Файл: Дубинский, И. М. Электроснабжение передвижного оборудования при открытой добыче угля [практ. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
механические, которые возникли вследствие проколов, взры вов, раздиров оболочки, порубов упавшими кусками породы, наездами транспортом и т. п.;
электрические, которые вызывают снижение уровня изоля ции ниже допустимой нормы и электрические пробои, происшед шие не одновременно с механическим воздействием (короткое замыкание жил при ударе куском породы к этой группе не относится).
Таким образом, механические повреждения составляют. 50,3%. По имеющимся сведениям 38% электрических повреж дений также происходит по причине механических воздействий, которые пе привели к пробою в момент их возникновения, но создали условия (мелкие трещины, утончение резин и т. п.) для более интенсивного влияния на изоляцию жил озона, влаги, тем пературы и других факторов, в связи с чем произошло снижение электрических показателей и затем пробой. С учетом этого положения общее число отказов по причине механических воз действий составляет около 70%•
Это еще раз подтверждает тот факт, что количество повреж дений кабеля и его долговечность, в первую очередь, опреде ляются интенсивностью механических воздействий, которые в наибольшей степени воспринимаются шланговой оболочкой.
§ 5 . Надежность эксплуатации кабелей
Надежность — свойство кабеля выполнять заданные функ ции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах, в течение всего срока его службы. Она достаточно полно выражается тремя регламентированными ГОСТ 13377—67 свойствами: безотказностью, ремонтопригодностью и долговеч ностью.
Экскаваторный кабель является ремонтируемым изделием, и за показатель его безотказности принимается среднее время безотказной работы, т. е. среднее время между двумя последо вательно происходящими отказами.
Отказ—'Событие, после которого кабель выходит из строя и его дальнейшая эксплуатация без проведения ремонта невоз можна. Например, короткое замыкание фаз, обрыв жил, сни жение уровня изоляции сверх допустимого, порывы шланговой оболочки и т. п. Для периода нормальной эксплуатации экскава торных кабелей характерны внезапные отказы, моменты их возникновения являются событиями случайными и их практи чески предсказать невозможно.
Ремонтопригодность кабеля — приспособленность к. |
преду |
преждению, обнаружению и устранению отказов путем |
прове |
дения технического обслуживания и ремонтов. При этом под устранением отказов подразумевается восстановление работо способности. Показателем ремонтопригодности принимается
по
среднее время восстановления, являющееся средним временем вынужденного простоя, который вызван отысканием и устра нением одного отказа.
Долговечность кабеля — свойство сохранять работоспособ ность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состоя ние определяется невозможностью дальнейшей эксплуатации кабеля из-за резкого возрастания отказов или несоответствия состояния кабеля требованиям правил технической эксплуата-
Рис. 40. График эксплуатации экскаваторного кабеля
ции и безопасности. Показателем долговечности может служить срок службы до списания.
Выполненная в тресте Эиергоуголь оценка показателей надежности, являющихся математическими ожиданиями соот ветствующих величии одиночных кабелей, была проведена в сле дующей последовательности: проанализирован график эксплуа тации экскаваторных кабелей, установлен объем требуемой вы борки, проведен сбор информации и выполнена обработка по лученных данных методами математической статистики.
Срок службы кабеля принимается равным календарной про должительности между моментами ті и т„ (рис. 40) и включает в себя все периоды: работу экскаватора, остановку в связи с профилактикой или ремонтом, аварийное отключение и другое. Это объясняется тем, что в условиях эксплуатации кабеля на разрезах его износ определяется не только электрической на грузкой, но и в значительной степени механическими воздейст виями, атмосферными условиями, способами перемещения и другими факторами, которые продолжают действовать и после
отключения экскаватора. Тогда |
периоды |
наработки на отказ |
(т0і) представляются отрезками |
(тг— Ті), |
(тб — тг), (т,-+ 2 —Tj)...Il |
I ll
(т„ — т„_2), а их сумма равна сроку службы одиночного кабеля:
|
т |
у |
(40) |
где |
і — порядковый номер |
соответствующей величины; |
/ — но |
мер |
кабеля; п — число отказов за срок службы одного кабеля. |
||
Средняя величина продолжительности эксплуатации между |
|||
отказами одного /-го кабеля |
рассчитывается по формуле |
|
П
(41)
Средняя длительность восстановления каждого /-го кабеля, связанная с отысканием и устранением одного отказа, опреде ляют по формуле
Т ■= |
і = і |
(42) |
|
1в/ |
п |
|
|
Средние значения для группы кабелей определяют по сле |
|||
дующим формулам: |
|
"к |
|
|
|
|
|
|
|
У Тоі |
|
Т |
= |
/=1 |
(43) |
1 |
о — |
NK |
|
|
|
|
|
|
|
'Ѵк |
|
Т = |
У Т,- |
44)) |
|
У— 1 |
|||
|
|
Лф |
’ |
|
|
NK |
|
|
|
V т ■ |
|
Т |
= |
/= і |
(45) |
|
|
К |
’ |
где NK— количество кабелей.
Необходимое количество данных, обеспечивающих требуе мую достоверность результатов, было определено в соответствии с известными методами математической статистики.
Всего исходный материал содержал сведения о кабелях по опыту эксплуатации в течение ряда лет 625 экскаваторов на 34 угольных разрезах, 9 карьерах черной металлургии и 21 карьере нерудных материалов. В том числе 613 экскаваторов работало без использования кабельных барабанов и 12 с ними. Количе ство данных о работе экскаваторов с кабельными барабанами из-за небольшого их числа в отечественной горной промышлен ности недостаточно для получения достоверных результатов
112
путем обработки имеющихся материалов методами математиче ской статистики. Однако полученный объем информации позво лил провести качественный сравнительный анализ надежности экскаваторных кабелей при различных способах их переме щения.
Полученная при сборе данных первичная документация обес печивала сведения по следующим информационным группам:
Рис. |
41. Экспериментальные |
данные |
|||
и теоретические |
значения |
плотности |
|||
|
вероятности: |
|
|
|
|
а — наработок на |
отказ; б — сроков |
служ |
|||
бы; в — времени |
восстановления; |
1 — зна |
|||
чение |
экспериментальных |
величин; |
2 — |
значения теоретического распределения
объекты, на которых используется кабель (наименование карьера, территориальное его размещение, тип экскаватора, тех нологический процесс его работы);
характеристику кабеля (марка, сечение, длина); эксплуатационные данные (способ перемещения кабеля, срок
его службы, количество и вид повреждений за этот период, дли тельность простоев, связанных с ремонтом кабеля);
дополнительные данные (время, затрачиваемое на переноску кабеля, число рабочих-эксплуатационников, задалживаемых для этой операции, и т. и.).
Оценка показателей надежности дала следующие результаты.
Б е з о т к а з н о с т ь . |
Минимальное значение |
наработки |
на |
отказ было топяп= 0,5 |
месяца, а максимальное |
тотах = 21,0 |
ме |
сяца. Зависимость плотности вероятности соответствовала экс поненциальному закону (рис. 41, а). При этом среднее время наработки на отказ
ИЗ
M [T'ol = Г«= у 2 т ’ = 3,4 месяца, ;=i
а его доверительные границы:
верхняя Гоп=3,6 месяца, нижняя Тон=3,2 месяца. Средняя интенсивность отказов составляет
0,27 — ^— < Л < |
0,31 —-— . |
месяца |
месяца |
Д о л г о в е ч н о с т ь . Минимальный срок службы тгаіп = 0,5 месяца, а максимальный ттах=37,5 месяца. Распределение дол говечности не противоречит логарифмически нормальному зако ну (рис. 41,6). Математическое ожидание
Л4[Т] = 15,1 месяца,
иего доверительными границами являются М[Т\В—17,8 месяца
иМ[Г]„= 12,9 месяца. '
Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь . Полученные значения находятся в пределах от т ь т іп= 0,4 ч до Тбтах=12,5 ч. Распределение экс периментальных данных не противоречит логарифмически нор мальному закону (рис. 41, в). Математическое ожидание
М[Гв] = 3,4 ч,
аего доверительные границы
М [Тв]в = 3,5ч и М [Тв]„ = 3,2 ч.
Как видно, средний срок службы гибких силовых высоко вольтных кабелей низок, а частота отказов велика. Для выясне ния путей повышения надежности был выполнен анализ влия ния на долговечность и безотказность различных факторов: длины кабельных линий, климатических условий, технологии работы экскаватора и способов перемещения кабелей.
Длины кабельных линий, используемых для подключения экскаваторов, имеют различные значения от 80 до 500 м н бо лее, что обусловливается технологией и схемами электроснаб жения на различных разрезах. Распределение кабелей по дли
нам, |
полученное |
на основе собранной |
информации, приведено |
||||
в табл. 26. |
|
|
|
|
Таблица 26 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Распределение экскаваторных кабелей по длинам |
|
|||||
Длина кабеля, м . |
До 100 |
100-200 |
200—300 |
300—400 |
400—500 |
Более 500 |
|
Число |
кабелеіі . . |
11 |
201 |
246 |
107 |
33 |
15 |
То же, |
% . . . . |
1,7 |
32,9 |
40,1 |
17,4 |
5,4 |
2,5 |
114