Die recht starken Unterschiede in der normativen Dokumentation für Wartung, Diagnose, Prüfung usw. von elektrischen Geräten, die Zusammensetzung der Geräte und deren Betrieb lassen die Verwendung ausländischer OTS-Systeme für russische Stromversorgungssysteme nicht zu. In Russland gibt es mehrere Expertensysteme, die heute in realen Kraftwerken aktiv eingesetzt werden.
Moderne OTS-Systeme Der Aufbau aller modernen OTS-Systeme im Allgemeinen ist ungefähr ähnlich und besteht aus vier Hauptkomponenten: 1) Datenbank (DB) - Ausgangsdaten, auf deren Grundlage das OTS der Ausrüstung durchgeführt wird; 2) Wissensdatenbank (KB) - eine Sammlung von Wissen in Form von strukturierten Regeln für die Datenverarbeitung, einschließlich aller Arten von Erfahrungen von Experten; 3) der mathematische Apparat, mit dessen Hilfe der Funktionsmechanismus des OTS-Systems beschrieben wird; 4) Ergebnisse. Normalerweise besteht der Abschnitt "Ergebnisse" aus zwei Unterabschnitten: den Ergebnissen des OTS der Ausrüstung selbst (formalisierte oder nicht formalisierte Bewertungen) und den Kontrollmaßnahmen basierend auf den erhaltenen Bewertungen - Empfehlungen für den weiteren Betrieb der bewerteten Ausrüstung.
Natürlich kann sich die Struktur von OTS-Systemen unterscheiden, aber meistens ist die Architektur solcher Systeme identisch.
Als Eingangsparameter (DB) werden in der Regel Daten verwendet, die im Rahmen verschiedener Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung, der Prüfung moderner Expertensysteme von Geräten oder von verschiedenen Überwachungssystemen, Sensoren usw. gewonnen wurden.
Als Wissensbasis können verschiedene Regeln verwendet werden, die sowohl in der RD und anderen regulatorischen Dokumenten präsentiert werden, als auch in Form von komplexen mathematischen Regeln und funktionalen Abhängigkeiten.
Die Ergebnisse unterscheiden sich, wie oben beschrieben, meist nur in der „Art“ der Bewertungen (Indizes) des Gerätezustands, möglichen Interpretationen der Fehlerklassifizierungen und Kontrollmaßnahmen.
Der Hauptunterschied zwischen OTS-Systemen voneinander besteht jedoch in der Verwendung verschiedener mathematischer Geräte (Modelle), von denen die Zuverlässigkeit und Korrektheit des Systems selbst und seines Betriebs insgesamt in größerem Maße abhängen.
Heutzutage werden in russischen OTS-Systemen elektrischer Geräte je nach Verwendungszweck verschiedene mathematische Modelle verwendet - von den einfachsten Modellen basierend auf herkömmlichen Produktionsregeln bis hin zu komplexeren Modellen, beispielsweise basierend auf der Bayes-Methode, wie in der Quelle dargestellt.
Trotz aller unbedingten Vorteile der bestehenden OTS-Systeme haben sie unter modernen Bedingungen eine Reihe wesentlicher Nachteile:
· Konzentriert sich auf die Lösung eines spezifischen Problems eines spezifischen Eigentümers (für spezifische Systeme, spezifische Ausrüstung usw.) und kann in der Regel nicht ohne ernsthafte Bearbeitung in anderen ähnlichen Einrichtungen verwendet werden;
· Verwenden Sie unterschiedliche Maßstäbe und unterschiedliche Informationen, was zu einer möglichen Unzuverlässigkeit der Schätzung führen kann;
· Berücksichtigen Sie die Änderungsdynamik der OTS-Ausstattungskriterien nicht, dh die Systeme sind nicht trainierbar.
All dies beraubt unserer Meinung nach moderne OTS-Systeme ihrer Vielseitigkeit, weshalb uns die aktuelle Situation in der russischen Energiewirtschaft zwingt, bestehende zu verbessern oder nach neuen Methoden zur Modellierung von OTS-Systemen zu suchen.
Moderne OTS-Systeme sollten die Eigenschaften der Datenanalyse (Introspektion), der Mustersuche, der Vorhersage und letztendlich des Lernens (Selbstlernen) haben. Solche Möglichkeiten bieten Methoden der Künstlichen Intelligenz. Der Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz ist heute nicht nur eine allgemein anerkannte Richtung wissenschaftlicher Forschung, sondern auch eine rundum gelungene Umsetzung der konkreten Anwendung dieser Methoden für technische Objekte in verschiedenen Lebensbereichen.
Schlussfolgerung Die Zuverlässigkeit und der unterbrechungsfreie Betrieb von leistungselektrischen Komplexen und Systemen wird weitgehend durch den Betrieb der Elemente bestimmt, aus denen sie bestehen, und vor allem Leistungstransformatoren, die die Koordination des Komplexes mit dem System und die Umwandlung einer Reihe von Parameter des Stroms in die erforderlichen Werte für seine weitere Verwendung.
Eine der vielversprechenden Richtungen zur Steigerung der Effizienz des Funktionierens von elektrischen ölgefüllten Geräten ist die Verbesserung des Systems zur Wartung und Reparatur elektrischer Geräte. Gegenwärtig wird der Übergang vom präventiven Prinzip, der strikten Regulierung des Reparaturzyklus und der Häufigkeit der Reparaturen zur Wartung nach den Standards der präventiven Wartung durch eine radikale Reduzierung des Umfangs und der Kosten der Wartung von elektrischen Geräten vollzogen, die Anzahl des Wartungs- und Reparaturpersonals. Es wurde ein Konzept für den Betrieb elektrischer Betriebsmittel entsprechend ihrem technischen Zustand durch eine vertiefte Betrachtung der Festlegung von Häufigkeit und Umfang technischer Wartungen und Reparaturen basierend auf den Ergebnissen der Diagnoseuntersuchungen und Überwachung elektrischer Betriebsmittel im Allgemeinen und Öl- insbesondere gefüllte Transformatorenanlagen als integraler Bestandteil jeder elektrischen Anlage.
Mit dem Übergang zum zustandsorientierten Reparatursystem ändern sich qualitativ die Anforderungen an das System zur Diagnose elektrischer Betriebsmittel, bei dem die Hauptaufgabe der Diagnose darin besteht, den technischen Zustand über einen relativ langen Zeitraum vorherzusagen.
Die Lösung eines solchen Problems ist nicht trivial und nur mit einem integrierten Ansatz zur Verbesserung von Methoden, Werkzeugen, Algorithmen und organisatorischen und technischen Formen der Diagnostik möglich.
Die Analyse der Erfahrungen mit dem Einsatz automatisierter Überwachungs- und Diagnosesysteme in Russland und im Ausland ermöglichte es, eine Reihe von Aufgaben zu formulieren, die gelöst werden müssen, um die maximale Wirkung bei der Einführung von Online-Überwachungs- und Diagnosesystemen in Einrichtungen zu erzielen: 1. Die Ausrüstung von Umspannwerken mit Mitteln zur kontinuierlichen Kontrolle (Überwachung) und Diagnose des Zustands der Hauptausrüstung sollte umfassend durchgeführt werden, um einheitliche Projekte für die Automatisierung von Umspannwerken zu schaffen, deren Abschluss die Themen Steuerung, Regelung, Schutz und Diagnose des Gerätezustands werden miteinander verbunden. 2. Bei der Auswahl der Nomenklatur und der Anzahl der kontinuierlich überwachten Parameter sollte das Hauptkriterium darin bestehen, ein akzeptables Betriebsrisiko für jedes spezifische Gerät sicherzustellen. Nach diesem Kriterium sollte die umfassendste Kontrolle zunächst Geräte umfassen, die außerhalb der angegebenen Lebensdauer betrieben werden. Die Kosten für die Ausrüstung mit Mitteln zur kontinuierlichen Überwachung von Geräten, die die standardisierte Lebensdauer erreicht haben, sollten höher sein als die von Neugeräten mit höheren Zuverlässigkeitsindikatoren. 3. Es gilt, Grundsätze für eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Aufgabenverteilung zwischen den einzelnen Teilsystemen des APCS zu entwickeln. Um das Problem der Schaffung vollautomatisierter Unterstationen für alle Arten von Geräten erfolgreich zu lösen, sollten Kriterien entwickelt werden, die formalisierte physikalische und mathematische Beschreibungen von betriebsbereiten, defekten, Notfall- und anderen Zuständen von Geräten in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Überwachung der Parameter ihrer funktionale Subsysteme.
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EINLEITUNG 1. GRUNDKONZEPTE UND BESTIMMUNGEN DER TECHNISCHEN DIAGNOSE 2. KONZEPT UND ERGEBNISSE DER DIAGNOSE 3. DEFEKTE DER ELEKTRISCHEN AUSRÜSTUNG 4. THERMISCHE KONTROLLMETHODEN 4.1. Thermische Kontrollmethoden: Grundbegriffe und Zweck 4.2. Die wichtigsten Instrumente für die Inspektion von TMK-Geräten ... 15 Schülerarbeit, 4. Musterfragen für die Prüfung; 5. Liste der verwendeten Literatur 1. Erläuterung Methodische Anleitung zur Durchführung außerschulischer Selbständigkeit im Beruf ... "INDUSTRIES)" für Studierende der Fachrichtung 1-25 02 02 Management MINSK 2004 THEMA 4: "ENTSCHEIDUNGSFINDUNG ALS PERSPEKTIVE RICHTUNG DER INTEGRATION ..." / Methodisches Handbuch ... "ERHÖHUNG DER QUALIFIKATION DES BUNDESSTEUERDIENSTES", ST. PETERSBURG. Freundschaft der Völker genehmigt über LBC RIS des Akademischen Rates der Russischen Universität ... "Bundesbildungsagentur GOU VPO" Sibirische Staatliche Automobilakademie ( SibADI) "VP Pustobaev LOGISTICS OF PRODUCTION Lehrbuch Omsk SibADI UDC 164.3 LBC 65.40 P 893 Gutachter: Doktor der Wirtschaftswissenschaften, Prof. S.M. Khairova; Doktor der Wirtschaftswissenschaften, Prof ... "
"Forschungsmethoden: 1. Diagnostisches Interview mit Familienanamnese. 2. Test der Frustrationstoleranz von Rosenzweig 3. Test" Bestimmung der Orientierung der Persönlichkeit von Bass. "4. Test der Angst Tamml-Dorky-Amen. Buch: Diagnose suizidalen Verhaltens .... "
„Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation, ITMo University I.Yu. Kotsyuba, A. V. Chunaev, A. N. Shikov Methoden zur Bewertung und Messung der Eigenschaften von Informationssystemen Studienführer St. Petersburg Kotsyuba I.Yu., Chunaev A.V., Shikov A.N. Methoden zur Bewertung und Messung der Eigenschaften von Informationssystemen. Bildungshilfe ..."
„1 METHODISCHE EMPFEHLUNGEN für die Entwicklung und Verabschiedung von Maßnahmen zur Korruptionsprävention und -bekämpfung durch Organisationen Moskau Inhaltsverzeichnis I. Einleitung .. 3 1. Ziele und Zielsetzungen der Leitlinien. 3 2. Begriffe und Definitionen .. 3 3. Der Kreis der Fächer, für die die Methodenempfehlungen entwickelt wurden .. 4 II. Regulatorische rechtliche Unterstützung. 5..." Wir werden es innerhalb von 1-2 Werktagen löschen.
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Die Diagnose in der Übersetzung aus dem Griechischen bedeutet "Erkennung", "Entscheidung". Technische Diagnostik- dies ist die Theorie, Methoden und Mittel, mit denen auf den technischen Zustand des Objekts geschlossen wird.
Um den technischen Zustand elektrischer Betriebsmittel zu ermitteln, ist einerseits festzulegen, was auf welche Weise überwacht werden soll, und andererseits zu entscheiden, welche Mittel dafür benötigt werden. Bei diesem Problem gibt es zwei Gruppen von Fragen:
Analyse der diagnostizierten Ausrüstung und Auswahl der Kontrollmethoden zur Feststellung ihres tatsächlichen technischen Zustands,
· Bau von technischen Mitteln zur Überwachung des Gerätezustands und der Betriebsbedingungen.
Um eine Diagnose zu stellen, müssen Sie also das Objekt und die Mittel zur Diagnose haben. Jedes Gerät kann Gegenstand der Diagnose sein, wenn es sich in zwei sich gegenseitig ausschließenden Zuständen befinden kann – betriebsbereit und funktionsunfähig. Gleichzeitig ist es möglich, darin Elemente zu unterscheiden, von denen jedes auch durch unterschiedliche Zustände gekennzeichnet ist. In der Praxis wird ein reales Forschungsobjekt durch ein Diagnosemodell ersetzt.
Als Testeinflüsse werden die speziell zum Zwecke der Diagnose eines technischen Zustandes geschaffenen und dem Diagnoseobjekt aus den Diagnosemitteln zugeführten Aktionen bezeichnet. Unterscheiden Sie zwischen Überwachungs- und Diagnosetests. Ein Kontrolltest ist eine Menge von Eingabeaktionen, die es ermöglichen, die Funktionsfähigkeit eines Objekts zu überprüfen. Ein Diagnosetest ist eine Menge von Eingangseinflüssen, die es ermöglichen, nach einer Fehlfunktion zu suchen, dh ein ausgefallenes Element oder einen fehlerhaften Knoten zu identifizieren.
Die zentrale Aufgabe der Diagnose besteht darin, fehlerhafte Elemente zu finden, also den Ort und ggf. die Fehlerursache zu ermitteln. Bei elektrischen Geräten tritt ein solches Problem in verschiedenen Betriebsstadien auf. Aus diesem Grund ist die Diagnose ein wirksames Mittel, um die Zuverlässigkeit elektrischer Geräte während ihres Betriebs zu erhöhen.
· Übergang zur Durchführung der Suche nach einem fehlerhaften Knoten.
Schauen wir uns das einfachste Beispiel an. Der Elektromotor zusammen mit dem Aktuator dreht sich nicht, wenn an ihm Spannung angelegt wird. Mögliche Gründe - die Wicklung ist durchgebrannt, der Motor ist blockiert. Daher müssen die Statorwicklung und die Lager überprüft werden. Wo mit der Diagnose beginnen? Einfacher mit der Statorwicklung. Damit beginnen die Kontrollen. Anschließend wird der Motor ggf. zerlegt und der technische Zustand der Lager und anderer Elemente beurteilt.
Es gibt zwei Hauptarten der Suche nach fehlgeschlagenen Elementen - sequentiell und kombinatorisch.
Bei der ersten Methode werden Hardwareprüfungen in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt. Das Ergebnis jeder Prüfung wird sofort analysiert, und wenn das fehlgeschlagene Element nicht identifiziert wird, wird die Suche fortgesetzt. Die Reihenfolge der Durchführung der Diagnoseoperationen kann streng festgelegt sein oder von den Ergebnissen früherer Experimente abhängen. Daher können Programme, die dieses Verfahren implementieren, unterteilt werden in bedingte Programme, bei denen jede nachfolgende: die Prüfung abhängig vom Ergebnis der vorherigen beginnt, und unbedingte, bei der die Prüfungen in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden. Bei menschlicher Beteiligung werden stets flexible Algorithmen eingesetzt, um unnötige Kontrollen zu vermeiden.
Um die Fehlersuche bei Anwendung der betrachteten Methode zu optimieren, sollten die Ausfallwahrscheinlichkeiten der Elemente angegeben werden. Mit einem exponentiellen Gesetz der Verteilung der Betriebszeit bis zum Ausfall:
li ist die Ausfallrate des i-ten Elements unter den gegebenen Betriebsbedingungen;
Es ist Zeit.
Bei der kombinatorischen Methode wird der Zustand eines Objekts durch eine vorgegebene Anzahl von Prüfungen bestimmt, deren Reihenfolge irrelevant ist. Ausgefallene Elemente werden nach Durchführung aller Tests durch Analyse der erhaltenen Ergebnisse identifiziert. Dieses Verfahren zeichnet sich durch Situationen aus, in denen nicht alle erhaltenen Ergebnisse erforderlich sind, um den Zustand des Objekts zu bestimmen.
Als Kriterium für den Vergleich verschiedener Fehlersuchsysteme wird in der Regel die durchschnittliche Zeit bis zur Erkennung eines Fehlers herangezogen. Es können auch andere Indikatoren verwendet werden - die Anzahl der Überprüfungen, die durchschnittliche Geschwindigkeit der Informationsbeschaffung usw.
In der Praxis wird neben den betrachteten Methoden häufig die heuristische Diagnosemethode eingesetzt. Strenge Algorithmen gelten hier nicht. Über den zu erwartenden Ort des Scheiterns wird eine bestimmte Hypothese aufgestellt. Die Suche läuft. Basierend auf den Ergebnissen wird seine Hypothese verfeinert. Die Suche wird fortgesetzt, bis der fehlerhafte Knoten identifiziert ist. Häufig wird dieser Ansatz von einem Funkmeister bei der Reparatur von Funkgeräten verwendet.
Neben der Suche nach ausgefallenen Elementen umfasst das Konzept der Technischen Diagnostik auch die Prozesse der Überwachung des technischen Zustands elektrischer Betriebsmittel unter den Bedingungen ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung. In diesem Fall stellt der Betreiber der elektrischen Ausrüstung die Übereinstimmung der Leistungsparameter der Geräte mit den Passdaten oder technischen Spezifikationen (TU) fest, ermittelt den Verschleißgrad, den Anpassungsbedarf, den Austausch einzelner Elemente und legt den Zeitpunkt für vorbeugende Maßnahmen und Reparaturen fest.
Jedes System hat viele Eigenschaften, deren Definition mit der Festlegung der Reaktion des Systems auf die Eingabeaktion verbunden ist.
Betrachten Sie zum Beispiel die statische Kennlinie eines Relaiselements mit Totzone (Abbildung 5.2)
Die Abbildung zeigt, dass sich die Form des Ausgangssignals stark ändert, wenn der Eingangswert die Werte ± x1 erreicht.
Der Zustand des Systems gilt als bekannt, wenn der Wert jedes seiner Parameter aus einem gegebenen Satz bekannt ist. Da es sich um eine Menge von Eigenschaften (Parametern) handelt, ist es sinnvoll, den Zustand des Systems A im Zustandsraum zu einem bestimmten Zeitpunkt zu betrachten.
Von den vielen Eigenschaften werden meist diejenigen unterschieden, ohne die das System unter den gegebenen Bedingungen nicht bestimmungsgemäß eingesetzt werden kann. Diese Eigenschaften werden allgemein als funktional oder basisch bezeichnet. Die diesen Eigenschaften entsprechenden Parameter erhielten einen ähnlichen Namen. Bei elektrischen Anlagen sind solche Parameter beispielsweise Spannung, Strom, Frequenz usw. Hilfsparameter sind solche Parameter, die die Leistung der Knoten ihrer jeweiligen Aufgaben charakterisieren, beispielsweise das Übersetzungsverhältnis eines einzelnen Transformators. Nichtfunktionale Eigenschaften können Benutzerfreundlichkeit, Umweltschutz usw. charakterisieren.
· Der Bereich der betriebsbereiten Zustände P, in dem alle Parameter innerhalb der festgelegten Toleranzen liegen;
· Der Bereich der fehlerhaften Zustände Q, in dem nur Hilfsparameter (nicht funktionale Parameter) außerhalb der festgelegten Toleranzen liegen können;
· Der Bereich der Ruhezustände S, für den die Werte der Funktionsparameter nicht den Anforderungen der normativen und technischen Dokumentation entsprechen.
Die letzten beiden Bereiche bilden den Bereich des fehlerhaften Zustands der Elektroinstallation. Abbildung 5.3 zeigt eine grafische Darstellung dieser Flächen für ein zweidimensionales System.
Bei relativ vielen Parametern, die das System charakterisieren, lassen sich seine möglichen Zustände in Form einer Zustandstabelle darstellen (Tabelle 5.1).
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Zustand von P3 dem guten Zustand des Systems entspricht, da alle seine Parameter innerhalb der festgelegten Grenzen liegen. Der Rest der Pn - 1-Zustände ist fehlerhaft. Wenn jeder der Parameter ein wohldefiniertes Element charakterisiert, kann die gegebene Tabelle in eine Störungstabelle (Tabelle 5.2) umgewandelt werden, die den Einfluss jedes der Systemelemente auf seine Ausgabeparameter widerspiegelt.
Die Möglichkeit des Übergangs eines Systems von einem Zustand in einen anderen kann mit einem probabilistischen Maß quantifiziert werden.
Informationen über den Kontrollgegenstand werden in der Regel durch Messung gewonnen, die als Vergleich eines Messwertes mit einem Referenzwert verstanden wird. Die Kontrolle des Zustands des Systems (seine Qualität) kann jedoch nicht nur auf Messungen reduziert werden, da selbst wenn alle Elemente in gutem Zustand sind, ihre gegenseitigen Verbindungen verletzt werden können und Abweichungen einzelner Parameter ausgeglichen werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Kontrolle ist die Tatsache, dass die Qualitätsbewertung als ein Prozess betrachtet wird, der sich über die Zeit abspielt. Von diesen Positionen aus sollte man unter der Kontrolle des technischen Zustands die Bestimmung des Zustands eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt verstehen, indem man technische Informationen erhält und analysiert, die dieses Objekt charakterisieren.
Häufig werden die Konzepte der Kontrolle und Messung identifiziert. Dies kann jedoch nicht als richtig angesehen werden. Beim Messen wird eine physikalische Größe mit einer anderen verglichen, die als Maßeinheit ausgewählt wird. Während der Kontrolle sowie während der Messungen wird ein Vergleichsvorgang durchgeführt. Wenn das Hauptergebnis der Messung jedoch eine quantitative Bestimmung des Messwerts ist, besteht das Hauptergebnis der Kontrolle nicht nur darin, quantitative Parameterwerte zu erhalten, sondern auch ein bestimmtes Urteil über nachfolgende Aktionen zur Kontrolle des Objekts zu treffen.
Betrachten Sie als Beispiel die Aktionen eines Dispatchers eines Stromnetzunternehmens. Dabei interessiert den Betreiber nicht nur der Betrieb einzelner Netzelemente, sondern auch die generelle (elementexterne) Situation, die er anhand der Lichtsignale des mnemonischen Diagramms und der überwachten Parameter beurteilt.
Die Besonderheiten des Kontrollprozesses verschiedener Objekte kommen in Kontrollmethoden zum Ausdruck. Derzeit werden die folgenden Kontrollmethoden am häufigsten verwendet: externe Prüfung, Leistungskontrolle durch externe Zeichen, Kontrolle mit Kontroll- und Messgeräten.
Trotz der offensichtlichen Mängel dieser Methode, die mit der Subjektivität der Bewertung und der hohen Arbeitsintensität verbunden ist, bleibt sie eine der wichtigsten Kontrollmethoden.
Beide betrachteten Methoden haben zusammen mit ihrer Einfachheit einen erheblichen Nachteil - sie liefern keine quantitative Bewertung des Zustands des gesteuerten Objekts, stellen dadurch keine Anpassungs- und Anpassungsarbeiten bereit und ermöglichen keine Vorhersage des weiteren Zustands der elektrischen Installation.
ai - bedingte Ausfallwahrscheinlichkeit des i-ten Elements.
n ist die Anzahl der Elemente.
Nach der Analyse des Diagnoseobjekts und der Bestimmung des Verhältnisses ti / ai werden sie in aufsteigender Reihenfolge angeordnet. In diesem Fall lautet das Optimalitätskriterium:
Es wird die erste Prüfung durchgeführt, bei der die Bedingung erfüllt ist.
Der Hauptvorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, das Programm hinsichtlich der gesamten Diagnosezeit zu optimieren. Zu den Nachteilen des Verfahrens zählen die eingeschränkten Einsatzmöglichkeiten bei komplexen Verschaltungen von Funktionselementen, die Notwendigkeit, Daten über die Suchzeit des ausgefallenen Elements und die Ausfallraten zu haben, sowie die Unsicherheit bei der Wahl der Prüfreihenfolge wenn die Beziehungen gleich sind:
Ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Fehlern gleich, d. h. a1 = a2 = ... = an, wird die Suche in einer Reihenfolge durchgeführt, die durch den minimalen Zeitaufwand für Kontrollen bestimmt wird.
https://pandia.ru/text/78/408/images/image012_41.gif "width =" 83 "height =" 32 "> ist minimal, mit der Wahrscheinlichkeit eines negativen Ergebnisses.
Indem Sie die Werte für alle Prüfungen berechnen und das vorgeschlagene Kriterium verwenden, können Sie den Ort der ersten Prüfung auswählen. Nach Auswahl der ersten Prüfung wird das Diagramm in zwei Teile geteilt, die als unabhängige Objekte betrachtet werden. Für jeden von ihnen werden die Ausfallraten ihrer Elemente bestimmt (die Summe der Koeffizienten muss gleich 1 sein). Es wird eine Liste möglicher Prüfungen erstellt und eine Prüfung ausgewählt, deren Ergebniswahrscheinlichkeiten am nächsten bei 0,5 liegen. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das fehlerhafte Element gefunden ist.
Es ist erforderlich, einen Algorithmus zum Suchen nach einer Fehlfunktion eines Objekts zusammenzustellen, der die minimale durchschnittliche Anzahl von Überprüfungen bereitstellt.
(5.4)
(5.5)