Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Основых тех.экспл. суд эл.об А5_

.pdf
Скачиваний:
115
Добавлен:
12.04.2020
Размер:
2.1 Mб
Скачать

После изучения схемы (рис. 6.1) можно выдвинуть такое предположение о причине дефекта. Отказ расцепителя вызван отказом диодов VIV6, выпрямляющих ток, поступающий на вход полупроводникового расцепителя FР1 от измерительных трансформаторов тока T1 ТЗ. При попытке проверить это предположение обнаружено, что расцепитель FP1 представляет собой неразборную конструкцию, поэтому проверить диоды нельзя. Следовательно, время на изучение схемы и выдвижение предположений потрачено напрасно и правильно было бы рассматривать не реальный объект контроля, а его модель, представляющую не только необходимую и достаточную информацию, но и позволяющую проверить его на соответствие ей.

В нашем случае не нужно выявлять конкретный дефектный элемент, а достаточно выяснить только состояние полупроводникового расцепителя FP1 по критерию исправен он или неисправен, определяемому по фактическим значениям уставок по току и времени срабатывания. Воспользуемся методом, в основе которого лежит представление интересующего объекта контроля в виде «черного ящика», внутреннее устройство которого либо неизвестно, либо его не нужно знать, либо оно слишком сложно, чтобы по свойствам отдельных элементов и связям между ними можно было бы сделать вывод о его поведении во всех интересующих случаях.

Такое представление объекта контроля удобно поэтому, что известны взаимосвязь входного (ток /) и выходного (замкнутое 1 и разомкнутое 0 состояния контакта выключателя Q) параметров расцепителя FP1 (рис. 6.2, а ), а также допустимые значения времени срабатыва ния при той или иной кратности входного тока I к его номинальному значению /и (рис. 6.2, б).

Проверка расцепителя, представленного в виде модели «черного ящика» состоит в том, что через полюса автомата пропускают известный ток I (входное воздействие) и измеряют время срабатывания как промежуток от начал протекания этого тока до момента размыкания контактов выключателя Q.

106

Рис. 6.2. Характеристики автоматического выключателя: а —выходная, б — ампер-секундная

'

При недопустимой реакции расцепителя, например его срабатывании от тока ниже тока установки, т. е. меньше Imin, или несрабатывании при любом токе, а также при несоответствии времени срабатывания току, протекающему по полюсам выключателя Q, расцепитель считается неисправным.

Пример 6.2. Поиск дефекта комбинационным методом по модели объекта контроля. Дефект в схеме, показанный на рис. 6.3, проявляется в том что после запуска кнопкой S2 и некоторого времени работы электродвигатель М останавливается. Попытки запустить его снова кнопкой S2 желаемого результата не дают. Для поиска этого дефекта используем простейшую модель, представив объект контроля в виде отдельных элементов, причем в каждый эле-

мент включим связи,

соединяющие его с другими элемент а-

ми схемы.

 

 

Р ассматриваемая

схема непос редственного

пуска асин-

хронного электродвигателя состоит из 13 элементов:

автоматиче-

ского выключателя QF, предохранителей F1 и F2, главных контактов К.1 контактора К, электротепловых реле КК1 и КК2, кнопки S1, электродвигателя М, размыкающих контактов КК.1:1 и КК.2:1 электротепловых реле, катушки контактора К, кнопки S2 и вспомогательного

107

контакта К: 2, включенного параллельно кнопке S2. Так как последовательность проверок не имеет значения, начнем их с автоматического выключателя QF, не рассматривая выбор технологических переходов, и приведем результаты проверок в виде табл. 6.2, где против исправного элемента проставлена 1, а против неисправного — 0. По результатам проверок можно сделать вывод , что причина дефекта

— обрыв цепи кнопки S1.

Рис 6.3. Схема прямого пуска асинхронного электродвигателя

108

Таблица 6.2. Результаты проверок элементы схемы пуска асинхронного электродвигателя

Элемент

Результат про-

Элемент

Результат про-

верки

верки

 

 

 

Выключатели QF

1

Электродвигатель M

1

Предохранители:

 

Контакты:

 

 

F1

1

КК1:1

 

1

F2

1

КК2:1

 

1

Реле:

 

Кнопка S2

 

1

КК1

1

Главные

контакты

1

 

К.1

 

 

 

 

 

КК2

1

Вспомогательный

1

 

контакт К:2

 

 

 

 

 

Кнопка S1

0

Катушка К

 

1

Пример 6.3. Поиск дефекта по модели, представляющей объект контроля в виде набора блоков. Рассмотренный в примере 6.2 объект контроля можно разделить на шесть блоков: в блок 1 входят выключатель QF, предохранители Ft и F2, кнопка S1 и контакт КК1 : 1; блок 2 состоит из двух реле КК1 и КК2 и электродвигателя М; блок 3 содержит вспомогательный контакт К: 2 и включенную параллельно ему кнопку S2; в блоки 4, 5 и 6 соответственно входят главные контакты К:1, контакт КК2 : 1 и катушка контактора К. В этой модели блоки также между собой не соединяются. Для нахождения дефекта проверим блоки. При этом возможен такой случай, когда выходные сигналы всех блоков, кроме блока 1, имеют допустимые значения, что позволяет сделать вывод об исправности всех блоков, кроме блока 1. Однако сказать, какой элемент в блоке 1 неисправен, невозможно. Тогда, например, проверим исправность блока 1 по выходному сигналу — наличию напряжения на контакте КК1 : 1 и предохранителе F2. Проверка показала, что напряжение между точками 5 и 6 отсутствует. Так как блок 1 состоит из пяти последовательно соединенных элементов, то при неисправности любого из них напряжение между точками 5 и 6 должно отсутствовать. Поэтому назвать дефектный элемент нельзя и надо провести еще пять проверок, чтобы найти причину дефекта, т.е. в худшем случае необходимо выполнить 11 проверок.

109

Если же при проверке оказалось, что все блоки имеют допустимые значения выходного параметра, а блок 5 — недопустимое, в этом случае можно однозначно указать причину дефекта. Так как блок 5 состоит из одного элемента — контакта КК2 : 1, то причина дефекта — обрыв в цепи этого контакта. Таким образом, для поиска дефекта нам потребовалось выполнить 6 проверок.

6.2.2. Последовательный метод

При последовательном методе поиска дефектов результат выполнения каждого технологического перехода анализируется и по его результатам либо считают, что при чина дефекта найдена, либо принимают решение о необходимости выполнения следующего технологического перехода. Порядок выполнения переходов при этом методе поиска дефектов может быть как фиксированным, установленным заранее (его называют также формальным), так и условным, зависящим от результатов выполнения предыдущих переходов.

Пример 6.4. Последовательный метод поиска дефекта по модели объекта контроля. Для поиска дефекта, описанного в примере 6.2, воспользуемся моделью (рис. 6.4), представляющей объект контроля в виде девяти последовательно соединенных блоков. Это возможно потому, что отказ любого из блоков приводит к отказу всего объекта контроля. В блок 1 входит автоматический выключатель (автомат) QF (позиционные обозначения даны по рис. 6.3), в блок 2 — предохранители F1 и F2, в блок 3 — контакт кнопки S1, в блок 4— контакты кнопки S2 и контактора К, в блок 5 — контакты КК1:1 и КК2 :1 электротепловых реле, в блок 6 — катушка контактора К, главные контакты которого входят в блок 7, в блоки 8 и 9 — соответственно главные цепи электротепловых реле KKI и КК2 и электродвигатель М.

Для поиска дефекта выполним первую проверку 1 на выходе блока 2, т .е. после предохранителей Fl, F2, что соответствует контролю наличия напряжения между точками 5 и 7 схемы, показанной на рис. 6.3.

Рис. 6.4. Модель системы пуска асинхронного электродвигателя

110

При наличии напряжения между этими точками можно утверждать, что исправен не только блок 2, но и блок 1, так как напряжение на контролируемые точки поступает через контакты автомата QF. Вторую проверку 2 выполним на выходе блока 3, т.е. после предохранителя F2 и контакта кнопки S2, что соответствует измерению напряжения между точками 5-8 схемы. Пусть вольтметр, подключенный к этим точкам, показывает отсутствие напряжения, т.е. контролируемый параметр имеет недопустимое значение. Так как проверка 1 выполнялась на входе блока 3, а проверка 2—на его выходе, то можно утверждать, что причина дефекта— обрыв в цепи контакта кнопки S1. Последовательность выполнения этих проверок показана на рис.6. 5.

Рис. 6.5. Последовательность выполнения и результаты проверок для примеров 4(а) и 5 (б, в)

Пример 6.5. Влияние местонахождения дефекта на очередность проверок. Пусть при поиске дефекта, описанного в примере 6.2, в результате выполнения проверки π1 вольтметр покажет отсутствие напряжения в точках 5—7. Это говорит о том, что один из блоков 1 и 2 неисправен. Проверим блок 2 по входному сигналу (проверка 4), т. е. по наличию или отсутствию напряжения после автомата QF. При наличии напряжения в контролируемых точках исправен блок / и неисправен блок 2, а при отсутствии его неисправен блок / и исправен блок 2. Последовательность выполнения этих проверок приведена на рис. 6.5, б.

111

Р ассмотрим другой результат проверки 2 (см . пример 6.4).При этом не будем связывать ее с тем дефектом, который был описан в примерах 6.2, 6.3 и 6.4. Пусть после проверки 2 вольтметр, подключенный к точкам 5 – 8, покажет наличие напряжения, что говорит об исправ ности блока 3 и всех предшествующих блоков. Поэтому дефект следует искать в последующих шести блоках. Так как нас интересуют только возможные результаты проверок, не будем рассматривать выбор технологического перехода для выполнения той или иной проверки. Проверим блок 7, т. е. осуществим проверку п5, которая может иметь два результата: первый говорит об исправности блока 7 и предшествующих ему блоков 5 и 6, а второй — об их неисправности. Ограничимся блоками 5 и 6, потому что исправность (или неисправность) блоков 1—3 устанавливается выполнением проверки 2.

Чтобы проверить все блоки, необходимо выполнить еще четыре проверки З, 6, 7, 8. Последовательность выполнения всех проверок показана на рис. 6.5, в, из которого видно, что для поиска двух дефектов (в блоках 1 и 2) нужно осуществить две проверки, а для поиска дефекта в блоке 5—четыре. Если в качестве первой выбрать проверку 5 или З, то последовательность, взаимосвязь и число проверок, необходимых для поиска того или иного дефекта, будут другими.

6.2.3. Выбор места первой проверки

Приведенные на рис. 6.5, ав схемы имеют специальное название — графы и состоят из нескольких вершин (на рис. 6.5, ав вершины обозначены в виде прямоугольников) и соединяющих их отрезков — ребер. Так, в виде графа изображают схемы движения транспорта, например метрополитена, на которых вершинами являются станции, а ребрами — соединяющие их пути.

Предположим, что необходимо найти на схеме метрополитена путь от станции А к станции В. Если такой путь найден, на математическом языке этот факт может быть выражен так: вершина А связана с вершиной В. В этом случае граф называется связным. Показав стрелками на отрезках, соединяющих станции, порядок прохождения станций при движении от станции А к станции В, получим граф, называемый ориентированным. При разветвленной схеме линий метрополитена можно выбрать несколько вариантов пути

112

от станции А к станции В. Путь, даже проходящий через одни и те же станции, но по разным ребрам графа, называют цепью. Замкнутую цепь, т. е. начинающуюся и заканчивающуюся в одной и той же вершине, называют циклом. На схеме метрополитена примером цикла может служить кольцевая линия.

Наличие циклов в графах, отражающих поиск дефектов, говорит о том, что выполнение тех или иных действий не приближает нас к искомому дефекту. Поэтому поиск дефектов должен строиться таким образом, чтобы от ражающий его граф не имел циклов. Для связных графов, не имеющих циклов, используют специаль-

ный термин — дерево, или дерево решений.

Дерево решений представляет собой граф, не имеющий кратных ребер, т. е. каждая пара его вершин соединяется только одной цепью. Таким образом, оказывается что оно показывает один и только один путь от вершины А к вершине В.

Для обозначения элементов дерева используют специальную терминологию, частично заимствованную из ботаники. Вершину, соответствующую первой проверке, обычно называют корнем дерева, а вершины, не имеющие выходящих ребер,— висячими. Путь, соединяющий корень дерева с висячей вершиной и проходящий по ребрам графа, называют ветвью.

Из каждой вершины дерева может выходить несколько ребер. Применительно к поиску дефектов, когда вершиной представляют проверку, которая имеет два результата— проверяемый блок исправен или неисправен,— из нее соответственно выходят только два ребра.

В соответствии с этим рассматриваемые здесь и ниже деревья можно характеризовать следующими параметрами: числом проверок , равным числу невисячих вершин; числом ветвей h, которое численно равно количеству N возможных дефектов в рассматриваемой модели объекта контроля; кроме того, каждая ветвь показывает путь через невисячие вершины-проверки к висячей вершинедефекту, проходимый от корня дерева к j-й висячей вершине при поиске j-го дефекта; длиной ветви hj, определяемой как число проверок, выполняемых для выявления j-го дефекта; она равна числу вершин (не считая висячей), проходимых при «движении» от корня дерева к j-й висячей вершине; суммарной длиной ветвей k пред-

113

ставляющей собой общее число проверок, которое надо выполнить для выявления всех N дефектов; средней длиной ветвей kср=k /N, т.е. среднему числу проверок, затрачиваемому на отыскание одного дефекта.

Таким образом, ни один из дефектов не может быть обнаружен быстрее, чем за kmin число проверок.

Принципиально любая из вершин дерева может быть его корнем , что применительно к поиску дефектов поз воляет осуществить любую из возможных проверок первой. Однако изменение места выполнения первой проверки изменяет не только внешний вид дерева, что видно из примеров 6.4 и 6.5, но и количество проверок, затрачиваемых на обнаружение того или иного дефекта, а также среднюю длину ветвей.

Применительно к объектам контроля, представленным моделями из последовательно соединенных блоков или элементов, достаточно эффективным является способ средней точки, задающий принцип выбора места выполнения первой проверки и последовательности остальных.

Для этого способа характерно то, что первую проверку выполняют в точке, делящей цепочку из последовательно соединенных блоков или элементов пополам (при четном их числе) или примерно пополам (при нечетном).

В модели, показанной на рис. 6.4, число блоков нечетное, поэтому место первой проверки можно выбрать на входе блока 5 (проверка З) либо на его выходе (проверка 8). Точки выполнения второй, а также всех последующих проверок выбирают по этому же принципу. Последовательность выполнения проверок в том случае, когда первой осуществляется проверка 8, приведена на рис. 6.6.

114

Рис. 6.6. Последовательность выполнения и результаты проверок при выборе места первой проверки способом средней точки (цифрами показаны

номера блоков по модели рис.6.4)

Теоретически минимальное количество проверок способом средней точки в том случае, когда проверку блока выполняют только с учетом критериев исправен — неисправен, составляет

 

 

 

kmin

log2 n

 

 

(6.1)

 

где n – число последовательно соединенных блоков (элементов) в

модели объекта контроля.

 

 

 

 

 

Так как количество проверок k может быть только целым чис-

лом, справедливы следующие соотношения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

2

до 4

до 8

до 16

до 32

до 64

k

 

1

2

2 или 3

3 или 4

4 или 5

5 или 6

 

 

 

 

 

 

 

 

115