Pouzdanost električnih proizvoda i uređaja

Među svojstvima koja određuju kvalitetu električnog proizvoda, posebno mjesto zauzima pouzdanost - sposobnost proizvoda da obavlja svoje funkcije, održavajući vrijednosti pokazatelja kvalitete nepromijenjenima tijekom vremena ili unutar unaprijed određenih granica.

Električni proizvod — proizvod namijenjen za proizvodnju ili pretvorbu, prijenos, distribuciju ili potrošnju električne energije (GOST 18311-80).

Svaki električni proizvod ili uređaj može biti u jednom od sljedećih stanja:

• uspravno

• neispravan,

• radeći

• ne radi

• ograničavajući.

Proizvod koji je u dobrom radnom stanju također radi, ali radni proizvod nije nužno i dobar proizvod. Na primjer, oštećenje kućišta generatora (udubljenja, ogrebotine, nedostaci na obojenoj površini itd.) onemogućuje rad generatora, ali u isto vrijeme ostaje funkcionalan.

U pravilu, radno stanje proizvoda određeno je popisom parametara navedenih u dokumentaciji i dopuštenim granicama za njihovu promjenu. Gubitak produktivnosti naziva se odbijanje.

Razlozi kvara mogu biti i prekoračenje dopuštene razine vanjskih utjecaja i nedostaci proizvoda... Zapamtite da ne dovode svi nedostaci do kvara. Kvar proizvoda ocjenjuje se pojavom buke, pojavom mirisa spaljenih izolacijskih i impregnacijskih materijala, pregrijavanjem, promjenom očitanja kontrolnih uređaja i instrumenata itd.

Po svojoj prirodi svi nedostaci i oštećenja mogu biti:

• električni

• mehanički

Elektrika uključuje slomljene kontakte, kratke spojeve, otvorene krugove, greške u povezivanju itd.

Mehanički nedostaci su kvarovi u sklopu elemenata, prijenosnih sustava od servo motora do upravljača, aktuatora, pokretnih dijelova releja i kontaktora itd.

S obzirom na pravila, metode i sredstva kontrole, kvarovi se dijele na:

• izričito, za čije otkrivanje dokumentacija predviđa pravila, metode ili kontrole,

• skriveni za koje nisu namijenjeni.

Na primjer, ako se kvaliteta dijela kontrolira samo mjerenjem njegovih geometrijskih dimenzija, tada će odstupanje tih dimenzija od tolerancije biti očiti nedostatak. U isto vrijeme, pukotine i šupljine mogu postojati unutar izratka koje se ne mogu otkriti prilikom mjerenja dimenzija izratka. Uz usvojenu metodu kontrole, ti će nedostaci biti skriveni. Za otkrivanje skrivenih nedostataka koriste se druga pravila, metode i sredstva kontrole, koja nisu predviđena u dokumentaciji za ovaj proizvod, posebno se šupljine i pukotine mogu otkriti rendgenskim pregledom.

Kvarovi se mogu pojaviti iz raznih razloga, ali ako nisu povezani s kvarom drugih elemenata, tada se nazivaju neovisnim.Kvar koji proizlazi iz drugog kvara smatra se ovisnim (na primjer, kvar tranzistora nakon odspajanja njegove baze od strujnog kruga).

Obično se pouzdanost povezuje s odsutnošću kvarova, odnosno s njegovom pouzdanošću.

Općenito, pouzdanost uključuje, osim pouzdanosti, takva svojstva kao što su trajnost, održavanje, očuvanje... Obično se naziva kvantitativna procjena svojstava uključenih u pokazatelje pouzdanosti pouzdanosti... Glavna razlika između pokazatelja pouzdanosti i ostalih pokazatelja je da su, bez obzira na dimenziju, sve one neslučajne karakteristike slučajnih varijabli.

Objasnimo sadržaj takvog svojstva kao što je pouzdanost, izraženo pokazateljem «vjerojatnost rada bez kvarova». Pretpostavimo da je u trenutku t = 0 u radu istovremeno uključeno n sličnih proizvoda. Nakon vremenskog intervala Δt = t, bit će m proizvoda za posluživanje. Tada se vjerojatnost rada bez greške u vremenu t — P (t) može definirati kao omjer m — broja proizvoda koji rade u trenutku t prema ukupnom broju proizvoda n, tj.

U istovremenom radu n proizvoda, takva vremenska točka t1 nastupa kada prvi proizvod zakaže. U trenutku t2, drugi proizvod ne uspije. S dovoljno dugim radom, doći će trenutak u vremenu tn kada će posljednji od n proizvoda otkazati. Budući da je tn> … t2> t1, nemoguće je jednoznačno odrediti vrijeme rada drugog proizvoda iz vremena rada jednog proizvoda. Stoga se trajanje rada utvrđuje kao prosječna vrijednost

Iz grafikona (slika 1) vidljivo je da se vjerojatnost rada bez kvara mijenja tijekom vremena.U početnom trenutku vremena vjerojatnost rada bez otkaza P(t) = 1, a tijekom prosječnog vremena rada bez otkaza tcp vrijednost P(t) opada od 1 do 0,37.

Tijekom 5 tcp, gotovo svih n proizvoda neće uspjeti i P(t) će biti praktički jednak nuli.

Slika 1. Ovisnost vjerojatnosti besprijekornog rada proizvoda o vremenu

Riža. 2. Ovisnost stope kvarova proizvoda o vremenu

Oštećenje proizvoda ovisi o vremenu njegovog rada. Vjerojatnost kvara proizvoda u svakoj jedinici vremena, ako se kvar još nije dogodio, karakterizirana je stopom kvara i označena s λ (t). Ovaj pokazatelj naziva se lambda karakteristika. Mogu se razlikovati tri glavna razdoblja promjene λ tijekom vremena (slika 2): I-razdoblje isteka koje traje od 0 do tpr, II-razdoblje normalnog rada od tpr do tst, III — razdoblje starenja od tst do ∞ …

U razdoblju I povećava se stupanj oštećenja, što se objašnjava prisutnošću u proizvodu elemenata sa skrivenim nedostacima, kršenjem tehnoloških procesa proizvodnje proizvoda itd. Razdoblje II odlikuje se relativnom postojanošću λ (t), što se objašnjava odsutnošću starenja elemenata. Nakon završetka perioda II, λ (t) naglo raste zbog povećanja broja elemenata koji su otkazali zbog starenja i trošenja. Rad proizvoda tijekom razdoblja III postaje ekonomski nepraktičan zbog naglog povećanja troškova popravka. Stoga vremensko razdoblje prije tst određuje prosječni vijek trajanja proizvoda prije odlaganja.

Stopa kvara λ (t) i vjerojatnost rada bez kvara P (t) proizvoda međusobno su povezani omjerom

Ovaj izraz se naziva eksponencijalni zakon pouzdanosti.

Vrijednost pokazatelja pouzdanosti zabilježenih u tehničkoj dokumentaciji proizvoda mora se potvrditi posebnim testovima pouzdanosti, modeliranjem procesa slučajnih kvarova posebnih uređaja, uključujući uz pomoć računala ili proračunom. Treba napomenuti da se metoda proračuna koristi u dizajnu proizvoda gotovo uvijek, bez obzira na to hoće li se druge metode koristiti za potvrdu pouzdanosti.

Pri proračunu pouzdanosti proizvoda koriste se tablični pokazatelji pouzdanosti elemenata uključenih u proizvod ili podaci dobiveni bilo kojom od gore navedenih metoda za proizvode slične projektiranim.

Od poznatih metoda proračuna pouzdanosti najjednostavnija je metoda koeficijenata, kod koje je stopa oštećenja λ (t) konstantna tijekom vremena. Po potrebi se uzima u obzir utjecaj načina rada i uvjeta rada na pouzdanost proizvoda korekcijskim faktorima k1, k2,... kn

Stupanj kvara zadanog elementa u stvarnim radnim uvjetima λi izračunava se formulom

gdje je λoi tablična vrijednost stupnja oštećenja elementa koji radi u normalnim uvjetima, k1 ... kn su korekcijski koeficijenti ovisni o različitim utjecajnim čimbenicima.

Vrijednosti koeficijenta k1 ovisno o utjecaju mehaničkih čimbenika u različitim radnim uvjetima dane su u nastavku:

Faktor korekcije radnih uvjeta Laboratorij 1,0 Nestrpljiv 1,07 Brod 1,37 Automobil 1,46 Željeznica 1,54 Zrakoplov 1,65

Koeficijent k2, ovisno o klimatskim čimbenicima okoline, može imati sljedeće vrijednosti:

Faktor korekcije temperature vlažnosti +30,0±10,0 65±5 1,0 +22,5±2,5 94±4 2,0 ​​+35,0±5,0 94±4 2,5

Faktori korekcije za druge faktore mogu se pronaći u priručnicima o pouzdanosti.

Posebna ispitivanja pouzdanosti glavna su metoda potvrđivanja pokazatelja pouzdanosti navedenih u tehničkoj dokumentaciji. Takva ispitivanja provode se periodički u roku utvrđenom tehničkim specifikacijama (TU) za proizvod, kao iu slučaju promjena u tehnologiji proizvodnje proizvoda ili promjena u komponentama i materijalima, ako te promjene mogu utjecati na pouzdanost proizvoda. Tehničke specifikacije sadrže program ispitivanja pouzdanosti koji, osim odjeljaka predviđenih ESKD standardima, sadrži i plan ispitivanja.

Plan testiranja - pravila koja određuju broj proizvoda koji se testiraju, postupak ispitivanja i uvjete za njihov prekid.

Najjednostavniji plan testiranja je kada se n sličnih proizvoda testira istovremeno, neispravni proizvodi se ne zamjenjuju ili popravljaju, testovi se zaustavljaju nakon što istekne unaprijed određeno vrijeme testiranja ili nakon što svaki od preostalih operativnih proizvoda radi unaprijed određeno vrijeme.

Pokazatelji pouzdanosti proizvoda također se mogu odrediti kao rezultat prikupljanja i obrade informacija o performansama proizvoda tijekom njegovog rada.Obrasci dokumenata koji vrijede u različitim djelatnostima razlikuju se međusobno, ali bez obzira na to moraju odražavati sljedeće podatke:

• ukupno trajanje proizvoda,

• Uvjeti korištenja,

• trajanje rada proizvoda između kvarova,

• broj i karakteristike šteta,

• trajanje popravka za otklanjanje konkretne štete,

• vrsta i količina korištenih rezervnih dijelova itd.

Kako bi se dobili pouzdani pokazatelji pouzdanosti proizvoda na temelju operativnih podataka, informacije o kvarovima i nedostacima moraju biti kontinuirane tijekom vremena.