基于RCM的实验室电气设备维护策略

2018-04-08中广核研究院陈锴扬陈树毅贺波

中广核研究院陈锴扬陈树毅贺波

1　各类常见故障及原因分析

中广核核电安全实验室（以下简称实验室）电气设备的使用特点：非连续使用，每次使用时间间隔较长；电气设备负载使用范围较宽，并且常在低负载情况下使用，功率因数比较低。

统计发生故障频率比较高的电气设备主要有以下几种，分别是10kV高压变频器（以下简称“高压变频器”）、380V低压变频器（以下简称“低压变频器”）、380V低压软启动器（以下简称“低压软启动器”）、阀门电动执行机构和电容补偿柜。

表1列举实验室近6年时间发生的主要故障。

根据上述的电气设备常见故障和分析，结合RCM分析体系，制定出一套适合实验室的电气设备维护策略。

RCM是“Reliability Centered Maintenance”的简称，中文意思是“以可靠性为中心的维修”。

RCM的特点在于为确定哪些预防性维修是技术可行的、多长时间做一次预防性工作和为什么要做预防性工作提供了一个简单、准确和容易理解的判据。设备的定期大修只有在故障后果严重并无法准确预测且故障与时间有关的情况下才有必要，有条件则尽可能采取预防性维修。

RCM方法强调设备维修的及时性和准确性，所谓及时性就是避免系统功能丧失，所谓准确性就是尽量达到设备安全寿命极限，两者是辩证统一的所以通过RCM分析不仅降低了运行、维修成本实质上也保证了系统的可靠性。

RCM认为，故障后果的严重程度影响着我们采取预防性维修工作的决策。即如果故障有严重后果，就应尽全力设法防止其发生。

实验室中电气设备主要特点是：不经常使用使用频率比较低，而每次使用的时间间隔比较长；有时候电气设备会在低负载的情况下使用，功率因素比较低。因此在电气设备投入使用的时候，一旦出现故障，轻则将导致实验中断，重则发生某些严重事故，由此可见实验室中电气设备的维护策略很重要。

根据RCM的分析方法，需要对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障的后果，确定出各故障后果的预防性对策；同时强调各电气设备维修的及时性和准确性，即避免在隔一段时间后启用电气设备时，发现设备故障而导致实验中断，同时尽量达到设备安全寿命极限。

通过以上的故障分析，再结合RCM的预测性维修的思想和实验室电气设备的使用实际情况，制定了实验室电气设备维护策略。维护策略主要分为四个部分，分别是状态监测、定期维护、定期试验、设计变更，如表2所述。

表1　实验室近6年时间主要故障统计表

表2　实验室电气设备维护策略

表3　故障频率统计

实验室电气设备维护策略于实验室第6年二季度开始执行，并且将这6年实验室出现的变频器和软启动器发生频率统计如表3。

由表3可以看出，6年来发生故障的频率为4.2次/年，相当于每个季度发生故障的频率为1.05次/季度。也就是平均每个季度会发生一次变频器或软启动器的故障。同时第6年一季度期间，也发生过1次故障，与前5年间的平均故障率基本一致。

可见，在执行实验室电气设备维护策略之前电气设备的故障率相对较高，每次故障都会对实验的进度造成影响，造成一些不必要的人力物力的浪费。第6年二季度下旬开始执行电气设备维护策略，至今只发生过一次软启动器故障，但经分析故障原因，再加上与厂家沟通之后，判断是软启动器内部元器件老化元造成的。

通过以上分析对比可以看出，通过分析实验室6年时间的主要故障原因，并结合RCM维护思想制定出实验室电气设备维护策略，在实行了半年之后，实验室电气设备的故障频率从1.05次/季度降为低于0.35次/季度。

同时，电动调节阀进行试验改造后，减少固态继电器成本、减少运行维护、维修人力成本、保证实验运行，提高实验运行效率；而无功补偿柜进行设计变更之后，基本不会再出现无功过补偿的问题，大大优化了整个实验室负载的功率因素，节省了实验室的电费成本。

从数据上可以看出，以上的以预防性维护为主的电气设备维护策略是科学有效的，能有效的保证实验室电气设备的可用性和可靠性。