ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์ไฟฟ้า

ในบรรดาคุณสมบัติที่กำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าสถานที่พิเศษนั้นถูกครอบครองโดยความน่าเชื่อถือ - ความสามารถของผลิตภัณฑ์ในการทำหน้าที่ของมันโดยรักษาค่าของตัวบ่งชี้คุณภาพไว้ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปหรือภายในขอบเขตที่กำหนดไว้

ผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า — ผลิตภัณฑ์ที่มีไว้สำหรับการผลิตหรือการแปลง การส่ง การกระจาย หรือการใช้พลังงานไฟฟ้า (GOST 18311-80)

ผลิตภัณฑ์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าใดๆ สามารถอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งต่อไปนี้:

• ตรง

• มีข้อบกพร่อง

• การทำงาน

• ไม่ทำงาน

• จำกัด

ผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในสภาพใช้งานได้ดีก็ใช้งานได้เช่นกัน แต่ผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้ไม่จำเป็นต้องเป็นผลิตภัณฑ์ที่ดีเสมอไป ตัวอย่างเช่น ความเสียหายต่อตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (รอยบุบ รอยขีดข่วน ข้อบกพร่องของพื้นผิวที่ทาสี ฯลฯ) ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้งานไม่ได้ แต่ในขณะเดียวกันเครื่องยังคงใช้งานได้

ตามกฎแล้ว สถานะการทำงานของผลิตภัณฑ์จะถูกกำหนดโดยรายการพารามิเตอร์ที่ระบุในเอกสารประกอบและขีดจำกัดที่อนุญาตสำหรับการเปลี่ยนแปลง การสูญเสียผลผลิตเรียกว่าการปฏิเสธ

สาเหตุของความล้มเหลวอาจเป็นได้ทั้งอิทธิพลภายนอกที่เกินระดับที่อนุญาตและข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์... โปรดจำไว้ว่าไม่ใช่ข้อบกพร่องทั้งหมดที่จะนำไปสู่ความล้มเหลว ความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ประเมินโดยลักษณะเสียง ลักษณะที่ปรากฏของกลิ่นของฉนวนที่ถูกเผาไหม้และวัสดุที่ทำให้ชุ่ม ความร้อนสูงเกินไป การเปลี่ยนแปลงในการอ่านค่าของอุปกรณ์ควบคุมและเครื่องมือ ฯลฯ

โดยธรรมชาติแล้ว ข้อบกพร่องและความเสียหายทั้งหมดสามารถ:

• ไฟฟ้า

• เครื่องกล

ไฟฟ้ารวมถึงหน้าสัมผัสเสีย ลัดวงจร วงจรเปิด ข้อผิดพลาดในการเชื่อมต่อ ฯลฯ

ข้อบกพร่องทางกลคือการทำงานผิดปกติในการประกอบชิ้นส่วนต่างๆ ระบบส่งกำลังจากเซอร์โวมอเตอร์ไปยังส่วนควบคุม แอคชูเอเตอร์ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของรีเลย์และคอนแทคเตอร์ เป็นต้น

เกี่ยวกับหลักเกณฑ์ วิธีการ และวิธีการควบคุมข้อบกพร่อง แบ่งออกเป็น

• อย่างชัดเจน สำหรับการตรวจพบว่าเอกสารใดมีกฎ วิธีการ หรือการควบคุม

• ซ่อนเร้นโดยที่พวกเขาไม่ได้ตั้งใจ

ตัวอย่างเช่น หากคุณภาพของชิ้นส่วนถูกควบคุมโดยการวัดขนาดทางเรขาคณิตเท่านั้น การเบี่ยงเบนของขนาดเหล่านี้จากค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้จะเป็นข้อบกพร่องที่เห็นได้ชัด ในขณะเดียวกัน อาจมีรอยแตกและช่องว่างภายในชิ้นงานซึ่งไม่สามารถตรวจจับได้เมื่อทำการวัดขนาดของชิ้นงาน ด้วยวิธีการควบคุมที่นำมาใช้ ข้อบกพร่องเหล่านี้จะถูกซ่อนไว้ ในการตรวจจับข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ มีการใช้กฎ วิธีการ และวิธีการควบคุมอื่น ๆ ซึ่งไม่ได้ระบุไว้ในเอกสารสำหรับผลิตภัณฑ์นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ช่องว่างและรอยแตกสามารถตรวจพบได้โดยการตรวจเอ็กซ์เรย์

ความผิดปกติสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ แต่ถ้าไม่เกี่ยวข้องกับการทำงานผิดปกติขององค์ประกอบอื่น ๆ ก็จะเรียกว่าเป็นอิสระความล้มเหลวที่เกิดจากความล้มเหลวอื่นนั้นขึ้นอยู่กับ (เช่น ความล้มเหลวของทรานซิสเตอร์หลังจากถอดฐานออกจากวงจร)

โดยปกติแล้วความน่าเชื่อถือเกี่ยวข้องกับการไม่มีข้อผิดพลาดนั่นคือความน่าเชื่อถือ

โดยทั่วไป ความน่าเชื่อถือรวมถึงนอกเหนือจากความน่าเชื่อถือแล้ว คุณสมบัติต่างๆ เช่น ความทนทาน การบำรุงรักษา การเก็บรักษา... โดยปกติจะเรียกว่าการประเมินเชิงปริมาณของคุณสมบัติที่รวมอยู่ในความน่าเชื่อถือ ตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือ... ความแตกต่างหลักระหว่างตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือและตัวบ่งชี้อื่นๆ คือ ซึ่งไม่ว่าจะเป็นมิติใดก็ล้วนเป็นลักษณะที่ไม่สุ่มของตัวแปรสุ่มทั้งสิ้น

เรามาอธิบายเนื้อหาของคุณสมบัติเช่นความน่าเชื่อถือ ซึ่งแสดงโดยตัวบ่งชี้ «ความน่าจะเป็นของการทำงานที่ปราศจากความล้มเหลว» สมมติว่า ณ เวลา t = 0 ผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน n รายการมีส่วนร่วมในงานพร้อมกัน หลังจากช่วงเวลา Δt = t จะมีผลิตภัณฑ์ m ให้บริการ จากนั้นความน่าจะเป็นของการทำงานที่ปราศจากความล้มเหลว ณ เวลา t — P (t) สามารถกำหนดเป็นอัตราส่วนของ m — จำนวนผลิตภัณฑ์ที่ทำงาน ณ เวลา t ต่อจำนวนผลิตภัณฑ์ทั้งหมด n เช่น

ในการทำงานพร้อมกันของผลิตภัณฑ์ n รายการ จุดเวลา t1 ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อผลิตภัณฑ์ตัวแรกล้มเหลว ที่เวลา t2 ผลิตภัณฑ์ที่สองล้มเหลว ด้วยการดำเนินการที่ยาวนานพอ จะมีช่วงเวลาหนึ่งที่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายใน n รายการจะล้มเหลว เนื่องจาก tn> … t2> t1 จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดเวลาการทำงานของผลิตภัณฑ์อื่นจากเวลาการทำงานของผลิตภัณฑ์หนึ่งโดยเฉพาะ ดังนั้นจึงกำหนดระยะเวลาการทำงานเป็นค่าเฉลี่ย

จากกราฟ (รูปที่ 1) จะเห็นได้ว่าความน่าจะเป็นของการดำเนินการที่ปราศจากข้อผิดพลาดจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในช่วงเวลาเริ่มต้น ความน่าจะเป็นของการดำเนินการที่ปราศจากข้อผิดพลาด P (t) = 1 และในช่วงเวลาเฉลี่ยของการทำงานที่ปราศจากข้อผิดพลาด tcp ค่าของ P (t) จะลดลงจาก 1 เป็น 0.37

ในช่วง 5 tcp ผลิตภัณฑ์เกือบทั้งหมด n รายการจะล้มเหลวและ P(t) จะเป็นศูนย์

รูปที่ 1. การพึ่งพาความน่าจะเป็นของการทำงานโดยไม่ล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ตรงเวลา

ข้าว. 2. ขึ้นอยู่กับอัตราความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ตรงเวลา

ความเสียหายของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับเวลาของการทำงาน ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ในแต่ละหน่วยเวลา หากความล้มเหลวยังไม่เกิดขึ้น จะแสดงด้วยอัตราความล้มเหลวและแสดงด้วย λ (t) ตัวบ่งชี้นี้เรียกว่าลักษณะแลมบ์ดา ช่วงเวลาหลักสามช่วงของการเปลี่ยนแปลง λ เมื่อเวลาผ่านไปสามารถแยกความแตกต่างได้ (รูปที่ 2): I-ช่วงหมดอายุการใช้งานตั้งแต่ 0 ถึง tpr, II-ระยะเวลาการทำงานปกติจาก tpr ถึง tst, III — ช่วงอายุจาก tst ถึง ∞ …

ในช่วงที่ 1 ระดับความเสียหายเพิ่มขึ้นซึ่งอธิบายได้จากการมีอยู่ขององค์ประกอบที่มีข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในผลิตภัณฑ์ การละเมิดกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตผลิตภัณฑ์ ฯลฯ คาบ II นั้นแตกต่างโดยความคงตัวสัมพัทธ์ของ λ (t) ซึ่งอธิบายได้จากการไม่มีอายุของธาตุ หลังจากสิ้นสุดคาบเรียนที่ 2 ค่า λ (t) จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเพิ่มจำนวนขององค์ประกอบที่ล้มเหลวเนื่องจากอายุและการสึกหรอ การทำงานของผลิตภัณฑ์ในช่วงระยะเวลา III กลายเป็นเรื่องไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจเนื่องจากค่าซ่อมเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้น ระยะเวลาก่อน tst จะเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์ก่อนการกำจัด

อัตราความล้มเหลว λ (t) และความน่าจะเป็นของการทำงานที่ไม่ล้มเหลว P (t) ของผลิตภัณฑ์มีความสัมพันธ์กันโดยอัตราส่วน

นิพจน์นี้เรียกว่ากฎเลขชี้กำลังของความน่าเชื่อถือ

ค่าของตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือที่บันทึกไว้ในเอกสารทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์จะต้องได้รับการยืนยันโดยการทดสอบความน่าเชื่อถือแบบพิเศษโดยการสร้างแบบจำลองกระบวนการของความล้มเหลวแบบสุ่มของอุปกรณ์พิเศษ รวมถึงด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์หรือโดยการคำนวณ ควรสังเกตว่าใช้วิธีการคำนวณในการออกแบบผลิตภัณฑ์เกือบทุกครั้ง โดยไม่คำนึงว่าจะใช้วิธีอื่นเพื่อยืนยันความน่าเชื่อถือหรือไม่

เมื่อคำนวณความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ จะใช้ตัวบ่งชี้แบบตารางของความน่าเชื่อถือขององค์ประกอบที่รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์หรือข้อมูลที่ได้รับจากวิธีการใด ๆ ข้างต้นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกับผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบ

จากวิธีการคำนวณความน่าเชื่อถือที่ทราบ วิธีที่ง่ายที่สุดคือวิธีสัมประสิทธิ์ ซึ่งอัตราความเสียหาย λ (t) จะคงที่ตลอดเวลา หากจำเป็น อิทธิพลของโหมดการทำงานและสภาวะการทำงานที่มีต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์จะถูกนำมาพิจารณาด้วยปัจจัยการแก้ไข k1, k2,... kn

ระดับของความล้มเหลวขององค์ประกอบที่กำหนดในสภาพการทำงานจริง λi คำนวณโดยสูตร

โดยที่ λоi คือค่าตารางของระดับความเสียหายขององค์ประกอบที่ทำงานภายใต้สภาวะปกติ k1 ... kn คือค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ที่มีอิทธิพล

ค่าสัมประสิทธิ์ k1 ขึ้นอยู่กับอิทธิพลของปัจจัยทางกลภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันดังต่อไปนี้:

สภาพการทำงาน Correction Factor ห้องปฏิบัติการ 1.0 ใจร้อน 1.07 เรือ 1.37 ยานยนต์ 1.46 รถไฟ 1.54 เครื่องบิน 1.65

ค่าสัมประสิทธิ์ k2 ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางภูมิอากาศของสภาพแวดล้อม สามารถมีค่าดังต่อไปนี้:

อุณหภูมิ ความชื้น ปัจจัยการแก้ไข +30.0±10.0 65±5 1.0 +22.5±2.5 94±4 2.0 +35.0±5.0 94±4 2.5

ปัจจัยการแก้ไขสำหรับปัจจัยอื่น ๆ สามารถพบได้ในคู่มือความน่าเชื่อถือ

การทดสอบความน่าเชื่อถือแบบพิเศษเป็นวิธีการหลักในการยืนยันตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือที่ระบุในเอกสารทางเทคนิค การทดสอบดังกล่าวดำเนินการเป็นระยะภายในระยะเวลาที่กำหนดโดยข้อกำหนดทางเทคนิค (TU) สำหรับผลิตภัณฑ์ รวมถึงในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีการผลิตผลิตภัณฑ์หรือการเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบและวัสดุ หากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ ของผลิตภัณฑ์ ข้อกำหนดทางเทคนิคประกอบด้วยโปรแกรมการทดสอบความน่าเชื่อถือที่มีนอกเหนือจากส่วนที่จัดทำโดยมาตรฐาน ESKD แล้ว แผนการทดสอบ

แผนการทดสอบ - กฎที่กำหนดจำนวนผลิตภัณฑ์ที่จะทดสอบ ขั้นตอนการทดสอบ และเงื่อนไขสำหรับการยกเลิก

แผนการทดสอบที่ง่ายที่สุดคือเมื่อมีการทดสอบผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน n รายการพร้อมกัน ผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวจะไม่ได้รับการเปลี่ยนหรือซ่อมแซม การทดสอบจะหยุดลงหลังจากเวลาทดสอบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าผ่านไป หรือหลังจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงแต่ละรายการทำงานตามเวลาที่กำหนดไว้

ตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ยังสามารถกำหนดได้จากการรวบรวมและประมวลผลข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ระหว่างการทำงานรูปแบบของเอกสารที่ใช้ได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ นั้นแตกต่างกัน แต่ไม่คำนึงถึงสิ่งนี้ เอกสารเหล่านี้ต้องแสดงข้อมูลต่อไปนี้:

• ระยะเวลารวมของผลิตภัณฑ์

• ข้อกำหนดการใช้งาน,

• ระยะเวลาของการทำงานของผลิตภัณฑ์ระหว่างความล้มเหลว

• จำนวนและลักษณะของความเสียหาย

• ระยะเวลาของการซ่อมแซมเพื่อกำจัดความเสียหายเฉพาะ

• ประเภทและปริมาณอะไหล่ที่ใช้ เป็นต้น

เพื่อให้ได้ตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้ตามข้อมูลการปฏิบัติงาน ข้อมูลเกี่ยวกับความล้มเหลวและข้อบกพร่องต้องต่อเนื่องตลอดเวลา