- •Лекция 1. Общие вопросы технической диагностики
- •1.1 Техническая диагностика и прогнозирование ресурса оборудования. Основные понятия и определения
- •1.2 Тестовое и функциональное диагностирование
- •1.3 Параметры диагностирования
- •1.4 Экономические аспекты технической диагностики
- •Лекция 2. Основы теории технической диагностики
- •2.1. Постановка задачи распознавания технического состояния оборудования
- •2.2. Математические модели в задачах диагностики
- •2.3. Прогнозирование ресурса оборудования
- •2.4. Использование технологии нейронных сетей для решения задач диагностики
- •Лекция 3. Методы диагностики электротехнического оборудования
- •3.1 Тепловые методы диагностики
- •3.2. Вибродиагностика
- •3.3 Метод частичных разрядов
- •3.4 Физико-химические методы диагностики
- •3.5 Оптические методы
- •3.7 Диагностические комплексы и мобильные диагностические лаборатории
- •Энергоблок
- •Ввод – вывод Управляющий микропроцессор
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 4. Диагностика коммутационных аппаратов
- •4.1 Диагностика изоляции коммутационных аппаратов
- •4.2 Диагностика контактов и контактных соединений
- •4.3 Технические средства диагностики коммутационных аппаратов
- •Лекция 5. Диагностика кабельных и воздушных линий
- •5.1. Методы диагностики кабельных линий
- •5.2 Прогнозирование остаточного ресурса силовых кабелей
- •5.4 Диагностика воздушных линий
- •5.5 Технические средства и системы диагностики воздушных линий
- •Лекция 6. Диагностика элементов и систем управления и защиты
- •6.1 Диагностика элементов систем релейной защиты и автоматики
- •6.2 Технические средства диагностики электрических цепей и элементов систем управления и защиты
- •Лекция 7. Диагностика трансформаторов
- •7.1 Характерные повреждения силовых трансформаторов
- •7.2 Хроматографический метод диагностики силовых трансформаторов
- •7.3 Тепловизионный метод диагностики силовых и измерительных трансформаторов
- •7.4 Контроль изоляции трансформаторов, вводов и измерительных трансформаторов при рабочем напряжении по характеристикам частичных разрядов
- •7.5 Диагностика опрессовки активных элементов и механических деформаций обмоток трансформаторов
- •Лекция 8. Диагностика электрических машин
- •8.1 Основные дефекты электрических машин и их проявление
- •Лекция 9. Организация диагностирования объектов электроэнергетики
- •9.1 Общие принципы диагностического контроля электротехнического оборудования
- •9.2. Разработка методики диагностирования и прогнозирования ресурса электрооборудования
- •Метрологическое обеспечение и обработка результатов технического диагностирования
- •9.4 Требования к безопасности процессов диагностирования
- •9.5 Технико-экономические показатели эффективности системы диагностики
- •10 На основание каких нормативно-технических документов разрабатываются требования к безопасности процессов диагностирования?
2.3. Прогнозирование ресурса оборудования
Решение проблемы прогнозирования и обеспечения технического ресурса предусматривает установление качественных и количественных закономерностей, определяющих ресурс оборудования, разработку методов оценки влияния различных факторов на ресурс. Решение проблемы открывает пути для научно обоснованного назначения ресурса, анализа и синтеза оборудования с учетом факторов надежности, для выбора конструктивных и технологических решений, обеспечивающих назначенные показатели долговечности.
Особый интерес представляет проблема прогнозирования индивидуального ресурса оборудования по результатам наблюдений за их состоянием в процессе эксплуатации. Предельные состояния оборудования являются результатом постепенного накопления повреждений в деталях, узлах и элементах.
Понятие ресурса. Технический ресурс (далее ресурс) – показатель долговечности, характеризующий запас возможной наработки объекта. Ресурсом называют наработку объекта от начала или возобновление эксплуатации до наступления предельного состояния.
В качестве меры продолжительности может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта. Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. С точки зрения теории и общей методологии наилучшей и универсальной единицей остается единица времени.
Исчисление ресурса в единицах времени позволяет поставить задачи прогнозирования в наиболее общей форме. Иногда используют дискретное время (например, число циклов или блоков включения-отключения). Если известно распределение по длительности циклов или блоков, а также распределение перерывов между ними, то пересчет на календарное время (или наоборот) не вызывает затруднений.
На стадии проектирования, когда объект еще не создан, его расчет, в том числе оценку ресурса, производят на основании нормативных документов, которые в свою очередь основаны (явно или неявно) на статистических данных о материалах, воздействиях и условиях эксплуатации аналогичных объектов. Таким образом, прогнозирование ресурса должно быть основано на вероятностных моделях. Назначенный ресурс задают определенным числом, соответствующим некоторой вероятности, с которой назначенный ресурс должен быть реализован в проектном объекте. Обычно используют понятие гамма-процентного ресурса – значение ресурса, обеспеченное с заданной вероятностью γ. Часто употребляют также понятие среднего ресурса и среднего срока службы. На стадии проектирования эти понятия означают математические ожидания соответственно ресурса и срока службы.
Прогнозирование ресурса и теория надежности. Прогнозирование ресурса – составная часть теории надежности оборудования. Под надежностью понимают способность технического объекта выполнять заданные функции в течение заданного отрезка времени или заданной наработки. В понятие надежности входит ряд свойств объекта: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Одним из центральных понятий теории надежности является отказ – событие, которое заключается в нарушении работоспособного состояния объекта. В теории надежности отказ трактуют как случайное событие, принимая за один из основных показателей надежности вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени или в пределах заданной наработки.
Ресурс и срок службы, будучи показателями долговечности, также принадлежать к числу основных понятий теории надежности. В простейшей ситуации, когда объект эксплуатируют до первого отказа, отождествляемого с предельными состояниями, безотказность работы объекта одновременно характеризует и его долговечность. Однако здесь рассматриваем более общий случай, когда после периода приработки интенсивность отказов снижена до минимума, причем система планово-профилактических мероприятий и технического обслуживания гарантирует предупреждение возможных отказов, или по меньшей мере, их быстрое устранение без длительных перерывов в эксплуатации и других нежелательных последствий. При этих условиях основными понятиями становятся предельное состояние, ресурс и срок службы.
Поведение объектов существенно зависит от их взаимодействия с окружающей средой, а также характера и интенсивности процессов эксплуатации. В теории надежности свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности – оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени – сведена к задаче о выбросах случайных процессов.