Математичні моделі діагностики болтового струмопровідного з'єднання в умовах режимних параметрів, що змінюються

Abstract

Надійність передачі і розподілу електроенергії в портах, на суднах та енергетичних підприємствах залежить від стану болтових струмопровідних з’єднань. Практика експлуатації показує, що 2 % випадків аварійних зупинок технологічних ліній та пожеж на електрообладнанні трапляються через послаблення болтових струмопровідних з’єднань. Основними причинами послаблення болтового з’єднання є динамічні зміни режимів експлуатаційних струмових навантажень та зміна кліматичних параметрів. Підвищити надійність болтових струмопровідних з’єднань можна використовуючи сучасні методи діагностики, які дозволяють ідентифікувати появу ослаблення болтових з’єднань. Проаналізовано існуючі методи діагностики стану болтових з’єднань, які засновано на контролі температури болтового з’єднання. Встановлено, що використання таких методів для виявлення початкового моменту ослаблення з’єднання є недоцільним, тому що вони реагують на аварійний стан болтового з’єднання, тобто на критичне значення температури. Для виявлення початкового моменту послаблення болтового з’єднання запропоновано одночасно контролювати величини струму навантаження і параметрів навколишнього повітря, що дозволяє підвищити достовірність виявлення передаварійних ситуацій. Для діагностики початкового моменту послаблення болтового з’єднання запропоновано використовувати оціночні булеві функцій. Отримано аргументи булевих змінних для стаціонарного табезперервного процесу зміни струму та температури навколишнього середовища, стаціонарного та детермінованого процесу, випадкового та детермінованого процесу. Наведено мінімізовані булеві функції для нормального режиму роботи болтового з’єднання при появі початкового моменту ослаблення та при настанні аварійного режиму.

The reliability of the transmission and distribution of electricity in ports, ships and energy enterprises depends on the condition of the bolted conductive joints. Operational practice shows that 2 % of cases of emergency shutdowns of technological lines and fires on electrical equipment occur due to the weakening of bolted conductive joints. The main reasons for the bolted joint weakening are dynamic changes in operating current loads and changes in climatic parameters. It is possible to increase the reliability of bolted conductive joints using modern diagnostic methods that allow identifying the appearance of bolted joint weakening. The existing methods for diagnosing the state of bolted joints, which are based on monitoring the temperature of the bolted joint, are analysed. It has been established that the use of such methods to identify the initial moment of the joint weakening is impractical, since they react to the emergency state of the bolted joint, that is, to the critical temperature value. To identify the initial moment of the bolted joint weakening, it is proposed to simultaneously monitor the values of the load current and the parameters of the ambient air, which makes it possible to increase the reliability of detecting pre-emergency situations. To diagnose the initial moment of the bolted joint weakening, it is proposed to use the estimated Boolean functions. Arguments of Boolean variables are obtained for a stationary and continuous process of changing current and ambient temperatures, a stationary and deterministic process as well as a random and deterministic process. The minimized Boolean functions are given for the normal operation of the bolted joint, when the initial moment of weakening appears and when the emergency mode occurs.