Міністерство освіти і науки україни

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Визначення місць пошкодження в силових кабелях

ХАРКІВ –ХНАМГ-2006

Визначення місць пошкодження в силових кабелях: Конспект лекцій для студентів 4, 5 курсів денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 /Авт. Дьяков Є.Д., ХітровА.В. - Харків: ХНАМГ, 2006. – с. 94

Автори: доц., к.т.н. Є.Д.Дьяков,

доц., к.т.н. А.В.Хітров

Рецензент: доц., к.т.н. Г.А. Сендерович

Рекомендовано кафедрою ”Електропостачання міст”, протокол № 9

від 24 березня 2006р.

ПЕРЕДМОВА

Складовою частиною систем електропостачання споживачів (СЕС) є повітряні (ПЛ) і кабельні (КЛ) лінії електропередачі (ЛЕП). Досвід експлуатації систем електропостачання показує, що значна кількість перерв в електропостачанні споживачів відбувається при аварійному відключенні ЛЕП у результаті їхнього пошкодження. Для проведення ремонтних робіт спочатку треба визначити характер і місце пошкодження на трасі лінії. Від якості виконання цих операцій залежать строк введення лінії в експлуатацію і вартість виконуваних робіт. У цей час для визначення місця пошкодження (ВМП) у ЛЕП використовують різні методи, в яких застосовують спеціальну вимірювальну апаратуру. Спроби систематизувати відомості про ВМП робили різні автори. Однак приладовий парк, рекомендований для використання в тому чи іншому методі постійно розширюється. Крім того, інформація, наведена в літературі, часто має рекламний характер. Все це утруднює можливість визначення доцільної області використання конкретного методу ВМП.

Рекомендації із застосування методів ВМП повинні базуватися на результатах даних аналізу переваг і недоліків конкретних методів, їхньої фізичної сутності, а також досвіду експлуатації ЛЕП. Розгляду цих питань і присвячена дана робота.

1. Основні поняття та характеристики надійності

Для забезпечення безперебійного електропостачання споживачів необхідна надійна робота кожного елемента ліній електропередачі. До них зокрема належать такі елементи кабельних ліній, як сполучні муфти, кінцеві оброблення і т.д. У зв'язку з тим, що вплив дефектів на надійність роботи виробів, особливо ізоляції кабельних ліній досить істотний, далі дефектні місця будемо розглядати як самостійні елементи, до яких застосовуються основні показники й поняття надійності.

Основні поняття й терміни надійності виробів наведені в [1]. Надійність - це властивість виробів виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники (економічність, продуктивність) у заданих межах протягом необхідного проміжку часу або наробітку.

Під виробом розуміють деталі, вузли, частини й агрегати машин, апаратів, а також складені з них системи, що розглядаються як самостійні елементи розрахунку й аналізу надійності.

Стан виробу, при якому він здатний виконувати задані функції з параметрами, установленими вимогами технічної документації, називається праце-

здатністю.

Слід зазначити, що ці параметри належать до функцій, що виконує виріб, а не до самих виробів.

Кожний виріб може перебувати у двох станах - справному або несправнму.

Несправність – це стан виробу, при якому він не відповідає хоча б одному з вимог технічної документації відносно параметрів як виконуваних функцій, так і самого виробу.

Якщо виріб не відповідає хоч би одному з вимог технічної документації до параметрів самого виробу, але виконує задані йому функції, то такий виріб називається дефектним.

Подія, що полягає в порушенні працездатності, коли для її відновлення потрібен ремонт або заміна виробу, називається відмовою.

Для електроізоляційних конструкцій ознакою відмови є руйнування, перекриття або пробій, які не дозволяють виробу виконувати задані йому функції.

У [1] визначені три основних властивості, що характеризують надійність: безвідмовність, довговічність і ремонтопридатність.

Безвідмовність – це властивість виробу зберігати працездатність без змушених перерв. Для неремонтованих виробів основними показниками безвід-мовності є «імовірність безвідмовної роботи» й «інтенсивність відмов». Для ремонтованих виробів - «імовірність безвідмовної роботи» й «параметр потоку відмов».

Довговічність – це властивість виробу зберігати працездатність до граничного стану з необхідними перервами для технічного обслуговування та ремонту. Кількісними показниками довговічності є «термін служби» й «ресурс».

Термін служби – це календарна тривалість експлуатації до моменту виникнення граничного стану, обумовленого в технічній документації, або до списання виробу (з будь-яких причин).

Ресурс – це наробіток (тривалість експлуатації, обсяг роботи) виробу до граничного стану, обумовленого в технічній документації. Ресурс може вимі-рюватися часом або циклами. Для виробів, які працюють безперервно з рівномірним зношуванням, поняття «термін служби» й «ресурс» збігаються, якщо виріб виводиться з експлуатації не раніше, ніж наступить граничний стан.

Ремонтопридатність – це властивість виробу, що полягає в його присто-сованості до попередження, виявлення та усунення відмов і несправностей шляхом проведення технічного обслуговування й ремонтів. Основними показниками ремонтопридатності можуть бути «середній час відновлення», «середня вартість технічного обслуговування» або «імовірність виконання ремонту в заданий час».

У процесі експлуатації ЛЕП важливо знати параметри, що кількісно характеризують надійність. Загальна надійність ЛЕП H(t) згідно з [2] може бути подана як добуток імовірності безвідмовної роботи лінії P(t) на її коефіцієнт готовності: H(t) = P(t) К_г.

Коефіцієнт готовності за своєю фізичною сутністю є ймовірність того, що ЛЕП у будь-який довільно обраний момент часу перебуватиме в справному стані. Кількісно він визначається як відношення сумарного часу безвідмовної роботи ЛЕП t_p до загального часу безвідмовної роботи й відновлення лінії t_в , узятих за той самий календарний строк експлуатації:

. (1.1)

У загальному випадку час відновлення лінії дорівнює сумі часу, що витра-чається на вирішення організаційних питань t_ор (оповіщення, збір, пересування, допуск і т.д.), на визначення місця пошкодження t_оп , ремонт лінії t_рл , випробування лінії після ремонту t_ил:

t_p = t_ор + t_оп + t_рл + t_{ил .} (1.2)

Коефіцієнт готовності, віднесений до одного року експлуатації ЛЕП, можна визначити як

, (1.3)

де 8760 - кількість годин у році;

- середній час відновлення лінії за рік експлуатації,

m - щільність пошкоджень (відмов) лінії або кількість пошкоджень

на 100 км лінії в рік. Величина m визначається відношенням

, (1.4)

де n - число пошкоджень лінії за 1 рік;

l - довжина лінії, км.

З коефіцієнтом готовності зв'язані й інші коефіцієнти, що характеризують надійність лінії: коефіцієнт простою К_п , коефіцієнт профілактики К_пр і коефі-цієнт частоти профілактики К_чп, які дорівнюють відповідно

К_п = 1 - К_г ,

К_пр = К_п / К_г , (1.5)

,

де n_р, n_ос – відповідно число ремонтів лінії й число профілактичних оглядів лінії, узятих за той же календарний строк, що й час t_р й t_в;

t_ср – середній час між сусідніми відмовами в лінії.

Таким чином, з величини коефіцієнта готовності можна визначити експлуатаційні якості лінії з погляду трудомісткості пошуку пошкодження і його усунення. Збільшити значення коефіцієнта готовності, а, отже, і ефективність використання ЛЕП можна за рахунок зменшення кількості відмов у лінії, а також скорочення часу на відновлення лінії.

Досвід експлуатації повітряних і кабельних ЛЕП систем електропостачання показує, що найбільші витрати часу й праці припадають на ВМП у кабельних лініях. Від досконалості застосовуваних методів і приладів для ВМП, від точності вимірів ними залежатиме час, необхідний на пошук місця пошкодження й усунення несправності, а значить і коефіцієнт її готовності та системи електропостачання в цілому.