전기 제품 및 장치의 신뢰성

전기 제품의 품질을 결정하는 속성 중 특별한 위치는 제품이 기능을 수행하고 품질 지표의 값을 시간이 지남에 따라 또는 사전 결정된 한도 내에서 변경되지 않게 유지하는 기능인 신뢰성이 차지합니다.

전기 제품 — 전기 에너지의 생산 또는 변환, 전송, 분배 또는 소비를 목적으로 하는 제품(GOST 18311-80).

모든 전기 제품 또는 장치는 다음 상태 중 하나일 수 있습니다.

• 똑바로

• 결함 있는,

• 일하고 있는

• 비 작동

• 제한.

제대로 작동하는 제품도 작동하지만 작동하는 제품이 반드시 좋은 제품은 아닙니다. 예를 들어 발전기 하우징이 손상되면(찌그러짐, 긁힘, 도장면의 결함 등) 발전기를 사용할 수 없게 되지만 동시에 기능은 유지됩니다.

일반적으로 제품의 작동 상태는 문서에 지정된 매개변수 목록과 변경에 대한 허용 한계에 따라 결정됩니다. 생산성 손실을 거부라고 합니다.

실패 이유는 허용되는 외부 영향 수준을 초과하고 제품 결함... 모든 결함이 실패로 이어지는 것은 아니라는 점을 기억하십시오. 제품의 고장은 소음의 출현, 연소 된 단열재 및 함침 물질의 냄새, 과열, 제어 장치 및 기기의 판독 값 변경 등으로 평가됩니다.

본질적으로 모든 결함과 손상은 다음과 같을 수 있습니다.

• 전기 같은

• 기계적

전기에는 끊어진 접점, 단락, 개방 회로, 연결 오류 등이 포함됩니다.

기계적 결함은 요소 조립, 서보 모터에서 제어 장치로의 전송 시스템, 액추에이터, 릴레이 및 접촉기의 가동 부품 등의 오작동입니다.

규칙, 방법 및 제어 수단과 관련하여 결함은 다음과 같이 나뉩니다.

• 문서가 규칙, 방법 또는 제어를 제공하는 탐지를 위해 명시적으로,

• 의도하지 않은 숨겨진.

예를 들어 부품의 품질이 기하학적 치수를 측정하는 것만으로 제어되는 경우 이러한 치수와 공차의 편차는 명백한 결함이 됩니다. 동시에 측정물의 치수를 측정할 때 감지할 수 없는 균열 및 공극이 측정물 내부에 존재할 수 있습니다. 제어 방법을 채택하면 이러한 결함이 숨겨집니다. 숨겨진 결함을 감지하기 위해 이 제품의 문서에 제공되지 않은 다른 규칙, 방법 및 제어 수단이 사용되며, 특히 보이드 및 균열은 X-레이 검사로 감지할 수 있습니다.

오작동은 여러 가지 이유로 발생할 수 있지만 다른 요소의 오작동과 관련이 없는 경우를 독립형이라고 합니다.다른 고장으로 인한 고장은 종속적인 것으로 간주됩니다(예: 베이스를 회로에서 분리한 후 트랜지스터 고장).

일반적으로 신뢰성은 고장이 없는 것, 즉 신뢰성과 관련이 있습니다.

일반적으로 신뢰성에는 신뢰성 외에도 내구성, 유지 보수, 보존과 같은 속성이 포함됩니다. 일반적으로 신뢰성에 포함되는 속성의 정량적 평가라고합니다. 신뢰성 지표... 신뢰성 지표와 다른 지표의 주요 차이점은 차원에 관계없이 모두 무작위 변수의 비 무작위 특성입니다.

«무고장 작동 확률» 지표로 표현되는 신뢰성과 같은 속성의 내용을 설명하겠습니다. 시간 t = 0에서 n개의 유사한 제품이 동시에 작업에 참여한다고 가정합니다. 시간 간격 Δt = t 후에 m개의 제품이 제공됩니다. 그런 다음 시간 t — P(t)에서 고장 없는 작동 확률은 m — 시간 t에서 작동하는 제품 수 대 총 제품 수 n의 비율로 정의할 수 있습니다.

n개의 제품을 동시에 가동하는 경우, 이러한 시점 t1은 첫 번째 제품이 고장난 경우에 발생한다. 시간 t2에서 두 번째 제품이 실패합니다. 충분히 오래 작동하면 n개의 제품 중 마지막 제품이 실패하는 tn 시점이 올 것입니다. tn> … t2> t1이므로 한 제품의 가동시간으로 다른 제품의 가동시간을 일의적으로 판단하는 것은 불가능하다. 따라서 작업 기간은 평균값으로 결정됩니다.

그래프(그림 1)에서 무고장 작동 확률이 시간에 따라 변하는 것을 볼 수 있습니다.초기 순간에는 무고장 작동 확률 P(t) = 1이고 평균 무고장 작동 시간 tcp 동안 P(t) 값은 1에서 0.37로 감소합니다.

5 tcp 동안 거의 모든 n 제품이 실패하고 P(t)는 거의 0이 됩니다.

그림 1. 정시 제품의 무고장 작동 가능성의 의존성

쌀. 2. 시간에 따른 제품의 고장률 의존성

제품 손상은 작동 시간에 따라 다릅니다. 고장이 아직 발생하지 않은 경우 각 시간 단위의 제품 고장 확률은 고장률로 특성화되며 λ(t)로 표시됩니다. 이 지표를 람다 특성이라고 합니다. 시간 경과에 따른 λ 변화의 세 가지 주요 기간을 구분할 수 있습니다(그림 2). I-0에서 tpr까지 지속되는 런아웃 기간, II-tpr에서 tst까지 정상 작동 기간, III — tst에서 ∞까지의 에이징 기간 …

기간 I에서는 숨겨진 결함이 있는 요소의 제품 존재, 제품 생산의 기술 프로세스 위반 등으로 설명되는 손상 정도가 증가합니다. 기간 II는 λ(t)의 상대적 불변성으로 구별되며, 이는 요소의 노화가 없음으로 설명됩니다. 기간 II가 끝나면 노후화 및 마모로 인해 고장난 요소의 수가 증가하여 λ(t)가 급격히 증가합니다. 기간 III 동안 제품 작동은 수리 비용의 급격한 증가로 인해 경제적으로 비실용적입니다. 따라서 tst 이전의 기간은 폐기 전 제품의 평균 수명을 결정합니다.

제품의 고장률 λ(t)와 무고장 작동 확률 P(t)는 다음 비율로 서로 관련됩니다.

이 표현을 지수 신뢰도 법칙이라고 합니다.

제품의 기술 문서에 기록된 신뢰성 지표의 값은 컴퓨터 또는 계산을 포함하여 특수 장치의 무작위 고장 프로세스를 모델링하여 특수 신뢰성 테스트를 통해 확인해야 합니다. 신뢰성을 확인하기 위해 다른 방법을 사용할지 여부에 관계없이 거의 항상 제품 설계에 계산 방법이 사용된다는 점에 유의해야 합니다.

제품의 신뢰성을 계산할 때 제품에 포함된 요소의 신뢰성에 대한 표 형식 지표 또는 설계된 제품과 유사한 제품에 대해 위의 방법 중 하나로 얻은 데이터가 사용됩니다.

알려진 신뢰도 계산 방법 중 가장 간단한 방법은 시간에 따라 손상률 λ(t)가 일정한 계수 방법입니다. 필요한 경우 제품의 신뢰성에 대한 작동 모드 및 작동 조건의 영향은 보정 계수 k1, k2,... kn으로 고려됩니다.

실제 작동 조건 λi에서 주어진 요소의 고장 정도는 다음 공식으로 계산됩니다.

여기서 λоi는 정상 조건에서 작동하는 요소의 손상 정도에 대한 표 값이고 k1 ... kn은 다양한 영향 요인에 따른 보정 계수입니다.

다양한 작동 조건에서 기계적 요인의 영향에 따른 계수 k1의 값은 다음과 같습니다.

작동 조건 보정 계수 실험실 1.0 조급함 1.07 선박 1.37 자동차 1.46 철도 1.54 항공기 1.65

환경의 기후 요인에 따라 계수 k2는 다음 값을 가질 수 있습니다.

온도 습도 보정계수 +30.0±10.0 65±5 1.0 +22.5±2.5 94±4 2.0 +35.0±5.0 94±4 2.5

다른 요인에 대한 보정 요인은 신뢰성 매뉴얼에서 찾을 수 있습니다.

특수 신뢰성 테스트는 기술 문서에 명시된 신뢰성 지표를 확인하는 주요 방법입니다. 이러한 테스트는 제품의 기술 사양(TU)에서 정한 기간 내에서 주기적으로 수행되며 제품 생산 기술이 변경되거나 구성 요소 및 재료가 변경되는 경우 이러한 변경이 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 경우 수행됩니다. 제품의. 기술 사양에는 ESKD 표준에서 제공하는 섹션 외에 테스트 계획이 포함된 신뢰성 테스트 프로그램이 포함되어 있습니다.

테스트 계획 - 테스트할 제품 수, 테스트 절차 및 종료 조건을 결정하는 규칙입니다.

가장 간단한 테스트 계획은 n개의 유사한 제품을 동시에 테스트하고 고장난 제품을 교체하거나 수리하지 않고 미리 정해진 테스트 시간이 경과한 후 또는 나머지 작동 제품이 미리 정해진 시간 동안 각각 작동한 후에 테스트를 중지하는 것입니다.

제품 신뢰성 지표는 제품이 작동하는 동안 제품의 성능에 대한 정보를 수집하고 처리한 결과로 결정될 수도 있습니다.서로 다른 산업에서 유효한 문서의 형식은 서로 다르지만 이와 관계없이 다음 정보를 반영해야 합니다.

• 제품의 총 기간,

• 이용약관,

• 고장 사이의 제품 작동 기간,

• 피해의 수와 특징,

• 특정 손상을 제거하기 위한 수리 기간,

• 사용된 예비 부품의 유형 및 수량 등

운영 데이터를 기반으로 신뢰할 수 있는 제품 신뢰성 지표를 얻으려면 고장 및 결함에 대한 정보가 시간이 지남에 따라 지속적이어야 합니다.