電線電纜制造企業(yè)電氣設(shè)備的可靠性分析與預(yù)防性維護

翁 劍

（江陰市七星電纜有限公司，江蘇 江陰 214422）

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們的基礎(chǔ)設(shè)施日益不能滿足公眾需要。近幾年，政府引導(dǎo)投資，搞一系列的基礎(chǔ)建設(shè)，給電線電纜行業(yè)帶來了巨大的商機。電線電纜企業(yè)越來越多，規(guī)模也越來越大，企業(yè)內(nèi)部電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨著科技的進步也越來越復(fù)雜。由于使用的環(huán)境、產(chǎn)品的設(shè)計、加工生產(chǎn)過程和人為操作等因素的影響，電氣系統(tǒng)不可避免地發(fā)生故障，故障的發(fā)生肯定會造成一定的經(jīng)濟損失和一些負面影響。作為設(shè)備、設(shè)施的核心組成部分——電氣系統(tǒng)，它的可靠程度是關(guān)系整個企業(yè)內(nèi)部設(shè)備、設(shè)施安全運行的關(guān)鍵。對于業(yè)內(nèi)從事電氣維護、管理的人員來講，系統(tǒng)地研究企業(yè)電氣設(shè)備的可靠性和實施有效的預(yù)防性維護，是保證企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

可靠性是指在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。此定義適用于一個系統(tǒng)，也適用于單臺設(shè)備或一個單元。

預(yù)防性維護是指為了降低設(shè)備失效或功能退化的概率，按預(yù)定的時間間隔或規(guī)定的標準進行的維護。

1 行業(yè)內(nèi)電氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

電氣系統(tǒng)一般分為兩類：一是動力系統(tǒng)，一是控制系統(tǒng)。對動力系統(tǒng)而言，也就是從低壓配電設(shè)施、配電網(wǎng)絡(luò)到最終的用電設(shè)施的整個供電通道。這之間是一個串聯(lián)關(guān)系，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障，都會導(dǎo)致供電的中斷。低壓配電系統(tǒng)整體可以理解為一個小型的電力系統(tǒng)。對電力系統(tǒng)而言，為確保電力系統(tǒng)安全運行，電力行業(yè)根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程的規(guī)定，對電力設(shè)備進行定期的停電試驗、檢修和維護。這是一種計劃檢修，是按照預(yù)試規(guī)程所規(guī)定的試驗周期、到期必修。這種模式運用在國家級電力系統(tǒng)中，保障國計民生，無可厚非。但對于企業(yè)而言，不是很經(jīng)濟。企業(yè)本身是一個以追求利益最大化的組織。這種養(yǎng)護方式需要大量的人力、物力。

另一部分控制系統(tǒng)，主要由電氣儀表、檢測元件、控制網(wǎng)絡(luò)等組成。典型的有：儀表、PLC、工業(yè)電腦、中間繼電器、接近開關(guān)等。由于它們的興起，降低了人為因素造成的浪費，同時減輕了工人的勞動強度，減少工廠運營成本。對于電線電纜行業(yè)來講，這些已經(jīng)開始融入到我們的設(shè)備、設(shè)施中。它們的運行狀態(tài)，非常重要，直接關(guān)系到我們生產(chǎn)線的正常工作。同時這些設(shè)備一般情況下都是整體封裝的，也很少出現(xiàn)故障。比如PLC的輸入、輸出觸點，使用壽命達到幾萬到幾十萬次。由此易使我們的維護人員走進一個誤區(qū)，出現(xiàn)兩種心態(tài)：①覺得沒有必要預(yù)防性維護；②知道需要保養(yǎng)但不知道應(yīng)該怎樣維護保養(yǎng)，重點需要關(guān)注些什么，進而造成檢修養(yǎng)護不足或者找不到重點。同樣造成非必要的浪費，又不能有效控制設(shè)備故障的發(fā)生。

1.1 電氣設(shè)備故障統(tǒng)計

為研究電線電纜制造企業(yè)電氣設(shè)備發(fā)生故障的分布和規(guī)律，以減少定期檢修的盲目性和增強檢修的針對性。以一家合資企業(yè)為例。

2009年度，電氣故障進行統(tǒng)計分析如下：電機發(fā)生故障13次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)3次；變頻器發(fā)生故障7次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)0次；儀表發(fā)生故障8次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)0次；加熱元件發(fā)生故障40次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)1次；接觸器發(fā)生故障4次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)2次；開關(guān)件發(fā)生故障3次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)0次；電位器發(fā)生故障2次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)0次；其它故障25次，其中預(yù)防性維護中發(fā)現(xiàn)3次。預(yù)防性維護發(fā)現(xiàn)故障比率為9.61%。

由此可見，當(dāng)前實施的預(yù)防性維護并不能有效地防止電氣設(shè)備故障的發(fā)生。所以要求我們對電氣設(shè)備的狀態(tài)進行有效的可靠性分析，及時掌握設(shè)備的狀態(tài)。

1.2 電氣設(shè)備可靠性分析

由于電氣設(shè)備在設(shè)計之初、加工生產(chǎn)、使用環(huán)節(jié)都有導(dǎo)致故障的可能。故障模式很多，其可靠性的分析也比較復(fù)雜。設(shè)備的故障存在一定的隨機性，但大多具有一定的發(fā)展期，在此期間會產(chǎn)生各種前期征兆，可以表現(xiàn)為異聲、振動、發(fā)熱等現(xiàn)象。在進行必要的可靠性分析判斷后，根據(jù)各種征兆，對設(shè)備、元件的運行狀態(tài)進行檢測和判斷，從而盡早發(fā)現(xiàn)潛在故障。

我們追求的是通過現(xiàn)場的監(jiān)測、故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、可靠性分析等手段，在保證安全完好性的前提下，以維修停機損失最小為目標。也就是由原來的隨機故障，變成可控的規(guī)律性的檢修排除故障。正如目前業(yè)內(nèi)部分企業(yè)推行的TPM（設(shè)備的全員維護）中所追求的零故障率。通過有效開展可靠性分析與預(yù)防性維護，可以提高電氣設(shè)備運行的安全性和可靠性；降低維修成本；延長使用壽命。

1.3 提高電氣系統(tǒng)可靠性途徑

提高電氣系統(tǒng)可靠性途徑：①認真從事電氣系統(tǒng)可靠性的設(shè)計，從一開始就要考慮可靠性要求；②改善電氣元件/設(shè)備的使用環(huán)境，電氣元件對使用環(huán)境比較敏感，有效的控制環(huán)境因素，可以大大降低電器元件的故障率；③可以適當(dāng)降低元器件/設(shè)備的負荷，現(xiàn)實工作中，很多故障來源于過設(shè)備/元器件的超負荷運行，適當(dāng)減輕負荷，能夠有效地預(yù)防故障發(fā)生；④盡可能實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的簡化，元器件/設(shè)備越多，故障發(fā)生的可能性越高；⑤重點關(guān)注使用時間較長，可能存在老化的元器件/設(shè)備，減少因為設(shè)備老化這種可控因素帶來的故障。也就是平常所說的預(yù)防性維護工作。

1.4 預(yù)防性維護

預(yù)防性維護工作的前提是基于我們的統(tǒng)計數(shù)據(jù)或者歷史數(shù)據(jù)。預(yù)防性維護計劃的擬定，需要我們平時統(tǒng)計的平均無故障時間，進行計劃安排。這些維護計劃，都是我們根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，在下一個在故障發(fā)生前，完成故障檢修。這中間存在一個假設(shè)的故障。預(yù)防性維護，最終的目的就是提高設(shè)備的安全、可靠運行能力，使得故障發(fā)生可以控制，或者提前消除故障，提高生產(chǎn)效率，降低維修成本。

1.5 電氣設(shè)備可靠性分析管理與預(yù)防性維護的基本任務(wù)

（1）分析電氣設(shè)備運行可靠性。

（2）以可靠性指標來檢驗設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行等環(huán)節(jié)。

（3）研究和制定可靠性目標。提高設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟運行水平。

（4）做好各類故障和檢修停運的統(tǒng)計分析，可靠性指標預(yù)測，盡可能地將預(yù)測和分析結(jié)合起來，對比分析找到影響可靠性指標的關(guān)鍵因素和設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，并實施相應(yīng)的技術(shù)改造工作。

（5）根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合可靠性指標，完善預(yù)防性維護的計劃與實施。

2 實施可靠性分析與預(yù)防性維護的好處

有效的可靠性分析與預(yù)防性維護，可以降低維修成本，提高生產(chǎn)效率。

主要表現(xiàn)為：①消除設(shè)備因故障引起的非計劃性停機，減少應(yīng)急維修帶來的額外費用；②增加人員的利用率，電線電纜行業(yè)維護人員的實際工作量普遍不足；③提高生產(chǎn)效率，減少了非計劃停機；④改善設(shè)備安全可靠運行能力，延長了設(shè)備使用壽命；⑤降低公司日常運行成本。

3 目前存在的問題與建議

（1）可靠性監(jiān)測分析系統(tǒng)本身運行可靠性欠佳。例如：大部分企業(yè)實施幾級分工維護保養(yǎng)。一線操作工人實施日常監(jiān)測、保養(yǎng)；現(xiàn)場保全人員實施周期性巡查；專職維護人員實施維修與保養(yǎng)。如此很難做到協(xié)調(diào)管理，尤其是涉及跨部門管理更難?？煽啃詸z測設(shè)備很多處于缺失或者半缺失狀態(tài)。因此，需要進一步提高綜合管理能力和加大在線診斷技術(shù)的應(yīng)用范圍，提升設(shè)備自檢能力，及時發(fā)現(xiàn)運行過程中存在的缺陷、故障隱患。

（2）電氣運行人員專業(yè)技能水平不高，不能及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的初期故障，使得本來很容易解決的問題復(fù)雜化，在這方面要通過專業(yè)業(yè)務(wù)素質(zhì)的培訓(xùn)，另一方面在選擇設(shè)備時也要考慮到系統(tǒng)的易用性。

（3）先局部后整體的思路，易于推行可靠性與預(yù)防性維護管理工作。企業(yè)可先從某一臺關(guān)鍵性的電氣設(shè)備開始逐步推行可靠性分析和預(yù)防性維護，在取得一定經(jīng)驗積累后再推廣。

（4）建立合適的管理章程，確定相關(guān)責(zé)任人，制定相應(yīng)的獎懲制度。

［1］高福成.TPM 全面生產(chǎn)維護推進實務(wù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［2］國家電網(wǎng)公司組編輯.供電可靠性管理實用技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］郭永基.電力系統(tǒng)可靠性分析［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.