По причине возникновения отказы делятся на конструкционные, производственные и эксплуатационные

Центральным понятием теории надежности служит понятие отказа. Отказ – событие, заключающееся в полной и частичной утрате работоспособности.

Общие понятия и определения

Лекция №4. Основные понятия, определения и показатели надежности

Важнейшими условиями, обеспечивающими высокую эксплуатационную надёжность электротехнических устройств, являются рациональная организация и технология технического обслуживания и ремонтов, применение материалов надлежащего качества, правильная методика выявления неисправностей и их своевременное устранение. В процессе эксплуатации каждое электротехническое устройство может находиться в различных состояниях: исправности, неисправности, работоспособности, неработоспособности, повреждения, дефекта, отказов. Рассмотрим понятия этих состояний.

Неисправность - состояние электротехнического устройства, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации.

Работоспособность - состояние электротехнического устройства, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособность - состояние электротехнического устройства, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Повреждение - событие, которое заключается в нарушении исправного состояния электротехнического устройства при сохранении работоспособности.

Дефект - неисправность электротехнического устройства, при котором не происходит потеря его работоспособности.

Конструкционные отказы обусловлены следующими ошибками при проектировании электрооборудования: нарушение требований стандартов, занижение запаса прочности, недостаточная проработка схем или конструкции узлов.

Производственные отказы вызваны нарушениями технологии изготовления электрооборудования, применением некондиционных материалов, недостаточным контролем качества изделий и т.д.

Конструкционные и производственные отказы обычно выявляют в начальный период эксплуатации. Они могут быть обнаружены в процессе испытания в заводских условиях.

Эксплуатационные отказы возникают из-за нарушений установленных для конкретного электрооборудования условий эксплуатации, низкой квалификации электромонтеров или персонала, использующего электрооборудования

Вместе с тем при эксплуатации на электрооборудование воздействуют много объективных факторов – влажность, запыленность, вибрация и т.д. Те из них, которые приводят к отказам из-за старения или износа элементов электрооборудования, называют внутренними объективными факторами, а остальные внешними.

Отказы по объективным причинам проявляются в течение всего срока службы электрооборудования.

По характеру появления все отказы делят на внезапные и постепенные.

Внезапные отказы характеризуются резким, скачкообразным ухудшением качества электрооборудования под воздействием внутренних дефектов, нарушений режимов работы или ошибок обслуживающего персонала. Обычно появлению внезапных отказов предшествуют скрытые изменения свойств или пиковые электрические (механические) перегрузки, которые не всегда удается обнаружить.

Постепенные отказы характеризуются медленным изменением свойств элементов электрооборудования и связей между ними. Они являются следствием старения, износа, накопления установленных повреждений и изменений параметров рабочего процесса.

Общее представление о причинах и закономерностях появления отказов электрооборудования можно получить при анализе надежности его отдельных элементов. Причины вызывающие отказы электрооборудования, подразделяют на объективные и субъективные. К группе субъективных факторов относят конструкционные, производственные и эксплуатационные, а объективных – внутренние внешние дестабилизирующие воздействия.

По природе происхождения все отказы подразделяются на естественные и искусственные. Отказы проявляются

- при испытаниях;

- при приработке;

- при нормальной эксплуатации;

- при последнем периоде эксплуатации.

По характеру проявления отказы могут быть случайными и детерминированными. Нормальная эксплуатация системы возможна после установления причин детерминированного отказа.

По связи с другими отказами различают зависимые и независимые отказы.

По характеру устранения отказы могут быть устойчивые, самоустраняющиеся, сбои и перемежающиеся.

На рисунке 4.1 приведена примерная классификация факторов, приводящих к отказам электрооборудования.

Рисунок 4.1 – Причины отказов

Показатели надёжности электротехнических устройств

Показатели надёжности можно разбить на две группы, характеризующие невосстанавливаемые и восстанавливаемые электротехнические устройства.

Невосстанавливаемое или нерёемонтируемое электротехническое устройство - это устройство, для которого проведение восстановления работоспособности (ремонт) не предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Восстанавливаемое или ремонтируемое, электротехническое устройство -это устройство, для которого проведение восстановления работоспособности (ремонт) предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Как было отмечено выше, надёжность электротехнических устройств характеризуется рядом показателей, которые могут быть как едиными, определяющими количественно одно из четырех свойств надёжности, так и комплексными, определяющими одновременно несколько свойств.

Показатели надёжности могут выражаться количественно, в единицах наработки, в календарной продолжительности эксплуатации, в вероятностях или в виде отдельных коэффициентов.

К показателям безотказности относятся: вероятность безотказной работы – , вероятность отказа – , средняя наработка до отказа – , интенсивность отказов – .

Вероятность безотказной работы (ВБР) - это вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации электроустройства в заданном интервале времени не произойдет ни одного её отказа. Вероятность безотказной работы по статистическим данным об отказах оценивается выражением:

где - статистическая оценка ВБР;

- число отказавших изделий за время ;

- число изделий в начале испытаний.

Вероятность отказа - это вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации электротехнического устройства в заданном интервале времени произойдет хотя бы один отказ

.

Средняя наработка до отказа - - это среднее значение продолжительности работы ремонтируемого электротехнического устройства до первого отказа

где - продолжительность работы (наработка) до отказа - го устройства;

- число наблюдаемых устройств.

Интенсивность отказов - - это условная плотность вероятности возникновения отказа электротехнического устройства, которая определяется как отношение числа отказавших устройств в единицу времени к среднему числу устройств, исправно работающих в данный отрезок времени:

где - число устройств, отказавших в период времени;

- число наблюдаемых устройств;

- период наблюдения.

К показателям долговечности относятся: технический, средний и назначенный ресурсы, срок службы, назначенный срок службы.

Технический ресурс - это наработка электротехнического устройства от начала эксплуатации или её возобновления после текущего или капитального ремонта до наступления предельного состояния. Технический ресурс представляет собой чистое время работы устройства за весь срок его эксплуатации.

Средний ресурс - это среднее значение ресурса электротехнического устройства.

Назначенный ресурс - это суммарная наработка электротехнического устройства, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено.

Срок службы - это календарная продолжительность эксплуатации электротехнического устройства от начала работы или возобновления после текущего или капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Назначенный срок службы - это календарная продолжительность эксплуатации электротехнического устройства, по окончании которой применение по назначению должно быть прекращено.

К показателям ремонтопригодности относятся: среднее время восстановления, средняя трудоемкость обслуживания, коэффициент техническою использования, коэффициент готовности.

Среднее время восстановления - , это среднее время вынужденного или регламентированного простоя электротехнического устройства, вызванного обнаружением и устранением одного отказа. Оно определяется выражением:

,

где - - среднее время обнаружения и устранения - го отказа;

- число отказов;

- порядковый номер отказа.

Средняя трудоёмкость обслуживания - это среднее время, затрачиваемое на проведение технического обслуживания электротехнического устройства.

Коэффициент технического использования - это отношение наработки электротехнического устройства в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием за тот же период эксплуатации.

,

где - - сумма интервалов времени безотказной работы;

- сумма интервалов времени, затраченного на обнаружение и устранение отказов;

- сумма интервалов времени, затраченного на техническое обслуживание.

Коэффициент готовности - - это вероятность того, что электротехническое устройство окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение по назначению предусматривается. Он определяется как отношение наработки на отказ устройства Т, в единицах времени к сумме этой наработки и среднего времени восстановления Т_в:

К показателям сохраняемости относятся: средний и гарантийный срок сохраняемости, срок гарантии.

Средний срок сохраняемости - это средняя продолжительность хранения электротехнического устройства, в течение которой сохраняется его работоспособность, после чего оно либо списывается, либо ремонтируется.

Гарантийный срок сохраняемости - это время, в течение которого электротехническое устройство сохраняет работоспособность и может использоваться по назначению.

Срок гарантии - это период, в течение которого изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение установленных требований к электротехническому устройству при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортирования.

Дата добавления: 2014-11-08