Оцінка та забезпечення безпеки електромережевих конструкцій, що експлуатуються - Автореферат

Аналіз практики експлуатації електромережевих конструкцій свідчить про те, що нагромадження недосконалостей в елементах у процесі експлуатації є однією з найважливіших причин виникнення передаврійних і аварійних станів. Складність описання показників пошкодженості обумовлює можливість лише якісної оцінки технічного стану. Разом з тим підвищення вимог до безпеки експлуатованих конструкцій, що розробляються у відповідності до нормативних документів МЕК (Міжнародної електротехнічної комісії), потребує розробки нормативної бази безпеки та методики розрахункової оцінки її показників за результатами натурних обстежень. Введення в будівельну практику принципів нормування конструктивної безпеки електромережевих обєктів дозволить знизити тягар наслідків аварій, надати власникам ліній гарантії якості на всіх стадіях життєвого циклу конструкцій, планувати заходи щодо запобігання аварій техногенного характеру. теоретичне та експериментальне обґрунтування припустимих значень конструктивних ризиків, що визначають граничне зниження несучої здатності елементів опор, обумовлене зміною геометричних, жорсткістних і механічних характеристик з появою і розвитком недосконалостей;Виходячи з аналізу робіт в галузі оцінки надійності і безпеки, сформульовані наступні теоретичні передумови оцінки конструктивних ризиків: ризик аварії може бути представлений коефіцієнтом зниження несучої здатності, закладеної в проект для бездефектного елемента; оцінка конструктивного ризику елементів зводиться до аналізу і ранжирування наявних дефектів і ушкоджень; вплив сукупності недосконалостей на зміну зусиль в елементах конструкції може бути враховане з використанням апарату теорії нечітких множин. При цьому зниження несучої здатності елементів, обумовлене зміною механічних і геометричних характеристик в процесі експлуатації, характеризується коефіцієнтом конструктивного ризику: , (1) де Aq - коефіцієнт ризику аварії; Рп - величина несучої здатності, закладеної в проект для бездефектного елемента конструкції; Рд - величина несучої здатності конструктивного елемента з недосконалостями; k - коефіцієнт, що характеризує відносну якість елемента. Запропонована модель дозволяє при відсутності вибірки статистичних даних оцінити ступінь належності параметру, що визначає несучу здатність елемента, його проектному значенню, прийнятому за одиницю й оцінити ступінь впливу зміни цього параметру на якість елемента: (3) де f(u) - значення функції належності визначального параметру проектному значенню; uд - дійсне значення визначального параметру; uп - значення визначального параметру, що встановлюється відповідно до вимог проектних (нормативних) документів; uпр - граничне значення визначального параметру, перевищення якого веде до відказу; r - параметр, що визначає ранг дефекту за ступенем його впливу на несучу здатність елемента. Значення параметру r залежить від ступеня видалення проектного значення визначального параметру від граничного і визначається залежністю (4): , (4) для елементів, що працюють на розтягання; , (5) де Aq - коефіцієнт конструктивного ризику споруди; Aqt - значення коефіцієнта конструктивного ризику t-того елемента; gn - коефіцієнт, що враховує категорію дефекту і значимість елемента в складі споруди (0,9?1,025); n-число елементів, що складають систему.Розроблено методику розрахункової оцінки конструктивного ризику електромережевих конструкцій за даними натурного освідчення, призначену для кількісної оцінки показників безпеки у випадках приватизації, купівлі-продажу, страхування та ін. Методика є доповненням до діючих норм і розширює галузь застосування результатів оцінки технічного стану електромережевих конструкцій на ринку проектно-будівельних послуг. Встановлено граничні значення коефіцієнта конструктивного ризику 1,462...1,8, що характеризують граничне зниження визначальних параметрів елементів опор для різних за рівнем економічного і соціального збитку ПЛ. Теоретично та експериментально обґрунтована розрахункова модель коефіцієнта конструктивного ризику від наявних дефектів і ушкоджень для елементів опор ПЛ на основі положень теорії нечітких множин, що дозволяє враховувати вплив недосконалостей на параметри напружено-деформованого стану опор ПЛ без статистичної вибірки. Розроблено методику визначення залишкового ресурсу електромережевих конструкцій при встановлених показниках конструктивного ризику для планування ремонтно-відновлювальних заходів у рамках програми забезпечення надійності при експлуатації (ПЗНЕ).

2. Основний зміст роботи

Розроблено методику розрахункової оцінки конструктивного ризику електромережевих конструкцій за даними натурного освідчення, призначену для кількісної оцінки показників безпеки у випадках приватизації, купівлі-продажу, страхування та ін. Методика є доповненням до діючих норм і розширює галузь застосування результатів оцінки технічного стану електромережевих конструкцій на ринку проектно-будівельних послуг.

Встановлено граничні значення коефіцієнта конструктивного ризику 1,462...1,8, що характеризують граничне зниження визначальних параметрів елементів опор для різних за рівнем економічного і соціального збитку ПЛ.

Теоретично та експериментально обґрунтована розрахункова модель коефіцієнта конструктивного ризику від наявних дефектів і ушкоджень для елементів опор ПЛ на основі положень теорії нечітких множин, що дозволяє враховувати вплив недосконалостей на параметри напружено-деформованого стану опор ПЛ без статистичної вибірки. Запропоновані аналітичні залежності дозволяють уточнити напруги в елементах опор ПЛ в межах 5-10 МПА при виконанні перевірочних розрахунків.

Розроблено методику визначення залишкового ресурсу електромережевих конструкцій при встановлених показниках конструктивного ризику для планування ремонтно-відновлювальних заходів у рамках програми забезпечення надійності при експлуатації (ПЗНЕ).

Розроблено основні принципи страхування ПЛ на основі експертної оцінки конструктивних ризиків опор. За результатами чисельних досліджень витрат на зниження ризиків обґрунтовані значення коефіцієнтів 1...1,5 для корегування страхових тарифів у залежності від рівня безпеки ПЛ.

Матеріали досліджень використані при розробці нормативного документу “Методичні вказівки з оцінки конструктивних ризиків для здійснення інженерного і страхового захисту будівельних конструкцій будівель, споруд та інженерних мереж” територіального Управління Держнаглядохоронпраці по Донецькій області № 197 від 12.05.2000 р., а також впроваджені при оцінці технічного стану і реконструкції на підприємствах національної енергетичної компанії “Укренерго”. Економічний ефект від впровадження результатів досліджень становить 160 грн/тн.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах

Горохов Е.В., Шелихова Е.В. / Экономико-математическое обоснование критериев надежности строительных конструкций при эксплуатации. / Материалы международной конференции “Теория и практика металлических конструкций”. / Сборник трудов. - Том 1. Современные проблемы строительства. - г.г. Донецк-Макеевка. - 1997. - С.125-127.

Горохов Е.В., Шелихова Е.В. / Обоснование предложений Донбасского диагностического центра по страхованию техногенных рисков на основе мониторинга технического состояния объектов. / Вестник ДОНГАСА. - Макеевка. - 1998. - вып. №98-4(12). - С.165-169.

Горохов Е.В., Шелихова Е.В. / Определение порядка страхования техногенных рисков при оценке технического состояния и паспортизации строительных конструкций зданий и сооружений. / Материалы второй Всеукраинской научно-технической конференции “Аварии зданий и сооружений и меры их предотвращения”. / Строительные конструкции. Межведомственный научно-технический сборник. - Киев. - 1999. - вып. №51. - С.144-149.

Горохов Е.В., Герасимчук В.С., Шелихова Е.В. / Оценка техногенных рисков на принципах экономико-математического моделирования режима эксплуатации строительных конструкций. / Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков. - 2000. - вып. №94. - С.7-9.

Королев В.П., Волкова И.А., Шелихова Е.В. / Экспертное диагностирование коррозионного разрушения при определении остаточного ресурса строительных металлоконструкций в коррозионных средах. / Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - Киев. - 2002. - №2.- С.6-10.

Горохов Е.В., Шелихова Е.В. / Принципы нормирования конструктивных рисков по результатам оценки технического состояния эксплуатируемых объектов. / Материалы 28 международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых “Здания и сооружения с применением новых конструкций и материалов”. - Макеевка. - 2002. - вып. № 2002-3(34). - Том 1. - С.33-35.

Горохов Е.В., Гримуд Г.И., Турбин С.В., Шелихова Е.В. / Методика определения остаточного ресурса опор воздушных линий электропередачи. / Современные проблемы строительства. / Донецкий ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ: Ежегодный научно-технический сборник. - Донецк. - 2002. - Том 2. - С.105-113.

Горохов Е.В., Шелихова Е.В. / Принципы оценки конструктивных рисков эксплуатируемых объектов электросетевого строительства. / Современные проблемы строительства. / Донецкий ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ: Ежегодный научно-технический сборник. - Донецк. - 2002. - Том 1. - С.41-46.