Параметром называется численное значение показателя, установленное нормативно-технической документацией.

Работоспособным называется состояниеобъекта, при котором значения всех показателей, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной, технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Понятие работоспособность содержит некоторую неопределенность. Между абсолютной работоспособностью элемента электроустановки (ЭУ), когда все диагностические признаки имеют номинальные значения, и абсолютной неработоспособностью, когда ЭУ не способна работать (пробой изоляции, обрыв проводов, их замыкание на землю), лежит конечное число промежуточных состояний, при которых ЭУ полностью или частично работоспособна.

Граница между работоспособным и неработоспособным состояниями не всегда очевидна. Значения диагностических признаков элементов, при которых ЭУ должна считаться неработоспособной и постоянно пересматриваются.

Превышение допустимых значений напряжения приводит к снижению надежности работы электроустановок. Повышение тока нагрузки приводит к чрезмерному перегреву всех элементов ЭУ, кабелей, обмоток силовых трансформаторов и электрических машин, включенных в рассматриваемую электрическую цепь. В результате перегрева электрооборудования возможен пробой изоляции с последующим замыканием токоведущих частей между собой или на землю.

В общем случае объект может находиться в конечном множестве состояний S. Тогда можно записать, что каждое отдельное состояние объекта s_j принадлежит этому множеству состояний S:

s₁,...,s_j,...,s_n ϵ S.

Каждому множеству состояний S соответствует множество диагностических признаков Е. Каждый отдельный диагностический признак принадлежит множеству признаков Е:

e₁,...,e_j,...,e_m ϵ Е.

Если существует однозначное соответствие между числом состояний объекта n и числом его диагностических признаков m, то n = m. В общем случае n ≠ m.

Область работоспособности объекта - это область изменения диагностических показателей, ограниченная их допустимыми значениями. В области работоспособности объект способен выполнять все заданные функции в соответствии с требованиями нормативной технической документации.

Множество исправных состояний объекта обозначается, как S_доп. Множество диагностических показателей, соответствующих исправным состояниям, обозначается, как Е_доп.

Диагностические показатели имеют допустимые значения е_доп, принадлежащие области Е_доп или недопустимые значения е_ндоп, не принадлежащие области Е_доп.

Допустимые значения диагностических показателей е_доп лежат в диапазонемежду их верхними е^в_доп и нижними е^н_доп значениями. Если номинальное значение показателя е_ном лежит посередине между его верхним и нижним значением, то допустимое значение показателя можно определить при помощи упрощенного соотношения:

е_доп = е_ном ± Δе,

где Δе = е^в_доп - е_ном = е_ном - е^н_доп.

В этом случае величина Δе является запасом допустимого изменения показателя относительно его номинальной величины.

Часто используется также другой упрощенный подход, при котором допустимые значения диагностических показателей е_доп определяются, как:

е_доп = е_ном·k,

где k - коэффициент запаса изменения показателя.

Упрощенные методики определения е_доп являются приближенными. Например, считается что, нормальная работа многих систем электроснабжения обеспечивается при отклонении напряжения не более чем на ± 10 % от номинального значения. В аварийном режиме допускается работа элементов ЭУ при отклонении напряжений от номинального значения до ± 20... 30%.

Множество неисправных состояний обозначается, как S_ндоп. Множество диагностических показателей, соответствующих неисправным состояниям, обозначается, как Е_ндоп. Все диагностические показатели, принадлежащие этому множеству, имеют недопустимые значения е_ндоп.

Связь значений одного диагностического показателя е и состояний объекта диагностики представлена на рисунке 1. На практике, для повышения достоверности состояние ЭУ и ее элементов характеризуется совокупностью диагностических признаков.

Рисунок 1. Примерный характер изменения диагностического показателя е во времени и его связь с состояниями объекта диагностики: ОР – область работоспособности; S_доп - множество исправных (допустимых) состояний объекта диагностики; S_ндоп - множество неисправных (недопустимых) состояний объекта диагностики.

Условие работоспособности объекта можно задавать в пространстве его диагностических признаков при определенных допущениях:

1. Для электроустановки определено множество всех ее состояний S и совокупность соответствующих этим состояниям значений диагностических признаков Е.

2. У электроустановки существуют лучшие состояния S_н, принятые в качестве номинальных. Для этих состояний определены диагностические признаки Е_ном .

3. Отклонение работоспособных состояний S_р от номинальных состояний S_н допускается в определенных пределах, соответствующих диапазону Е^н …Е^в. Индексом «н» – обозначены множества с нижними значениями диагностических признаков, а индексом «в» – множества с их верхними значениями.

С учетом этих допущений исправной можно считать ЭУ у которой все диагностические признаки находятся в области работоспособности. Номинальные состояния объекта диагностики также находятся в области работоспособности ОР.

В общем случае в качестве диагностических признаков могут использоваться отдельные значения показателей или их совокупность в виде характеристик объекта. Рассмотрим способы задания условий работоспособности объектов по отдельным значениям их показателей.

Условия работоспособности объекта при отдельных показателях. Наиболее часто используемые для контроля работоспособности электрооборудования показатели приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели, характеризующие состояние электроустановок

Вид электроустанов-ки	Диагностические параметры
Сопротивление изоляции	Сопротивление постоянному току	Ток несим-метрии	Темпе-ратура	Вибрация	Частичные разряды
Генераторы переменного тока	+	+	+	+	+	+
Трансформато-ры, автотрансфор-маторы, реакторы	+	+	+	+	+	+
Выключатели	+	+	-	-	-	+
Воздушные линии	+	-	-	-	-	+
Аппаратура управления и защиты	+	-	-	-	-	-
Кабели	+	-	+	-	-	-

Знаком «+» отмечены показатели, по которым проверяется состояние электроустановки. Знаком «-» отмечены не используемые показатели.

На практике в качестве диагностических признаков также могут использоваться индуктивность и резонансная частота обмоток силовых трансформаторов и электрических машин, потенциалы между отдельными частями электрических схем, сопротивление изоляции элементов, уровень напряженности электромагнитного поля, интенсивность частичных разрядов и т.д.

Условия работоспособности по одному показателю для непрерывных объектов диагностики задаются неравенствами, которые ограничивают его значения с одной или с двух сторон.

При ограничениизначения показателя с нижней стороны должно выполняться условие неравенства:

е_допi > е^н_допi,

где е_допi - текущее допустимое значение показателя; е^н_допi - наименьшее допустимое значение показателя.

Например, условие, что сопротивление изоляции проводника не должно быть менее 300 Мом, записывается, как R_и >300 Мом.

При ограничениизначения показателя с верхней стороны должно выполняться условие неравенства:

е_допi < е^в_допi,

где е^в_допi – наибольшее допустимое значение показателя.

Например, условие, что тангенс угла диэлектрических потерь изоляции проводника не должен быть более 2,5%, записывается, как tg < 2,5%,

Во многих случаях указываются внешние условия, при которых должно производиться определение текущего значения показателя – температура, давление и влажность среды.

При ограничениизначения показателя двух сторон (с нижней и верхней стороны) должно выполняться условие неравенства:

е^в_допi < е_допi < е^в_допi.

Например, условие, что ток нагрузки трансформатора должен лежать в определенных пределах, записывается, как 0,8 I_н< I <1,2I_н.

Если состояние ЭУ определяется несколькими диагностическими признаками, то задачу контроля работоспособности объекта диагностики сводят к проверке рассмотренных неравенств для каждого признака. Если хотя бы одно из неравенств не выполняется, то объект признается неработоспособным. Примером может служить синхронный электрический двигатель, состояние которого определяется по трем диагностическим признакам: по частоте вращения ротора ω, по величине вибрации g и по току током I_ут.

Дата добавления: 2015-07-25