ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Оценочный расчет надежности элементов Электрооборудования

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности устройства по известным характеристикам надежности составляющих функ­циональных узлов, аппаратов, элементов и условиям эксплуатации [50]. Для расчета надежности составляют логическую модель безотказной работы уст­ройства. Система считается работоспособной, если все элементы исправны, отказы случайны, независимы и несовместимы. При таких условиях выход из строя одного из элементов означает отказ всей системы, т. е. логическая мо­дель надежности устройства состоит из последовательно включенных элемен­тов N, каждый из которых имеет вероятность безотказной работы P(t).

Цель проведения оценочного расчета надежности электрооборудования — определение элементов, аппаратов, функционально законченных узлов, под­верженных отказам или имеющих наибольшие значения интенсивности отка­зов, и разработка предложений по повышению надежности устройства извес­тными методами и способами.

Приведем последовательность оценки уровня надежности устройства.

1. Определить интенсивности отказов элементов с учетом условий эксплу­атации устройства: Хыкк2к^кАа;(Т, кн) где Хы — номинальная интенсив­ность отказов элементов; кхи к2 — поправочные коэффициенты, зависящие от воздействия механических факторов; к} — поправочный коэффициент, зависящий от воздействия влажности и температуры; к4 — поправочный коэффициент, зависящий от давления воздуха; а,(Г, кн) — поправочные ко­эффициенты, зависящие от температуры поверхности элементов (Т) и коэф­фициента нагрузки (кн).

Коэффициенты для различных типов элементов приведены в [16, 50, 57].

2. Разбить все элементы устройства на группы с примерно одинаковыми значениями интенсивности отказов.

3. Найти произведение числа элементов TV, каждой группы на интенсив­ность отказов А,,-.

П

4. Рассчитать интенсивность отказов устройства по формуле Л =

/=і

Где п — число групп.

5. Определить среднее время наработки устройства до первого отказа Тср = = 1/Л.

6. Рассчитать вероятность безотказной работы в течение заданной наработ-

П

Ки по формуле P(tp) = ехр(-^ІУД,-Гр).

/=1

Требования надежности считаются выполненными, если среднее время на­работки устройства на отказ соответствует заданному в ТЗ. В противном случае предлагаются меры повышения надежности устройства, например замена эле­ментов с большими значениями наработки на отказ, изменение коэффици­ентов нагрузки, изменение условий эксплуатации, введение резервирования и т. д.

В рассмотренном методе расчета надежности, являющемся универсальным и упрощенным, использован экспоненциальный закон распределения отка­зов элементов. Для типовых случаев, которые часто встречаются в инженер­ной практике [16], расчет надежности выполняется для следующих изделий: без резервирования и восстановления работоспособности элементов; без ре­зервирования, с восстановлением работоспособности элементов; с восста­новлением и постоянным нагруженным резервированием основного элемен­та; с учетом глубины контроля, а также планирования и расчета запасных изделий.

К этому классу можно отнести большую часть промышленных систем ЭП и СА. Основным показателем надежности для них является коэффициент готов­ности, а основным методом обеспечения надежности — снижение времени восстановления за счет новых конструктивных решений и развитой диагно­стики.