基于RCM的實驗室電氣設備維護策略

中廣核研究院 陳鍇揚 陳樹毅 賀波

1　各類常見故障及原因分析

中廣核核電安全實驗室（以下簡稱實驗室）電氣設備的使用特點：非連續使用，每次使用時間間隔較長；電氣設備負載使用范圍較寬，并且常在低負載情況下使用，功率因數比較低。

統計發生故障頻率比較高的電氣設備主要有以下幾種，分別是10kV高壓變頻器（以下簡稱“高壓變頻器”）、380V低壓變頻器（以下簡稱“低壓變頻器”）、380V低壓軟啟動器（以下簡稱“低壓軟啟動器”）、閥門電動執行機構和電容補償柜。

表1列舉實驗室近6年時間發生的主要故障。

2　電氣設備維護策略

根據上述的電氣設備常見故障和分析，結合RCM分析體系，制定出一套適合實驗室的電氣設備維護策略。

2.1　什么是RCM

RCM是“Reliability Centered Maintenance”的簡稱，中文意思是“以可靠性為中心的維修”。

RCM的特點在于為確定哪些預防性維修是技術可行的、多長時間做一次預防性工作和為什么要做預防性工作提供了一個簡單、準確和容易理解的判據。設備的定期大修只有在故障后果嚴重并無法準確預測且故障與時間有關的情況下才有必要，有條件則盡可能采取預防性維修。

RCM方法強調設備維修的及時性和準確性，所謂及時性就是避免系統功能喪失，所謂準確性就是盡量達到設備安全壽命極限，兩者是辯證統一的所以通過RCM分析不僅降低了運行、維修成本實質上也保證了系統的可靠性。

RCM認為，故障后果的嚴重程度影響著我們采取預防性維修工作的決策。即如果故障有嚴重后果，就應盡全力設法防止其發生。

2.2　實驗室電氣設備特點

實驗室中電氣設備主要特點是：不經常使用使用頻率比較低，而每次使用的時間間隔比較長；有時候電氣設備會在低負載的情況下使用，功率因素比較低。因此在電氣設備投入使用的時候，一旦出現故障，輕則將導致實驗中斷，重則發生某些嚴重事故，由此可見實驗室中電氣設備的維護策略很重要。

根據RCM的分析方法，需要對系統進行功能與故障分析，明確系統內各故障的后果，確定出各故障后果的預防性對策；同時強調各電氣設備維修的及時性和準確性，即避免在隔一段時間后啟用電氣設備時，發現設備故障而導致實驗中斷，同時盡量達到設備安全壽命極限。

2.3　根據故障分析制定相應的維護策略

通過以上的故障分析，再結合RCM的預測性維修的思想和實驗室電氣設備的使用實際情況，制定了實驗室電氣設備維護策略。維護策略主要分為四個部分，分別是狀態監測、定期維護、定期試驗、設計變更，如表2所述。

表1　實驗室近6年時間主要故障統計表

表2　實驗室電氣設備維護策略

表3　故障頻率統計

3　對比結論

實驗室電氣設備維護策略于實驗室第6年二季度開始執行，并且將這6年實驗室出現的變頻器和軟啟動器發生頻率統計如表3。

由表3可以看出，6年來發生故障的頻率為4.2次/年，相當于每個季度發生故障的頻率為1.05次/季度。也就是平均每個季度會發生一次變頻器或軟啟動器的故障。同時第6年一季度期間，也發生過1次故障，與前5年間的平均故障率基本一致。

可見，在執行實驗室電氣設備維護策略之前電氣設備的故障率相對較高，每次故障都會對實驗的進度造成影響，造成一些不必要的人力物力的浪費。第6年二季度下旬開始執行電氣設備維護策略，至今只發生過一次軟啟動器故障，但經分析故障原因，再加上與廠家溝通之后，判斷是軟啟動器內部元器件老化元造成的。

通過以上分析對比可以看出，通過分析實驗室6年時間的主要故障原因，并結合RCM維護思想制定出實驗室電氣設備維護策略，在實行了半年之后，實驗室電氣設備的故障頻率從1.05次/季度降為低于0.35次/季度。

同時，電動調節閥進行試驗改造后，減少固態繼電器成本、減少運行維護、維修人力成本、保證實驗運行，提高實驗運行效率；而無功補償柜進行設計變更之后，基本不會再出現無功過補償的問題，大大優化了整個實驗室負載的功率因素，節省了實驗室的電費成本。

從數據上可以看出，以上的以預防性維護為主的電氣設備維護策略是科學有效的，能有效的保證實驗室電氣設備的可用性和可靠性。