- •Д. П. Гиберт
- •Оглавление
- •1. Общая теория надежности
- •1.1. Возникновение и сущность проблемы надежности
- •1.1.1. Основные определения теории надежности
- •1.1.2. Виды надежности
- •1.1.3. Отказы
- •1.1.4. Эффективность
- •1.1.5. Восстановление
- •1.2. Основные понятия и характеристики надежности
- •1.2.1. Понятие случайных событий и случайных величин
- •1.2.2. Невосстанавливаемые элементы и системы
- •1.2.3. Законы распределения случайных величин, используемые в теории надежности
- •1.2.4. Надежность систем при основном и параллельном соединении элементов
- •1.3. Надежность нерезервированных систем без восстановления
- •1.3.1. Использование λ и λ-характеристик для решения практических задач.
- •1.4. Расчет надежности невосстанавливаемых систем с резервированием
- •1.4.1. Пути повышения надежности
- •1.4.2. Методы резервирования
- •1.4.3. Расчет надежности систем при постоянно включенном резерве
- •1.4.4. Надежность системы при резервировании замещением
- •1.4.5. Резервирование замещением в случае нагруженного резерва
- •1.4.6. Резервирование замещением в случае облегченного резерва
- •1.4.7. Резервирование замещением в случае ненагруженного резерва
- •1.5. Надежность систем в период эксплуатации
- •1.5.1. Планирование и расчет периодов профилактик
- •2. Надежность электрической изоляции
- •2.1. Характеристики надежности электрической изоляции
- •2.2. Вывод уравнения "кривой жизни" электрической изоляции
- •2.3. Частичные разряды в твердой изоляции
- •2.4. Функция распределения местной напряженности поля
- •2.5. Уравнение надежности электрической твердой изоляции
- •2.6. Расчет времени до отказа твердой изоляции
- •2.7. Функция безотказной работы жидкой и газообразной изоляции
- •3. Условия работы электрической изоляции
- •3.1. Классификация действующих на электрическую изоляцию нагрузок
- •3.2. Электрические напряжения
- •3.3. Температурные условия работы
- •3.4. Механические напряжения
- •3.5. Прочие воздействия. Выбор расчетных условий эксплуатации
- •Список литературы
1.5. Надежность систем в период эксплуатации
В период эксплуатации наиболее важными вопросами являются планирование и расчет периодов профилактик, а также планирование и расчет числа запасных элементов и блоков системы.
1.5.1. Планирование и расчет периодов профилактик
Профилактическое обслуживание – система предупредительных мер, направленных на снижение вероятности возникновения отказов (технические осмотры, регулировки, замена комплектующих элементов, восстановление защитных покрытий и токопроводимых контактов и др.).
Профилактика преследует две цели:
- предупредить возникновение отказов;
- обнаружить такие отказы элементов изделия, которые не могли быть обнаружены средствами контроля в процессе эксплуатации и остались скрытыми, необнаруженными.
Профилактическое обслуживание может быть организовано по принципу обслуживания регламентного, календарного, а также комбинированного использования регламентного и календарного обслуживания.
Регламентное обслуживание – обслуживание, которое проводится по достижении параметрами изделия некоторых регламентированных показателей. Этот вид обслуживания применяется тогда, когда известна связь работоспособности и показателей некоторых технических параметров.
Если же главный параметр, определяющий работоспособность изделий – время, в течение которого изделие эксплуатируется или хранится, то профилактическое обслуживание назначается в строго определенные календарные сроки вне зависимости от состояния изделия. Такое обслуживание называется календарным.
Обычно связь работоспособности с показателями технических параметров, так же как и со временем использования, известна с некоторым приближением. Поэтому большее распространение получил комбинированный метод профилактического обслуживания.
В процессе эксплуатации параметры изделия наблюдаются и, по достижении ими критических значений, проводится профилактика. Профилактика проводится и тогда, когда время, измеряемое от последней профилактики, достигает значения времени, календарно запланированного. Естественно, что время календарного обслуживания в этом случае может быть увеличено, поскольку существует некоторая вероятность предупреждения отказа.
Выбор контролируемых параметров и контролируемых элементов должен осуществляться по оптимальным маршрутам, т.е. в определенной последовательности с учетом информативности, которую дает каждая из проверок. Как правило, такие задачи решаются методами технической диагностики.
Календарное обслуживание осуществляется на основе изучения закономерностей отказов (см. пункт 1.3.1)
Время профилактической проверки назначается исходя из следующих соображений. На участке времени, для которого λ = const (период эксплуатации изделия), время профилактики берется с учетом, того, что вероятность появления отказа q не превышала допустимой вероятности qдоп.
Известно, что для экспоненциального закона:
(1.62)
Отсюда:
(1.63)
Для определения времени календарного обслуживания изделия, ориентированного на замену деталей и блоков, выработавших ресурс, предварительно определяется среднее время работы до износового отказа T и среднеквадратического отклонения τt. Тогда:
(1.64)
где n – коэффициент при τt, соответствующий заданному значению qдоп.
Таблица 1.
Определение n по qдоп.
qдоп |
0,01 |
0,02 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,08 |
0,10 |
0,12 |
0,16 |
0,20 |
n |
2,526 |
2,323 |
2,053 |
1,960 |
1,880 |
1,750 |
1,643 |
1,554 |
1,404 |
1,282 |
Профилактическое обслуживание сложных систем начинается с планирования профилактических работ для простых устройств, входящих в нее. Сроки профилактики и ее содержание корректируются затем с учетом сложности системы.
Универсальных рекомендаций по оптимизации планирования профилактики не существует. В некоторых случаях целесообразно всю систему ставить на профилактику в одно и то же время и обеспечивать работу ее в полном составе в период между профилактическими обслуживаниями. В других случаях целесообразно ставить на профилактику отдельные элементы системы и обеспечивать ее непрерывную работу, хотя бы и не всегда в полном составе.
Влияние профилактики на функциональную надежность изделия может быть определено следующей формулой:
(1.65)
где R(t) – вероятность выполнения изделием заданной функции на интервале t; KТИ(t) – коэффициент технического использования изделия с учетом проведения профилактики на интервале t; P(Δt) – вероятность выполнения изделием заданной функции на интервале Δt (использования изделий по назначению).
(1.66)
P(Δt) – в первом приближении можно оценить по формуле
(1.67)
где λ0 – интенсивность отказов, обеспечиваемая данным объемом профилактики, Δt – интервал использования изделия по назначению.