Методы контроля технического состояния

Рассмотрим методы контроля работоспособности, основанные на оценивании реакции элементов ЭУ на рабочие и тестовые воздействия.

4.1. Метод, основанный на контроле совокупности диагностических параметров. Для реализации этого метода должна быть выбрана минимальная совокупность ДП и на них заданы допустимые пределы изменения, при которых ЭУ сохраняет работоспособность.

В этом случае необходимо измерить каждый ДП и сравнить с установленным допуском . Операцию сравнения может осуществлять ТСД или человек - оператор. Если значение каждого укладывается в установленные пределы, т.е. , то оборудование признается работоспособным и формулируется диагноз "годен", "работоспособен". В качестве входных воздействий используются рабочие или тестовые сигналы.

Примером служит метод контроля состояния изоляции электрических машин по токам утечки. Для трехфазной электрической машины . При наличии шести выводов метод заключается в следующем. Вначале измеряется ток утечки I_ут1 изоляции одной фазы обмотки при заземленных двух других. Этот ток определяется двумя составляющими

I_ут1=I_у1к+I_умф,

где I_у1к – ток утечки изоляции фазы на заземленный корпус; I_умф – ток утечки между проверяемой фазой и обмотками заземленных фаз.

Аналогично измеряются токи утечки двух других фаз. Если значения токов утечки небольшие и разница между ними незначительная, т.е. I_ут1 I_ут2 ~I_ут3, то состояние изоляции относительно корпуса и между фазами считается удовлетворительным. Если значения велики, это означает, что обмотки состарились или увлажнились.

4.2. Метод, основанный на контроле обобщенного диагностического параметра. В результате анализа диагностической модели может быть найден параметр X, который характеризует состояние ЭУ в целом и зависит от других параметров, т.е. . Примером такого параметра для ЭУ служит сопротивление изоляции R_и (табл.2.), являющееся отношением приложенного к изоляции напряжения U к току утечки I_ут,т.е.

R_u=f(U,I_ут).

Ток утечки состоит из поверхностных и объемных токов в изоляции. Например, для трансформаторов текущие значения R_и необходимо сравнить с результатом предыдущих измерений.

Уменьшение R_и обмоток свидетельствует об увлажнении или старении изоляции обмоток.

Таблица 2. Нормируемые значения сопротивления изоляции

Метод заключается в измерении текущего значения Е и сравнении его с допустимым отклонением ΔЕ. Если Е принадлежит ΔЕ, то объект признается работоспособным, в противном случае – неработоспособным.

4.3. Метод, основанный на оценивании частотных характеристик. На вход ЭУ, например, электрической машины, подается тест в виде синусоидального сигнала в диапазоне частот f₁...f_n. По выходной реакции строятся амплитудно-частотные (АЧХ) и фазно-частотные (ФЧХ) характеристики, которые сравниваются с граничными значениями (маской) при интегральной оценке отклонения характеристик. Контроль работоспособности ЭУ по частотным характеристикам возможен в определенных точках (f₁,f₂,f₃). В этом случае нет необходимости снимать всю характеристику, а работоспособность оценивается по реакции ЭУ на сигнал этих частот. Тест при этом резко сокращается. У работоспособной ЭУ характеристика или ее значения в характерных точках должны находиться в установленных пределах – в области работоспособности.

Разновидностью этого метода является частотно-резонансный метод, нашедший применение при диагностировании электрических машин (ЭМ) и основанный на пофазном сравнении АЧХ обмоток между собой. Для выявления межвитковых замыканий и определения состояния обмоток ЭМ на начало обмоток и корпус подается напряжение меняющейся частоты. Каждая обмотка может быть представлена упрощенной схемой замещения рис.6. АЧХ для этой схемы имеет вид

Рис.6.Схема замещения обмотки

Рис.7. Амплитудно-частотные характеристики обмотки асинхронного двигателя