Probleme de mentenanta specifice celulelor de medie tensiune

Probleme de mentenanta specifice celulelor de medie tensiune

1. Introducere in conceptul de siguranta

Defectarea unui echipament, indisponibilitatea unei surse de energie, oprirea unui sistem automatizat, accidentele sunt din ce in ce mai putin tolerate si acceptate atat de cetateni cat si de industrie [11].

Siguranta care se defineste in termeni de fiabilitate, mentenabilitate, disponibilitate si securitate, este la ora actuala o adevarata stiinta pe care nici un proiectant de produse sau instalatii nu o poate ignora.

1.1. Importanta sigurantei

In cadrul locuintelor

Cetateanul in viata sa de zi cu zi este foarte interesat de :

fiabilitatea televizorului sau;

disponibilitatea energiei;

repararea electrocasnicelor si a masinii;

securitatea aparatelor.

In cadrul industriei

In industrie pentru a putea fi competitiv nu trebuie admise pierderi de productie, cu atat mai mult cu cat productia este mai complexa; de aceea trebuie cautata cea mai buna:

fiabilitate a sistemelor controlate si comandate;

disponibilitate a masinilor;

mentenabilitate a utilajelor de productie;

securitate a personalului.

1.2. Marimile sigurantei

1.2.1. Fiabilitatea

Fiabilitatea este probabilitatea ca o entitate sa poata indeplini o functie ceruta, in conditii stabilite, un interval de timp dat (definitie a CEI data in norma 191 din iunie 1988).

Cateva notiuni sunt fundamentale in aceasta definitie:

Functia-fiabilitatea este caracteristica functiei atribuite sistemului. Cunoasterea arhitecturii materialului este adesea insuficienta si trebuie utilizate metode de analiza functionala.

Conditii-rolul mediului inconjurator este primordial in fiabilitate, trebuie de asemenea cunoscute conditiile de utilizare.

Intervalul-intereseaza o durata de functionare. Prin ipoteza sistemul functioneaza un interval de timp, problema care se pune este de a sti cat este acest interval.

1.2.2. Mentenabilitatea

Proiectantii cauta tot timpul performantele maxime ale unui produs si neglijeaza uneori ipoteza defectarii. Pentru ca un sistem sa fie disponibil el trebuie sa se defecteze cat mai rar, dar la fel de important este faptul ca el trebuie reparat rapid. Se intelege prin reparare ansamblul de masuri de punere in serviciu, incluzand si amanarile logistice.

Aptitudinea unui sistem de a fi reparat este masurata prin mentenabilitate.

1.2.3. Securitatea

Se disting defecte periculoase si defecte nepericuloase. Diferenta nu rezulta din natura defectului ci din consecintele acestora.

Securitatea este probabilitatea de a evita un eveniment periculos.

2. Probleme de mentenanta specifice intreruptoarelor cu SF6

Mentananta preventiva a intreruptoarelor de inalta tensiune cu SF6 poate fi abordata din punctul de vedere al fabricantului dar si din punctul de vedere al utilizatorului. Imbatranirea pasiva a unui intreruptor depinde doar de timp, pe cand numarul de manevre ale mecanismului de actionare si curentul intrerupt cumulat al camerei de stingere sunt parametri determinanti pentru starea intreruptorului. Rezulta astfel criterii si activitati care trebuie luate in considerare, precum si relatiile care trebuie sa existe intre constructie, fabricatie, calitate si mentenanta.

Componentele esentiale pentru mentenanta sunt elementele supuse actiunii arcului electric si elementele mecanismului de actionare, celelalte elemente constitutive ale intreruptorului fiind construite si dimensionate astfel incat ele nu necesita practic nici o intretinere pe durata de viata a aparatului.

Constructia intreruptorului trebuie sa faciliteze lucrarile de intretinere, conformandu-se urmatoarelor criterii:

buna accesibilitate;

simplitatea sculelor si utilajelor;

greutate redusa;

numar mic de piese.

Fabricarea elaboreaza masuri de mentenanta sprijinandu-se pe:

rezultatele incercarilor si calculele din studiile de dezvoltare;

incercari tip in conformitate cu normele internationale;

incercari de durata;

incercari mergand pana la limitele performantelor.

2.1. Solicitari datorate imbatranirii in camera de stingere.

Problema imbatranirii pasive a camerei de stingere, adica fara influente datorate comutatiilor, se rezuma la rezuma la mentinerea rigiditatii dielectrice interne si externe in timp.

Rigiditatea dielectrica interna depinde de calitatea gazului izolant, de densitate, de mentinerea unui anumit nivel al umiditatii, precum si de anduranta dielectrica a materialelor izolante.

Rigiditatea dielectrica externa este inrautatita in primul rand de influenta conditiilor de mediu. Acestea pot fi influentate de utilizator prin curatire in timp, dar responsabilitatea rezistentei la coroziune revine in mare parte fabricantului. Se poate spune ca imbatranirea pasiva nu determina durata de viata a unui intreruptor.

2.2. Solicitari ale camerei de stingere datorate functionarii

Imbatranirea activa este factorul determinant pentru camera de stingere, depinzand de solicitari mecanice si electrice, precum si de calitatea materialelor utilizate si de tehnologia de fabricatie. In general limita de anduranta mecanica depaseste cu mult cele 2000 de cicluri de manevra impuse de normele CEI.

Criteriul care permite aprecierea starii camerei de stingere este gradul de uzura al sistemului contactelor de arc. Pentru a controla contactele nu este necesara deschiderea camerei de stingere, deoarece uzura depinde de suma curentilor intrerupti:

(1)

unde: -I=curentul intrerupt;

-a, k coeficienti care figureaza in prescriptiile de revizie ale intreruptorului.

Arcul electric influenteaza de asemenea intr-o mica masura gazul izolant, trebuind alese

materiale care rezista la actiunea gazului si a produsilor sai de descompunere. Absorbantii dispusi in intreruptor elimina orice urma de umiditate.

2.3. Conceptia mentenantei preventive a fabricantului

2.3.1. Procedura clasica

Exista trei tipuri de control a caror intindere creste cu cresterea intervalelor prevazute.

Controlul vizual se efectueaza cel putin o data pe an si are caracterul unui control de rutina, intreruptorul netrebuind sa fie scos din functiune. Abaterile de la starea prescrisa determina interventii ale personalului de exploatare. In general intervalele de control recomandate de fabricant sunt reduse de majoritatea utilizatorilor.

Controlul starii aparatului se face la fiecare 4-6 ani. Atunci trebuie verificate si alte functii, insa nici una nu necesita deschiderea incintei de gaz. Cu aceasta ocazie se face pentru prima data un control al starii contactelor de arc. Intr-o prima faza se folosesc metode de aproximare utilizand nomograme anexate prescriptiilor de exploatare care dau informatii despre:

suma admisa a curentilor de scurtcircuit;

numarul admisibil de comutatii la scurtcircuit;

durata de functionare pana la obtinerea sumei admisibile a curentilor de scurtcircuit intrerupti.

Daca din lipsa de informatii, aprecierea conduce la rezultate nesatisfacatoare sau critice, se va masura eroziunea contactelor din exterior cu ajutorul unui dispozitiv prevazut in acest scop.

Inspectarea se realizeaza o data la 8-12 ani sau dupa 2500 de cicluri de manevre. In afara controlului starii aparatului, precum si a unui control general al suruburilor si o verificare o reglarii intreruptorului, se prevad o serie de masuri din care fac parte:

timpii proprii ai intreruptorului, tensiunea minima de declansare a declansatorului de minima tensiune, rezistenta de contact a circuitului principal, umiditatea gazului, cantitatea de SF6;

diagrama cursa-timp, functionarea dispozitivului de franare si amortizare.

Pentru inspectare intreruptorul trebuie scos din functiune, dar nici in acest caz nu este necesara deschiderea incintei de gaz. Obligatia unei revizii depinde de rezultatele controlului. O revizie devine necesara dupa 5000 de cicluri de manevre sau datorita altor criterii care rezulta din controale. Deci deschiderea incintei de gaz a unui intreruptor cu SF6 nu poate fi facuta inainte de 20 de ani si aceasta numai cu ocazia unei revizii.

Daca se constata o coroziune pronuntata iar intreruptorul se afla in regiuni cu poluare ridicata este posibila scurtarea intervalelor de control.

2.3.2. Mentananta bazata pe monitorizare

Metoda traditionala include mijloace de control pentru definirea starii aparatului si priveste supravegherea alterarilor asteptate ale unei utilizari cu o inbatranire si o uzura normale.

Mentenanta preventiva se efectueaza pe baza marimilor masurate si achizitionate din exterior, tinandu-se cont ca :

-intreruptorul poate fi in pozitie inchis sau deschis;

-monitorizarea poate fi activa in mod continuu sau periodica.

2.3.3. Monitorizarea suplimentara

Monitorizarea suplimentara cuprinde in general constructii simple si fiabile cu scopul de a face usoara utilizarea suplimentara si a altor conditii de monitorizare. Trecerea la un sistem de monitorizare mai sofisticat are dezavantajul unei cheltuieli mai mari, inainte de achizitionarea sistemului efectuandu-de diferite calcule economice.

2.4. Mentenanta preventiva elaborata de catre un utilizator

2.4.1. Conceptia mentenantei

Mentenanta preventiva trebuie sa asigure fiabilitatea, disponibilitatea si rentabilitatea. Conceptia sistematica garanteaza o punere in aplicare optimala a personalului de exploatare si a mijloacelor materiale, permitand gasirea celor mai bune secvente operationale.

2.4.2. Intretinerea intreruptoarelor

Unii utilizatori practica o mentenanta preventiva cu componenta dinamica care necesita o adaptare continua la experientele de exploatare. Activitatile de exploatare sunt exprimate sub forma unor directive de lucru, aplicandu-se de regula pentru aparatele similare, independent de fabricant .

In afara conditiilor specifice aparatelor, este necesar sa se tina seama de experientele de exploatare dar si de conditiile speciale ale locului de exploatare al intreruptorului, la care se adauga obligatia de a proceda la scoaterea din functiune echipamentului electric cat mai putin posibil. Acesta este motivul coordonarii lucrarilor de intretinere ale intreruptoarelor cu alte echipamente (separatoare, transformatoare, etc.), in scopul de a executa lucrari de intretinere simultan pe un numar cat mai mare de aparate pe timpul opririi unei statii sau substatii.

Exemplu de directiva de intretinere

a)O inspectie mica (supraveghere, control, curatire)

Anual (intreruptoare in serviciu):

-apreciere vizuala a starii exterioare generale;

-inregistrarea numarului de cicluri de manevra si a scurtcircuitelor intrerupte;

-supravegherea presiunii SF6;

-supravegherea mecanismului de actionare.

data la 4 ani (intreruptoare scoase din functiune):

-aprecierea disponibilitatii instalatiei primare si secundare si a conductelor de gaz;

-controlul functionarii instrumentelor de verificare a presiunii;

-curatirea mecanismului de actionare, controlul nivelului lichidului de frana, blocarea suruburilor;

-controlul declansarii pin sistemul de protectie.

data la 8 ani (intreruptoare scoase din functiune):

-masurarea calitatii gazului;

-controlul tuturor suruburilor;

-controlul si curatirea izolatorilor si a armaturilor.

b)Inspectia principala (revizie in atelierele adecvate)

dupa 16 ani sau daca este nevoie dupa criterii ca durata de serviciu, numarul de cicluri de manevra, numarul deconectarilor pe scurtcircuit:

-revizia contactelor si a camerei de stingere;

-revizia completa a mecanismului de actionare.

Lucrarile de supraveghere sunt executate de catre personalul de exploatare, iar lucrarile de intretinere si revizie de personalul special pregatit de fabricant. Daca exista probleme deosebite se apeleaza la personalul specializat al fabricantului.

3. Optimizarea Mentenantei prin Fiabilitate (O.M.F.)

Aceasta metoda a aparut prin anii '60 in domeniul aeronautic, a fost preluata in 1990 de parcul nuclear si tinde sa se aplice din ce in ce mai mult in industria complexa unde operatiile de mentenanta sunt la "varf".

Aceasta metoda are 3 scopuri:

reducerea costurilor de mentenanta fara degradarea fiabilitatii;

imbunatatirea securitatii si disponibilitatii instalatiilor;

controlarea duratei de viata a echipamentelor.

O.M.F. se sprijina pe 2 reguli de baza:

clasarea defectelor sistemului in ordinea prioritatilor pentru a le asocia o mentenanta adaptata; daca este necesar de a detecta defectul, mentenanta trebuie sa fie preventiva.

utilizarea experientelor acumulate de la defectele anterioare pentru a axa mentenanta pe componentele mai putin fiabile.