ЛЕКЦИЯ №12

ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ СЭЖТ

ЛЕКЦИЯ №11

«МОДЕЛИ ОТКАЗОВ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА»

ВРЕМЯ – 2 часа

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

1. Рассмотреть вопрос организации технического обслуживания объектов СЭЖТ.

2. Изучить модель отказа «параметр – поле допуска»

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ – 5 мин.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ СЭЖТ – 20 мин.

2. МОДЕЛЬ ОТКАЗА «ПАРАМЕТР – ПОЛЕ ДОПУСКА» – 60 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин.

В процессе эксплуатации исходные свойства оборудования непрерывно изменяются. С течением времени стареет изоляция, изнашиваются токоведущие части, контактные системы, обмотки и подшипники электрических машин, отдельные узлы и детали электрооборудования, происходит нарушение условий его нормального функционирования. По этим причинам, а также вследствие заводских дефектов, неправильных действий персонала, увлажнения, загрязнения, неблагоприятных условий и режимов работы оборудования снижается его эксплуатационная надежность и увеличивается опасность возникновения отказов. Большинству отказов предшествует тот или иной вид накопленных повреждений. Поэтому для поддержания работоспособного состояния оборудования применяют определенную систему его технического обслуживания (СТО).

Объем, содержание и периодичность работ по СТО зависят от многих факторов и в первую очередь от показателей эксплуатационной надежности, совершенства конструкции, сложности и ответственности оборудования. Чем сложнее (дороже) оборудование и ответственнее технологический процесс, на котором его используют, тем больше допустимые эксплуатационные затраты, которые могут быть реализованы за счет увеличения объема и числа мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту.

Работы, проводимые в рамках комплекса мероприятий по СТО, направленных на предупреждение отказов и продление сроков службы электрооборудования, различаются по времени проведения, уровню наработки, источникам финансирования, объему и содержанию работ.

Правило, устанавливающее выбор ТО, принято называть стратегией профилактики. Наиболее часто используются следующие три стратегии ТО СЭЖТ:

1. Стратегия аварийной профилактики, при которой плановые ТО не производят, а аварийные восстановительные работы осуществляют лишь после отказа оборудования.

2. Стратегия планово-предупредительной профилактики, согласно которой ТО проводят периодически в плановые сроки, независимо от технического состояния оборудования, а в случае его отказа осуществляют восстановление или замену.

3. Стратегия профилактики по техническому состоянию, когда ТО проводят с учетом фактического состояния оборудования, определяемого методами технической диагностики.

Многолетний опыт эксплуатации объектов СЭЖТ показывает, что организация ТО по первой стратегии в большинстве случаев малоэффективна и оправдывает себя лишь иногда для простейшего и высоконадежного оборудования. При этом техническое обслуживание проводится эпизодически, а ремонт – после отказа. Объем ремонтных работ зависит от вида отказа или повреждения. Такая стратегия позволяет наиболее полно использовать ресурс оборудования, но она приводит к длительным остановкам технологических процессов, что обусловливает большой ущерб и значительные затраты на ремонт. Поэтому на железнодорожном транспорте стратегия аварийной профилактики может применяться только для неответственных объектов, отказ которых не сопровождается остановом ответственного оборудования и не нарушает ритма производственного процесса. На ряде объектов эта стратегия применяется вынужденно из-за недостаточного финансирования ремонтных работ, отсутствия материалов и запасных частей и др.

В настоящее время профилактика систем электроснабжения выполняется по второй стратегии, основанной на планово-предупредительных принципах выполнения работ. При этом профилактические мероприятия выполняют в плановом порядке в строго регламентированные сроки. Такая система получила название системы планово-предупредительных ремонтов (ППР). Действующими нормативам и для системы ППР устанавливаются: структура ремонтного цикла; периодичность проведения профилактических мероприятий; типовые объемы работ по техническому обслуживанию и видам ремонта (текущий, средний, капитальный); трудовые и материальные затраты; нормы простоя из-за ремонта; нормы складского запаса оборудования, запасных частей, комплектующих изделий и материалов.

Наиболее перспективным направлением совершенствования системы ТО является использование стратегии профилактики по техническому состоянию. Основой для его построения служат методы и средства технической диагностики, позволяющие определить техническое состояние путем непрерывного или дискретного контроля за изменением параметров оборудования, которые определяют его работоспособность. При достижении этими параметрами состояния, близкого к предельному, проводится предупредительный ремонт оборудования. В этой связи актуальной становится проблема определения предельного состояния объекта.

2. МОДЕЛЬ ОТКАЗА «ПАРАМЕТР – ПОЛЕ ДОПУСКА»

В процессе эксплуатации объектов ЭСЖТ их прочность снижается. При превышении нагрузки на объект его прочности происходит разрушение объекта и отказ системы электроснабжения. Рассмотрим наиболее простой случай, когда в процессе эксплуатации объекта нагрузка на него остается постоянной (рисунок 1).

Рисунок 1. Модель «Нагрузка и прочность – случайные процессы» при условии μ_п(t) = μ_п(0)·φ(t); μ_н(t) = μ_н(0) = const. Тн - период нормальной эксплуатации, при котором прочность объекта больше нагрузки на него.

В зависимости от вида объекта и выбранного начального значения коэффициента запаса прочности Кз₀ = μ_п(0) / μ_н(0) величина Т_н принимает определенные значения.

Наиболее вероятным является отказ объекта в момент времени t ≥ Тн.

Практика показывает, что объект нельзя эксплуатировать до наступления момента времени t = Тн. Необходимо определить либо поле допуска параметра Δμ_п(t), либо поле допуска времени эксплуатации объекта Δt, при достижении которых необходимо провести восстановление технического состояния объекта.

Поле допуска — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров. Любое значение параметра, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым [1].

В существующих системах эксплуатации объектов СЭЖТ существует определенная периодичность восстановления их технического состояния. Эта периодичность определяется порядком проведения различных видов технического обслуживания (ТО-1, ТО-2 и ТО-3).

Пример. Рассмотрим порядок восстановления технического состояния контактного провода МФ-100 по полю допуска времени эксплуатации объекта Δt.

Если местный износ контактного провода менее 25% площади его сечения S, то проводится периодический визуальный контроль и выборочные измерения износа. Если местный износ контактного провода равен или больше 25% площади его сечения S, то необходимо проводить измерения износа на всем протяжении анкерного участка. При угольных вставках токоприемника измерение износа контактного провода проводится 1 раз в 2 года. Срок службы контактного провода при токоприемниках с угольными вставками контактного провода составляет 30 лет [2].

Предельными состояниями контактного провода МФ-100 являются:

- по местному износу: h_м = 7,77 мм; S_м = 35 мм²;

- по среднему износу: h_ср = 8,2 мм; S_ср = 30 мм².

Номинальная нагрузка на контактный провод на участках со скоростью движения до 160 км/час составляет 200 … 230 кН. Полагая, что для контактного провода Кз₀ = 2,5 определяем начальное значение математического ожидания прочности μ_п(0) контактного провода как:

μ_п(0) = 230 кН 2,5 = 575 кН.

При наличии определенного износа усилие натяжения контактного провода должно уменьшаться (таблица 1).

Таблица 1. Усилие натяжения МФ-100 при различной величине износа

Износ, мм^2
Натяжение, кН				7,5

Уменьшение натяжения контактного провода обеспечивает снижение нагрузки на него и продляет срок службы.

Характер износа контактного провода МФ-100 представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Характер износа контактного провода МФ-100: t₁ – время начала наблюдения с периодичностью Δt = 2 года.

Анализ графиков рисунка показывает, что при продолжительности эксплуатации t₁ местный износ контактного провода становится равным или превышает 25% площади его сечения S. При этом согласно ПУТЭКС измерение износа контактного провода проводится 1 раз в 2 года. В данном случае полем допуска является временной интервал Δt = 2 года. В течение данного времени контролируемый параметр не должен достигнуть предельного значения при котором математическое ожидание прочности μ_п(t) будет равно или превысит математическое ожиданию нагрузки μ_н(t).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

3. Выводы по материалу занятия.

4. Ответы на вопросы.

5. Задание на самостоятельную работу.

ЛИТЕРАТУРА

2. ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости.

3. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ-868). Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. – М.: «ТРАНСИЗДАТ», 2002 г. – 184 с.

«ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА»

ВРЕМЯ – 2 часа.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Рассмотреть вопросы эксплуатации, определения и повышения надежности восстанавливаемых объектов систем электроснабжения ЖТ.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ – 5 мин.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. ПРОЦЕСС ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ – 20 мин.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА – 50 мин.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА – 10 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин.

Дата добавления: 2014-01-05