電線電纜制造企業電氣設備的可靠性分析與預防性維護

翁 劍

（江陰市七星電纜有限公司，江蘇 江陰 214422）

隨著國民經濟的快速發展，我們的基礎設施日益不能滿足公眾需要。近幾年，政府引導投資，搞一系列的基礎建設，給電線電纜行業帶來了巨大的商機。電線電纜企業越來越多，規模也越來越大，企業內部電氣系統結構隨著科技的進步也越來越復雜。由于使用的環境、產品的設計、加工生產過程和人為操作等因素的影響，電氣系統不可避免地發生故障，故障的發生肯定會造成一定的經濟損失和一些負面影響。作為設備、設施的核心組成部分——電氣系統，它的可靠程度是關系整個企業內部設備、設施安全運行的關鍵。對于業內從事電氣維護、管理的人員來講，系統地研究企業電氣設備的可靠性和實施有效的預防性維護，是保證企業安全穩定生產的重要環節。

可靠性是指在規定條件下、規定時間內完成規定功能的能力。此定義適用于一個系統，也適用于單臺設備或一個單元。

預防性維護是指為了降低設備失效或功能退化的概率，按預定的時間間隔或規定的標準進行的維護。

1 行業內電氣系統的現狀分析

電氣系統一般分為兩類：一是動力系統，一是控制系統。對動力系統而言，也就是從低壓配電設施、配電網絡到最終的用電設施的整個供電通道。這之間是一個串聯關系，任何一個環節發生故障，都會導致供電的中斷。低壓配電系統整體可以理解為一個小型的電力系統。對電力系統而言，為確保電力系統安全運行，電力行業根據電力設備預防性試驗規程的規定，對電力設備進行定期的停電試驗、檢修和維護。這是一種計劃檢修，是按照預試規程所規定的試驗周期、到期必修。這種模式運用在國家級電力系統中，保障國計民生，無可厚非。但對于企業而言，不是很經濟。企業本身是一個以追求利益最大化的組織。這種養護方式需要大量的人力、物力。

另一部分控制系統，主要由電氣儀表、檢測元件、控制網絡等組成。典型的有：儀表、PLC、工業電腦、中間繼電器、接近開關等。由于它們的興起，降低了人為因素造成的浪費，同時減輕了工人的勞動強度，減少工廠運營成本。對于電線電纜行業來講，這些已經開始融入到我們的設備、設施中。它們的運行狀態，非常重要，直接關系到我們生產線的正常工作。同時這些設備一般情況下都是整體封裝的，也很少出現故障。比如PLC的輸入、輸出觸點，使用壽命達到幾萬到幾十萬次。由此易使我們的維護人員走進一個誤區，出現兩種心態：①覺得沒有必要預防性維護；②知道需要保養但不知道應該怎樣維護保養，重點需要關注些什么，進而造成檢修養護不足或者找不到重點。同樣造成非必要的浪費，又不能有效控制設備故障的發生。

1.1 電氣設備故障統計

為研究電線電纜制造企業電氣設備發生故障的分布和規律，以減少定期檢修的盲目性和增強檢修的針對性。以一家合資企業為例。

2009年度，電氣故障進行統計分析如下：電機發生故障13次，其中預防性維護中發現3次；變頻器發生故障7次，其中預防性維護中發現0次；儀表發生故障8次，其中預防性維護中發現0次；加熱元件發生故障40次，其中預防性維護中發現1次；接觸器發生故障4次，其中預防性維護中發現2次；開關件發生故障3次，其中預防性維護中發現0次；電位器發生故障2次，其中預防性維護中發現0次；其它故障25次，其中預防性維護中發現3次。預防性維護發現故障比率為9.61%。

由此可見，當前實施的預防性維護并不能有效地防止電氣設備故障的發生。所以要求我們對電氣設備的狀態進行有效的可靠性分析，及時掌握設備的狀態。

1.2 電氣設備可靠性分析

由于電氣設備在設計之初、加工生產、使用環節都有導致故障的可能。故障模式很多，其可靠性的分析也比較復雜。設備的故障存在一定的隨機性，但大多具有一定的發展期，在此期間會產生各種前期征兆，可以表現為異聲、振動、發熱等現象。在進行必要的可靠性分析判斷后，根據各種征兆，對設備、元件的運行狀態進行檢測和判斷，從而盡早發現潛在故障。

我們追求的是通過現場的監測、故障數據統計分析、可靠性分析等手段，在保證安全完好性的前提下，以維修停機損失最小為目標。也就是由原來的隨機故障，變成可控的規律性的檢修排除故障。正如目前業內部分企業推行的TPM（設備的全員維護）中所追求的零故障率。通過有效開展可靠性分析與預防性維護，可以提高電氣設備運行的安全性和可靠性；降低維修成本；延長使用壽命。

1.3 提高電氣系統可靠性途徑

提高電氣系統可靠性途徑：①認真從事電氣系統可靠性的設計，從一開始就要考慮可靠性要求；②改善電氣元件/設備的使用環境，電氣元件對使用環境比較敏感，有效的控制環境因素，可以大大降低電器元件的故障率；③可以適當降低元器件/設備的負荷，現實工作中，很多故障來源于過設備/元器件的超負荷運行，適當減輕負荷，能夠有效地預防故障發生；④盡可能實現電氣系統的簡化，元器件/設備越多，故障發生的可能性越高；⑤重點關注使用時間較長，可能存在老化的元器件/設備，減少因為設備老化這種可控因素帶來的故障。也就是平常所說的預防性維護工作。

1.4 預防性維護

預防性維護工作的前提是基于我們的統計數據或者歷史數據。預防性維護計劃的擬定，需要我們平時統計的平均無故障時間，進行計劃安排。這些維護計劃，都是我們根據歷史數據，在下一個在故障發生前，完成故障檢修。這中間存在一個假設的故障。預防性維護，最終的目的就是提高設備的安全、可靠運行能力，使得故障發生可以控制，或者提前消除故障，提高生產效率，降低維修成本。

1.5 電氣設備可靠性分析管理與預防性維護的基本任務

（1）分析電氣設備運行可靠性。

（2）以可靠性指標來檢驗設備的設計、制造、安裝、運行等環節。

（3）研究和制定可靠性目標。提高設備安全、可靠、經濟運行水平。

（4）做好各類故障和檢修停運的統計分析，可靠性指標預測，盡可能地將預測和分析結合起來，對比分析找到影響可靠性指標的關鍵因素和設備的薄弱環節，并實施相應的技術改造工作。

（5）根據統計數據，結合可靠性指標，完善預防性維護的計劃與實施。

2 實施可靠性分析與預防性維護的好處

有效的可靠性分析與預防性維護，可以降低維修成本，提高生產效率。

主要表現為：①消除設備因故障引起的非計劃性停機，減少應急維修帶來的額外費用；②增加人員的利用率，電線電纜行業維護人員的實際工作量普遍不足；③提高生產效率，減少了非計劃停機；④改善設備安全可靠運行能力，延長了設備使用壽命；⑤降低公司日常運行成本。

3 目前存在的問題與建議

（1）可靠性監測分析系統本身運行可靠性欠佳。例如：大部分企業實施幾級分工維護保養。一線操作工人實施日常監測、保養；現場保全人員實施周期性巡查；專職維護人員實施維修與保養。如此很難做到協調管理，尤其是涉及跨部門管理更難。可靠性檢測設備很多處于缺失或者半缺失狀態。因此，需要進一步提高綜合管理能力和加大在線診斷技術的應用范圍，提升設備自檢能力，及時發現運行過程中存在的缺陷、故障隱患。

（2）電氣運行人員專業技能水平不高，不能及時發現電氣設備的初期故障，使得本來很容易解決的問題復雜化，在這方面要通過專業業務素質的培訓，另一方面在選擇設備時也要考慮到系統的易用性。

（3）先局部后整體的思路，易于推行可靠性與預防性維護管理工作。企業可先從某一臺關鍵性的電氣設備開始逐步推行可靠性分析和預防性維護，在取得一定經驗積累后再推廣。

（4）建立合適的管理章程，確定相關責任人，制定相應的獎懲制度。

［1］高福成.TPM 全面生產維護推進實務［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［2］國家電網公司組編輯.供電可靠性管理實用技術［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］郭永基.電力系統可靠性分析［M］.北京：清華大學出版社，2003.