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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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:

 

 

 

 

 

 

 

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