|
Dacă două sau mai multe elemente eșuează în sistem, procesul de depanare prin metoda combinației devine mult mai complicat, dar metodologia de testare rămâne aceeași. În acest caz, apar combinații suplimentare de mai multe elemente funcționale, ducând la noi numere de cod.
Cu metoda de căutare combinată, numărul mediu de verificări este egal cu numărul mediu de parametri (teste) utilizați pentru a determina fără ambiguitate eșecul unuia sau mai multor elemente funcționale. Numărul de verificări nu trebuie să fie mai mic decât numărul minim de verificări mmmin, determinat de expresia:
unde i este numărul de elemente funcționale din sistem.
Numărul maxim de verificări este egal cu numărul de elemente funcționale, atunci nmax = N.
Timpul mediu de căutare pentru un element eșuat cu m verificări este:
 , (5.8)
unde tpk, t0 sunt timpul mediu al celui de-al-lea control și, respectiv, timpul de procesare a tuturor rezultatelor verificării.
Avantajul metodei combinate de diagnostic constă în simplitatea procesării logice a rezultatelor. Dezavantaje: un număr mare de verificări obligatorii, dificultăți în aplicare când numărul defecțiunilor este mai mare de două.
În practică, există o anumită diferențiere în aplicarea metodelor de depistare a defecțiunilor produselor electrice și a echipamentelor de protecție și automatizare a releului. Metoda verificărilor secvențiale de grup este utilizată la conectarea elementelor funcționale în serie; metoda verificărilor secvențiale element cu element poate fi folosită și mai mult, dar timpul de căutare în timpul implementării sale este foarte semnificativ. Metoda combinată este convenabilă pentru analiza circuitelor complexe de control pentru echipamentele electrice cu un număr mare de ramuri, dar este dificil de implementat atunci când numărul defecțiunilor simultane este mai mare de două.
Se recomandă utilizarea complexă a diferitelor metode de diagnostic: la nivel de sistem - o metodă combinată; la nivel de bloc, o metodă de verificări secvențiale de grup, iar la nivelul nodurilor individuale, o metodă de verificări secvențiale articol cu articol.
5.4 Mijloace tehnice de diagnosticare
Implementarea proceselor de diagnosticare tehnică se realizează folosind elemente de control încorporate și echipamente speciale de diagnosticare. Multă vreme, sistemele de diagnosticare au fost construite pe baza utilizării dispozitivelor și instalațiilor de uz general - ampermetre, voltmetre, frecvențămetre, osciloscoape etc. Utilizarea unor astfel de instrumente a durat mult timp pentru a asambla și dezasambla controlul și circuitele de testare, au cerut calificări relativ înalte ale operatorilor, au contribuit la acțiuni eronate etc.. NS.
Prin urmare, în practica operațională au început să fie introduse dispozitive de monitorizare încorporate, care sunt echipamente suplimentare care fac parte din sistemul de diagnosticare și funcționează împreună cu acesta. De obicei, astfel de dispozitive controlează funcționarea celor mai critice părți ale sistemului și oferă un semnal atunci când parametrul corespunzător depășește limitele stabilite.
Recent, dispozitivele speciale de diagnosticare bazate pe echipamente complexe au devenit larg răspândite. Astfel de dispozitive (de exemplu, panouri de testare autonome) sunt realizate sub formă de blocuri separate, valize sau standuri combinate, în care circuitele sunt pre-asamblate, oferind domeniul adecvat al operațiunilor de diagnosticare.
Schemele dispozitivelor complete utilizate în funcționarea echipamentelor electrice sunt foarte diverse și depind de tipul specific de echipament diagnosticat, precum și de scopurile aplicării (testarea performanței sau căutarea defecțiunilor). Cu toate acestea, dispozitivele complete nu permit un obiectiv suficient pentru a judeca starea obiectului diagnosticat, deoarece chiar și în cazul unui rezultat pozitiv sunt posibile concluzii eronate, deoarece întregul proces de diagnosticare depinde de calitățile subiective ale operatorului. Prin urmare, în prezent, instrumentele automate de diagnosticare au început să fie introduse în practica operației. Astfel de instrumente sunt construite pe baza sistemelor de informații și măsurare și sunt destinate nu numai pentru a controla funcționarea obiectului diagnosticului, ci și pentru a căuta un element eșuat cu o adâncime dată a diagnosticului, pentru a cuantifica parametrii individuali, pentru a procesa rezultatele diagnosticului etc.
Tendința actuală în dezvoltarea instrumentelor de diagnostic este crearea de instrumente automate universale care funcționează conform unui program de schimbare și, prin urmare, sunt potrivite pentru o clasă largă de echipamente electrice pentru sistemele de alimentare cu energie electrică.
5.5 Caracteristici ale diagnosticului tehnic al echipamentelor electrice
5.5.1 Sarcini de diagnosticare în timpul funcționării echipamentelor electrice
Utilizarea diagnosticului face posibilă prevenirea defecțiunilor echipamentelor electrice, determinarea adecvării acestuia pentru o funcționare ulterioară și stabilirea în mod rezonabil a calendarului și domeniului lucrărilor de reparație. Este recomandabil să se efectueze diagnostice atât atunci când se utilizează sistemul existent de întreținere preventivă și întreținere tehnică a echipamentelor electrice (sistemul PPREsh), cât și în cazul unei tranziții către o formă nouă, mai avansată de operare asociată cu utilizarea de diagnosticare bazată pe asupra stării actuale.
Atunci când se aplică o nouă formă de întreținere a echipamentelor electrice în agricultură, trebuie efectuate următoarele:
Întreținere conform programelor,
· Diagnosticare planificată după anumite perioade de timp sau timp de funcționare;
În timpul întreținerii, diagnosticarea este utilizată pentru a determina operabilitatea echipamentului, a verifica stabilitatea ajustărilor, a identifica necesitatea reparației sau înlocuirii unităților și pieselor individuale. În acest caz, sunt diagnosticați așa-numiții parametri generalizați, care poartă un maxim de informații despre starea echipamentelor electrice - rezistența de izolație, temperatura nodurilor individuale etc.
În timpul inspecțiilor programate, sunt monitorizați parametrii care caracterizează starea tehnică a unității și fac posibilă determinarea duratei de viață reziduală a unităților și a pieselor care limitează posibilitatea de funcționare ulterioară a echipamentului.
Diagnosticele efectuate în timpul reparațiilor de rutină la punctele de întreținere și reparații sau la locul de instalare a echipamentelor electrice permit, în primul rând, să se evalueze starea înfășurărilor. Durata de viață reziduală a înfășurărilor trebuie să fie mai mare decât perioada dintre reparațiile curente, în caz contrar echipamentul trebuie revizuit. Pe lângă înfășurări, se evaluează starea rulmenților, a contactelor și a altor ansambluri.
În cazul întreținerii și diagnosticării de rutină, echipamentul electric nu este dezasamblat. Dacă este necesar, îndepărtați ecranele de protecție ale ferestrelor de ventilație, ale capacelor terminalelor și ale altor piese detașabile rapid care oferă acces la unități. Un rol special în această situație îl joacă o examinare externă, care face posibilă determinarea deteriorării terminalelor, carcasa, stabilirea prezenței supraîncălzirii înfășurărilor prin întunecarea izolației, verificarea stării contactelor.
Pentru a îmbunătăți condițiile de diagnosticare a echipamentelor electrice utilizate în agricultură, se recomandă amplasarea acestuia într-o unitate de alimentare separată situată în afara incintei principale. În acest caz, verificarea stării echipamentelor electrice poate fi efectuată folosind laboratoare mobile specializate. Andocarea cu unitatea de alimentare se realizează folosind conectori. Personalul din laboratorul auto poate verifica starea izolației, temperatura unităților individuale, poate regla protecțiile, adică poate efectua% din cantitatea totală necesară de muncă. În timpul reparațiilor curente, echipamentul electric este dezasamblat, ceea ce permite o examinare mai detaliată a stării produsului și identifică elementele defecte.
5.5.2 Parametrii de bază ai diagnosticării
Ca parametri de diagnosticare, ar trebui să alegeți caracteristicile echipamentelor electrice care sunt critice pentru durata de viață a nodurilor și elementelor individuale. Procesul de uzură al echipamentelor electrice depinde de condițiile de funcționare. Modurile de funcționare și condițiile de mediu sunt de o importanță decisivă.
Principalii parametri verificați la evaluarea stării tehnice a echipamentelor electrice sunt:
pentru motoarele electrice: temperatura înfășurării (determină durata de viață), caracteristica amplitudine-fază a înfășurării (vă permite să evaluați starea izolației bobinei), temperatura ansamblului rulmentului și jocul în rulmenți ( indicați performanța rulmenților). În plus, pentru motoarele electrice care funcționează în încăperi umede și mai ales umede, rezistența de izolație trebuie măsurată suplimentar (vă permite să preziceți durata de viață a motorului electric);
pentru balast și echipamente de protecție: rezistența buclei „fază - zero” (controlul respectării condițiilor de protecție), caracteristicile de protecție ale releelor termice, rezistența tranzițiilor de contact;
pentru instalatii de iluminat: temperatura, umiditatea relativa, tensiunea, frecventa de comutare.
Pe lângă cei principali, pot fi estimați o serie de parametri auxiliari, care oferă o imagine mai completă a stării obiectului diagnosticat.
5.5.3 Diagnosticare tehnică și predicție a duratei de viață reziduale a înfășurărilor produselor electrice
Înfășurările sunt cea mai importantă și vulnerabilă componentă a aparatului. De la 90 la 95% din toate defecțiunile motorului se datorează defecțiunilor înfășurării. Intensitatea forței de muncă a curentului și reviziei înfășurărilor este de la 40 la 60% din volumul total de muncă. La rândul său, cel mai nesigur element din înfășurări este izolarea acestora. Toate acestea indică necesitatea unei verificări amănunțite a stării înfășurărilor. Pe de altă parte, trebuie remarcat faptul că este dificil de diagnosticat înfășurările.
În timpul funcționării, echipamentele electrice sunt sub influența următorilor factori:
Încărcături,
Temperatura ambientala,
Supraîncărcări din partea laterală a mașinii de lucru,
Abateri de tensiune,
Deteriorarea condițiilor de răcire (înfundarea suprafeței, lucru fără ventilație),
· Umiditate crescută.
Dintre diferitele procese care afectează durata de viață a izolației aparatelor, îmbătrânirea termică este cea determinantă. Pentru a prezice starea izolației, trebuie să cunoașteți rata de îmbătrânire termică. Izolarea unităților care funcționează mult timp este supusă îmbătrânirii termice. În acest caz, durata de viață a izolației este determinată de clasa de rezistență la căldură a materialului izolant și de temperatura de funcționare a înfășurării. Îmbătrânirea termică este un proces ireversibil care are loc într-un dielectric și duce la o deteriorare monotonă a proprietăților sale dielectrice și mecanice.
Prima lucrare în domeniul cuantificării dependenței duratei de viață de temperatură se referă la motoarele electrice cu izolație clasa A. Se stabilește regula „opt grade”, conform căreia o creștere a temperaturii izolației la fiecare 8 ° C își reduce durata de viață la jumătate. Analitic, această regulă poate fi descrisă prin expresie
 , (5.9)
unde Тsl.0 este durata de viață a izolației la o temperatură de 0 ° C, h;
Q - temperatura izolației, 0С.
Regula „opt grade” este utilizată pe scară largă datorită simplității sale. Este posibil să se efectueze calcule aproximative pe acesta, dar nu este posibil să se obțină rezultate fiabile, deoarece aceasta este o expresie pur empirică obținută fără a lua în considerare o serie de factori.
În procesul de diagnosticare a motoarelor electrice, temperatura carcasei statorului este de obicei măsurată; pentru aceasta, termometrul este introdus într-o adâncitură găurită în carcasă și umplut cu ulei de transformator sau de mașină. Măsurătorile de temperatură obţinute sunt comparate cu valorile admise. Temperatura carcasei motorului nu trebuie să depășească 120 ... 150 0С pentru motoarele electrice din seria 4A. O estimare mai precisă a temperaturii poate fi obținută prin plasarea unui termocuplu în înfășurarea statorului.
Un mijloc universal de diagnosticare a stării termice a motoarelor electrice este termografia în infraroșu, care asigură monitorizarea stării acesteia fără a o scoate pentru reparație. Termometrele IR fără contact măsoară temperatura suprafeței unui obiect de la o distanță sigură, făcându-le extrem de atractive pentru operarea mașinilor electrice rotative. Pe piața internă există un număr semnificativ de camere termice, camere termice, termografe de producție internă și străină în aceste scopuri.
Pe lângă măsurarea directă a temperaturii în această situație, poate fi utilizată o metodă indirectă - luând în considerare consumul de curent. O creștere a valorii curente peste valoarea nominală este un semn de diagnostic al dezvoltării anormale a proceselor într-o mașină electrică. Valoarea curentă este un parametru de diagnosticare destul de eficient, deoarece valoarea sa determină pierderile de putere activă, care, la rândul lor, sunt unul dintre principalele motive pentru încălzirea conductorilor de înfășurare. Supraîncălzirea motorului electric poate fi pe termen lung și pe termen scurt. Supracurenții pe termen lung sunt cauzate de modurile de încărcare, calitatea slabă a energiei. Supraîncărcările pe termen scurt apar în principal la pornirea unei mașini electrice. În ceea ce privește magnitudinea, supraîncărcările pe termen lung pot fi (1 ... 1,8) Inom și pe termen scurt (1,8 Inom.
Creșterea temperaturii în regim de echilibru a înfășurării motorului cu inducție tу în timpul suprasarcinii poate fi găsită prin expresia
unde DРсн - pierderi constante de putere calculate (pierderi în oțel) în condiții nominale de funcționare, W;
DРмн - pierderi de putere variabile calculate în conductori (pierderi de cupru) la condițiile nominale de funcționare ale motorului electric, W;
kн - multiplicitatea curentului de sarcină în raport cu curentul nominal;
A este transferul de căldură al motorului electric.
În același timp, atât atunci când se utilizează curentul ca parametru de diagnostic, cât și când se măsoară temperatura înfășurării cu ajutorul senzorilor speciali încorporați, temperatura ambientală nu este luată în considerare, este de asemenea necesar să ne amintim despre natura variabilă a sarcinii aplicate.
Există, de asemenea, parametrii de diagnosticare mai informativi care caracterizează starea proceselor termice într-un motor electric - de exemplu, rata de uzură termică a izolației. Cu toate acestea, definiția sa prezintă dificultăți semnificative.
Rezultatele investigațiilor efectuate în filiala ucraineană a GOSNITI au arătat că unul dintre posibilele mijloace de determinare a stării tehnice a carenei și a izolației fază la fază este măsurarea curenților de scurgere. Pentru determinarea curenților de scurgere între carcasă și fiecare dintre fazele motorului electric se aplică o tensiune DC de la 1200 la 1800 V și se fac măsurătorile corespunzătoare. Diferența dintre valorile curenților de scurgere a diferitelor faze de 1,5 ... 2 sau de mai multe ori indică prezența defectelor locale în izolarea fazei cu cea mai mare valoare a curentului (fisurare, rupturi, abraziune, supraîncălzire).
În funcție de starea izolației, prezența și tipul defectului, la creșterea tensiunii se observă o creștere a curentului de scurgere. Creșterile și fluctuațiile curenților de scurgere indică apariția defecțiunilor pe termen scurt și a punților conductoare în izolație, adică prezența defectelor.
Pentru a măsura curenții de scurgere, se pot folosi dispozitivele disponibile comercial IVN-1 și VS-2V sau se poate construi o instalație destul de simplă bazată pe o punte redresoare și un transformator de tensiune reglabil.
Izolația este considerată în stare bună dacă nu se observă supratensiuni de curent la creșterea tensiunii, curentul de scurgere la o tensiune de 1800 V nu depășește 95 μA pentru o fază (230 μA pentru trei faze), incrementul relativ al curenților este nu mai mult de 0,9, coeficientul de dezechilibru al curentului de scurgere de fază nu depășește 1,8.
5.5.4 Determinarea nivelului de rezistență al izolației ture-to-turn
Deteriorarea izolației de la rând la rând este una dintre cele mai frecvente cauze de defecțiune a motoarelor electrice și a altor echipamente.
Starea tehnică a izolației ture-to-turn este caracterizată de tensiunea de rupere, care ajunge la 4 ... 6 kV. Este practic imposibil să se creeze o astfel de tensiune pe izolația tur-la-turn a motoarelor electrice și a altor dispozitive în scopuri de testare, deoarece în acest caz trebuie aplicată o tensiune care depășește zeci de kilovolți izolației înfășurărilor în raport cu carcasă, ceea ce va duce la defectarea izolației carcasei. Cu condiția excluderii probabilității de defectare a izolației carcasei, la înfășurările mașinilor electrice cu o tensiune de 380 V se poate aplica o tensiune de cel mult 2,5 ... 3 kV. Prin urmare, este cu adevărat posibil să se determine tensiunea de avarie numai a izolației defecte.
În locul circuitului de viraj, apare de obicei un arc, care duce la distrugerea izolației într-o zonă limitată, apoi procesul se extinde peste zonă. Cu cât distanța dintre conductori este mai mică și cu cât forța lor de compresie este mai mare, cu atât scade mai repede tensiunea de avarie. S-a stabilit experimental că atunci când arcul arde, tensiunea de rupere dintre viraje scade de la 1V la 0 într-un timp s.
Datorită faptului că tensiunea de avarie la locul defectului atunci când apare este destul de mare (400 V și mai mult), iar supratensiunile în viraje apar pentru o perioadă scurtă de timp și nu ating frecvent valoarea de avarie, trece un timp considerabil de la momentul apariției unui defect în izolație până la un circuit complet de rotație ... Aceste date indică faptul că, în principiu, este posibil să se prezică durata de viață reziduală a izolației dacă avem date despre starea sa reală.
Pentru a diagnostica izolația turn-to-turn, pot fi utilizate dispozitive din seria CM, EL sau dispozitivul VChF 5-3. Dispozitive precum SM și EL vă permit să determinați prezența unui scurtcircuit al bobinei. Când le utilizați, două înfășurări sunt conectate la bornele dispozitivului, iar acestuia din urmă se aplică o tensiune de impuls de înaltă frecvență. Prezența scurtcircuitelor de rotație este determinată de curbele observate pe ecranul tubului catodic. În absența închiderii virajului se observă o curbă combinată, în prezența virajelor scurtcircuitate, curbele sunt bifurcate. Dispozitivul VChF 5-3 vă permite să determinați prezența unui defect în izolația bobinei și tensiunea de defectare la locul de avarie.
Se recomandă să se determine starea tehnică a izolației 380 V ture-to-turn atunci când înfășurării este aplicată o tensiune de înaltă frecvență de 1 V, care poate fi considerată că nu afectează rezistența dielectrică a izolației, deoarece puterea medie a impulsului de izolație ture-to-turn este de 8,6 kV, iar minimul este de 5 kV.
Trebuie amintit că dispozitivele existente vă permit să obțineți un anumit rezultat numai în ceea ce privește înfășurările care au deja un defect și nu oferă informații complete despre starea tehnică a izolației fără defecte. Prin urmare, pentru a preveni defecțiunile bruște din cauza defecțiunii izolației bobinei, diagnosticarea trebuie efectuată cel puțin o dată pe an pentru produsele noi și cel puțin o dată la două luni sau cel puțin 250 de ore de funcționare pentru dispozitivele reparate sau care funcționează mai mult de trei ani. , care va permite detectarea unui defect.într-un stadiu incipient de dezvoltare.
Demontarea unei mașini electrice la diagnosticarea izolației bobinei nu este necesară, deoarece un aparat de tip EL poate fi conectat la contactele de putere ale demarorului magnetic. Cu toate acestea, trebuie amintit că, dacă rotorul unui motor cu inducție este deteriorat, poate crea asimetrie magnetică, proporțională cu asimetria creată de înfășurările statorului, iar imaginea reală poate fi distorsionată. Prin urmare, este mai bine să diagnosticați înfășurările pentru prezența închiderilor turn-to-turn pe un motor electric dezasamblat.
5.5.5 Diagnosticare și predicție a rezistenței de izolație a înfășurării
În timpul funcționării, înfășurările dispozitivelor electrice suferă fie îmbătrânire termică, fie îmbătrânire sub influența umidității. Izolarea echipamentelor electrice care este puțin folosită în timpul zilei sau anului și se află în încăperi umede sau mai ales umede este supusă umidificării.
Perioada minimă de nefuncționare pentru motoarele electrice, la care începe umidificarea, este de la 2,7 până la 5,4 ore, în funcție de dimensiune. Unitățile care sunt inactive mai mult decât durata pauzelor date timp de două sau mai multe ore trebuie diagnosticate pentru a determina starea cadrului și izolația fază la fază.
Se recomandă verificarea stării tehnice a înfășurărilor după valoarea rezistenței de izolație DC sau a coeficientului de absorbție https://pandia.ru/text/78/408/images/image029_23.gif "width =" 84 height = 25 "înălțime =" 25 ">, (5.11)
unde Rн - rezistența izolației după reglare, MOhm;
kt - factor de corecție (depinde de raportul dintre temperatura măsurată și cel mai probabil în camera dată);
Ri - rezistența de izolație măsurată, MOhm.
Valoarea prezisă a rezistenței de izolație în timpul celei de-a treia măsurători viitoare este calculată prin expresie
https://pandia.ru/text/78/408/images/image031_22.gif "width =" 184 "height =" 55 ">, (5,15)
unde Ipv este curentul nominal al siguranței, A;
Iem - curent nominal al declanșării electromagnetice, A;
Uf - tensiune de fază, V;
Zph. o - rezistența totală a circuitului „fază - zero”, Ohm.
Se verifică conformitatea protecţiei cu condiţiile de pornire stabilă a acţionării electrice
https://pandia.ru/text/78/408/images/image033_10.jpg "width =" 405 "height =" 173 src = ">
Figura 5.9 - Diagrama unei eprubete pentru o lampă fluorescentă cu circuit de aprindere demaror: 1 - eprubetă, 2 - pini, 3 - lămpi de control precum NG127-75 sau NG127-100, 4 - sondă
Tubul de testare este realizat din material izolant transparent, cum ar fi plexiglas. Pentru confortul muncii, se recomandă să îl faceți detașabil. Pentru lămpile de 40 W, lungimea tubului fără știfturi trebuie să fie de 1199,4 mm.
Tehnologia de verificare a stării corpului de iluminat cu ajutorul unei eprubete este următoarea. Tubul este introdus în corpul de iluminat în locul lămpii fluorescente defecte. Se aplică tensiune și, conform unui tabel special, care oferă o posibilă listă de defecțiuni, se determină unitatea deteriorată. Starea de izolație a corpului de iluminat este verificată prin conectarea sondei 4 la părțile metalice ale carcasei.
Depanarea instalatiilor de iluminat se poate realiza prin indicatoare exterioare, avand un tabel de diagnostic corespunzator.
În timpul întreținerii instalațiilor de iluminat se verifică nivelul de iluminare, se monitorizează rezistența de izolație a firelor, se evaluează starea balastului și a echipamentului de protecție.
Pentru instalațiile de iluminat, durata de viață poate fi estimată. Conform nomogramelor elaborate la VNIIPTIMESH (Figura 5.10), în funcție de condițiile de mediu (temperatură și umiditate relativă), de valorile tensiunii și de frecvența de pornire a instalației de iluminat, se determină timpul mediu dintre defecțiuni.
Exemplul 5.3... Determinați durata de viață a unei lămpi fluorescente pentru următoarele date inițiale: umiditate relativă 72%, tensiune 220 V, temperatura ambiantă + 15 ° C.
Soluţie.
Soluția problemei este prezentată pe nomogramă (Figura 5.10). Pentru condițiile de bază date, durata de viață a corpului de iluminat este de 5,5 mii de ore.
coduri scurte „>
„Diagnosticarea ECHIPAMENTELOR ELECTRICE ALE CENTRALELOR ELECTRICE ȘI SUBSTAȚILOR SUBSTAȚIUNI Manuale Ministerul Educației și Științei din Federația Rusă Universitatea Federală Ural ...”
DIAGNOSTICĂECHIPAMENT ELECTRICSTAȚII ELECTRICEȘI SUBSTAȚII
Tutorial
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse
Universitatea Federală Ural
numit după primul președinte al Rusiei B. N. Elțîn
Diagnosticarea echipamentelor electrice
centrale electrice și substații
Tutorial
Recomandat de consiliul metodologic al UrFU pentru studenții înscriși în direcția 140400 - Energie electrică și inginerie electrică Editura Ekaterinburg a Universității Ural UDC 621.311: 658.562 (075.8) ББК 31.277-7я73 Д44 Autori: A.I. Khalyasmaa, S. A. Dmitriev, S. E. Kokin, DA Glushkov Reviewers: Director al United Engineering Company LLC AA Kostin, dr. econom. Științe, prof. AS Semerikov (Directorul JSC „Ekaterinburg Electric Grid Company”) Editor științific - Cand. tehnologie. Științe, conf. Univ. A. A. Suvorov Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor: un tutorial / A. I. Khalyasmaa [și altele]. - Ekaterinburg: Editura 44 către Urali. Universitatea, 2015 .-- 64 p.
ISBN 978-5-7996-1493-5 În condițiile moderne de uzură ridicată a echipamentelor rețelei electrice, o evaluare a stării tehnice a acestuia este o cerință obligatorie și inalienabilă pentru organizarea funcționării sale fiabile. Manualul are scopul de a studia metodele de testare nedistructivă și diagnosticare tehnică în industria energiei electrice pentru a evalua starea tehnică a echipamentelor rețelei electrice.
Bibliografie: 11 titluri. Orez. 19. Tab. 4.
UDC 621.311: 658.562 (075.8) ББК 31.277-7я73 ISBN 978-5-7996-1493-5 © Ural Federal University, 2015 Introducere Astăzi, starea economică a industriei energetice rusești ne obligă să luăm diferite măsuri pentru a crește durata de viață a serviciului Echipament electric.
În Rusia, în prezent, lungimea totală a rețelelor electrice cu o tensiune de 0,4-110 kV depășește 3 milioane km, iar capacitatea de transformare a substațiilor (SS) și a stațiilor de transformare (TP) este de 520 milioane kVA.
Costul mijloacelor fixe ale rețelelor este de aproximativ 200 de miliarde de ruble, iar gradul de amortizare a acestora este de aproximativ 40%. De-a lungul anilor 90, volumul de construcție, reechipare tehnică și reconstrucție a substațiilor a scăzut drastic, iar abia în ultimii ani s-a reluat ceva activitate în aceste zone.
Soluția la problema evaluării stării tehnice a echipamentelor electrice din rețelele electrice este în mare parte asociată cu introducerea unor metode eficiente de control instrumental și de diagnosticare tehnică. În plus, este necesar și indispensabil pentru funcționarea sigură și fiabilă a echipamentelor electrice. 1. Concepte de bază și prevederi ale diagnosticului tehnic Situația economică care s-a dezvoltat în ultimii ani în sectorul energetic ne obligă să luăm măsuri care vizează creșterea duratei de viață a diferitelor echipamente. Soluția la problema evaluării stării tehnice a echipamentelor electrice din rețelele electrice este în mare parte asociată cu introducerea unor metode eficiente de control instrumental și de diagnosticare tehnică.
Diagnosticarea tehnică (din greacă „recunoaștere”) este un aparat de măsuri care vă permite să studiați și să stabiliți semne de funcționare defectuoasă (operabilitate) a echipamentului, să stabiliți metode și mijloace prin care se dă o concluzie (se face un diagnostic) despre prezența (absența) unei defecțiuni (defect) ... Cu alte cuvinte, diagnosticarea tehnică face posibilă evaluarea stării obiectului investigat.
Astfel de diagnostice vizează în principal găsirea și analizarea cauzelor interne ale defecțiunii echipamentului. Cauzele externe sunt determinate vizual.
Conform GOST 20911–89, diagnosticarea tehnică este definită ca „un domeniu de cunoștințe care acoperă teoria, metodele și mijloacele de determinare a stării tehnice a obiectelor”. Obiectul, a cărui stare este determinată, se numește obiectul diagnosticului (OD), iar procesul de investigare a OD se numește diagnostic.
Scopul principal al diagnosticării tehnice este, în primul rând, de a recunoaște starea unui sistem tehnic în condiții de informații limitate și, ca urmare, de a crește fiabilitatea și de a evalua resursele reziduale ale sistemului (echipamentului). Datorită faptului că sistemele tehnice diferite au structuri și scopuri diferite, este imposibil să se aplice același tip de diagnosticare tehnică tuturor sistemelor.
În mod convențional, structura diagnosticului tehnic pentru orice tip și scop de echipament este prezentată în Fig. 1. Se caracterizează prin două direcții întrepătrunse și interconectate: teoria recunoașterii și teoria controlabilității. Teoria recunoașterii studiază algoritmii de recunoaștere aplicați problemelor de diagnosticare, care de obicei pot fi considerate probleme de clasificare. Algoritmii de recunoaștere în diagnosticarea tehnică se bazează parțial pe
1. Concepte de bază și dispoziții de diagnosticare tehnică pe modele de diagnosticare care stabilesc o legătură între stările unui sistem tehnic și afișajele acestora în spațiul semnalelor de diagnosticare. Regulile decizionale sunt o parte importantă a problemei recunoașterii.
Inspecția este proprietatea unui produs de a oferi o evaluare fiabilă a stării sale tehnice și detectarea timpurie a defecțiunilor și defecțiunilor. Sarcina principală a teoriei controlabilității este de a studia mijloacele și metodele de obținere a informațiilor de diagnostic.
- & nbsp– & nbsp–
Orez. 1. Structura diagnosticului tehnic
Aplicarea (selectarea) tipului de diagnosticare tehnică este determinată de următoarele condiții: 1) scopul obiectului controlat (sfera de utilizare, condițiile de funcționare etc.); 2) complexitatea obiectului controlat (complexitatea structurii, numărul de parametri controlați etc.); 3) fezabilitate economică; 4) gradul de pericol al dezvoltării unei urgențe și consecințele defecțiunii obiectului controlat.
Starea sistemului este descrisă de un set de parametri (caracteristici) care îl determină; la diagnosticarea sistemului, aceștia se numesc parametri de diagnosticare. La alegerea parametrilor de diagnosticare se acordă prioritate celor care îndeplinesc cerințele de fiabilitate și redundanță a informațiilor despre starea tehnică a sistemului în condiții reale de funcționare. În practică, mai mulți parametri de diagnosticare sunt utilizați de obicei simultan. Parametrii de diagnosticare pot fi parametri ai proceselor de lucru (putere, tensiune, curent etc.), procese asociate (vibrații, zgomot, temperatură etc.) și valori geometrice (degajare, joc, bătaie etc.). Numărul de parametri de diagnosticare măsurați depinde și de tipurile de dispozitive.Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor pentru diagnosticarea sistemului (prin care se realizează procesul de obținere a datelor) și gradul de dezvoltare a metodelor de diagnosticare. De exemplu, numărul de parametri de diagnosticare măsurați ai transformatoarelor de putere și ai reactoarelor de șunt poate ajunge la 38, întrerupătoarele cu ulei - 29, întrerupătoarele SF6 - 25, descărcătoarele și descărcătoarele - 10, întrerupătoarele (cu o unitate) - 14, umplute cu ulei transformatoare de instrumente și condensatori de cuplare - 9 ... La rândul lor, parametrii de diagnosticare trebuie să aibă următoarele proprietăți: 1) sensibilitate; 2) amploarea schimbării; 3) lipsă de ambiguitate; 4) stabilitate; 5) informativitatea; 6) frecvența înregistrării; 7) disponibilitatea și comoditatea măsurării.
Sensibilitatea parametrului de diagnosticare este gradul de modificare a parametrului de diagnosticare atunci când parametrul funcțional este variat, adică cu cât valoarea acestei valori este mai mare, cu atât parametrul de diagnosticare este mai sensibil la modificarea parametrului funcțional.
Unicitatea parametrului de diagnosticare este determinată de dependența sa monotonă în creștere sau scădere de parametrul funcțional în intervalul de la modificarea inițială până la modificarea limitativă a parametrului funcțional, adică fiecare valoare a parametrului funcțional corespunde unei singure valori a parametrului de diagnostic. parametrului și, la rândul său, fiecărei valori a parametrului de diagnosticare îi corespunde o singură valoare pentru un parametru funcțional.
Stabilitatea setează posibila abatere a parametrului de diagnosticare de la valoarea sa medie după măsurători repetate în condiții constante.
Latitudinea schimbării - intervalul de modificare a parametrului de diagnosticare corespunzător valorii date a modificării parametrului funcțional; astfel, cu cât intervalul de variație al parametrului de diagnostic este mai mare, cu atât valoarea sa informativă este mai mare.
Informativitatea este o proprietate a unui parametru de diagnostic, care, dacă este insuficient sau redundant, poate reduce eficiența procesului de diagnosticare în sine (fiabilitatea diagnosticului).
Frecvența de înregistrare a parametrului de diagnosticare este determinată pe baza cerințelor de funcționare tehnică și a instrucțiunilor producătorului și depinde de rata de posibilă formare și dezvoltare a unui defect. 1. Concepte de bază și dispoziții de diagnosticare tehnică Disponibilitatea și comoditatea măsurării parametrului de diagnosticare depind în mod direct de proiectarea obiectului de diagnosticare și a instrumentului de diagnosticare (dispozitiv).
În diferite literaturi, puteți găsi diferite clasificări ale parametrilor de diagnosticare, în cazul nostru, pentru diagnosticarea echipamentelor electrice, vom adera la tipurile de parametri de diagnosticare prezentate în sursă. Parametrii de diagnosticare sunt clasificați în trei tipuri: 1. Parametrii tip informație reprezentând caracteristica obiectului; 2. Parametri reprezentând caracteristicile tehnice actuale ale elementelor (nodurilor) obiectului; 3. Parametri care sunt derivati ai mai multor parametri. Parametrii de diagnosticare a tipului de informații includ: 1. Tip obiect; 2. Timpul de punere în funcțiune și perioada de funcționare; 3. Lucrări de reparații efectuate la instalație; 4. Caracteristicile tehnice ale obiectului obținute în timpul testării în fabrică și/sau în timpul punerii în funcțiune.
Parametrii de diagnostic reprezentând caracteristicile tehnice actuale ale elementelor (unităților) obiectului sunt cel mai adesea parametrii proceselor de lucru (uneori însoțitoare).
Parametrii de diagnosticare care sunt derivați ai mai multor parametri includ, în primul rând, cum ar fi: 1. Temperatura maximă a punctului cel mai fierbinte al transformatorului la orice sarcină; 2. Caracteristici dinamice sau derivate ale acestora.
În mare măsură, alegerea parametrilor de diagnosticare depinde de fiecare tip specific de echipament și de metoda de diagnosticare utilizată pentru acest echipament. 2. Concept și rezultate diagnostice
Diagnosticarea modernă a echipamentelor electrice (în funcție de scop) poate fi împărțită condiționat în trei domenii principale: 1. Diagnostice parametrice; 2. Diagnosticul defecțiunilor; 3. Diagnosticare preventivă.
Diagnosticarea parametrică este controlul parametrilor standardizați ai echipamentelor, detectarea și identificarea modificărilor periculoase ale acestora.
Este utilizat pentru protecția în caz de urgență și controlul echipamentelor, iar informațiile de diagnosticare sunt conținute în agregatul abaterilor valorilor acestor parametri de la valorile nominale.
Diagnosticarea defecțiunii este determinarea tipului și mărimii unui defect după înregistrarea faptului unei defecțiuni. O astfel de diagnosticare face parte din întreținerea sau repararea echipamentelor și se efectuează pe baza rezultatelor monitorizării parametrilor acestuia.
Diagnosticarea preventivă este detectarea tuturor defectelor potențial periculoase într-un stadiu incipient de dezvoltare, monitorizarea dezvoltării lor și, pe această bază, o prognoză pe termen lung a stării echipamentului.
Sistemele moderne de diagnosticare includ toate cele trei domenii de diagnosticare tehnică pentru a forma cea mai completă și mai fiabilă evaluare a stării echipamentului. Astfel, rezultatele diagnosticului includ: 1. Determinarea stării echipamentului diagnosticat (evaluarea stării echipamentului); 2. Identificarea tipului de defect, amploarea, locația, cauzele apariției, care servește ca bază pentru luarea unei decizii cu privire la funcționarea ulterioară a echipamentului (retragere pentru reparații, inspecție suplimentară, funcționare continuă etc.) sau pe înlocuirea completă a echipamentului; 3. Prognoza asupra termenilor de exploatare ulterioara - evaluarea duratei de viata reziduale a echipamentului electric.
Prin urmare, se poate concluziona că pentru a preveni formarea defectelor (sau detectarea în stadiile incipiente ale formării) și pentru a menține fiabilitatea operațională a echipamentelor, este necesar să se utilizeze controlul echipamentului sub forma unui sistem de diagnosticare. 2. Concepte și rezultate diagnostice Conform clasificării generale, toate metodele de diagnosticare a echipamentelor electrice pot fi împărțite în două grupe, numite și metode de control: metode de testare nedistructive și distructive. Metodele de testare nedistructivă (NDT) sunt metode de control al materialelor (produselor) care nu necesită distrugerea probelor de material (produse). În consecință, metodele de testare distructivă sunt metode de control al materialelor (produselor) care necesită distrugerea probelor de materiale (produse).
La rândul lor, toate OLS sunt, de asemenea, subdivizate în metode, dar în funcție de principiul de funcționare (fenomene fizice pe care se bazează).
Mai jos sunt principalele MNC-uri, conform GOST 18353-79, cele mai frecvent utilizate pentru echipamente electrice: 1) magnetic,
2) electric,
3) curent turbionar,
4) unde radio,
5) termice,
6) optic,
7) radiații,
8) acustic,
9) substanțe penetrante (detecție capilară și de scurgere).
În cadrul fiecărui tip, metodele sunt de asemenea clasificate în funcție de criterii suplimentare.
Vom oferi fiecărei metode OLS definiții clare utilizate în documentația normativă.
Metodele de control magnetic, conform GOST 24450-80, se bazează pe înregistrarea câmpurilor magnetice rătăcite care apar în urma defectelor sau pe determinarea proprietăților magnetice ale produselor controlate.
Metodele de control electric, conform GOST 25315-82, se bazează pe înregistrarea parametrilor câmpului electric care interacționează cu obiectul de control sau câmpul care apare în obiectul de control ca urmare a influenței externe.
Conform GOST 24289–80, metoda de control al curenților turbionari se bazează pe analiza interacțiunii unui câmp electromagnetic extern cu câmpul electromagnetic al curenților turbionari induși de o bobină de antrenare într-un obiect conductiv electric de control de către acest câmp.
Metoda de control al undelor radio este o metodă de control nedistructivă bazată pe analiza interacțiunii radiațiilor electromagnetice din domeniul undelor radio cu obiectul de control (GOST 25313–82).
Metodele de control termic, conform GOST 53689-2009, se bazează pe înregistrarea câmpurilor termice sau de temperatură ale obiectului controlat.
Metodele de control vizual-optic, conform GOST 24521-80, se bazează pe interacțiunea radiației optice cu obiectul controlat.
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor Metodele de control al radiațiilor se bazează pe înregistrarea și analiza radiațiilor ionizante penetrante după interacțiunea cu obiectul controlat (GOST 18353-79).
Metodele de control acustic se bazează pe utilizarea vibrațiilor elastice excitate sau care apar în obiectul de control (GOST 23829–85).
Metodele de control capilar, conform GOST 24521–80, se bazează pe pătrunderea capilară a lichidelor indicator în cavitățile suprafeței și prin discontinuități ale materialului obiectelor de control și înregistrarea urmelor indicatorului rezultate printr-o metodă vizuală sau folosind un traductor. 3. Defecte ale echipamentelor electrice Evaluarea stării tehnice a echipamentelor electrice este un element esențial al tuturor aspectelor majore ale funcționării centralelor și stațiilor electrice. Una dintre sarcinile sale principale este identificarea faptului de funcționare sau defecțiune a echipamentului.
Trecerea produsului de la o stare de funcționare la una defectuoasă are loc din cauza defectelor. Cuvântul defect este folosit pentru a desemna fiecare neconformitate individuală a echipamentului.
Defecțiunile echipamentelor pot apărea în diferite momente ale ciclului său de viață: în timpul fabricării, instalării, reglajului, exploatării, testării, reparațiilor - și au diverse consecințe.
Există multe tipuri de defecte, sau mai bine zis varietățile lor, echipamente electrice. Deoarece cunoașterea tipurilor de diagnosticare a echipamentelor electrice din manual va începe cu diagnosticarea imaginii termice, vom folosi gradarea stării defectelor (echipament), care este mai des folosită în controlul IR.
Există de obicei patru categorii sau grade principale de dezvoltare a defectelor: 1. Stare normală a echipamentului (fără defecte); 2. Un defect în stadiul inițial de dezvoltare (prezența unui astfel de defect nu are un efect evident asupra funcționării echipamentului); 3. Un defect foarte dezvoltat (prezența unui astfel de defect limitează capacitatea de operare a echipamentului sau îi scurtează durata de viață); 4. Un defect într-o etapă de dezvoltare de urgență (prezența unui astfel de defect face ca funcționarea echipamentului să fie imposibilă sau inacceptabilă).
Ca urmare a identificării unor astfel de defecte, în funcție de gradul de dezvoltare a acestora, se iau următoarele decizii (măsuri) posibile pentru eliminarea acestora: 1. Înlocuiți echipamentul, piesa sau elementul acestuia; 2. Efectuați reparația echipamentului sau a elementului acestuia (după aceasta, efectuați un sondaj suplimentar pentru a evalua calitatea reparației efectuate); 3. Lăsați în funcțiune, dar reduceți timpul dintre verificările periodice (control mai frecvent); 4. Efectuați alte teste suplimentare.
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice Atunci când se identifică defectele și se ia decizii cu privire la funcționarea ulterioară a echipamentelor electrice, nu trebuie să uităm de problema fiabilității și acurateții informațiilor primite despre starea echipamentului.
Orice metodă NDT nu oferă o fiabilitate completă în evaluarea stării unui obiect.
Rezultatele măsurătorilor includ erori, deci există întotdeauna posibilitatea unui rezultat fals al testului: Un obiect sanatos va fi declarat inutilizabil (un defect fals sau o eroare de primul fel); Obiectul defect va fi considerat bun (un defect detectat sau eroare de tip II).
Erorile din NDT duc la diverse consecințe: dacă erorile de primul tip (defect fals) cresc doar volumul lucrărilor de restaurare, atunci erorile de al doilea tip (defect nedetectat) implică deteriorarea de urgență a echipamentului.
Este de remarcat faptul că pentru orice tip de NDT pot fi identificați o serie de factori care afectează rezultatele măsurătorilor sau analiza datelor obținute. Acești factori pot fi împărțiți condiționat în trei grupuri principale: 1. Mediu; 2. Factorul uman; 3. Aspectul tehnic.
Grupul „mediu” include factori precum condițiile meteorologice (temperatura aerului, umiditatea, înnorarea, puterea vântului etc.), ora din zi.
„Factorul uman” este înțeles ca fiind calificările personalului, cunoștințele profesionale ale echipamentului și conducerea competentă a controlului termic în sine.
„Aspect tehnic” înseamnă baza de informații despre echipamentul diagnosticat (material, date pașaport, anul de fabricație, starea suprafeței etc.).
De fapt, există mult mai mulți factori care influențează rezultatul metodelor NDT și analiza datelor metodelor NDT decât cei enumerați mai sus. Dar acest subiect are un interes separat și este atât de vast încât merită o carte separată.
Datorită posibilității de a face greșeli pentru fiecare tip de NDT, există o documentație normativă proprie care reglementează scopul metodelor NDT, procedura de efectuare a NDT, instrumente NDT, analiza rezultatelor NDT, posibilele tipuri de defecte în NDT, recomandări. pentru eliminarea lor etc.
Tabelul de mai jos prezintă principalele documente de reglementare care trebuie urmate atunci când se efectuează diagnostice folosind principalele metode de testare nedistructivă. 3. Defecte ale echipamentelor electrice - & nbsp– & nbsp– 4.1. Metode de control termic: termeni de bază și scop Metodele de control termic (TMK) se bazează pe măsurarea, evaluarea și analiza temperaturii obiectelor controlate. Condiția principală pentru utilizarea diagnosticului folosind OLS termic este prezența fluxurilor de căldură în obiectul diagnosticat.
Temperatura este cea mai versatilă reflectare a stării oricărui echipament. În practic orice alt lucru decât funcționarea normală a echipamentului, o modificare a temperaturii este primul indicator al unei stări de defecțiune. Reacțiile de temperatură în diferite moduri de funcționare, datorită versatilității lor, apar în toate etapele funcționării echipamentelor electrice.
Diagnosticul în infraroșu este cea mai promițătoare și eficientă direcție de dezvoltare în diagnosticul echipamentelor electrice. Are o serie de avantaje și beneficii față de metodele tradiționale de testare, și anume: 1) fiabilitatea, obiectivitatea și acuratețea informațiilor primite; 2) siguranța personalului în timpul inspecției echipamentelor; 3) nu este nevoie să opriți echipamentul; 4) nu este nevoie să pregătiți locul de muncă; 5) o cantitate mare de muncă efectuată pe unitate de timp; 6) capacitatea de a identifica defectele într-un stadiu incipient al dezvoltării; 7) diagnosticarea majorității tipurilor de echipamente electrice ale substațiilor; 8) costuri reduse cu forța de muncă pentru producția de măsurători pe echipament.
Utilizarea TMK se bazează pe faptul că prezența aproape tuturor tipurilor de defecte ale echipamentelor determină o modificare a temperaturii elementelor defecte și, ca urmare, o modificare a intensității infraroșului.
4. Metode de control termic (IR) al radiațiilor care pot fi înregistrate de dispozitive de termoviziune. TMK pentru diagnosticarea echipamentelor electrice la centralele electrice și substații poate fi utilizat pentru următoarele tipuri de echipamente: 1) transformatoare de putere și bucșele lor de înaltă tensiune; 2) echipamente de comutare: întrerupătoare de putere, întrerupătoare; 3) transformatoare de măsurare: transformatoare de curent (CT) și tensiune (VT); 4) supresoare de supratensiune și supresoare de supratensiune (SPD); 5) bare colectoare ale tablourilor de distribuție (RU); 6) izolatoare; 7) conexiuni de contact; 8) generatoare (părți frontale și oțel activ); 9) liniile electrice (liniile de transmisie a energiei electrice) și elementele lor structurale (de exemplu, suporturi pentru liniile de transport electric) etc.
TMK pentru echipamente de înaltă tensiune, ca una dintre metodele moderne de cercetare și control, a fost introdus în „Scopul și standardele de testare a echipamentelor electrice RD 34.45-51.300-97” în 1998, deși a fost folosit în multe sisteme de alimentare mult mai devreme.
4.2. Principalele instrumente pentru inspecția echipamentelor TMK
Pentru a inspecta echipamentele electrice ale TMK, se folosește un dispozitiv de măsurare a imaginii termice (thermal imager). Conform GOST R 8.619-2006, o termocamera este un dispozitiv optoelectronic conceput pentru observarea, măsurarea și înregistrarea fără contact (la distanță) a distribuției spațiale / spațio-temporale a temperaturii radiației obiectelor din câmpul vizual al dispozitivului prin formarea o succesiune temporală de termograme și determinarea obiectului cu temperatura de suprafață în funcție de parametrii cunoscuți de emisivitate și de tragere (temperatura ambiantă, transmisia atmosferică, distanța de observare etc.). Cu alte cuvinte, o termocamera este un fel de cameră de televiziune care captează obiecte în radiații infraroșii, ceea ce vă permite să obțineți o imagine a distribuției căldurii (diferența de temperatură) pe suprafață în timp real.
Camerele termice vin în diferite modificări, dar principiul de funcționare și design sunt aproximativ aceleași. Mai jos, în fig. 2 prezintă aspectul diferitelor camere termice.
Diagnosticarea echipamentelor electrice a centralelor electrice și a substațiilor a b c
Orez. 2. Vedere externă a aparatului termic:
a - imager termic profesional; b - termocamera staționară pentru sisteme de control și monitorizare continuă; c - cea mai simplă termocamera portabilă compactă Gama de temperaturi măsurate, în funcție de marca și tipul camerei termice, poate fi de la –40 la +2000 ° C.
Principiul de funcționare al unei camere termice se bazează pe faptul că toate corpurile fizice sunt încălzite neuniform, în urma căreia se formează o imagine a distribuției radiației infraroșii. Cu alte cuvinte, funcționarea tuturor camerelor termice se bazează pe fixarea diferenței de temperatură „obiect/fond” și pe transformarea informațiilor primite într-o imagine (termogramă) vizibilă ochiului. O termogramă, conform GOST R 8.619-2006, este o imagine bidimensională cu mai multe elemente, căreia îi este atribuită o culoare/sau gradație a unei culori/gradație a luminozității ecranului, determinată în conformitate cu scala de temperatură condiționată. Adică, câmpurile de temperatură ale obiectelor sunt considerate ca o imagine color, unde gradațiile de culoare corespund gradațiilor de temperatură. În fig. 3 arată un exemplu.
- & nbsp– & nbsp–
palete. Legătura paletei de culori cu temperatura de pe termogramă este stabilită de operator însuși, adică imaginile termice sunt pseudocolore.
Alegerea paletei de culori a termogramei depinde de intervalul de temperaturi utilizat. Schimbarea paletei de culori este folosită pentru a crește contrastul și eficacitatea percepției vizuale (conținutul de informații) a termogramei. Numărul și tipurile de palete depind de producătorul aparatului termic. Iată principalele palete, cele mai frecvent utilizate pentru termograme: 1. RGB (roșu - roșu, verde - verde, albastru - albastru); 2. Metal fierbinte (culoarea metalului fierbinte); 4. Gri (gri); 7. Inframetrie; 8. CMY (cyan - cyan, magenta - magenta, galben - galben). În fig. 4 prezintă o termogramă de siguranțe, prin exemplul căreia puteți lua în considerare principalele componente (elementele) unei termograme: 1. Scala de temperatură - determină raportul dintre gama de culori a zonei termogramei și temperatura acesteia; 2. Zona de încălzire anormală (caracterizată printr-o gamă de culori din partea superioară a scalei de temperatură) - un echipament care are o temperatură ridicată; 3. Linia de tăiere a temperaturii (profil) - o linie care trece printr-o zonă de încălzire anormală și un nod similar cu cel defect; 4. Graficul temperaturii - un grafic care afișează distribuția temperaturii de-a lungul liniei de tăiere a temperaturii, adică de-a lungul axei X - numerele ordinale de puncte de-a lungul lungimii liniei și de-a lungul axei Y - valorile temperaturii în aceste puncte ale termogramei.
Orez. 4. Termograma siguranțelor Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor În acest caz, termograma este o fuziune a imaginilor termice și reale, care nu este prevăzută în toate produsele software pentru analiza datelor de diagnosticare prin termoviziune. De asemenea, este de remarcat faptul că graficul temperaturii și linia de tăiere a temperaturii sunt elemente ale analizei datelor termogramei și este imposibil să le folosiți fără ajutorul unui software pentru procesarea unei imagini termice.
Trebuie subliniat faptul că distribuția culorilor pe termogramă este selectată aleatoriu și în acest exemplu împarte defectele în trei grupe: verde, galben și roșu. Grupa roșie combină defecte grave, grupa verde include defecte incipiente.
De asemenea, pentru măsurarea temperaturii fără contact se folosesc pirometre, al căror principiu se bazează pe măsurarea puterii radiației termice a obiectului de măsurat, în principal în domeniul infraroșu.
În fig. 5 prezintă aspectul diferitelor pirometre.
Orez. 5. Aspectul pirometrului Gama de temperaturi măsurate, în funcție de marca și tipul pirometrului, poate fi de la –100 la +3000 ° C.
Diferența fundamentală dintre camerele termice și pirometrele este că pirometrele măsoară temperatura într-un anumit punct (până la 1 cm), în timp ce camerele termice analizează întregul obiect în ansamblu, arătând toate diferențele și fluctuațiile de temperatură în orice punct.
Atunci când se analizează rezultatele diagnosticului IR, este necesar să se ia în considerare proiectarea echipamentului diagnosticat, metodele, condițiile și durata de funcționare, tehnologia de fabricație și o serie de alți factori.
Masa 2 discută principalele tipuri de echipamente electrice la substații și tipurile de defecte detectate cu ajutorul diagnosticului IR în funcție de sursă. 4. Metode de control termic - & nbsp– & nbsp–
În prezent, controlul prin termoviziune a echipamentelor electrice și a liniilor aeriene de transport a energiei electrice este prevăzut de RD 34.45-51.300-97 „Domeniul de aplicare și standardele de testare a echipamentelor electrice”.
5. Diagnosticul echipamentelor umplute cu ulei În prezent, stațiile folosesc un număr suficient de echipamente umplute cu ulei. Echipamentele umplute cu ulei sunt echipamente care utilizează ulei ca mediu de stingere a arcului, izolator și răcire.
Astăzi, substațiile folosesc și operează echipamente umplute cu ulei de următoarele tipuri: 1) transformatoare de putere; 2) măsurarea transformatoarelor de curent și tensiune; 3) reactoare de șunt; 4) întrerupătoare; 5) bucșe de înaltă tensiune; 6) linii de cablu umplute cu ulei.
Merită subliniat faptul că o parte considerabilă a echipamentelor umplute cu ulei aflate în funcțiune astăzi este utilizată la limita capacităților sale - dincolo de durata de viață standard. Și împreună cu alte echipamente, uleiul este, de asemenea, îmbătrânit.
Se acordă o atenție deosebită stării uleiului, deoarece sub influența câmpurilor electrice și magnetice, compoziția sa moleculară inițială se modifică și, de asemenea, din cauza funcționării, volumul acestuia se poate modifica. Aceasta, la rândul său, poate reprezenta un pericol atât pentru funcționarea echipamentului de la substație, cât și pentru personalul de întreținere.
Prin urmare, diagnosticarea corectă și în timp util a uleiului este cheia pentru funcționarea fiabilă a echipamentelor umplute cu ulei.
Uleiul este o fracțiune rafinată a uleiului obținută în timpul distilării, care fierbe la temperaturi de la 300 la 400 ° C. În funcție de originea uleiului, acesta are proprietăți diferite, iar aceste proprietăți distinctive ale materiei prime și metodelor de producție se reflectă în proprietățile uleiului. În domeniul energetic, uleiul este considerat cel mai comun dielectric lichid.
În plus față de uleiurile de transformare din petrol, este posibilă fabricarea dielectricelor lichide sintetice pe bază de hidrocarburi clorurate și fluide organosiliconice. 5. Diagnosticarea echipamentelor umplute cu ulei Principalele tipuri de ulei fabricat rusesc, cel mai des utilizate pentru echipamentele umplute cu ulei, includ următoarele: 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).
Astfel, analiza uleiului este efectuată pentru a determina nu numai indicatorii de calitate a uleiului, care trebuie să respecte cerințele documentației de reglementare și tehnice. Starea uleiului este caracterizată de indicatorii săi de calitate. Principalii indicatori ai calității uleiului de transformator sunt dați în clauza 1.8.36 din PUE.
Masa 3 prezintă cei mai des utilizați indicatori ai calității uleiului de transformator.
Tabelul 3 Indicatori ai calității uleiului de transformator - & nbsp– & nbsp–
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor și substațiilor Uleiul conține aproximativ 70% din informații despre starea echipamentelor.
Uleiul mineral este un amestec complex multicomponent de hidrocarburi aromatice, naftenice și parafinice, precum și cantități relative de oxigen, sulf și derivați ai acestor atomi de carbon. 1. Seriile aromatice sunt responsabile pentru stabilitatea împotriva oxidării, stabilitatea termică, vâscozitatea-temperatura și proprietățile de izolare electrică. 2. Serii naftenice sunt responsabile pentru punctul de fierbere, vâscozitatea și densitatea uleiului. 3. Rânduri de parafină.
Compoziția chimică a uleiurilor este determinată de proprietățile materiei prime petroliere originale și ale tehnologiei de producție.
În medie, pentru echipamentele umplute cu ulei, frecvența inspecției și domeniul de aplicare al testării echipamentelor este o dată la doi (patru) ani.
Rezistența dielectrică, caracterizată prin tensiunea de rupere într-un descărcător standard sau intensitatea câmpului electric corespunzător, se modifică odată cu umezirea și contaminarea uleiului și, prin urmare, poate servi ca indicator de diagnostic. Când temperatura scade, excesul de apă este eliberat sub formă de emulsie, ceea ce determină o scădere a tensiunii de avarie, mai ales în prezența contaminanților.
Tg-ul poate oferi și informații despre prezența umidității în ulei, dar numai cu cantități mari de umiditate. Acest lucru poate fi explicat prin efectul mic asupra tg de ulei al apei dizolvate în el; o creștere accentuată a tg de ulei are loc atunci când apare o emulsie.
În structurile izolante, cea mai mare parte a umidității este în izolație solidă. Schimbul de umiditate are loc constant între acesta și ulei, iar în structurile neetanșate, de asemenea, între ulei și aer. Cu un regim stabil de temperatură, apare o stare de echilibru, iar apoi conținutul de umiditate al uleiului poate fi utilizat pentru a estima conținutul de umiditate al izolației solide.
Sub influența unui câmp electric, a temperaturii și a oxidanților, uleiul începe să se oxideze odată cu formarea acizilor și esterilor, într-un stadiu ulterior al îmbătrânirii - odată cu formarea nămolului.
Depunerea ulterioară a nămolului pe izolația din hârtie nu numai că afectează răcirea, dar poate duce și la deteriorarea izolației, deoarece nămolul nu este niciodată depus uniform. 5. Diagnosticarea echipamentelor umplute cu ulei
Pierderile dielectrice din ulei sunt determinate în principal de conductivitatea acestuia și cresc pe măsură ce produsele de îmbătrânire și impuritățile se acumulează în ulei. Valorile tg inițiale ale uleiului proaspăt depind de compoziția acestuia și de gradul de purificare. Dependența bronzului de temperatură este logaritmică.
Îmbătrânirea uleiului este determinată de procesele oxidative, expunerea la un câmp electric și prezența materialelor structurale (metale, lacuri, celuloză). Ca urmare a îmbătrânirii, proprietățile izolante ale uleiului se deteriorează și se formează nămol, ceea ce împiedică transferul de căldură și accelerează îmbătrânirea izolației celulozice. Temperaturile de funcționare ridicate și prezența oxigenului (în structurile neetanșate) joacă un rol semnificativ în accelerarea îmbătrânirii uleiului.
Necesitatea de a controla modificarea compoziției uleiului în timpul funcționării transformatoarelor ridică problema alegerii unei astfel de metode analitice care ar putea oferi o determinare fiabilă calitativă și cantitativă a compușilor conținuti în uleiul de transformator.
În cea mai mare măsură, aceste cerințe sunt îndeplinite prin cromatografie, care este o metodă complexă care combină etapa de separare a amestecurilor complexe în componente individuale și etapa determinării lor cantitative. Pe baza rezultatelor acestor analize, se evaluează starea echipamentelor umplute cu ulei.
Testele de ulei izolator se efectuează în laboratoare, pentru care se prelevează probe de ulei din echipament.
Metodele de determinare a principalelor caracteristici ale acestora, de regulă, sunt reglementate de standardele de stat.
Analiza cromatografică a gazelor dizolvate în ulei relevă defecte, de exemplu, ale unui transformator într-un stadiu incipient al dezvoltării lor, presupusa natură a defectului și gradul de deteriorare prezent. Starea transformatorului se evaluează prin compararea datelor cantitative obținute din analiză cu valorile limită ale concentrației de gaz și prin rata de creștere a concentrației de gaz în ulei. Această analiză pentru transformatoarele cu o tensiune de 110 kV și mai mult trebuie efectuată cel puțin o dată la 6 luni.
Analiza cromatografică a uleiurilor de transformatoare include: 1) determinarea conținutului de gaze dizolvate în ulei; 2) determinarea conținutului de aditivi antioxidanți - ioni etc; 3) determinarea conținutului de umiditate; 4) determinarea conținutului de azot și oxigen etc.
Pe baza rezultatelor acestor analize, se evaluează starea echipamentelor umplute cu ulei.
Determinarea puterii electrice a uleiului (GOST 6581-75) se efectuează într-un vas special cu dimensiuni standardizate ale electrozilor atunci când se aplică o tensiune de frecvență industrială.
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice Pierderile dielectrice în ulei sunt măsurate printr-un circuit de punte la o intensitate a câmpului electric alternativ de 1 kV / mm (GOST 6581–75). Măsurarea se realizează prin plasarea probei într-o celulă (vas) de măsurare specială cu trei electrozi (ecranat). Valoarea bronzului se determină la temperaturi de 20 și 90 C (pentru unele uleiuri la 70 C). De obicei, vasul este plasat într-un termostat, dar acest lucru crește semnificativ timpul petrecut pentru testare. O navă cu încălzitor încorporat este mai convenabilă.
O evaluare cantitativă a conținutului de impurități mecanice este efectuată prin filtrarea probei, urmată de cântărirea sedimentului (GOST 6370–83).
Sunt utilizate două metode pentru a determina cantitatea de apă dizolvată în ulei. Metoda reglementată de GOST 7822–75 se bazează pe interacțiunea hidrurii de calciu cu apa dizolvată. Fracția de masă a apei este determinată de volumul de hidrogen eliberat. Această metodă este complicată; rezultatele nu sunt întotdeauna reproductibile. Metoda preferată este coulometrică (GOST 24614–81), bazată pe reacția dintre apă și reactivul Fisher. Reacția are loc atunci când curentul trece între electrozi într-un aparat special. Sensibilitatea metodei este de 2 · 10–6 (în greutate).
Numărul de acid este măsurat prin cantitatea de hidroxid detaliu (în miligrame) cheltuită pentru a neutraliza compușii acizi extrași din ulei cu o soluție de alcool etilic (GOST 5985–79).
Punctul de aprindere este cea mai scăzută temperatură a uleiului la care, în condițiile de testare, se formează un amestec de vapori și gaze cu aer, capabil să strălucească dintr-o flacără deschisă (GOST 6356-75). Uleiul se încălzește într-un creuzet închis cu agitare; testarea amestecului – la intervale regulate.
Un volum intern mic (intrari) al echipamentului cu o valoare chiar de deteriorare nesemnificativa contribuie la o crestere rapida a concentratiei gazelor insotitoare.
În acest caz, apariția gazelor în ulei este asociată rigid cu o încălcare a integrității izolației bucșelor.
În acest caz, se pot obține date suplimentare privind conținutul de oxigen, care determină procesele oxidative din ulei. Gazele tipice produse din ulei mineral și celuloză (hârtie și carton) în transformatoare includ: Hidrogen (H2); metan (CH4); Etan (C2H6); 5. Diagnosticarea echipamentelor umplute cu ulei - & nbsp– & nbsp– Exemple de echipamente de bază pentru analiza compoziției uleiului: 1. Contor de umiditate - conceput pentru a măsura fracția de masă a umidității din uleiul de transformator.
- & nbsp– & nbsp– 3. Contor de parametri dielectrici ai uleiului de transformator - conceput pentru a măsura permisivitatea relativă și tangenta de pierdere dielectrică a uleiului de transformator.
Orez. 8. Contor de parametri dielectrici ai uleiului
4. Tester automat de ulei pentru transformatoare - folosit pentru măsurarea rezistenței dielectrice a lichidelor izolatoare pentru defectare. Tensiunea de avarie reflectă gradul de contaminare a lichidului cu diverse impurități.
Orez. 9. Tester de ulei de transformator
5. Sistem de monitorizare a parametrilor transformatorului: monitorizarea conținutului de gaze și umiditate din uleiul de transformator - monitorizarea pe un transformator de lucru se efectuează continuu, înregistrarea datelor se efectuează la o frecvență specificată în memoria internă sau trimisă la dispecer.
Diagnosticul echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice Fig. 10. Sistem de monitorizare a parametrilor transformatorului
6. Diagnosticarea izolației transformatorului: determinarea îmbătrânirii sau a conținutului de umiditate din izolația transformatorului.
Orez. 11. Diagnosticarea izolației transformatorului
7. Contor automat al conținutului de umiditate - vă permite să determinați conținutul de apă în intervalul de micrograme.
- & nbsp– & nbsp– 6. Metode electrice de testare nedistructivă În prezent, în Rusia există un interes crescut pentru sistemele de diagnosticare care permit diagnosticarea echipamentelor electrice prin metode de testare nedistructivă. SA FGC UES în „Regulamentul privind politica tehnică a SA FGC UES în complexul rețelei electrice de distribuție” a formulat clar tendința generală de dezvoltare în această materie: diagnosticarea stării cablului cu previziunea stării izolației cablului ”(NRE № 11 , 2006, clauza 2.6.6.).
Metodele electrice se bazează pe crearea unui câmp electric într-un obiect controlat fie prin expunerea directă la o perturbare electrică (de exemplu, un câmp de curent continuu sau alternativ), fie indirect, folosind perturbații neelectrice (de exemplu, termice, mecanice). , etc.). Caracteristicile electrice ale obiectului de control sunt utilizate ca parametru informativ primar.
Metoda electrică condiționată de testare nedistructivă pentru diagnosticarea echipamentelor electrice poate fi atribuită metodei de măsurare a descărcărilor parțiale (PD). Manifestările exterioare ale proceselor de dezvoltare a CR sunt fenomene electrice și acustice, degajarea gazelor, strălucirea, încălzirea izolației. De aceea există multe metode pentru determinarea PD.
Astăzi, trei metode sunt utilizate în principal pentru detectarea descărcărilor parțiale: electrică, electromagnetică și acustică.
Conform GOST 20074–83, CR este numită o descărcare electrică locală care oprește doar o parte a izolației într-un sistem de izolare electrică.
Cu alte cuvinte, PD sunt rezultatul apariției unor concentrații locale ale intensității câmpului electric în izolație sau pe suprafața acesteia, depășind în unele locuri rezistența electrică a izolației.
De ce și de ce se măsoară PD izolat? După cum știți, una dintre cerințele principale pentru echipamentele electrice este siguranța funcționării acestuia - excluzând posibilitatea contactului uman cu părțile sub tensiune sau izolarea lor completă. De aceea, fiabilitatea izolației este una dintre cerințele obligatorii pentru funcționarea echipamentelor electrice.
În timpul funcționării, izolația structurilor de înaltă tensiune este expusă expunerii prelungite la tensiunea de funcționare și expunerii repetate la supratensiuni interne și atmosferice. Odată cu aceasta, izolația este expusă influențelor termice și mecanice, vibrațiilor și, în unele cazuri, umidității, ceea ce duce la o deteriorare a proprietăților sale electrice și mecanice.
Prin urmare, funcționarea fiabilă a izolației structurilor de înaltă tensiune poate fi asigurată dacă sunt îndeplinite următoarele condiții: 1. Izolația trebuie să reziste, cu suficientă fiabilitate pentru practică, eventualelor supratensiuni în funcționare; 2. Izolația trebuie să reziste cu suficientă fiabilitate pentru practică la tensiunea de funcționare pe termen lung, ținând cont de posibilele modificări ale acesteia în limitele admise.
La alegerea intensităților admisibile ale câmpului electric de funcționare într-un număr semnificativ de tipuri de structuri izolante, caracteristicile PD în izolație sunt decisive.
Esența metodei descărcării parțiale este de a determina valoarea descărcării parțiale sau de a verifica dacă valoarea descărcării parțiale nu depășește valoarea setată la tensiunea și sensibilitatea setate.
Metoda electrică necesită contactul instrumentelor de măsurare cu obiectul controlului. Dar posibilitatea de a obține un set de caracteristici care să permită o evaluare cuprinzătoare a proprietăților PD cu determinarea valorilor lor cantitative a făcut această metodă foarte atractivă și accesibilă. Principalul dezavantaj al acestei metode este sensibilitatea sa puternică la diferite tipuri de interferențe.
Metoda electromagnetică (la distanță) vă permite să detectați un obiect cu PD utilizând un dispozitiv de alimentare cu antenă cu microunde cu recepție direcțională. Această metodă nu necesită contacte ale dispozitivelor de măsurare cu echipamentul controlat și permite o scanare de ansamblu a unui grup de echipamente. Dezavantajul acestei metode este lipsa unei evaluări cantitative a oricărei caracteristici a PD, cum ar fi încărcarea PD, PD, putere etc.
Utilizarea diagnosticului prin metoda de măsurare a descărcărilor parțiale este posibilă pentru următoarele tipuri de echipamente electrice: 1) cabluri și produse de cablu (cuplaje etc.); 2) aparat de comutare complet izolat cu gaz (GIS); 3) măsurarea transformatoarelor de curent și tensiune; 4) transformatoare de putere și bucșe; 5) motoare și generatoare; 6) descărcătoare și condensatoare. 6. Metode electrice de încercare nedistructivă
Principalele riscuri ale descărcărilor parțiale sunt legate de următorii factori:
· Imposibilitatea depistarii lor prin metoda testelor conventionale cu tensiune redresata crescuta;
· Riscul tranziției rapide a acestora la starea de avarie și, în consecință, crearea unei situații de urgență pe cablu. Printre echipamentele principale pentru detectarea defectelor folosind descărcări parțiale, se pot distinge următoarele tipuri de echipamente: 1) PD-Portable Fig. 13. Sistem portabil de înregistrare a descărcărilor parțiale Sistem portabil de înregistrare a descărcărilor parțiale, care este format dintr-un generator de tensiune VLF (Frida, Viola), o unitate de comunicare și o unitate de înregistrare a descărcărilor parțiale. 1. Schema simplificata a functionarii sistemului: nu presupune preincarcare cu curent continuu, dar da rezultatul in modul online. 2. Dimensiuni și greutate reduse, permițând ca sistemul să fie folosit ca unul portabil sau montat pe aproape orice șasiu. 3. Precizie mare de măsurare. 4. Simplitatea operațiunii. 5. Tensiunea de testare - Uo, care permite diagnosticarea stării liniilor de cablu de 35 kV de până la 13 km lungime, precum și a cablurilor de 110 kV. 2) Sistemul PHG Un sistem universal pentru diagnosticarea stării liniilor de cablu, inclusiv următoarele subsisteme:
· Generator de înaltă tensiune PHG (VLF și tensiune continuă redresată până la 80 kV);
Diagnosticul echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice · măsurarea tangentei unghiului de pierdere TD;
· Măsurarea descărcărilor parțiale cu localizarea sursei PD.
Orez. 14. Sistem universal de înregistrare a descărcarii parțiale
Caracteristicile acestui sistem sunt: 1. Schema simplificata a functionarii sistemului: nu presupune preincarcare cu curent continuu, dar da rezultatul in modul online; 2. Versatilitate: patru dispozitive într-unul (setare de testare cu tensiune redresată până la 80 kV cu funcție de ardere primară (până la 90 mA), generator de tensiune VLF până la 80 kV, sistem de măsurare a tangentei pierderilor, sistem de înregistrare a descărcării parțiale); 3. Posibilitatea formării treptate a unui sistem de la un generator de înaltă tensiune la un sistem de diagnosticare a liniei de cablu; 4. Simplitatea operațiunii; 5. Posibilitatea de a efectua diagnosticarea completă a stării liniei de cablu; 6. Posibilitatea urmăririi cablurilor; 7. Evaluarea dinamicii de îmbătrânire a izolației pe baza arhivelor de date pe baza rezultatelor testelor. Cu ajutorul datelor sistemului, sunt rezolvate următoarele sarcini:
· Verificarea performantei obiectelor de testare;
· Planificarea intretinerii si inlocuirii cuplajelor si sectiunilor de cabluri si realizarea masurilor preventive;
· Reducere semnificativă a numărului de perioade de nefuncționare forțată;
· Creșterea duratei de viață a liniilor de cablu datorită utilizării unui nivel redus de tensiune de testare. 7. Diagnosticarea vibrațiilor Forțele dinamice acționează în fiecare mașină. Aceste forțe nu sunt doar o sursă de zgomot și vibrații, ci și defecte care modifică proprietățile forțelor și, în consecință, caracteristicile zgomotului și vibrațiilor. Putem spune că diagnosticarea funcțională a mașinilor fără schimbarea modului de funcționare este studiul forțelor dinamice și nu vibrația sau zgomotul în sine. Acestea din urmă conțin pur și simplu informații despre forțele dinamice, dar în procesul de conversie a forțelor în vibrații sau zgomot, o parte din informații sunt pierdute.
Și mai multe informații se pierd atunci când forțele și munca pe care o fac sunt convertite în energie termică. De aceea, dintre cele două tipuri de semnale (temperatură și vibrații), vibrațiile ar trebui preferate în diagnosticare. În termeni simpli, vibrația este vibrațiile mecanice ale corpului în jurul poziției de echilibru.
În ultimele decenii, diagnosticarea vibrațiilor a devenit baza pentru monitorizarea și prezicerea stării echipamentelor rotative.
Motivul fizic al dezvoltării sale rapide este cantitatea uriașă de informații de diagnostic conținute în forțele vibraționale și vibrațiile mașinilor care funcționează atât în modul nominal, cât și în cel special.
În prezent, informațiile de diagnostic despre starea echipamentelor rotative sunt extrase din parametrii nu numai ai vibrațiilor, ci și din alte procese, inclusiv cele de lucru și cele secundare, care apar în mașini. Desigur, dezvoltarea sistemelor de diagnosticare merge pe calea extinderii informațiilor primite, nu numai din cauza complicației metodelor de analiză a semnalului, ci și din cauza extinderii numărului de procese controlate.
Diagnosticarea vibrațiilor, ca orice altă diagnosticare, include trei domenii principale: Diagnosticare parametrică; Diagnosticarea defecțiunilor; Diagnosticare preventivă.
După cum sa menționat mai sus, diagnosticarea parametrică este utilizată pentru protecția în caz de urgență și controlul echipamentelor, iar informațiile de diagnosticare sunt conținute în agregatul abaterilor valorilor acestor parametri. Sistemele parametrice de diagnosticare includ de obicei mai multe canale pentru monitorizarea diferitelor procese, inclusiv vibrațiile și temperatura unităților individuale ale echipamentelor. Cantitatea de informații privind vibrațiile utilizate în astfel de sisteme este limitată, adică fiecare canal de vibrație controlează doi parametri, și anume magnitudinea vibrației normalizate de joasă frecvență și rata de creștere a acesteia.
De obicei, vibrația este normalizată într-o bandă de frecvență standard de la 2 (10) Hz la 1000 (2000) Hz. Amploarea vibrațiilor controlate de joasă frecvență nu determină întotdeauna starea reală a echipamentului, dar într-o situație de pre-urgență, când apar lanțuri de defecte în dezvoltare rapidă, conexiunea lor crește semnificativ. Acest lucru face posibilă utilizarea eficientă a mijloacelor de protecție în caz de urgență a echipamentului în ceea ce privește magnitudinea vibrațiilor de joasă frecvență.
Cele mai utilizate sunt sistemele simplificate de alarmă cu vibrații. Astfel de sisteme sunt utilizate cel mai adesea pentru detectarea în timp util a erorilor de către personalul care operează echipamentul.
Diagnosticarea defecțiunilor în acest caz este întreținerea vibrațiilor echipamentelor rotative, numită reglarea vibrațiilor, care se efectuează în funcție de rezultatele monitorizării vibrației sale, în primul rând pentru a asigura niveluri de vibrație sigure ale mașinilor critice de mare viteză cu o viteză de rotație de ~ 3000 rpm. Si mai sus. În mașinile de mare viteză, vibrația crescută la viteza de rotație și frecvențele multiple reduce semnificativ durata de viață a mașinii, pe de o parte și, pe de altă parte, este cel mai adesea rezultatul apariției defectelor individuale în mașină. sau fundație. Identificarea unei creșteri periculoase a vibrațiilor mașinii în moduri de funcționare constante sau tranzitorii (pornire) cu determinarea și eliminarea ulterioară a motivelor acestei creșteri este principala sarcină a reglării vibrațiilor.
În cadrul ajustării vibrațiilor, după detectarea cauzelor creșterii vibrațiilor, se efectuează o serie de lucrări de service, cum ar fi alinierea, echilibrarea, modificarea proprietăților vibraționale (deacordarea de rezonanțe) ale mașinii, precum și înlocuirea lubrifiantului. și eliminarea acelor defecte ale componentelor mașinii sau structurilor de fundație care au implicat vibrații de creștere periculoase.
Diagnosticarea preventivă a mașinilor și echipamentelor este detectarea tuturor defectelor potențial periculoase într-un stadiu incipient de dezvoltare, monitorizarea dezvoltării acestora și, pe această bază, o prognoză pe termen lung a stării echipamentului. Diagnosticarea preventivă a vibrațiilor a mașinilor ca direcție independentă în diagnosticare a început să se formeze abia la sfârșitul anilor 80 ai secolului trecut.
Sarcina principală a diagnosticului preventiv este nu numai detectarea, ci și identificarea defectelor incipiente. Cunoașterea tipului fiecăruia dintre defectele detectate poate crește dramatic fiabilitatea prognozei, deoarece fiecare tip de defect are propria sa rată de dezvoltare. 7. Diagnosticarea vibrațiilor Sistemele de diagnosticare preventivă constau în instrumente de măsurare pentru cele mai informative procese care au loc în mașină, unelte sau software pentru analiza semnalelor măsurate și software pentru recunoașterea și predicția pe termen lung a stării mașinii. Cele mai informative procese includ, de obicei, vibrația mașinii și radiația termică a acesteia, precum și curentul consumat de motorul electric utilizat ca acționare electrică și compoziția lubrifiantului. Până în prezent, nu au fost identificate doar cele mai informative procese, care să permită determinarea și prezicerea stării izolației electrice la mașinile electrice cu fiabilitate ridicată.
Diagnosticarea preventivă bazată pe analiza unuia dintre semnale, de exemplu, vibrația, are dreptul de a exista numai în acele cazuri în care permite detectarea numărului absolut (mai mult de 90%) de tipuri de defecte potențial periculoase într-un stadiu incipient al dezvoltarea și prognozarea funcționării fără probleme a mașinii pentru o perioadă suficientă pentru a se pregăti pentru reparațiile curente. În prezent, o astfel de posibilitate nu poate fi realizată pentru toate tipurile de mașini și nu pentru toate industriile.
Cele mai mari succese în diagnosticarea preventivă a vibrațiilor sunt asociate cu predicția stării echipamentelor încărcate cu viteză redusă utilizate, de exemplu, în industria metalurgică, hârtie și imprimare. În astfel de echipamente, vibrațiile nu au un efect decisiv asupra fiabilității sale, adică sunt rareori utilizate măsuri speciale de reducere a vibrațiilor. În această situație, parametrii de vibrație reflectă cel mai pe deplin starea unităților echipamentelor și, ținând cont de disponibilitatea acestor unități pentru măsurarea periodică a vibrațiilor, diagnosticarea preventivă oferă efectul maxim la cel mai mic cost.
Cele mai dificile probleme de diagnosticare preventivă a vibrațiilor sunt rezolvate pentru mașinile cu piston și motoarele cu turbină cu gaz de mare viteză. În primul caz, semnalul de vibrație util este de multe ori blocat de vibrațiile din impulsurile de șoc care apar atunci când direcția de mișcare a elementelor inerțiale este schimbată, iar în al doilea - de zgomotul de curgere, care creează o interferență puternică de vibrație la acele puncte de control care sunt disponibile pentru măsurarea periodică a vibrațiilor.
Succesul diagnosticării preventive a vibrațiilor a mașinilor de viteză medie cu o viteză de rotație de la ~ 300 până la ~ 3000 rpm depinde și de tipul de mașini diagnosticate și de particularitățile funcționării acestora în diferite industrii. Sarcinile de monitorizare și predicție a stării echipamentelor de pompare și ventilație răspândite sunt cel mai ușor de rezolvat, mai ales dacă folosesc rulmenți cu rulare și o acționare electrică asincronă. Un astfel de echipament este utilizat practic în toate ramurile industriale și în economia urbană.
Diagnosticul preventiv în transport are propriile sale caracteristici, care se efectuează nu în mișcare, ci la standuri speciale. În primul rând, intervalele dintre măsurătorile de diagnosticare în acest caz nu sunt determinate de starea reală a echipamentului, ci sunt planificate în funcție de datele de kilometraj. În al doilea rând, nu există control asupra modurilor de funcționare a echipamentelor în aceste intervale, iar orice încălcare a condițiilor de funcționare poate accelera dramatic dezvoltarea defectelor. În al treilea rând, diagnosticul se efectuează nu în modurile de funcționare nominale ale echipamentului, în care se dezvoltă defecte, ci în bancul de testare special, în care defectul poate să nu modifice parametrii de vibrație controlată sau să îi schimbe diferit decât în modurile de funcționare nominale.
Toate cele de mai sus necesită modificări speciale la sistemele tradiționale de diagnostic preventiv aplicate diferitelor tipuri de transport, efectuarea operațiunii de testare și generalizarea rezultatelor obținute. Din păcate, o astfel de muncă nu este nici măcar planificată, deși, de exemplu, numărul sistemelor de diagnostic preventiv utilizate pe căile ferate este de câteva sute, iar numărul firmelor mici care furnizează aceste produse întreprinderilor din industrie depășește o duzină.
O unitate de lucru este o sursă a unui număr mare de vibrații de natură variată. Principalele forțe dinamice care acționează la mașinile de tip rotativ (și anume turbine, turbocompresoare, motoare electrice, generatoare, pompe, ventilatoare etc.), care provoacă vibrații sau zgomot, sunt prezentate mai jos.
Dintre forțele de natură mecanică, trebuie remarcat: 1. Forțe centrifuge, determinate de dezechilibrul unităților rotative; 2. Forțe cinematice, determinate de rugozitatea suprafețelor care interacționează și, în primul rând, a suprafețelor de frecare din lagăre; 3. Forțe parametrice, determinate în primul rând de componenta variabilă a rigidității nodurilor rotative sau a suporturilor de rotație; 4. Forțele de frecare, care nu pot fi întotdeauna considerate mecanice, dar aproape întotdeauna sunt rezultatul acțiunii totale a unei multitudini de micro-impacturi cu deformare (elastică) a microrugozităților de contact pe suprafețele de frecare; 5. Forțe de tip impact care decurg din interacțiunea elementelor de frecare individuale, însoțite de deformarea elastică a acestora.
Dintre forțele de origine electromagnetică din mașinile electrice, trebuie distinse următoarele: 7. Diagnosticarea vibrațiilor
1. Forțe magnetice determinate de modificări ale energiei magnetice într-un anumit spațiu limitat, de regulă, într-o zonă limitată a spațiului de aer; 2. Forțe electrodinamice, determinate de interacțiunea unui câmp magnetic cu un curent electric; 3. Forțe magnetostrictive, determinate de efectul magnetostricției, adică de o modificare a dimensiunilor liniare ale unui material magnetic sub influența unui câmp magnetic. Dintre forțele de origine aerodinamică, trebuie distinse următoarele: 1. Forțe de ridicare, adică forțe de presiune asupra unui corp, de exemplu, o paletă de rotor care se mișcă într-un curent sau fluidizată de un curent; 2. Forțele de frecare la limita curgerii și părților staționare ale mașinii (peretele interior al conductei etc.); 3. Pulsațiile de presiune în flux, determinate de turbulența acestuia, separarea vârtejurilor etc. Mai jos sunt exemple de defecte detectate prin diagnosticarea vibrațiilor: 1) dezechilibrul maselor rotorului; 2) nealinierea; 3) slăbire mecanică (defect de fabricație sau uzură normală); 4) pășunat (frecare) etc. Dezechilibrul maselor rotative ale rotorului: a) defect de fabricație a rotorului rotativ sau a elementelor acestuia la fabrică, la instalația de reparații, inspecție finală insuficientă a producătorului utilajului, șocuri în timpul transportului, condiții proaste de depozitare; b) asamblarea necorespunzătoare a echipamentelor în timpul instalării inițiale sau după reparații; c) prezența pieselor și ansamblurilor uzate, sparte, defecte, lipsă, insuficient fixate, etc., pe rotorul rotativ; d) rezultatul influenței parametrilor proceselor tehnologice și particularitățile funcționării acestui echipament, conducând la încălzirea neuniformă și la curbura rotoarelor.
Dezalinierea Poziția relativă a centrelor arborilor a două rotoare adiacente în practică este de obicei caracterizată prin termenul „aliniere”.
Dacă liniile axiale ale arborilor nu coincid, atunci ele vorbesc de o calitate slabă a alinierei și se folosește termenul „dezaliniere a doi arbori”. Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor
Calitatea alinierii mai multor mecanisme este determinată de instalarea corectă a liniei arborelui unității, controlată de centrele lagărelor de susținere a arborelui.
Există multe motive pentru apariția dezalinirilor în echipamentele de operare. Acestea sunt procesele de uzură, influența parametrilor tehnologici, o modificare a proprietăților fundației, îndoirea conductelor de alimentare sub influența unei schimbări a temperaturii în exterior, o schimbare a modului de funcționare etc.
Slăbirea mecanică Destul de des, termenul „slăbire mecanică” este înțeles ca suma mai multor defecte diferite prezente în structură sau rezultate din particularitățile de funcționare: cel mai adesea vibrațiile în timpul slăbirii mecanice sunt cauzate de ciocniri ale pieselor rotative între ele sau de ciocniri. a elementelor rotorului în mișcare cu elemente structurale staționare, de exemplu, cu rulmenți cu cleme.
Toate aceste motive sunt reunite și au aici denumirea generală de „slăbire mecanică” deoarece în spectrele semnalelor de vibrație dau aproximativ aceeași imagine calitativă.
Slăbirea mecanică, care este un defect în fabricație, asamblare și funcționare: toate tipurile de aterizări excesiv de libere ale pieselor rotoarelor rotative, cuplate cu prezența unor neliniarități de tip „backlash”, care apar și în rulmenți, cuplaje și structură. în sine.
Slăbirea mecanică rezultată din uzura naturală a structurii, caracteristici de funcționare, ca urmare a distrugerii elementelor structurale. Același grup ar trebui să includă toate fisurile și defectele posibile ale structurii și fundației, creșterea degajărilor care au apărut în timpul funcționării echipamentului.
Cu toate acestea, astfel de procese sunt strâns legate de rotația arborilor.
Pășunat
Atingerea și „frecarea” elementelor echipamentului unul împotriva celuilalt din diverse cauze fundamentale apar în timpul funcționării echipamentului destul de des și, după originea lor, pot fi împărțite în două grupuri: Frecarea structurală normală și frecarea în diferite tipuri de etanșări utilizate la pompe, compresoare etc.; Rezultatul, sau chiar ultima etapă, este manifestarea altor defecte structurale în unitate, de exemplu, uzura elementelor de susținere, scăderea sau creșterea golurilor tehnologice și a etanșărilor și distorsiunea structurilor.
Pășunatul în practică este de obicei numit procesul de contact direct al părților rotative ale rotorului cu elementele structurale staționare ale unității sau fundației. 7. Diagnosticarea vibrațiilor Contactarea în esența sa fizică (în unele surse se folosesc termenii „frecare” sau „mashing”) poate avea un caracter local, dar numai în fazele inițiale. În ultimele etape ale dezvoltării sale, pășunatul are loc, de obicei, continuu pe întreaga cifră de afaceri.
Suportul tehnic al diagnosticării vibrațiilor este măsurarea vibrațiilor de înaltă precizie și procesarea digitală a semnalului, ale cărei capacități sunt în continuă creștere, iar costul este în scădere. Principalele tipuri de echipamente de control al vibrațiilor: 1. Echipamente portabile; 2. Echipamente staționare; 3. Echipamente pentru echilibrare; 4. Sisteme de diagnosticare; 5. Software.
Pe baza rezultatelor măsurătorilor de diagnosticare a vibrațiilor, sunt compilate formele de semnal și spectrele de vibrații.
Comparația formelor de undă, dar deja cu cea de referință, poate fi efectuată folosind o altă tehnologie spectrală a informațiilor bazată pe analiza spectrală în bandă îngustă a semnalelor. Atunci când se utilizează acest tip de analiză a semnalului, informațiile de diagnosticare sunt conținute în raportul dintre amplitudinile și fazele inițiale ale componentei principale și fiecare dintre multiplii săi în frecvență.
- & nbsp– & nbsp–
Diagnosticul echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice Fig. 16. Formele și spectrele de vibrație ale miezului transformatorului în timpul suprasarcinii, însoțite de saturația magnetică a miezului Spectrele semnalului de vibrație: analiza lor arată că apariția saturației magnetice a miezului activ este însoțită de distorsiunea formei și creșterea componentelor de vibrație la armonicile tensiunii de alimentare.
- & nbsp– & nbsp–
Metoda particulelor magnetice se bazează pe detectarea câmpurilor magnetice parazite care apar peste defectele unei piese în timpul magnetizării acesteia, folosind ca indicator o pulbere feromagnetică sau o suspensie magnetică. Această metodă, printre alte metode de control magnetic, a găsit cea mai mare aplicație. Aproximativ 80% din toate piesele feromagnetice care trebuie inspectate sunt verificate cu această metodă. Sensibilitate ridicată, versatilitate, intensitate relativ scăzută a muncii de control și simplitate - toate acestea au asigurat aplicarea sa largă în industrie în general și în transporturi în special.
Principalul dezavantaj al acestei metode este complexitatea automatizării sale.
Metoda de inducție implică utilizarea unui inductor de recepție care este deplasat în raport cu o piesă de prelucrat magnetizată sau alt obiect magnetizat controlat. În bobină este indusă (indusă) un EMF, a cărui valoare depinde de viteza mișcării relative a bobinei și de caracteristicile câmpurilor magnetice ale defectelor.
Metoda de detectare a defectelor magnetice, în care măsurarea distorsiunilor câmpului magnetic care apar în locurile defectelor din produsele fabricate din materiale feromagnetice se realizează prin porți de flux. Un dispozitiv pentru măsurarea și indicarea câmpurilor magnetice (în principal constante sau care se schimbă lent) și gradienții acestora.
Metoda efectului Hall se bazează pe detectarea câmpurilor magnetice de către traductoare Hall. Esența efectului Hall este apariția unei diferențe de potențial transversale (Hall EMF) într-o placă semiconductoare dreptunghiulară ca urmare a curburii traseului unui curent electric care trece prin această placă sub influența unui flux magnetic perpendicular pe acest curent. . Metoda efectului Hall este utilizată pentru a detecta defectele, a măsura grosimea acoperirilor, a controla structura și proprietățile mecanice ale feromagneților și pentru a înregistra câmpurile magnetice. Metoda ponderomotoare se bazează pe măsurarea forței de separare a unui magnet permanent sau a unui miez de electromagnet de un obiect controlat.
Cu alte cuvinte, această metodă se bazează pe interacțiunea ponderomotivă a câmpului magnetic măsurat și a câmpului magnetic al cadrului cu un curent, un electromagnet sau un magnet permanent.
Metoda magnetorezistivă se bazează pe detectarea câmpurilor magnetice prin traductoare magnetorezistive, care sunt un element galvanomagnetic, al cărui principiu de funcționare se bazează pe efectul magnetorezistiv gaussian. Acest efect este asociat cu o modificare a rezistenței longitudinale a conductorului purtător de curent sub influența unui câmp magnetic. În acest caz, rezistența electrică crește din cauza curburii traiectoriei purtătorilor de sarcină sub influența unui câmp magnetic. Cantitativ, acest efect se manifestă în moduri diferite și depinde de materialul celulei galvanomagnetice și de forma acesteia. Acest efect nu este tipic pentru materialele conductoare. Se manifestă în principal în unii semiconductori cu mobilitate ridicată a purtătorului.
Detectarea defectelor de particule magnetice se bazează pe detectarea câmpurilor magnetice parazite locale care apar deasupra defectului folosind particule feromagnetice care joacă rolul unui indicator. Câmpul magnetic rătăcit apare deasupra defectului datorită faptului că, în partea magnetizată, liniile magnetice de forță, întâmpinând un defect în calea lor, îl ocolesc ca un obstacol cu o permeabilitate magnetică scăzută, drept urmare câmpul magnetic. este distorsionat, liniile magnetice individuale de forță sunt deplasate de defect la suprafață, părăsesc părți și revin în ea.
Câmpul magnetic dispersat în zona defectului este cu atât mai mare, cu cât defectul este mai mare și cu atât este mai aproape de suprafața piesei.
Astfel, metodele de testare magnetică nedistructivă pot fi aplicate tuturor echipamentelor electrice constând din materiale feromagnetice. 9. Metode de control acustic Metodele de control acustic sunt utilizate pentru controlul produselor, unde radio în materialul cărora nu se atenuează puternic: dielectrici (fibră de sticlă, materiale plastice, ceramică), semiconductori, magnetodielectrici (ferite), materiale metalice cu pereți subțiri.
Dezavantajul testării nedistructive prin metoda undelor radio este rezoluția scăzută a dispozitivelor bazate pe această metodă, din cauza adâncimii mici de penetrare a undelor radio.
Metodele NDT acustice sunt împărțite în două grupuri mari: metode active și pasive. Metodele active se bazează pe emisia și recepția undelor elastice, pasive - numai pe recepția undelor, a căror sursă face obiectul controlului în sine, de exemplu, formarea fisurilor este însoțită de apariția vibrațiilor acustice, detectate prin metoda emisiei acustice.
Metodele active sunt împărțite în metode de reflexie, transmisie, combinate (folosind atât reflexia, cât și transmisia), vibrații naturale.
Metodele de reflexie se bazează pe analiza reflexiei impulsurilor undelor elastice din neomogenități sau limite ale obiectului testat, metodele de transmisie se bazează pe influența parametrilor obiectului testat asupra caracteristicilor undelor transmise prin acesta. Metodele combinate folosesc influența parametrilor obiectului testat atât asupra reflexiei, cât și asupra transmiterii undelor elastice. În metodele vibrațiilor naturale, proprietățile obiectului de control sunt judecate după parametrii vibrațiilor sale libere sau forțate (frecvențele acestora și magnitudinea pierderilor).
Astfel, în funcție de natura interacțiunii vibrațiilor elastice cu materialul controlat, metodele acustice sunt împărțite în următoarele metode principale: 1) radiații transmise (umbră, specular-umbră); 2) radiația reflectată (eco-puls); 3) rezonant; 4) impedanta; 5) vibratii libere; 6) emisie acustică.
Prin natura înregistrării parametrului informativ primar, metodele acustice sunt împărțite în amplitudine, frecvență și spectrale. 9. Metode de control acustic Metodele acustice de încercare nedistructivă rezolvă următoarele sarcini de control și măsurare: 1. Metoda radiației transmise dezvăluie defecte adânc înrădăcinate precum discontinuitate, delaminare, nenituit, nenituit; 2. Metoda radiației reflectate detectează defecte precum discontinuitatea, determină coordonatele, dimensiunile, orientarea acestora prin sondarea produsului și primirea semnalului de eco reflectat de la defect; 3. Metoda rezonante este utilizată în principal pentru măsurarea grosimii produsului (uneori este folosită pentru a detecta zona de deteriorare a coroziunii, nepenetrare, delaminare în locuri subțiri din metale); 4. Metoda de emisie acustică detectează și înregistrează numai fisurile care se dezvoltă sau sunt capabile să se dezvolte sub acțiunea unei sarcini mecanice (califică defectele nu în funcție de dimensiune, ci de gradul de pericol al acestora în timpul funcționării). Metoda are o sensibilitate ridicată la creșterea defectelor - detectează o creștere a fisurii cu (1 ... 10) µm, iar măsurătorile, de regulă, au loc în condiții de funcționare în prezența zgomotului mecanic și electric; 5. Metoda impedanței este destinată testării îmbinărilor adezive, sudate și lipite cu o piele subțire lipită sau lipită de rigidizări. Defecte ale îmbinărilor adezive și lipite sunt detectate numai din partea de intrare a vibrațiilor elastice; 6. Metoda vibrației libere este utilizată pentru a detecta defectele adâncite.
Esența metodei acustice constă în crearea unei descărcări în locul deteriorării și ascultarea vibrațiilor sonore care apar deasupra locului deteriorării.
Metodele acustice sunt aplicate nu numai echipamentelor mari (de exemplu, transformatoare), ci și echipamentelor precum produsele prin cablu.
Esența metodei acustice pentru liniile de cablu constă în crearea unei descărcări de scântei în locul avariei și ascultarea pe pistă pe traseu cauzată de această descărcare a vibrațiilor sonore apărute deasupra locului avariei. Această metodă este utilizată pentru a detecta toate tipurile de avarie pe cale, cu condiția ca la locul avariei să se poată genera o descărcare electrică. Pentru apariția unei descărcări stabile de scânteie, este necesar ca valoarea rezistenței de contact în punctul de deteriorare să depășească 40 ohmi.
Audibilitatea sunetului de la suprafața pământului depinde de adâncimea cablului, densitatea solului, tipul de deteriorare a cablului și puterea de descărcare. Adâncimea de ascultare variază de la 1 la 5 m.
Utilizarea acestei metode pe cabluri așezate deschis, cabluri în canale, tuneluri nu este recomandată, deoarece datorită bunei propagări a sunetului prin mantaua metalică a cablului, se poate face o mare greșeală în determinarea locației deteriorarii.
Ca senzor acustic, se folosesc senzori ai unui sistem piezo sau electromagnetic, care convertesc vibrațiile mecanice ale solului în semnale electrice care ajung la intrarea unui amplificator de frecvență audio. Deasupra locului de deteriorare, semnalul este cel mai mare.
Esența defectoscopiei cu ultrasunete este fenomenul de propagare a vibrațiilor ultrasonice în metal cu frecvențe care depășesc 20.000 Hz și reflectarea acestora din defecte care încalcă soliditatea metalului.
Semnalele acustice din echipamente cauzate de descărcări electrice pot fi detectate chiar și pe fondul interferențelor: zgomot de vibrații, zgomot de la pompele de ulei și ventilatoare etc.
Esența metodei acustice constă în crearea unei descărcări în locul deteriorării și ascultarea vibrațiilor sonore care apar deasupra locului deteriorării. Această metodă este utilizată pentru a detecta toate tipurile de daune, cu condiția ca o descărcare electrică să poată fi generată împreună cu dauna.
Metode de reflexie În acest grup de metode, informațiile sunt obținute din reflectarea undelor acustice în OC.
Metoda ecou se bazează pe înregistrarea semnalelor de ecou din defecte - discontinuități. Este similar cu radioul și cu sonarul. Alte metode de reflexie sunt folosite pentru a căuta defecte care sunt slab detectate prin metoda ecou și pentru a studia parametrii defectelor.
Metoda echo-oglinzii se bazează pe analiza impulsurilor acustice, reflectate specular de pe suprafața inferioară a OC și a defectului. O variantă a acestei metode concepută pentru a detecta defectele verticale se numește metoda tandem.
Metoda delta se bazează pe utilizarea difracției de undă la un defect.
O parte din unda transversală incidentă asupra defectului de la emițător este împrăștiată în toate direcțiile la marginile defectului și se transformă parțial într-o undă longitudinală. Unele dintre aceste unde sunt recepționate de receptorul de unde P situat deasupra defectului, iar unele sunt reflectate de pe suprafața inferioară și intră, de asemenea, în receptor. Variantele acestei metode presupun posibilitatea deplasării receptorului peste suprafață, modificând tipurile de unde emise și recepționate.
Metoda difracției în timp (TDM) se bazează pe recepția undelor împrăștiate la capetele defectului și pot fi emise și recepționate atât unde longitudinale, cât și cele transversale. 9. Metode de control acustic Microscopia acustică diferă de metoda ecoului prin creșterea frecvenței ultrasunetelor cu unul sau două ordine de mărime, utilizarea focalizării ascuțite și scanarea automată sau mecanizată a obiectelor mici. Ca rezultat, este posibil să se înregistreze mici modificări ale proprietăților acustice în OC. Metoda vă permite să obțineți o rezoluție de sutimi de milimetru.
Metodele coerente diferă de alte metode de reflecție prin aceea că, pe lângă amplitudinea și timpul de sosire a impulsurilor, faza semnalului este folosită și ca parametru de informație. Datorită acestui fapt, rezoluția metodelor de reflexie este mărită cu un ordin de mărime și devine posibilă observarea imaginilor de defecte apropiate de cele reale.
Metode de trecere Aceste metode, numite mai des în Rusia metode de umbră, se bazează pe observarea modificărilor parametrilor unui semnal acustic (semnal de la capăt la capăt) trecut prin OC. În stadiul inițial de dezvoltare, s-a folosit radiația continuă, iar un semn al unui defect a fost o scădere a amplitudinii semnalului de la capăt la capăt cauzată de umbra sonoră formată de defect. Prin urmare, termenul „umbră” a reflectat în mod adecvat conținutul metodei. Cu toate acestea, în viitor, domeniile de aplicare ale metodelor luate în considerare s-au extins.
Metodele au început să fie folosite pentru a determina proprietățile fizice și mecanice ale materialelor atunci când parametrii controlați nu sunt asociați cu discontinuități care formează o umbră sonoră.
Astfel, metoda umbrei poate fi privită ca un caz special al conceptului mai general de „metodă de trecere”.
La controlul prin metode de transmisie, traductoarele de emisie și recepție sunt amplasate pe părți opuse ale OC sau ale zonei controlate. În unele metode de trecere, traductoarele sunt plasate pe o parte a OC la o anumită distanță unul de celălalt. Informația se obține prin măsurarea parametrilor semnalului de la capăt la capăt transmis de la emițător la receptor.
Metoda de transmisie a amplitudinii (sau metoda umbrei amplitudinii) se bazează pe înregistrarea unei scăderi a amplitudinii semnalului de trecere sub influența unui defect care împiedică trecerea semnalului și creează o umbră sonoră.
Metoda de transmisie temporară (metoda umbră temporară) se bazează pe măsurarea întârzierii pulsului cauzată de îndoirea defectului. În acest caz, spre deosebire de metoda velocimetrică, tipul de undă elastică (de obicei longitudinală) nu se modifică. În această metodă, parametrul informațional este ora de sosire a semnalului de la capăt la cap. Metoda este eficientă pentru inspectarea materialelor cu împrăștiere ultrasonică mare, de exemplu, beton etc.
Metoda umbrei multiple este similară cu metoda de transmitere a amplitudinii (umbră), dar prezența unui defect este judecată de amplitudine. Metoda este mai sensibilă decât metoda umbrelor sau specularelor, deoarece valurile trec de zona defectului de mai multe ori, dar este mai puțin rezistentă la zgomot.
Tipurile de mai sus ale metodei de transmisie sunt utilizate pentru a detecta defecte precum discontinuitatea.
Microscopie fotoacustică. În microscopia fotoacustică, oscilațiile acustice sunt generate datorită efectului termoelastic atunci când OC este iluminat de un flux de lumină modulat (de exemplu, un laser pulsat) focalizat pe suprafața OC. Energia fluxului luminos, absorbită de material, generează un val de căldură, ai cărui parametri depind de caracteristicile termofizice ale OC. Unda de căldură duce la apariția vibrațiilor termoelastice, care sunt înregistrate, de exemplu, de un detector piezoelectric.
Metoda velocimetrică se bazează pe înregistrarea modificării vitezei undelor elastice în zona defectului. De exemplu, dacă o undă de încovoiere se propagă într-un produs subțire, apariția delaminării determină o scădere a vitezelor sale de fază și grup. Acest fenomen este înregistrat de defazarea undei transmise sau de întârzierea sosirii pulsului.
Tomografie cu ultrasunete. Acest termen este adesea folosit pentru a se referi la diferite sisteme de imagistică a defectelor. Între timp, inițial a fost folosit pentru sistemele cu ultrasunete, în care au încercat să implementeze o abordare care repetă tomografia cu raze X, adică prin sondarea OC în diferite direcții cu evidențierea caracteristicilor OC obținute în diferite direcții ale fasciculului.
Metoda de detectare cu laser. Metode cunoscute de reprezentare vizuală a câmpurilor acustice în lichide transparente și medii solide, bazate pe difracția luminii pe unde elastice.
Metoda de control termoacustic se mai numește și termografie locală ultrasonică. Metoda constă în faptul că în OC sunt introduse vibrații puternice cu ultrasunete de joasă frecvență (~ 20 kHz). La defect, se transformă în căldură.
Cu cât efectul defectului asupra proprietăților elastice ale materialului este mai mare, cu atât este mai mare valoarea histerezii elastice și cu atât eliberarea căldurii este mai mare. Creșterea temperaturii este înregistrată de o cameră termică.
Metode combinate Aceste metode conțin caracteristici atât ale metodelor de reflexie, cât și ale metodelor de transmisie.
Metoda oglindă-umbră (MF) se bazează pe măsurarea amplitudinii semnalului de fundal. După tehnica de execuție (semnalul de ecou este înregistrat), aceasta este o metodă de reflexie, iar din punct de vedere al naturii sale fizice (atenuarea printr-un defect a unui semnal care a trecut OK de două ori) este apropiată de metoda umbră, de aceea se referă nu la metode de transmisie, ci la metode combinate. 9. Metode de control acustic Metoda ecou-umbră se bazează pe analiza atât a undelor transmise, cât și a undelor reflectate.
Metoda reverberație-through (acustic-ultrasonic) combină caracteristicile metodei umbre multiple și metoda reverberației cu ultrasunete.
Pe OC de grosime mică, la o oarecare distanță unul de celălalt, sunt instalați traductoare direct emitente și receptoare. Impulsurile radiate ale undelor longitudinale, după reflexii multiple de pe pereții OC, ajung la receptor. Prezența neomogenităților în OC modifică condițiile de trecere a pulsurilor. Defectele sunt înregistrate prin modificări ale amplitudinii și spectrului semnalelor recepționate. Metoda este utilizată pentru a controla produsele PCM și îmbinările în structuri multistrat.
Metode ale vibrațiilor naturale Aceste metode se bazează pe excitarea vibrațiilor forțate sau libere în OC și măsurarea parametrilor acestora: frecvențele naturale și magnitudinea pierderilor.
Vibrațiile libere sunt excitate de expunerea pe termen scurt la OK (de exemplu, șoc mecanic), după care vibrează în absența influențelor externe.
Vibrațiile forțate sunt create prin acțiunea unei forțe externe cu o frecvență ușor variabilă (uneori se folosesc impulsuri lungi cu o frecvență purtătoare variabilă). Frecvențele de rezonanță sunt înregistrate prin creșterea amplitudinii oscilațiilor atunci când frecvențele naturale ale OC coincid cu frecvențele forței perturbatoare. Sub influența sistemului excitant, în unele cazuri frecvențele naturale ale OC se modifică ușor, prin urmare frecvențele de rezonanță sunt oarecum diferite de cele naturale. Parametrii vibrației sunt măsurați fără a întrerupe acțiunea forței excitante.
Distingeți între metodele integrale și cele locale. Metodele integrale analizează frecvențele naturale ale OC ca întreg, iar metodele locale analizează secțiunile sale individuale. Parametrii informativi sunt valorile frecvenței, spectrele oscilațiilor naturale și forțate, precum și cifra de merit și decrementul logaritmic de amortizare care caracterizează pierderea.
Metodele integrale de vibrații libere și forțate asigură excitarea vibrațiilor în întregul produs sau într-o parte semnificativă a acestuia. Metodele sunt utilizate pentru a controla proprietățile fizice și mecanice ale produselor din beton, ceramică, turnare de metal și alte materiale. Aceste metode nu necesită scanare și sunt foarte eficiente, dar nu oferă informații despre localizarea și natura defectelor.
Metoda locală a vibrațiilor libere se bazează pe excitarea vibrațiilor libere într-o secțiune mică a OC. Metoda este utilizată pentru a controla structurile stratificate prin modificarea spectrului de frecvență în partea de produs excitată de impact; pentru măsurarea grosimilor (mai ales mici) ale țevilor și altor OK prin expunerea la un impuls acustic de scurtă durată.
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor și stațiilor electrice Metoda locală a oscilațiilor forțate (metoda rezonanței cu ultrasunete) se bazează pe excitația oscilațiilor, a căror frecvență este modificată fără probleme.
Pentru a excita și a primi vibrații cu ultrasunete, se folosesc traductoare combinate sau separate. Când frecvențele de excitație coincid cu frecvențele naturale ale OC (încărcate cu un traductor transceiver), în sistem apar rezonanțe. O modificare a grosimii va determina o schimbare a frecvențelor de rezonanță, apariția defectelor - dispariția rezonanțelor.
Metoda acustic-topografică are caracteristici atât ale metodelor integrale, cât și ale metodelor locale. Se bazează pe excitarea vibrațiilor intense de încovoiere cu o frecvență care variază continuu în OC și înregistrarea distribuției amplitudinilor vibrațiilor elastice pe suprafața obiectului controlat folosind o pulbere fin dispersată aplicată pe suprafață. Pe zona defectuoasă se depune o cantitate mai mică de pulbere, ceea ce se explică printr-o creștere a amplitudinii oscilațiilor sale ca urmare a fenomenelor de rezonanță. Metoda este utilizată pentru a controla conexiunile în structuri multistrat: table bimetalice, panouri alveolare etc.
Metode de impedanță Aceste metode se bazează pe analiza modificărilor impedanței mecanice sau a impedanței acustice de intrare a părții din suprafața OC cu care interacționează traductorul. În cadrul grupului, metodele sunt împărțite în funcție de tipurile de unde excitate în OC și de natura interacțiunii traductorului cu OC.
Metoda este utilizată pentru a controla defectele de conectare în structurile multistrat. De asemenea, este folosit pentru a măsura duritatea și alte proprietăți fizice și mecanice ale materialelor.
Aș dori să consider metoda de detectare a defectelor cu ultrasunete ca o metodă separată.
Detectarea defectelor cu ultrasunete se aplică nu numai echipamentelor de mari dimensiuni (de exemplu, transformatoare), ci și produselor prin cablu. Principalele tipuri de echipamente pentru detectarea defectelor cu ultrasunete: 1. Osciloscop, permițând înregistrarea formei de undă a semnalului și a spectrului acestuia;
- & nbsp– & nbsp– 10. Diagnosticarea emisiilor acustice Emisia acustică este un instrument tehnic puternic pentru testarea nedistructivă și evaluarea materialelor. Se bazează pe detectarea undelor elastice generate de deformarea bruscă a unui material solicitat.
Aceste unde se deplasează de la sursă la senzor(i), unde sunt convertite în semnale electrice. Instrumentele AE măsoară aceste semnale și afișează date, pe baza cărora operatorul evaluează starea și comportamentul structurii energizate.
Metodele tradiționale de testare nedistructivă (ultrasunete, radiații, curenți turbionari) detectează neomogenitățile geometrice prin radiarea unei forme de energie în structura studiată.
Emisia acustică are o abordare diferită: detectează mișcări microscopice mai degrabă decât neregularități geometrice.
Creșterea fracturilor, fractura incluziunii și scurgerile de lichid sau gaz sunt exemple de sute de procese de emisie acustică care pot fi detectate și investigate eficient cu această tehnologie.
Din punct de vedere AE, un defect în creștere își produce propriul semnal, care parcurge metri, și uneori zeci de metri, până ajunge la senzori. Defectul nu poate fi detectat doar de la distanță;
este adesea posibil să-i găsiți locația prin procesarea diferenței de timpi de sosire a undelor la diferiți senzori. Avantajele metodei de control AE: 1. Metoda asigură depistarea și înregistrarea doar a defectelor în curs de dezvoltare, ceea ce face posibilă clasificarea defectelor nu după mărime, ci după gradul de pericol; 2. În condiții de producție, metoda AE permite detectarea creșterilor de fisuri cu zecimi de milimetru; 3. Proprietatea integrală a metodei asigură controlul întregului obiect folosind unul sau mai multe traductoare AE, montate fix pe suprafața obiectului la un moment dat; 4. Poziția și orientarea defectului nu afectează detectabilitatea; 10. Diagnosticarea emisiilor acustice 5. Metoda AE are mai puține restricții legate de proprietățile și structura materialelor structurale decât alte metode de testare nedistructivă; 6. Se efectuează controlul zonelor inaccesibile altor metode (încălzire și impermeabilizare, caracteristici de proiectare); 7. Metoda AE previne distrugerea catastrofală a structurilor în timpul testării și funcționării prin evaluarea ratei de dezvoltare a defectelor; 8. Metoda determină locația scurgerilor. 11. Metoda de diagnosticare prin radiație Se utilizează raze X, radiații gamma, fluxuri de neutrini etc.. Trecând prin grosimea produsului, radiația penetrantă este atenuată în diferite moduri în secțiuni defecte și fără defecte și poartă informații despre interiorul structura substanței și prezența defectelor în interiorul produsului.
Metodele de control al radiațiilor sunt utilizate pentru a controla cusăturile sudate și brazate, piese turnate, produse laminate etc. Ele aparțin unuia dintre tipurile de încercări nedistructive.
Cu metodele de testare distructivă, se efectuează control aleatoriu (de exemplu, prin eșantioane tăiate) a unei serii de același tip de produs și calitatea acestuia este evaluată statistic fără a stabili calitatea fiecărui produs specific. În același timp, unor produse se impun cerințe de înaltă calitate, care necesită un control complet. Un astfel de control este asigurat prin metode de testare nedistructive, care sunt în principal susceptibile de automatizare și mecanizare.
Calitatea produsului este determinată, conform GOST 15467-79, de o combinație de proprietăți ale produsului care determină adecvarea acestuia pentru a satisface anumite nevoi în conformitate cu scopul său. Acesta este un concept încăpător și larg, care este influențat de o varietate de factori tehnologici și operaționali de proiectare. Pentru o analiză obiectivă a calității produsului și a managementului acestuia sunt implicate nu doar un set de metode de testare nedistructivă, ci și teste distructive și diverse verificări și control în diferite etape de fabricație a produsului. Pentru produsele critice, proiectate cu o marjă minimă de siguranță și operate în condiții grele, se folosesc teste nedistructive sută la sută.
Testarea nedistructivă cu radiații este un tip de testare nedistructivă bazată pe înregistrarea și analiza radiațiilor ionizante penetrante după interacțiunea cu obiectul controlat. Metodele de control al radiațiilor se bazează pe obținerea de informații defectoscopice despre un obiect folosind radiații ionizante, a căror trecere prin substanță este însoțită de ionizarea atomilor și moleculelor mediului. Rezultatele controlului sunt determinate de natura și proprietățile radiației ionizante utilizate, caracteristicile fizice și tehnice ale obiectului controlat, tipul și propriile sale.
Distingeți între radiațiile ionizante directe și indirecte.
Radiație ionizantă directă - radiație ionizantă constând din particule încărcate (electroni, protoni, particule a, etc.), care au suficientă energie cinetică pentru a ioniza mediul la ciocnire. Radiații ionizante indirecte - radiații ionizante formate din fotoni, neutroni sau alte particule neîncărcate care pot crea direct radiații ionizante și/sau pot provoca transformări nucleare.
Filmele cu raze X, contoarele cu descărcări de gaze semiconductoare și scintilații, camerele de ionizare etc. sunt utilizate ca detectoare în metodele de radiație.
Scopul metodelor Metodele de radiație de detectare a defectelor sunt concepute pentru a detecta discontinuitățile macroscopice ale materialului de defecte controlate apărute în timpul fabricației (fisuri, porozitate, cavități etc.), pentru a determina geometria internă a pieselor, ansamblurilor și ansamblurilor (grosimea și abaterile peretelui a formei contururilor interne din cele specificate în desen în părțile cu cavități închise, asamblarea necorespunzătoare a unităților, goluri, potrivire liberă în îmbinări etc.). Metodele de radiație sunt, de asemenea, utilizate pentru a detecta defectele apărute în timpul funcționării: fisuri, coroziune a suprafeței interioare etc.
În funcție de metoda de obținere a informațiilor primare, se face distincția între controlul radiografic, radioscopic, radiometric și metoda de înregistrare a electronilor secundari. În conformitate cu GOST 18353–79 și GOST 24034–80, aceste metode sunt definite după cum urmează.
Radiografic înseamnă o metodă de monitorizare a radiațiilor bazată pe conversia unei imagini cu radiații a unui obiect controlat într-o imagine radiografică sau înregistrarea acestei imagini pe un dispozitiv de stocare cu conversie ulterioară într-o imagine luminoasă. O imagine radiografică este distribuția densității înnegririi (sau a culorii) pe o peliculă cu raze X și pe un film fotografic, reflectanța luminii pe o imagine xerografică etc., corespunzătoare imaginii cu radiații a obiectului controlat. În funcție de tipul de detector utilizat, se face distincția între radiografia în sine - înregistrarea unei proiecții de umbră a unui obiect pe o peliculă cu raze X - și electroradiografie. Dacă un material fotografic color este folosit ca detector, adică gradațiile imaginii de radiații sunt reproduse sub forma unei gradații de culoare, atunci se vorbește de radiografie color.
Diagnosticarea echipamentelor electrice ale centralelor electrice și substațiilor Radioscopică este înțeleasă ca o metodă de monitorizare a radiațiilor bazată pe conversia imaginii de radiații a obiectului controlat într-o imagine luminoasă pe ecranul de ieșire al convertorului de radiații-optic, iar imaginea rezultată este analizată în timpul procesul de monitorizare. Atunci când este utilizat ca convertor optic de radiații al unui ecran fluorescent sau într-un sistem de televiziune închis al unui monitor color, se distinge fluoroscopia sau radioscopia color. Dispozitivele cu raze X sunt utilizate în principal ca surse de radiații, mai rar acceleratoare și surse radioactive.
Metoda radiometrică se bazează pe măsurarea unuia sau mai multor parametri ai radiațiilor ionizante după interacțiunea acesteia cu obiectul controlat. În funcție de tipul de detectoare de radiații ionizante utilizate, se disting metode de scintilație și ionizare de monitorizare a radiațiilor. Sursele radioactive și acceleratoarele sunt utilizate în principal ca surse de radiații, iar dispozitivele cu raze X sunt, de asemenea, utilizate în sistemele de măsurare a grosimii.
Există, de asemenea, o metodă a electronilor secundari, când se înregistrează un flux de electroni secundari de înaltă energie format ca urmare a interacțiunii radiației penetrante cu un obiect controlat.
Prin natura interacțiunii câmpurilor fizice cu obiectul controlat, se disting metodele de radiație transmisă, radiație împrăștiată, analiza activării, radiația caracteristică și emisia câmpului. Metodele de radiație transmisă sunt practic toate metodele clasice de detectare a defectelor cu raze X și gama, precum și măsurarea grosimii, atunci când diverși detectoare înregistrează radiația care a trecut prin obiectul controlat, adică sunt transmise informații utile despre parametrul controlat. , în special, prin gradul de atenuare a intensităţii radiaţiei.
Metoda de analiză a activării se bazează pe analiza radiațiilor ionizante, a cărei sursă este radioactivitatea indusă a obiectului controlat, care a apărut ca urmare a expunerii la radiațiile ionizante primare. Activitatea indusă în proba analizată este creată de neutroni, fotoni sau particule încărcate. Conform măsurării activității induse, se determină conținutul elementelor din diferite substanțe.
În industrie, în prospectarea și prospectarea mineralelor se folosesc metode de analiză a activării neutronilor și gamma.
În analiza activării neutronilor, sursele de neutroni radioactivi, generatoarele de neutroni, ansamblurile subcritice și mai rar reactoarele nucleare și acceleratoarele de particule încărcate sunt utilizate pe scară largă ca surse de radiații primare. În activarea gamma
11. Metoda de diagnosticare a radiațiilor pentru analiză, se utilizează tot felul de acceleratori de electroni (acceleratori liniari, betatroni, microtroni), care permit analiza elementară foarte sensibilă a probelor de roci și minereuri, obiecte biologice, produse de prelucrare tehnologică a materiilor prime, substanțe de puritate, materiale fisionabile.
Metodele de radiații caracteristice includ metode de analiză radiometrică cu raze X (adsorbție și fluorescență). În esență, această metodă este apropiată de metoda clasică spectrală cu raze X și se bazează pe excitarea atomilor elementelor determinate de către radiația primară din radionuclid și înregistrarea ulterioară a radiației caracteristice atomilor excitați. Metoda radiometrică cu raze X are o sensibilitate mai mică în comparație cu metoda spectrală cu raze X.
Dar datorită simplității și portabilității echipamentului, posibilităților de automatizare a proceselor tehnologice și utilizării surselor de radiații monoenergetice, metoda radiometrică cu raze X și-a găsit aplicație largă în analiza expresă de masă a probelor tehnologice sau geologice. Metoda radiației caracteristice include și metode de măsurători spectrale cu raze X și radiometrice cu raze X ale grosimii acoperirii.
Metoda de emisie în câmp de control nedistructiv (radiații) se bazează pe generarea de radiații ionizante de către substanța obiectului controlat fără activarea acesteia în timpul procesului de control. Esența sa constă în faptul că cu ajutorul unui electrod extern cu un potențial ridicat (câmp electric cu o putere de ordinul a 106 V/cm) de la suprafața metalică a obiectului controlat este posibilă inducerea emisiei de câmp, din care se măsoară curent. Astfel, puteți controla calitatea pregătirii suprafeței, prezența murdăriei sau a peliculelor pe aceasta. 12. Sisteme expert moderne Sistemele moderne de evaluare a stării tehnice (OTS) a echipamentelor electrice de înaltă tensiune ale stațiilor și substațiilor presupun sisteme experte automatizate care vizează rezolvarea a două tipuri de probleme: determinarea stării funcționale reale a echipamentelor în vederea ajustării echipamentelor. ciclul de viață și anticiparea resursei sale reziduale și rezolvarea sarcinilor tehnice economice, cum ar fi gestionarea activelor de producție ale întreprinderilor de rețea.
De regulă, printre sarcinile sistemelor europene OTS, spre deosebire de cele rusești, obiectivul principal nu este prelungirea duratei de viață a echipamentelor electrice, datorită înlocuirii echipamentelor după încheierea duratei sale de funcționare, determinată de producător. Diferențele destul de puternice în documentația normativă pentru întreținerea, diagnosticarea, testarea etc. a echipamentelor electrice, compoziția echipamentului și funcționarea acestuia nu permit utilizarea sistemelor OTS străine pentru sistemele energetice rusești. În Rusia, există mai multe sisteme expert care sunt utilizate în mod activ astăzi la instalațiile reale de energie.
Sisteme OTS moderne Structura tuturor sistemelor OTS moderne în general este aproximativ similară și constă din patru componente principale: 1) baza de date (DB) - datele initiale, pe baza carora se realizeaza OTS-ul echipamentului; 2) bază de cunoștințe (KB) - un set de cunoștințe sub formă de reguli structurate pentru prelucrarea datelor, inclusiv tot felul de experiență a experților; 3) aparatul matematic cu ajutorul căruia este descris mecanismul de funcționare al sistemului OTS; 4) rezultate. De regulă, secțiunea „Rezultate” este formată din două subsecțiuni: rezultatele OTS ale echipamentelor în sine (evaluări formalizate sau neformalizate) și acțiunile de control pe baza evaluărilor obținute - recomandări pentru funcționarea ulterioară a echipamentelor evaluate.
Desigur, structura sistemelor OTS poate diferi, dar cel mai adesea arhitectura unor astfel de sisteme este identică.
Ca parametrii de intrare (DB), se folosesc de obicei datele obținute în cursul diferitelor metode de testare nedistructivă, testarea sistemelor expert moderne de echipamente sau date obținute din diferite sisteme de monitorizare, senzori etc.
Ca bază de cunoștințe pot fi utilizate diverse reguli, atât prezentate în RD și în alte documente de reglementare, cât și sub formă de reguli matematice complexe și dependențe funcționale.
Rezultatele, așa cum sunt descrise mai sus, diferă de obicei doar în „tipul” de evaluări (indici) ai stării echipamentului, posibile interpretări ale clasificărilor defectelor și acțiunilor de control.
Dar principala diferență dintre sistemele OTS unul față de celălalt este utilizarea diferitelor aparate (modele) matematice, de care depind într-o mai mare măsură fiabilitatea și corectitudinea sistemului în sine și funcționarea lui în ansamblu.
Astăzi, în sistemele OTS rusești pentru echipamente electrice, în funcție de scopul lor, sunt utilizate diverse modele matematice - de la cele mai simple modele bazate pe reguli de producție convenționale până la altele mai complexe, de exemplu, bazate pe metoda bayesiană, așa cum este prezentată în sursă.
În ciuda tuturor avantajelor necondiționate ale sistemelor OTS existente, în condiții moderne acestea au o serie de dezavantaje semnificative:
· Axat pe rezolvarea unei probleme specifice a unui anumit proprietar (pentru scheme specifice, echipamente specifice etc.) și, de regulă, nu poate fi folosit la alte unități similare fără o prelucrare serioasă;
· Folosiți informații la scară diferită și diferite, ceea ce poate duce la o posibilă fiabilitate a estimării;
· Nu țineți cont de dinamica modificărilor criteriilor de echipamente OTS, cu alte cuvinte, sistemele nu sunt antrenabile.
Toate cele de mai sus, în opinia noastră, privează sistemele OTS moderne de versatilitatea lor, motiv pentru care situația actuală din industria energetică rusă ne obligă să îmbunătățim metodele existente sau să căutăm noi metode de modelare a sistemelor OTS.
Sistemele OTS moderne ar trebui să aibă proprietăți de analiză a datelor (introspecție), căutare de modele, prognoză și, în cele din urmă, învățare (auto-învățare). Astfel de oportunități sunt oferite de metodele inteligenței artificiale. Astăzi, utilizarea metodelor de inteligență artificială nu este doar o direcție general recunoscută a cercetării științifice, ci și o implementare complet reușită a aplicării efective a acestor metode pentru obiectele tehnice din diverse sfere ale vieții.
Concluzie Fiabilitatea și funcționarea neîntreruptă a complexelor și sistemelor electrice de putere este în mare măsură determinată de funcționarea elementelor care le alcătuiesc și, în primul rând, de transformatoare de putere, care asigură coordonarea complexului cu sistemul și transformarea unui număr de parametrii electricității în valorile necesare pentru utilizarea sa ulterioară.
Una dintre direcțiile promițătoare pentru creșterea eficienței funcționării echipamentelor electrice umplute cu ulei este îmbunătățirea sistemului de întreținere și reparare a echipamentelor electrice. În prezent, trecerea de la principiul preventiv, reglementarea strictă a ciclului de reparații și frecvența reparațiilor la întreținere pe baza standardelor de întreținere preventivă se realizează printr-o modalitate radicală de reducere a volumului și costului întreținerii echipamentelor electrice, numărul personalului de întreținere și reparații. A fost dezvoltat un concept pentru funcționarea echipamentelor electrice în funcție de starea sa tehnică printr-o abordare mai profundă a numirii frecvenței și volumului de întreținere și reparații tehnice pe baza rezultatelor examinărilor de diagnosticare și monitorizării echipamentelor electrice în general și ulei- echipament transformator umplut, în special ca element integral al oricărui sistem electric.
Odată cu trecerea la sistemul de reparații bazat pe starea tehnică, cerințele pentru sistemul de diagnosticare a echipamentelor electrice sunt modificate calitativ, în care sarcina principală a diagnosticării este de a prezice starea tehnică pentru o perioadă relativ lungă.
Soluția la o astfel de problemă nu este banală și este posibilă doar cu o abordare integrată a îmbunătățirii metodelor, instrumentelor, algoritmilor și formelor organizatorice și tehnice de diagnosticare.
Analiza experienței de utilizare a sistemelor automate de monitorizare și diagnosticare în Rusia și în străinătate a făcut posibilă formularea unui număr de sarcini care trebuie rezolvate pentru a obține efectul maxim la introducerea sistemelor de monitorizare și diagnosticare online la instalații: 1. Echiparea substațiilor cu mijloace de control continuu (monitorizare) și diagnosticare a stării echipamentelor principale ar trebui efectuată într-o manieră cuprinzătoare, creând proiecte unificate pentru automatizarea stațiilor, concluzia în care problemele de control, reglementare, protecție iar diagnosticarea stării echipamentelor va fi rezolvată interconectată. 2. La alegerea nomenclaturii și a numărului de parametri monitorizați continuu, criteriul principal ar trebui să fie asigurarea unui nivel acceptabil de risc de funcționare pentru fiecare aparat specific. În conformitate cu acest criteriu, cel mai complet control ar trebui să acopere în primul rând echipamentele care funcționează în afara duratei de viață specificate. Costul dotării cu mijloace de monitorizare continuă a echipamentelor care au dezvoltat o durată de viață standardizată ar trebui să fie mai mare decât cel al echipamentelor noi cu indicatori de fiabilitate mai mari. 3. Este necesar să se elaboreze principii pentru o distribuție solidă din punct de vedere tehnic și economic a sarcinilor între subsistemele individuale ale APCS. Pentru a rezolva cu succes problema creării de substații complet automatizate pentru toate tipurile de echipamente, ar trebui dezvoltate criterii care să reprezinte descrieri fizice și matematice formalizate ale stărilor de funcționare, defecte, de urgență și alte dispozitive în funcție de rezultatele monitorizării parametrilor lor. subsisteme funcționale.
Lista referințelor bibliografice
1. Bokov GS Reechipare tehnică a rețelelor electrice rusești // Știri de inginerie electrică. 2002. Nr. 2 (14). C. 10-14. 2. Vavilov VP, Aleksandrov AN Diagnosticare termografică în infraroșu în construcții și inginerie energetică. M.: NTF „Energoprogress”, 2003. S. 360. 3. Sistemul Yashchura AI de întreținere și reparare a echipamentelor industriale generale: o carte de referință. M.: Enas, 2012. 4. Birger IA Diagnosticare tehnică. M .: Inginerie mecanică,
5. Vdoviko VP Metodologia sistemului de diagnosticare a echipamentelor electrice de înaltă tensiune // Electricitate. 2010. Nr 2. P. 14–20. 6. Chichev SI, Kalinin VF, Glinkin EI Sistem de control și management al echipamentelor electrice ale substațiilor. M.: Spectrul,
7. Barkov A. V. Baza pentru transferul echipamentelor rotative pentru întreținere și reparare în funcție de starea actuală [Resursa electronică] // Sistemele de vibrodiagnostic ale Asociației VAST. URL: http://www.vibrotek.ru/russian/biblioteka/book22 (data accesului: 20/03/2015).
Titlu de pe ecran. 8. Zakharov OG Căutare defecțiuni în circuitele releu-contactor.
M .: NTF "Energopress", "Energetik", 2010. P. 96. 9. Swee P. M. Metode şi mijloace de diagnosticare a echipamentelor de înaltă tensiune. M.: Energoatomizdat, 1992.S. 240. 10. Khrennikov A. Yu., Sidorenko MG Inspecția prin imagistică termică a echipamentelor electrice ale substațiilor și întreprinderilor industriale și eficiența economică a acesteia. Nr. 2 (14). 2009.
11. Sidorenko MG Diagnosticarea imagisticii termice ca instrument modern de monitorizare [Resursă electronică]. URL: http://www.centert.ru/ articles / 22 / (data accesării: 20.03.2015). Titlu de pe ecran.
INTRODUCERE 1. CONCEPTE DE BAZĂ ŞI PREVEDERI ALE DIAGNOSTICULUI TEHNIC 2. CONCEPTUL SI REZULTATELE DIAGNOSTICULUI 3. DEFECTE ALE ECHIPAMENTULUI ELECTRIC 4. METODE DE CONTROL TERMIC 4.1. Metode de control termic: termeni de bază și scop 4.2. Principalele instrumente pentru inspecția echipamentelor TMK ... 15 Munca studenților; 4. Exemple de întrebări pentru examen; 5. Lista literaturii folosite 1. Notă explicativă Instrucțiuni metodologice pentru efectuarea muncii independente extracurriculare în profesia... „INDUSTRIE)” pentru studenții specialității 1-25 02 02 Management MINSK 2004 TEMA 4: „LUA DECIZIALĂ CA DIRECȚIE PROSPECTIVA DE INTEGRARE...” / Orientări metodologice... „CREȘTEREA CALIFICARII SERVICIULUI FISCAL FEDERAL”, INSTRUCȚIUNI METODOLOGICE Sf. PETERSBURG pentru redactarea și executarea lucrării de certificare finală... „studenți specialitatea” Medicină generală "," Medicină dentară "," Nursing " Universitatea Rusă din Moscova Prietenia Popoarelor Aprobat despre LBC RIS al Consiliului Academic al Universității Ruse ... „Agenția Federală de Educație GOU VPO” Academia de Automobile de Stat Siberian (SibADI) „VP Pustobaev LOGISTICA PRODUCȚIEI Manual Omsk SibADI UDC 164,3 LBC 65,40 P 893 de recenzenți: doctor în economie, prof. S.M. Khairova; doctor în economie, prof ... "
„Metode de cercetare: 1. Interviu diagnostic cu istoric familial. 2. Test de toleranță la frustrare a lui Rosenzweig 3. Test” determinarea orientării personalității lui Bass. „4. Test de anxietate Tamml-Dorky-Amen. Cartea: Diagnosticul comportamentului suicidar .... "
„Ministerul Educației și Științei din Federația Rusă, Universitatea ITMo I.Yu. Kotsyuba, A.V. Chunaev, A.N. Shikov Metode de evaluare și măsurare a caracteristicilor sistemelor informaționale ghid de studiu St. Petersburg Kotsyuba I.Yu., Chunaev A.V., Shikov A.N. Metode de evaluare și măsurare a caracteristicilor sistemelor informatice. Ajutor educațional ... "
„1 RECOMANDĂRI METODOLOGICE pentru elaborarea și adoptarea de către organizații a măsurilor de prevenire și combatere a corupției Moscova Cuprins I. Introducere .. 3 1. Scopurile și obiectivele Recomandărilor metodologice. 3 2. Termeni și definiții .. 3 3. Cercul de subiecți pentru care au fost elaborate Recomandările metodologice .. 4 II. Suport juridic de reglementare. 5..." Îl vom șterge în termen de 1-2 zile lucrătoare.
|
Diagnosticul în traducere din limba greacă înseamnă „recunoaștere”, „determinare”. Diagnosticare tehnică- aceasta este teoria, metodele și mijloacele prin care se face o concluzie despre starea tehnică a obiectului.
Pentru a determina starea tehnică a echipamentelor electrice, este necesar, pe de o parte, să se stabilească ce trebuie monitorizat și în ce mod și, pe de altă parte, să se decidă ce mijloace vor fi necesare pentru aceasta. Există două grupuri de întrebări în această problemă:
Analiza echipamentului diagnosticat și alegerea metodelor de control pentru stabilirea stării sale tehnice efective,
· Construirea mijloacelor tehnice pentru monitorizarea stării echipamentelor și a condițiilor de funcționare.
Deci, pentru a face un diagnostic, trebuie să aveți obiectul și mijloacele de diagnosticare. Orice dispozitiv poate face obiectul diagnosticului dacă poate fi în două stări care se exclud reciproc - operabil și inoperant. În același timp, este posibil să se distingă elemente în el, fiecare dintre acestea fiind, de asemenea, caracterizat de stări diferite. În practică, un obiect real în cercetare este înlocuit cu un model de diagnostic.
Acțiunile special create în scopul diagnosticării unei stări tehnice și furnizate obiectului diagnosticului din mijloacele de diagnosticare se numesc influențe de testare. Distingeți între testele de monitorizare și de diagnosticare. Un test de control este un set de seturi de acțiuni de intrare care fac posibilă verificarea operabilității unui obiect. Un test de diagnosticare este un set de seturi de influențe de intrare care fac posibilă căutarea unei defecțiuni, adică identificarea unui element defect sau a unui nod defect.
Sarcina centrală a diagnosticului este de a găsi elemente defecte, adică de a determina locul și, eventual, cauza defecțiunii. Pentru echipamentele electrice, o astfel de problemă apare în diferite etape de funcționare. Din acest motiv, diagnosticarea este un mijloc eficient de creștere a fiabilității echipamentelor electrice în timpul funcționării acestuia.
· Trecerea la implementarea căutării unui nod defect.
Să aruncăm o privire la cel mai simplu exemplu. Motorul electric împreună cu actuatorul nu se rotește atunci când i se aplică tensiune. Motive posibile - înfășurarea este arsă, motorul este blocat. Prin urmare, înfășurarea statorului și lagărele trebuie verificate. De unde să începem diagnosticarea? Mai ușor cu înfășurarea statorului. Verificările încep cu el. Apoi, dacă este necesar, motorul este dezasamblat și se evaluează starea tehnică a rulmenților și a altor elemente.
Există două tipuri principale de căutare a elementelor eșuate - secvențială și combinațională.
Cu prima metodă, verificările hardware sunt efectuate într-o anumită ordine. Rezultatul fiecărei verificări este analizat imediat și, dacă elementul eșuat nu este identificat, atunci căutarea continuă. Ordinea efectuării operațiilor de diagnostic poate fi strict fixată sau depinde de rezultatele experimentelor anterioare. Prin urmare, programele care implementează această metodă pot fi împărțite în condițional, în care fiecare ulterior: verificarea începe în funcție de rezultatul celei anterioare și necondiționate, în care verificările sunt efectuate într-o anumită ordine predeterminată. Cu participarea umană, algoritmii flexibili sunt întotdeauna utilizați pentru a evita verificările inutile.
Pentru a optimiza procedura de depanare atunci când se utilizează metoda luată în considerare, trebuie specificate probabilitățile de eșec ale elementelor. Cu o lege exponențială a distribuției timpului de funcționare până la eșec:
este timpul.
Când se utilizează metoda combinațională, starea unui obiect este determinată prin efectuarea unui număr specificat de verificări, a căror ordine este irelevantă. Elementele nereușite sunt identificate după ce toate testele au fost efectuate prin analiza rezultatelor obținute. Această metodă se caracterizează prin situații în care nu toate rezultatele obținute sunt necesare pentru a determina starea obiectului.
Timpul mediu de detectare a unei defecțiuni este de obicei folosit ca criteriu pentru compararea diferitelor sisteme de depanare. Se pot aplica și alți indicatori - numărul de verificări, viteza medie de obținere a informațiilor etc.
În practică, pe lângă metodele luate în considerare, este adesea folosită metoda euristică de diagnostic. Algoritmii stricti nu se aplică aici. Se emite o anumită ipoteză despre locul așteptat al eșecului. Căutarea este în curs. Pe baza rezultatelor, ipoteza lui este rafinată. Căutarea continuă până când nodul defect este identificat. Adesea, această abordare este utilizată de un maestru radio atunci când repara echipamente radio.
Pe lângă căutarea elementelor eșuate, conceptul de diagnosticare tehnică acoperă și procesele de monitorizare a stării tehnice a echipamentelor electrice în condițiile utilizării prevăzute. În acest caz, persoana care operează echipamentul electric determină conformitatea parametrilor de ieșire ai unităților cu datele pașaportului sau specificațiile tehnice (TU), identifică gradul de uzură, necesitatea ajustărilor, necesitatea înlocuirii elementelor individuale și precizează calendarul măsurilor preventive și reparațiilor.
Orice sistem are multe proprietăți, a căror definiție este asociată cu stabilirea răspunsului sistemului la acțiunea de intrare.
Luați în considerare, de exemplu, caracteristica statică a unui element releu cu o bandă moartă (Figura 5.2)
Figura arată că atunci când valoarea de intrare atinge valorile ± x1, forma semnalului de ieșire se schimbă brusc.
Starea sistemului este considerată cunoscută dacă valoarea fiecăruia dintre parametrii săi dintr-o mulțime dată este cunoscută. Deoarece vorbim despre un set de proprietăți (parametri), este logic să luăm în considerare starea sistemului A în spațiul stărilor la un moment dat.
Dintre numeroasele proprietăți, acelea sunt de obicei evidențiate fără de care sistemul nu poate fi utilizat în scopul propus în condițiile date. Aceste proprietăți sunt denumite în mod obișnuit funcționale sau de bază. Parametrii corespunzători acestor proprietăți au primit un nume similar. Pentru instalațiile electrice, de exemplu, astfel de parametri sunt tensiunea, curentul, frecvența etc. Parametrii auxiliari sunt acei parametri care caracterizează performanța nodurilor sarcinilor lor specifice, de exemplu, raportul de transformare al unui transformator individual. Proprietățile nefuncționale pot caracteriza ușurința în utilizare, protecția mediului etc.
· Zona stărilor de funcționare P, în care toți parametrii se încadrează în toleranțele stabilite;
· Zona stărilor defectuoase Q, în care numai auxiliarii (parametrii nefuncționali) pot fi în afara toleranțelor stabilite;
· Zona stărilor inoperante S, pentru care valorile parametrilor funcționali nu îndeplinesc cerințele documentației normative și tehnice.
Ultimele două zone constituie zona stării defectuoase a instalației electrice. Figura 5.3 prezintă un grafic al acestor zone pentru un sistem bidimensional.
Cu un număr relativ mare de parametri care caracterizează sistemul, stările posibile ale acestuia pot fi prezentate sub forma unui tabel de stări (Tabelul 5.1).
Din tabel se poate observa că starea lui P3 corespunde stării bune a sistemului, deoarece toți parametrii acestuia sunt în limitele stabilite. Restul stărilor Pn - 1 sunt defecte. Dacă fiecare dintre parametri caracterizează un element bine definit, atunci tabelul dat poate fi transformat într-un tabel de defecțiuni (Tabelul 5.2), care reflectă influența fiecăruia dintre elementele sistemului asupra parametrilor săi de ieșire.
Posibilitatea trecerii unui sistem de la o stare la alta poate fi cuantificata folosind o masura probabilistica.
Informațiile despre un obiect de control sunt obținute de obicei prin măsurare, care este înțeleasă ca procesul de comparare a unei valori măsurate cu o valoare de referință. Cu toate acestea, controlul stării sistemului (calitatea acestuia) nu poate fi redus doar la măsurători, deoarece chiar dacă toate elementele sunt în stare bună de funcționare, conexiunile lor reciproce pot fi încălcate, iar abaterile parametrilor individuali pot fi compensate. Un alt aspect important al controlului este faptul că evaluarea calității este privită ca un proces care are loc în timp. Din aceste poziții, sub controlul stării tehnice, ar trebui să se înțeleagă determinarea stării unui obiect la un moment dat în timp prin obținerea și analiza informațiilor tehnice care caracterizează acest obiect.
Adesea, conceptul de control și măsurare este identificat. Cu toate acestea, acest lucru nu poate fi considerat corect. La măsurare, o anumită cantitate fizică este comparată cu alta, selectată ca unitate de măsură. La efectuarea controlului, precum și în timpul măsurătorilor, se efectuează o operațiune de comparare, totuși, dacă rezultatul principal al măsurării este o determinare cantitativă a valorii măsurate, atunci rezultatul principal al controlului nu este doar obținerea valorilor cantitative ale parametrilor , dar și a face o anumită judecată cu privire la acțiunile ulterioare de control al obiectului.
Luați în considerare, ca exemplu, acțiunile dispecerului unei întreprinderi de rețea electrică. În acest caz, operatorul este interesat nu numai de funcționarea elementelor individuale de rețea, ci și de situația generală (externă elementului), pe care o judecă după semnalele luminoase ale diagramei mnemonice și parametrii monitorizați.
Particularitățile procesului de control al diferitelor obiecte sunt exprimate în metodele de control. În prezent, următoarele metode de control sunt cele mai utilizate: examinare externă, verificarea performanței prin semne externe, verificări folosind echipamente de control și măsurare.
În ciuda neajunsurilor evidente ale acestei metode asociate cu subiectivitatea evaluării și intensitatea ridicată a muncii, ea rămâne în continuare una dintre cele mai importante metode de control.
Ambele metode luate în considerare, împreună cu simplitatea lor, au un dezavantaj semnificativ - nu oferă o evaluare cantitativă a stării obiectului controlat, prin urmare nu asigură lucrări de reglare și reglare, nu permit prezicerea stării ulterioare a instalației electrice.
ai - probabilitatea condiționată de defecțiune a elementului i.
Odată cu repartizarea timpului de funcționare până la defecțiune conform legii exponențiale
n este numărul de elemente.
După analizarea obiectului diagnosticului, și după ce s-a determinat raportul ti/ai, acestea sunt dispuse în ordine crescătoare. În acest caz, criteriul de optimitate va fi următorul:
Se efectuează prima verificare pentru care condiția este îndeplinită.
Principalul avantaj al metodei este abilitatea de a optimiza programul în ceea ce privește timpul total de diagnosticare. Dezavantajele metodei includ posibilitățile limitate de aplicare a acesteia în interconexiuni complexe ale elementelor funcționale, necesitatea de a avea date privind timpul de căutare pentru elementul defectat și ratele de eșec, precum și incertitudinea în alegerea secvenței verificărilor. în caz de egalitate a relațiilor:
Dacă probabilitatea de apariție a defecțiunilor este egală, adică a1 = a2 = ... = an, căutarea se efectuează într-o secvență determinată de timpul minim petrecut pentru verificări.
https://pandia.ru/text/78/408/images/image012_41.gif „width =" 83 "height =" 32 "> este minim, cu probabilitatea unui rezultat negativ.
Prin calcularea valorilor pentru toate verificările și folosind criteriul propus, puteți selecta locul primei verificări. După selectarea primei verificări, diagrama este împărțită în două părți, care sunt considerate obiecte independente. Pentru fiecare dintre ele se determină ratele de eșec ale elementelor lor (suma coeficienților trebuie să fie egală cu 1). Se face o listă de verificări posibile și se selectează o verificare pentru care probabilitățile de rezultate sunt cele mai apropiate de 0,5. Acest proces continuă până când este găsit elementul defect.
Este necesar să se compună un algoritm pentru căutarea unei defecțiuni a unui obiect care să asigure numărul mediu minim de verificări.
(5.4)
(5.5)