通過采用先進的預測性維護策略，有助于制造企業(yè)確保電氣系統(tǒng)的正確設計和安全運行。

　　在沒有適當控制的情況下，管理設施中電氣系統(tǒng)的維護和運營，可能會導致安全和財務風險，包括造成人員傷害和設備損傷的計劃外停機。此類中斷還可能給企業(yè)造成過多的經濟損失。Uptime Institute的研究數據發(fā)現(xiàn)，在所有報告的停機事件中，約有三分之一的停機成本超過25萬美元，其中許多停機成本超過100萬美元。數據中心的停機成本是最高的，四分之一的受訪者在一項調查中表示，他們最近一次故障的直接和間接成本超過了100萬美元。

　　工廠的電力系統(tǒng)工程師通常依靠靜態(tài)、紙質或基于PDF的電氣單線圖，來預防停電并維護其設施。這會帶來一些限制，增加運行風險，并在維護和更新電氣系統(tǒng)文檔方面帶來了挑戰(zhàn)。采用預測性維護最佳實踐，如數字孿生、安全審計、智能傳感器和電弧閃光解決方案，可以幫助企業(yè)確保電氣安全并減少計劃外停機時間。

　　01 挖掘數字孿生的力量

　　數字孿生使用實時數據和仿真創(chuàng)建物理對象、過程或系統(tǒng)的虛擬復本。這些數字表達可以通過深入了解復雜系統(tǒng)的行為、性能和潛在問題來幫助提高對系統(tǒng)的理解、設計和運行。例如，配電系統(tǒng)的數字孿生可以監(jiān)控通過各種組件的電流，識別過載或過電壓的潛在區(qū)域，并預測設備故障的可能性。

　　在電氣系統(tǒng)的設計以及生命周期的運營和維護階段，都可以使用數字孿生技術來顯著提高安全性。使用數字孿生技術的智能單線圖，可以創(chuàng)建單相和三相電力系統(tǒng)的動態(tài)藍圖。這些工具有助于無縫協(xié)作以及應用實時見解，從而簡化診斷和故障排除。

　　運行人員和工程師可以通過使用數字孿生作為全面的數字學習環(huán)境，來提高他們對現(xiàn)有電氣系統(tǒng)的理解。新一代預測工具使用實時和存檔數據作為仿真平臺，使電力系統(tǒng)工程師可以運行“假設”的場景。這種在線預測仿真是一種強大的分析工具，使工程師能夠預測系統(tǒng)對運行人員行為的響應。

　　這種方法有一些優(yōu)點，包括能夠在沒有實際危險的情況下仿真緊急情況和不穩(wěn)定的情況，從而減少安全風險。此外，精確的“假設”場景有助于說明如何提高運營效率和加強決策。實用的事后分析和事件回放功能，也可以加快對事件的響應。

　　02 利用審計提高安全和電氣系統(tǒng)性能

　　審計可以成為促進安全和提高電氣系統(tǒng)性能的另一個有價值的工具。具有識別技術缺陷和預測設施電氣系統(tǒng)潛在故障風險的能力至關重要。通過審計，組織可以識別潛在的危險和需要改進的領域，使他們能夠在事故或故障發(fā)生之前采取糾正措施。審計還有助于確保電氣系統(tǒng)高效運行，識別不合規(guī)的地方，并驗證維護計劃是否有效執(zhí)行。這種積極主動的方法可以提高安全性，減少停機時間，延長設備壽命并節(jié)省成本。

　　然而，發(fā)現(xiàn)這些缺陷可能會令人望而生畏，尤其是在資源有限的情況下。與專家顧問和運營團隊合作可以幫助確定需要改進的關鍵領域，使用最先進的非侵入性技術，進行現(xiàn)場審計和評估電氣裝置。它能創(chuàng)建設備的單線圖，快速識別出可能危及系統(tǒng)安全和性能的潛在薄弱點。此過程有助于發(fā)現(xiàn)潛在的漏洞危害，并及時提出性能優(yōu)化和安全改進建議。

　　擁有專業(yè)軟件的專家可提供全面的現(xiàn)代化計劃，包括10年維護、監(jiān)測和管理計劃、備品備件和技術文檔管理。審計結束后，與所有利益相關者舉行匯報會，強調觀察到的結果、風險和推薦的下一步行動。全面的報告會傳達重要的、可操作的見解，以及跨地區(qū)或國家的標準化交付成果，以確保多地點或國家的一致性，并為維護計劃制定持續(xù)的監(jiān)控和管理策略。

　　03 降低電氣系統(tǒng)電弧閃光的風險

　　電弧閃光是電氣安裝、運行和維護中最可能發(fā)生的破壞性、危險性的力量之一。它非常復雜、危險和難以避免和控制。不受控制的電弧有可能產生超過35000℉的極端熱量和高達每平方英尺1000磅的沖擊波。由此產生的噪音可以達到160分貝，來自電弧的高速投射物可以達到700英里/小時。產生的有毒氣體可能會擴大67000倍，對工人、設備和設施構成重大風險。

　　直到最近，電弧閃光緩解和電弧閃光危害分析一直很復雜。盡管已經開發(fā)了許多經驗公式和重要的測試，但對于工程師來說，在沒有計算工具的情況下解決現(xiàn)有的算法和公式仍然具有挑戰(zhàn)性，并且人們幾乎不可能將其應用到該領域。然而，隨著行業(yè)對電氣安全的日益關注，現(xiàn)在電弧閃光危害得到了更廣泛的認識。

　　減輕電弧閃光的風險很復雜，通常需要多方合作，包括設施業(yè)主、電氣系統(tǒng)設計師和設備制造商。然而，獲取準確的信息可能具有挑戰(zhàn)性，尤其是在傳統(tǒng)的設計和構建項目環(huán)境中。信息交換可能會受到限制，例如系統(tǒng)短路水平、電極組成、外殼尺寸或標準運行程序。如果不考慮這些因素，即使是最周密的緩解方案效果也可能會打折。

　　為了降低電弧閃光事故的風險和嚴重程度，并確保工人安全，需要嚴格遵守相關行業(yè)法規(guī)。積極主動的電氣系統(tǒng)設計方法，有助于消除電弧閃光傷害的風險。在新系統(tǒng)的設計和技術規(guī)范階段，工程解決方案可以使用設計安全方法來降低與帶電部件意外接觸的可能性。

　　了解電弧電流的大小、路徑和持續(xù)時間，對于有效緩解是必要的。能量水平是一個用于量化電弧閃光危險的參數。消除風險或減少電弧閃光的能量等級，可以通過斷電工作、耐電弧開關設備或將人員轉移到電弧閃光邊界之外來實現(xiàn)。

　　然而，這些解決方案有時只能避免設備損壞?；蛘?，采用電弧故障檢測解決方案，可以通過上游過電流保護裝置清除電弧故障。不過，這些解決方案可能有風險，需要輔助電源、系統(tǒng)設計或運行人員干預，這也會引入人為錯誤的可能性。此外，這些解決方案是一次性的，需要檢查或更換故障部件。

　　簡單、可靠的控制電弧閃光危險的解決方案，可以通過一個不需要復雜工程的被動式、可重復、常開系統(tǒng)來實現(xiàn)。常開的電弧閃光預防和控制系統(tǒng)，可最大限度地減少電弧發(fā)生的可能性。如果確實出現(xiàn)持續(xù)的電弧電流，系統(tǒng)將在一個周期或更短的時間內將其熄滅，這比任何其它有源或反作用保護系統(tǒng)都快。

　　這種方法無需運行人員干預，不依賴輔助電源，并顯著降低對人員和電氣設備造成傷害的風險。采用被動式電弧閃光保護系統(tǒng)，使電弧閃光管理危險變得更加簡單，緩解策略也更容易實施。與許多主動式解決方案不同，常態(tài)運營的電弧閃光預防和控制系統(tǒng)不會導致跳閘，從而在控制電弧故障的同時實現(xiàn)零停機，也不會造成上游設備的中斷。

　　實現(xiàn)被動式、可重復、常開運行的電弧閃光控制解決方案的初始成本，可能比標準設備高出約15%。然而，在整個設備生命周期內它可以帶來巨大的投資回報。該系統(tǒng)的優(yōu)勢包括減少額外的電弧閃光工程控制，降低安裝、調試和持續(xù)維護成本，減少對個人防護設備的需求和相關成本。此外，企業(yè)也可以避免與電弧閃光危害直接和間接相關的費用，如醫(yī)療和法律費用、罰款、保險費增加和業(yè)務連續(xù)性的中斷。

　　04 使用智能傳感器提高運營能力

　　具有共享可見性的智能傳感器、斷路器和配電盤，使風險管理價值鏈上的各個利益相關者受益。智能傳感器可用于監(jiān)測工廠工況，并通過監(jiān)測工廠內的空氣質量、溫度、濕度和其它環(huán)境條件，提醒工程師注意潛在的安全隱患。如果液位超過安全限值，可以及時向工程師或安全人員發(fā)送報警，讓他們采取適當的行動。智能傳感器還可以檢測可能危害人類健康或安全的氣體，并檢測工廠中是否存在煙霧或火災。

　　當斷路器和配電盤配備了內置的智能傳感器監(jiān)控功能時，從安裝的那一刻起就能提供運營數據。這些新功能具有許多優(yōu)勢，例如降低企業(yè)的風險，為測試、檢驗和認證提供支持，在整個年度內而不僅僅是在檢驗期間為客戶提供增值服務。

　　智能傳感器可用于實時監(jiān)控關鍵工廠設備和過程，使工程師能夠快速檢測任何異?；驖撛趩栴}，并在問題變得更嚴重之前采取糾正措施。通過分析智能傳感器的數據，工程師可以預測工廠設備何時需要維護。這樣可以提前安排維護，最大限度地減少停機時間并降低成本。這些能力正在不斷發(fā)展，并有可能在未來為電氣運行提供更全面的見解。

　　05 預測性維護是主動安全措施的最佳實踐

　　歸根結底，最先進的預測性維護最佳實踐是為了從四個維度來實現(xiàn)安全：減少、避免、預防和遏制。確保電氣系統(tǒng)的安全和減少計劃外停機，對于最大限度地降低財務風險和保護人員和設備至關重要。采用預測性維護最佳實踐，如數字孿生、安全審計和電弧閃光解決方案，可以顯著提高安全性并減少計劃外停機時間。

　　數字孿生技術可以在設計、運營和維護階段使用，以簡化診斷和故障排除。審計可以識別潛在的危險和需要改進的領域，使組織能夠在事故或故障發(fā)生之前實施糾正措施。為了降低電弧閃光事故的風險和嚴重程度，確保工人的安全，必須降低電弧閃光的風險。采取這些積極主動的措施來確保電氣安全和防止計劃外停機，可以為企業(yè)帶來經濟效益，提高安全性并延長設備使用壽命。