Опыт эксплуатации электрооборудования распределительных устройств

Лекция

ТЕМА: «Диагностирование судовых электрораспределительных устройств»

Элементная база распределительных устройств

Состав элементной базы распределительных устройств зависит от их назначения. Наиболее содержательная элементная база главных распределительных щитов (ГРЩ), обеспечивающих управление источниками электроэнергии и распределением электрической энергии по судну. В ГРЩ сосредоточены:

1) коммутационно-защитные аппараты;

2) электроизмерительные приборы контроля параметров источников и приемников электрической энергии;

3) технические средства управления работой источников, приемников и судовой электроэнергетической установкой в целом;

4) различного рода датчики и преобразователи (трансформаторы напряжения и тока), обеспечивающие получение информации о параметрах электрической энергии в форме, удобной для ее последующего использования;

5) шинопроводы, обеспечивающие прохождение тока между элементами ГРЩ и соединение источников и приемников электрической энергии.

Опыт эксплуатации электрооборудования распределительных устройств

Из результатов опроса эксплуатационного персонала следует, что главный распределительный щит в иерархии судового электрооборудования по показателю информативной обеспеченности для эксплуатационно-технических мероприятий занимает далеко не последнее место вслед за системами управления главного двигателя судна, руля и грузовых средств.

Опыт эксплуатации дает некоторое представление об отказах элементной базы распределительных устройств (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Интенсивность отказов элементной базы распределительных устройств

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости пристального внимания в условиях эксплуатации к работе различного рода средств автоматизации, размещенных в ГРЩ, и своевременности проверки измерительных приборов, позволяющих при высоком классе точности и исправном техническом состоянии делать достоверное заключение о работе значительного числа элементов судовой электроэнергетической установки. Интенсивность отказов кнопок примерно на порядок ниже интенсивности отказов переключателей, что подтверждает правильность замены последних на кнопки в схеме задания резервного генератора в системе управления «Ижора-М» (серийный вариант) по сравнению с первоначальным вариантом (опытный образец). Использование кнопок предпочтительней использованию переключателей и в цепях управления серводвигателей регуляторов частоты вращения приводных двигателей генераторных агрегатов. Аналогичная ситуация проявляется и в отношении выбора защитных устройств цепей управления. Несмотря на более высокую стоимость предпочтительно использовать для защиты цепей автоматические выключатели, нежели предохранители.

Важным элементом всех перечисленных в таблице 1.1 устройств является электрический контакт.

Нарушение в работе контактов, приводящие к свариванию контактов, повышению их температуры и ускоренному старению изоляционных материалов прилегающих к ним, обрыву цепей и другим неприятным последствиям способны, учитывая роль распределительных устройств и насыщенность их контактными соединениями, поставить безопасность судна в угрожающее состояние.

При оценке ресурса контактного соединения за предельно допустимое изменение величины переходного сопротивления контактного соединения может быть принято, например, увеличение его по сравнению с первоначальным (R₀) на 50%. Предложено определять средний ресурс контактные соединения, используя выражение

T = [∆R]/V_RC (1+s_V²/ V_RC)10³,

где [∆R] – допустимое изменение переходного сопротивления, V_RC – средняя скорость изменения переходного сопротивления, s_V – стандартное отклонение. Если принять наибольшую скорость изменения V_RM = V_RC+3s_V, то можно определить величину минимального ресурса соединения. Указывается, что в случае опытного определения V_RC для десяти кабелей КНР сечением жилы 70 мм² ресурс составил 56 000 часов.

Следует заметить, что реальная скорость изменения переходного сопротивления, контактов в судовых условиях будет существенно нелинейной, имеющей немонотонный характер изменения.

Учитывая зависимость R от превышения температуры ∆t, которая имеет вид для медных контактов:

R = R₀ (1+ 2/3 a∆t)

можно найти при известном допустимом превышении температуры ∆t=55⁰С и значение a=0,004 1/⁰С величину ∆ R_* (Rt - R₀) / R₀, которая составит

∆ R_* = [∆t]×2×a = 55× 2× 0.004 = 0.15

3 3

Приняв [∆ R]=0,15 вместо предлагаемых 0,5 получаем существенно меньшее значение Т=16800 часов, а при [∆ R]=0,1 величину Т=11200 часов, которая больше соответствует условиям эксплуатации.

Генераторные и распределительные панели ГРЩ заметно отличаются по составу размещенного в них оборудования, однако, расчетная надежность их примерно одинакова. Так, для судов типа «Астрахань», интенсивность отказов генераторной панели составляет величину 330×10^-6 1/ч, для распределенной панели - 400×10^-6 1/ч. Примерно одинаковая интенсивность отказов панелей не должна рассматриваться отдельно, без учета последствий их отказов для обеспечения электроснабжения судна.