電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的探討與應(yīng)用

閆法臣

摘要： 本文介紹了電氣設(shè)備檢修技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段及各自特征，并著重論述了狀態(tài)檢修在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r，比較了狀態(tài)檢修與定期檢修的優(yōu)劣。通過分析當(dāng)前電氣設(shè)備的故障規(guī)律和特征進(jìn)一步闡明了實(shí)施狀態(tài)檢修的必要性。最后，對(duì)狀態(tài)檢修的應(yīng)用做了初步的探討。

關(guān)鍵詞： 事故檢修；定期檢修；狀態(tài)檢修；在線監(jiān)測(cè)

1 電氣設(shè)備檢修技術(shù)的發(fā)展階段

迄今為止，電氣設(shè)備檢修技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：事故檢修→定期檢修→狀態(tài)檢修。（一）事故檢修（Break Maintenance）。20世紀(jì)50年代以前，設(shè)備發(fā)生了故障或事故以后進(jìn)行檢修。[1]（二）定期檢修（Time Based Maintecance）。20世紀(jì)60～70年代在前蘇聯(lián)、東歐各國(guó)和我國(guó)推廣應(yīng)用并延續(xù)到現(xiàn)在。是一種以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防性檢修，根據(jù)設(shè)備磨損和老化的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，確定檢修等級(jí)、檢修間隔、檢修項(xiàng)目、需用備件及材料等的檢修方式。（三）狀態(tài)檢修（Condition-Based Maintenance）。起源于20世紀(jì)60年代美國(guó)航空工業(yè)飛行器的設(shè)備檢修方式，80年代在核工業(yè)中應(yīng)用，并很快發(fā)展到電氣設(shè)備檢修。是基于設(shè)備狀態(tài)，綜合考慮安全、可靠性、環(huán)境、成本等要素，合理安排檢修的一種檢修策略。[2]

從20世紀(jì)90年代開始，國(guó)內(nèi)電廠開展以在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備狀態(tài)維修。2006年國(guó)家電網(wǎng)公司全面啟動(dòng)狀態(tài)檢修工作的推廣應(yīng)用，到2010年底國(guó)家電網(wǎng)公司基本整體步入狀態(tài)檢修新時(shí)代。[3]目前，在中石化系統(tǒng)，大多數(shù)企業(yè)的檢修工作還停留在定期檢修的狀態(tài)，如2016年武漢乙烯大檢修、2017年揚(yáng)子石化大檢修。

2 定期檢修的缺點(diǎn)

（一）不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的絕緣隱患，停電檢修合格的設(shè)備運(yùn)行中仍然可能出現(xiàn)事故。

（二）定期檢修不管設(shè)備狀態(tài)“到期必修”，有失科學(xué)性和合理性.可能會(huì)造成檢修不足或過剩的情況，造成資源的大量浪費(fèi)。某些不必要的頻繁檢修可能會(huì)增加誤操作、人員傷亡和事故發(fā)生的機(jī)率。

（三）影響運(yùn)行效率，影響供電可靠性。

（四）定期檢修使得設(shè)備不能夠及時(shí)檢修、檢修錯(cuò)位，這就淡化了企業(yè)設(shè)備管理人員的責(zé)任，往往以“設(shè)備事故”為由對(duì)設(shè)備管理責(zé)任進(jìn)行推諉。

3 狀態(tài)檢修的優(yōu)勢(shì)

狀態(tài)檢修與傳統(tǒng)定期檢修相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）可避免定期維護(hù)所造成的浪費(fèi)及其他缺點(diǎn)從而提高設(shè)備可靠性，降低設(shè)備維修成本。

（二）可合理延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的運(yùn)行水平，降低設(shè)備運(yùn)行的總費(fèi)用。

（三）設(shè)備狀態(tài)的全面及時(shí)掌握使檢修工作有明確的目標(biāo)，檢修工作更有針對(duì)性，檢修質(zhì)量得到提高。

（四）促使企業(yè)加強(qiáng)人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，提高技術(shù)管理水平和設(shè)備運(yùn)行水平。

（五）檢修總量和停送電操作減少，相應(yīng)提高了電網(wǎng)和人身的安全水平。

4 狀態(tài)檢修的必要性

（一）經(jīng)常性的定期檢修，使常規(guī)的設(shè)備運(yùn)行故障率曲線規(guī)律發(fā)生了變化，每檢修一次，出現(xiàn)一次新的磨合期，使檢修后的故障率增高。

（二）電氣設(shè)備功能退化的規(guī)律（P-F曲線）

電氣設(shè)備大多故障一般不會(huì)在瞬間發(fā)生，并且在功能退化到潛在故障P點(diǎn)以后才逐步發(fā)展成能夠探測(cè)到的故障。P點(diǎn)之后將會(huì)加速退化，直到達(dá)到功能故障的F點(diǎn)而發(fā)生事故。如果想在功能故障前檢測(cè)到故障，必須在P?F之間的時(shí)間間隔內(nèi)完成。不同設(shè)備、不同故障形式對(duì)應(yīng)的P-F間隔的時(shí)間不是定值，定期檢修一般情況下不能都滿足P-F間隔的時(shí)間要求，導(dǎo)致設(shè)備功能故障的發(fā)生。在線監(jiān)測(cè)可能捕捉到P-F間隔的整個(gè)發(fā)展過程，并在到達(dá)功能故障F點(diǎn)之前的合理時(shí)機(jī)采取處理措施。

（三）當(dāng)前電氣設(shè)備的故障特征

現(xiàn)代先進(jìn)的電氣設(shè)備比過去的老設(shè)備要復(fù)雜得多，技術(shù)上、結(jié)構(gòu)上、工藝上都有了質(zhì)的變化；故障模式發(fā)生了很大的變化。經(jīng)過大量的研究，復(fù)雜設(shè)備的故障模式多種多樣，每種故障隨機(jī)發(fā)生，如果及時(shí)排除、修復(fù)或更新故障件，可使設(shè)備故障率成為常數(shù)。[4]由此可知，只按某種固定監(jiān)測(cè)診斷方法和維修方式，難以解決復(fù)雜設(shè)備的故障問題，設(shè)備故障的隨機(jī)性越強(qiáng)，越要進(jìn)行檢測(cè)和診斷。

5 狀態(tài)檢修的應(yīng)用

狀態(tài)檢修作為一種先進(jìn)的檢修管理模式，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，國(guó)內(nèi)企業(yè)大多數(shù)都還處在試行和積累階段。在這樣的條件下推行狀態(tài)檢修，應(yīng)遵循以下原則：

（一）保證設(shè)備安全運(yùn)行。

設(shè)備的安全運(yùn)行是企業(yè)各項(xiàng)工作順利開展的基礎(chǔ)。因此，保證設(shè)備安全運(yùn)行是開展?fàn)顟B(tài)檢修的首要原則。

（二）統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施。

實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修是對(duì)現(xiàn)行檢修管理模式的改革，需要長(zhǎng)期堅(jiān)持，不斷總結(jié)完善。因此，既要有長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，又要扎實(shí)穩(wěn)妥的分階段實(shí)施。

（三）合理配置狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷設(shè)備。

首先要充分利用現(xiàn)有的裝備和資源，重視常規(guī)的測(cè)量工作，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況合理配置先進(jìn)實(shí)用、技術(shù)成熟的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷設(shè)備。[5]

設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也有其局限性，比如有很多設(shè)備故障發(fā)展速度很快，即使能夠通過狀態(tài)檢測(cè)及時(shí)得到故障征兆，但沒有充分的時(shí)間進(jìn)行檢修；還有些設(shè)備出故障的可能性很小，只是到了一定的運(yùn)行時(shí)期后才會(huì)出故障。在這些情況下，不適合采用狀態(tài)檢修方式。因此，需要根據(jù)不同設(shè)備的重要性、可控性和可維修性，科學(xué)合理地選擇適用的檢修方式，形成融故障檢修、定期檢修、狀態(tài)檢修為一體的、優(yōu)化的綜合檢修策略。這種檢修策略可以稱為廣義的狀態(tài)檢修，即對(duì)適合狀態(tài)檢修的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理與分析工作，及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障規(guī)律及先兆并適時(shí)對(duì)其檢修；對(duì)適合定期檢修的設(shè)備，要根據(jù)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)確定合理的設(shè)備壽命，以提高定期檢修周期的準(zhǔn)確性，最終達(dá)到提高設(shè)備可靠性、降低成本的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳偉根.電氣設(shè)備運(yùn)檢智能化-電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)及現(xiàn)狀.

[2] 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程. DL/T 393-2010.

[3] 漆銘鈞等.狀態(tài)檢修現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè).湖南電力.第31卷增刊1.2011.

[4] 設(shè)備管理 浴盆曲線.

[5] 馮文貴，黃定奎.東風(fēng)發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用及狀態(tài)檢修管理體制研究. 中國(guó)華電集團(tuán)2005年電氣專業(yè)技術(shù)交流會(huì)