Оценка надежности элементов системы электроснабжения по опытным данным и данным эксплуатации

В качестве элементов системы электроснабжения выберем фарфоровые тарельчатые изоляторы контактной сети и выполним оценку их надежности по результатам испытаний. Для этого необходимо вычислить показатели надежности работы фарфоровых тарельчатых изоляторов контактной сети. В качестве таких показателей выберем вероятность безотказной работы P*(t), плотность распределения времени безотказной работы f*(t), интенсивность отказов λ*(t) и среднее время безотказной работы T*₁.

Исходные данные. На испытаниях находилось 1000 фарфоровых тарельчатых изоляторов. Испытания проводились в течение 14000 часов. В ходе испытаний отказало n = 75 изоляторов.

Весь интервал наработки от 0 до 14000 часов, на котором обнаружены неисправности, разбиваем на интервалы (разряды) величиной t_i. Число таких интервалов k определяется по правилу Старджента, как:

k = 1 + 3,3 lg n= 1+ 3,3 lg75 = 6, 63.

Полученное значение k округляем до ближайшего целого числа 7. Тогда t_i = 2000 часов.

Таким образом, все время испытания разбиваем на 7 интервалов по 2000 часов. В ходе испытаний отказы по интервалам времени распределились, как указано в таблице 1.

Таблица 1. Распределение отказов фарфоровых тарельчатых изоляторов по времени

Интервал времени t, час	0 –	2000 –	4000 –	6000 –	8000 –	10000 –	12000 –
Продолжительность интервала ti, час
Число отказов в интервале ni, шт.
Число исправных объектов Ni, шт.
P*(t)	0,987	0,975	0,965	0,954	0,945	0,935	0,925
f*(t) ·10 ^-6, час^-1	6,5	6,25	5,83	5,75	5,5	5,41	5,36
λ *(t) ·10 ^-6, час^-1	6,59	6,41	6,04	6,02	5,82	5,79	5,794
Т^*1(t) ·10 ^5, час	1,54	1,60	1,71	1,74	1,82	1,85	1,87

Вычислим значения P*(t), f*(t), λ*(t) и Т^*₁(t) для каждого интервала времени t_i.

Для вычислений используем выражения:

P^*(t) = N(t) / N₀ = (N₀ - n(t)) / N₀; f^*(t) = n(t, t + Δt) / (N₀·Δt); λ^*(t) = f^*(t) / Р*(t);

Т^*₁ =(_i)/ n_.

Подставляя данные из таблицы 1 в указанные выражения, например для 1-го интервала времени будем иметь:

P^*(2000) = N(2000) / N₀ = (1000 – 13)/ 1000 = 0,987;

f^*(2000) = n(0, 2000) / (1000·2000) = 13 / 2·10⁶ = 6,5·10 ^-6;

λ^*(2000) = f^*(2000) / Р*(2000) = 6,5·10 ^-6 / 0,987 = 6,59·10 ^-6;

Т^* ₁ (2000) =(/ 13) = 2000·1000 / 13 = 2,3·10 ⁵.

Аналогично определяем значения P*(t), f*(t), λ*(t) и Т^*₁(t) для других интервалов времени t_i. Полученные данные внесем в таблицу 1.

Анализ полученных данных показывает, что с увеличением времени работы надежность фарфоровых тарельчатых изоляторов контактной сети снижается – вероятность безотказной работы изменяется от P^*(t) = 0,987 в первом интервале времени до P^*(t) = 0,925 при времени испытания t = 14000 часов. Одновременно уменьшается и время наработки до отказа – соответственно с 154000 часов до 27000 часов для указанных значений времени испытаний. Интенсивность отказов практически не меняется, что свидетельствует о стабильной работе изоляторов в указанном промежутке времени. Даже наблюдается некоторое снижение интенсивности отказов. Одновременно увеличивается и время наработки до отказа – соответственно с 154000 часов до 187000 часов для указанных таблице значений времени испытаний.

Дата добавления: 2014-01-07