Семестр7 / Надійність та діагностика електрообладнання / Матеріали / Бабкін Г.В. -Надійність і діагностика електрообладнання

Надійність та діагностика електрообладнання

МІНІСТЕРСТВООСВІТИІНАУКИУКРАЇНИ Національний університеткораблебудування іменіадміралаМакарова

Г. В. БАБКІН

НАВЧАЛЬНИЙПОСІБНИК

до виконання практичних робіт з дисципліни

«НАДІЙНІСТЬТАДІАГНОСТИКА ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ»

У двохчастинах

Частина 1

РекомендованоВченоюрадоюНУК

1

Г.В. БАБКІН

УДК621.31(075.8) Б12

УкладачГ.В.Бабкін,канд. техн.наук

Рецензенти:

В.С. Блінцов,д-ртехн. наук,професор; В. А. Голіков, д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри технічної

експлуатації флоту Національного університету «Одеська морська академія»

РекомендованоВченою радоюНУК ім.адмірала Макарова якнавчальний посібник

(протокол № 2 від 28 лютого 2020 р.)

БабкінГ.В.

Б12 Навчальнийпосібникдовиконанняпрактичнихробітздисципліни «Надійність та діагностика електрообладнання» / Г. В. Бабкін. – Миколаїв:НУК,2020.–116с.

ISBN

Навчальний посібник присвячений надійності електрообладнання. У кожному розділі в стислому вигляді надані важливі відомості з теорії надійності, викладено методи розрахунку надійності електрообладнання, наведено методи розв’язання типових задач теорії надійності, а також задачі для самостійної роботи.

Тематика практичних робіт охоплює найбільш важливі питання курсу і дозволяє сформувати в студентів практичні знання та вміння щодо оцінки надійності електрообладнання.

Призначено для студентів , що навчаються за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» (галузь знань 14 «Електрична інженерія»).

УДК 621.31(075.8)

2

Надійність та діагностика електрообладнання

Присвячується100-річчю

Національногоуніверситету кораблебудування імені адмірала Макарова

ВСТУП

Навчальний посібник призначений для студентів НУК, щонавчаютьсязаспеціальністю141«Електроенергетика,електротехнікатаелектромеханіка»(галузьзнань14«Електрична інженерія»).

Дисципліна «Надійність ідіагностика електрообладнання»вивчаєтеоріюнадійностіелектрообладнаннятранспортнихзасобів,робототехнічнихсистем ікомплексівтапромисловогообладнання,методизабезпеченнянадійностіприпроєктуванні, виробництві та експлуатації електрообладнання, атакожзаходизпрогнозуваннярівнянадійностіновогоелектрообладнання.

Основним завданням та метою дисципліни є ознайомленняз показникаминадійності,що регламентуютьсягалузевими і державними стандартами; оволодіння методами визначенняпоказниківнадійностіелектрообладнання, вивченнясучаснихметодів забезпеченнята підтриманнясучасного рівнянадійностіелектрообладнання.

Вивченнянавчальноїдисциплінибазуєтьсяназнанняхзпроєктування, виробництва, експлуатаціїелектрообладнання.

В результаті вивчення навчальної дисципліни студент повиненвмітивизначатиноменклатурупоказниківнадійності дляданоговидуелектрообладнання,розраховуватипоказники

3

Г.В. БАБКІН

надійності електрообладнання за статистичними даними та даватиїм ймовірніснуоцінку,прогнозувати рівень надійності для новихтипів електрообладнання. Також студент повинен знати загальні положення теорії надійності; номенклатуру показників надійностітаметоди їхвизначення;основнізаходи щодо підтримання рівня надійності при експлуатації та забезпечення належного рівня надійності при проєктуванні та виробництві електрообладнання.

Відомо, що основніположення теоріїнадійностіґрунтуються на статистичній обробці результатів спостереження, випробувань та експериментів. Томупоряд з лекційним курсомпроводятьсяпрактичнізаняття,метоюякихєнабуттястудентами досвіду статистичної обробки експериментальних даних та визначення основних показників надійності елементівелектрообладнання.

Тематика практичних робіт охоплює найбільш важливі питання курсу і дозволяє сформувати у студентів практичні знаннятавміннящодооцінкинадійностіелектрообладнання.

4

Надійність та діагностика електрообладнання

Nср – середнє число справно працюючих виробів на інтервалічасу t

n t – число виробів, яківідмовили до моментучасу t

n t – число виробів, які відмовили на ділянці часу

(t,t t)

ni – кількість поламанихвиробів в i-муінтервалічасу

P t – статистична оцінка ймовірностібезвідмовної роботи виробу

5

Г.В. БАБКІН

P t – імовірність безвідмовної роботи виробуна інтервалічасувід 0 до t

Pi t – імовірність безвідмовної роботи i-го елемента за час t

Pс t –імовірністьбезвідмовноїроботи системи

q t – статистична оцінка ймовірностівідмови виробу q t – імовірність відмови виробуна інтервалічасувід 0

до t

qi t t– імовірність відмови i-го елемента qс t –імовірність відмови системи

T – час безвідмовноїроботи виробу

ti – час безвідмовноїроботи i-го виробу tср i – середній час інтервалучасу

tk – час, протягом якого вийшли з ладувсівиробиt – інтервал часу

t – статистична оцінка інтенсивностівідмов виробу

t – інтенсивність відмов виробу

i t – інтенсивність відмов i-го елемента

c t – інтенсивність відмов системи

Гx –гамма-функція,значенняякоїнаведеновДодаткуВ

U –функціяЛапласа

t – дисперсія випадкової величини (для нормального законурозподілу)

t – мода розподілу випадкової величини (для закону розподілуРелея)

6

Надійність та діагностика електрообладнання

Практичнезаняття№1

Статистичнаоцінкакількісниххарактеристик надійностівиробівелектрообладнання

Теоретичнівідомості

Статистична оцінка ймовірності безвідмовної роботи виробувизначається виразом

де P t – статистична оцінка ймовірності безвідмовної роботи виробу;

n t – число виробів, яківідмовили до моментучасу t ; N – число виробів, поставлених на випробування. Для статистичної оцінки ймовірності відмови справед-

ливеспіввідношення

N

де q t – статистична оцінка ймовірностівідмови виробу. Статистична оцінка частоти відмов виробувизначається

виразом

7

Г.В. БАБКІН

де f t – статистична оцінка частоти відмов виробу;n t – число відмов виробів на інтервалічасу (t,t t);t – інтервал часу.

Статистична оцінка інтенсивності відмов виробу визначаєтьсяформулою

t Nср

де t – статистична оцінка інтенсивностівідмов виробу;

Nср N(t) N(t t) – середнє число справно працюючих виробів на2інтервалічасу t.

Статистична оцінка середнього часубезвідмовноїроботи виробуоцінюється виразом

i 1

де ni – кількість поламанихвиробів в i-муінтервалічасу; tср i (ti 1 ti)2 – середній час інтервалучасу;

m tk t – кількість поламанихвиробів за час випробувань;

t ti 1 ti – інтервал часу; ti 1 – час початкуi-го інтервалу;

8

Надійність та діагностика електрообладнання

де Dt –статистичнаоцінкадисперсіїчасубезвідмовноїробо- ти виробу.

Розв’язаннятиповихзадач

Задача 1.1. На випробування поставлено 1000 однотипних електродвигунів. За 3000 год відмовило 80 електродви-

або

q 3000 1 P 3000 1 0.92 0.08.

Задача1.2.Навипробуваннябулопоставленотисячуоднотипнихавтоматичнихвимикачів. За перші3000годвідмовило 80 вимикачів, а за інтервал часу3000–4000 год відмовило ще50вимикачів. Потрібно визначити статистичнуоцінкучастотитаінтенсивностівідмов автоматичнихвимикачівупро- міжкучасу3000–4000год.

9

Г.В. БАБКІН

Розв’язання. Вданомувипадку:

робів. За час t 3000 год відмовило 200 виробів, тобто n(3000) 200. За інтервал часу t 100 год відмовило

Визначимо середнє число справно працюючих виробів наінтервалічасу t:

10