Расчет вероятности безотказной работы блока защиты

Рассчитать вероятность безотказной работы и срок службы блока защиты с учетом реальной загрузки элементов, если известны параметры надежности его элементов с учетом температуры окружающей среды.

Количество элементов, их типы и технические данные по вариантам приведены в таблицах 4.1 и 4.2. Зависимости увеличения частоты отказов от загрузки элементов показаны на рис. 4.2 – 4.5.

Таблица 4.1

Элементы блока защиты

Наименование элемента Тип Кол-во Коэф. загрузки, кн Поправо-чный коэф-т, α Интенсивность отказов, 1/ч
при номинальной нагрузке, λном при реальной нагрузке, λр
Транзистор КТ       0,5·10-6  
Резистор МЛТ       0,005·10-6  
Диод ИД       0,056·10-6  
Конденсатор МБМ       0,025·10-6  
Трансформатор       0,009·10-6  

Поправочный коэффициент α определяется из диаграмм рис. 4.2 – 4.5 в зависимости от температуры окружающей среды tоС и коэффициента нагрузки кн, для трансформаторов принимается α = 1.

Интенсивность отказов при реальной загрузке λр определяется по формуле

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №1 - открытая онлайн библиотека .

Для расчета надежности принимается последовательная схема замещения (рис. 4.1), т.е. при отказе одного элемента вся система выходит из строя. Отказом может быть – изменение параметров сопротивления, емкости любого элемента за допустимые границы, ухудшение контактов в местах паек и изменения в связи с этим общих сопротивлений и т.д.

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №2 - открытая онлайн библиотека

Рис. 4.1. Расчетная схема замещения

Интенсивность отказов системы λс

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №3 - открытая онлайн библиотека ,

где ni – количество элементов каждого типа (резисторов, диодов, конденсаторов и т.д.);

λрi – интенсивность отказов при реальной нагрузке каждого типа элементов;

j – порядковый номер типа элементов;

s – количество типов элементов, входящих в систему.

Вероятность безотказной работы блока защиты

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №4 - открытая онлайн библиотека ,

где t – время работы за сутки, ч.

Время безотказной работы системы

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №5 - открытая онлайн библиотека .

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №6 - открытая онлайн библиотека

Рис. 4.2 Зависимость a от t и кн для кремниевых транзисторов

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №7 - открытая онлайн библиотека

Рис. 4.3. Зависимость a от t и кн для резисторов типа МЛТ и ОМЛТ

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №8 - открытая онлайн библиотека

Рис. 4.4. Зависимость a от t и кн для плоскостных кремниевых диодов

Расчет вероятности безотказной работы блока защиты - №9 - открытая онлайн библиотека

Рис. 4.5. Зависимость a от t и кн для конденсаторов с металлобумажной изоляцией типов МБМ, БМТ, БМ, КБГ
Таблица 4.2

Варианты заданий