Egy gyáregységben, több fázisjavító blokk berendezésből, egynek a meghibásodása jelentős idejű áramkimaradást okozott. Hosszabb időre leállította, "kiütötte" a gyárat.
A hiba után a cég műszaki vezetője felkért bennünket, hogy a meghibásodás kapcsán készítsünk egy szakvéleményt és adjunk javaslatot arra vonatkozólag, hogy a probléma többet ne fordulhasson újból elő, illetve "védjük" meg a még működő fázisjavítókat.
A hibás fázisjavító berendezést megvizsgálva és az azt követő kockázatelemzés után a javaslatunk a következő volt: (idézve szó szerint a szakvéleményt)
"A berendezések betáplálása több transzformátorról történik, és a fázisjavító egységek függetlenül működnek minden transzformátoron.
Mivel egy egység meghibásodása is komoly üzemzavart okozott, ezért a továbbiakban a kondenzátoregységeket nem betáplálásonként vagy fokozatonként kell kezelni, hanem egységes rendszerként.
A beszerelt FRAKO gyármányú kondenzátorok száraz rendszerűek, biztonsági szeleppel és megszakítóval ellátottak. Élettartamuk típustól függően 100 ezer és 200 ezer üzemóra közöttiek.
A gyártó az élettartamgörbét nem teszi közzé, ezért az élettartam mérés pontosságát 10% bizonytalansággal becsüljük. A kondenzátorok gyártása több bizonytalanságot tartalmaz mint más elektronikai eszközé, ezért a magas bizonytalanság.
Üzemelés közbeni lehetséges kockázatok:
1. Kondenzátor kapacitáscsökkenés.
2. Hálózati harmonikus zaj magasabb feszültséget okoz, ez fokozza a kondenzátorok melegedését.
A melegedés hűtési (klimatizálás) problémák során is adódhat.-Mindkét esetben élettartam csökkenést okozva.
3. Lokális túlmelegedés rossz külső kontaktusok miatt. Lokális belső túlmelegedés átütés miatt.
4. Meghibásodás miatti túlnyomás. Ez az ok kétféle hibát okoz: Vagy a belső biztonsági kapcsoló kiold és a kondenzátor elveszti funkcióját, vagy túlnyomás távozik a szelepen vagy a házon keresztül. A második esetben füst képződik. Mindkét eset végleges tönkremenetelt okoz.
5. Mágneskapcsolók esetén a beégett érintkezők vagy rossz kötési kontaktusok túlmelegedést okozhatnak. Túlmelegedés a meglévő állapotokat pozitív visszacsatolás hatására egyre rohamosabb formában rontja egészen a csatlakozások égésig és teljes tönkremenetelig.
6. Fojtótekercsek esetében a disszipált hő jelentős az üzemi körülmények között is, a kötéshibák fokozottan jelentkezhetnek túlmelegedés formájában. A túlmelegedés először az összekötő vezetékeket roncsolja szét, mivel a tekercs hőkapacitása jóval nagyobb.
A kockázatok közül alapvetően kétfélét kell megkülönböztetnünk:
1. Azon esetek melyek csak a fázisjavító állapotát befolyásolják
2. Melyek külső hibát is okoznak.
A külső hibák a gyár termelésére veszélyesek, a belső hibák csak a meddőkompenzációt rontják.
A kockázatokhoz kapcsolódó káresemények becslése:
1. Kapacitáscsökkenéskor a meddőkompenzáció mértéke csökken. Mivel a rendszer automatikus, ha egy fokozat gyenge is további fokozatokat tud a rendszerbe kapcsolni a megfelelő kompenzáció érdekében. Ezen hiba csak a rendszer teljes terhelése esetén jelent problémát. A gyáregységet nem veszélyezteti a meddőteljesítmény korlátjának túllépése, ezért anyagi kockázat nem párosul ezen hibával. Mindazonáltal ha egy fokozat kapacitása 10%-ot csökken ajánlott az egész fokozat minden tagjának cseréje az aszimmetria elkerülése érdekében.
2. A kondenzátorok hőmérséklete fontos, bár a gyártó szerint legalább 60 C fokig (típusfüggően több is) elviselik a hőmérsékletet, de ez élettartam csökkenéshez vezet.
Ha a kondenzátorok 35C-nál magasabb hőmérsékletűek durva becslésként az élettartamuk felére csökken. Élettartama végén a kondenzátor cserére szorul.
3. Lokális túlmelegedés is élettartam csökkenést okoz. Mivel a külső csatlakozók melegedése nem tudni milyen rejtett belső hibát okoznak ilyen hiba esetén az élettartam feleződést tételezzük fel.
A lokális belső melegedés az öngyógyuló kondenzátorfólia és a kondenzátor hőkapacitása miatt csak a kondenzátor melegedésén keresztül lehet ellenőrizni. Mivel ilyen hibát közvetlenül nem lehet megállapítani, a 2. pont szerint kell eljárni.
4. Erős túlmelegedés égést és ezzel túlnyomást okoz a kondenzátor belsejében. A túlnyomás külső deformációt okoz, a kondenzátor teteje kikúposodik. Egy belső érintkező ekkor a belső összeköttetéseket megszakítja, további melegedés megszüntetésére. A kondenzátor cserére szorul.
Végzetes esetben ezen megszakítás nem történik meg, és a túlnyomás a belül lévő égéstermékeket a külvilágba juttatja. Ez csak kismértékben tűzveszélyes, viszont ez a füst a zárt villamos elosztóban a tűzjelző rendszer bekapcsolását okozza. A kezelőszemélyzet pedig tűzként érzékeli ezen helyzetet.
Ez erős anyagi vonzatú esemény termeléskiesés és riasztások miatt.
Ezen esemény károkozása sokkal nagyobb mint maga a fázisjavító berendezés értéke, ezért mindenképpen a kockázatát jelentéktelen mértékűre kell csökkenteni.
Elkerülni teljes mértékben nem lehet, mivel a kondenzátorok gyártása sem hibamentes.
5. Mágneskapcsolók túlmelegedése vagy rossz vezetékkötések túlmelegedése a műanyag alkatrészek olvadásához ,majd égéséhez vezet ezzel tüzet, füstöt okozva. Ezen melegedési folyamat lassan alakul ki és látható formában. Az előző esethez hasonló problémákat okoz, de mértéke kisebbnek tekinthető egy kondenzátor robbanáshoz viszonyítva mivel a folyamat nem hirtelen következik be.
Ezen eseményt kockázatát is jelentéktelen mértékűre kell csökkenteni.
6. Fojtótekercs kötéshibája magát a tekercset kis valószínűséggel károsítja a hosszú kivezetések és nagy hőkapacitás miatt. A vezeték viszont tűzveszélynek és füsttel járó égésnek van kitéve. Ezen eseményt kockázatát is jelentéktelen mértékűre kell csökkenteni.
Az 1.-3. káresemény csak a fázisjavító egységet érintik a kár az eszköz értéke, a 4.-6. káresemény már külső károkat is okoznak, melyek mértékét nem az eszközök értéke határozza meg alapvetően, hanem a következmények okozta kár (kiesés, riasztások).
A fentiek alapján a következő ajánlásokat tesszük:
1. Egy héten kétszer karbantartók által szemrevételezéssel ellenőrizni kell a kötések épségét, a kondenzátorok hőfokát, kimelegedésre utaló nyomokat keresve. A kondenzátorhőfok jelzésére ráragasztható kontakthőmérőket javaslunk. Minden darabra külön-külön. Ezen ellenőrzéshez így thermokamerás műszeres segítség nem szükséges.
2. Havonkénti thermokamerás felvételeket ezen egységekre is ki kell terjeszteni. A kamerával a kondenzátorok, fojtók, mágneskapcsolók és a teljes egység kötéseinek az állapotát is fel lehet mérni.
3. Havonta lakatfogós áramméréssel ellenőrizni kell minden kondenzátorfokozat és külön-külön minden kondenzátor áramfelvételét. Ezzel kapacitásértéke ellenőrizhető. 10%-os csökkenés esetén csere. Így a fokozatokon belül a párhuzamosan kapcsolódó elemek között nem lehet 10%-nál nagyobb eltérés. Ha egy fokozaton belül több kondenzátor elem is hibás
ajánlott az egész fokozat minden elemének cseréje egyszerre.
4. Negyedévente hálózati analízis jegyzőkönyvvel a hálózati zajok, feszültségingadozások regisztrálására.
Ezen eljárások minden lassan kialakuló és jól látható melegedési problémát ki tud küszöbölni. Ha ki is alakul hiba kezdeti stádiumban megszüntethető anélkül,hogy komolyabb problémát okozna. A melegedések megszüntetése és hálózati viszonyok felmérése információt adnak arról hogy a kondenzátorok képesek elérni megadott élettartamukat.
Mivel az állapotfelmérés nem folyamatos, ha egy problémát észlelünk (melegedés) akkor azon kondenzátorfokozat élettartama azon időtartamra amíg a hiba meg nem szűnik a felére esik, tehát kétszer gyorsabban öregszik. A hetente kétszeri ellenőrzés között tehát 3,5 napig 7 napot öregedett egy kondenzátor (helyi melegedés vagy az egész szekrény a rossz hűtés miatt). Minden fokozathoz rendelt maximális élettartam 3,5 nappal csökkentendő bármilyen hőfokprobléma esetén a probléma
megszüntetéséig.
Ennek nyomonkövetésére egy táblázat kerülne minden szekrény belsejébe mely fokozatonként hiba esetén egy strigulát kap. Minden ellenőrzéskor ha van hiba. Ha nincs nem kap. Egy kondenzátorfokozat élettartama maximumából annyiszor kell 3,5napot levonni ahány strigulát kapott. Élettartam végén cserére szorul állapottól függetlenül.
Az élettartam a megadott gyári érték egy gauss eloszlás szerint alakul. Szórás értéke nem megadott de jó közelítéssel becsülhető ha feltételezzük a 10%-os mérési hibát. Cél a 10-5 /év/kondenzátor kritikus meghibásodás elérése. Ezen kockázatot már elfogadhatónak tekintjük.
Kritikus meghibásodásnak tekintjük ha tönkremenetelt a beépített biztonsági berendezések nem tudják elszigetelni a külvilágtól, és az égéstermékek kijutnak a kondenzátor házából.
Elfogadható kockázat esetén az anyagi kár mértéke nem annyira számottevő, a kis valószínűség miatt.
Kalkuláció:
- Élettartam nem lehet túl rövid, reálisan 5-10 év között.
- Mivel teljes tönkremenetel 3 féle módon következhet be, de ezek közül csak egy kritikus és elkerülendő a valószínűség harmadolódik. A valóságban ez bizonyosan kevesebbszer következik be (tehát a kondenzátor belső védelmi berendezései nem működnek megfelelően), konzervatív becsléssel mindig a rosszabb esetet tételezzük fel.
- Működési időt egész évre vettük, tehát 8760óra/év.
Iterációs eljárással a frako gyármányai közül a standard kondenzátorok 130e óra élettartammal 4 évtávolságban (78000 óra) a kritikus meghibásodási valószínűség 2,6 * 10-6 /év/kondenzátor 8év élettartammal.
Basic kondenzátoroknál ezen érték 3,5 * 10-6/év/kondenzátor 6év élettartammal. Ajánlott a jobb minőségű változat a magasabb életciklusa miatt.
- A mágneskapcsolók cseréje a 8 éves élettartam esetén szintén indokolt, ezért a kondenzátorok élettartama végén a hozzá kapcsolódó mágneskapcsolókkal együtt érdemes cserélni.
Mivel valószínűségekről van szó, nem teljesen kizárható az esemény bekövetkezése. Ebben az esetben a kár enyhítéséről beszélhetünk.
Ebben az esetben a tűzjelző rendszer fejleszthető. Több füstjelzővel az elosztó helységben lokalizáható a riasztás. Először belső riasztást adna a rendszer, és a felügyelet egyéni elbírálásától függene a beavatkozás. Ha a helyzet nem megoldható, és nem nyugtázzák le a riasztást a védelem csak abban az esetben kapcsolja ki a rendszereket, illetve ad külső riasztást.
Mivel sokféle probléma okozhat riasztást nem lehet automatizálni a riasztáskori beavatkozást emberi felügyelet nélkül.
Köszönjük, hogy igénybe vették szolgáltatásainkat!
Vissza a bloghoz