विद्युत उत्पादों और उपकरणों की विश्वसनीयता

विद्युत उत्पाद की गुणवत्ता निर्धारित करने वाले गुणों में, एक विशेष स्थान पर विश्वसनीयता का कब्जा है - उत्पाद की अपने कार्यों को करने की क्षमता, समय के साथ या पूर्व निर्धारित सीमा के भीतर गुणवत्ता संकेतकों के मूल्यों को अपरिवर्तित रखते हुए।

विद्युत उत्पाद - विद्युत ऊर्जा के उत्पादन या रूपांतरण, संचरण, वितरण या खपत के लिए अभिप्रेत उत्पाद (GOST 18311-80)।

कोई भी विद्युत उत्पाद या उपकरण निम्नलिखित में से किसी एक स्थिति में हो सकता है:

• ईमानदार

• दोषपूर्ण,

• कार्यरत

• गैर कार्यरत

• सीमित।

एक उत्पाद जो अच्छे कार्य क्रम में है वह भी काम कर रहा है, लेकिन एक कार्यशील उत्पाद जरूरी नहीं कि एक अच्छा उत्पाद हो। उदाहरण के लिए, जनरेटर आवास (डेंट, खरोंच, चित्रित सतह में दोष, आदि) को नुकसान जनरेटर को निष्क्रिय कर देता है, लेकिन साथ ही यह कार्यात्मक रहता है।

एक नियम के रूप में, उत्पाद की कार्यशील स्थिति दस्तावेज़ीकरण में निर्दिष्ट मापदंडों की सूची और उनके परिवर्तन के लिए अनुमेय सीमा द्वारा निर्धारित की जाती है। उत्पादकता की हानि को अस्वीकृति कहा जाता है।

विफलता के कारण बाहरी प्रभावों और उत्पाद दोषों के अनुमेय स्तर से अधिक हो सकते हैं। याद रखें कि सभी दोष विफलता की ओर नहीं ले जाते हैं। किसी उत्पाद की विफलता का मूल्यांकन शोर की उपस्थिति, जले हुए इन्सुलेशन और संसेचन सामग्री की गंध की उपस्थिति, अति ताप, नियंत्रण उपकरणों और उपकरणों की रीडिंग में बदलाव आदि से किया जाता है।

उनके स्वभाव से, सभी दोष और क्षति हो सकती है:

• इलेक्ट्रिक

• यांत्रिक

इलेक्ट्रिकल में टूटे हुए संपर्क, शॉर्ट सर्किट, ओपन सर्किट, कनेक्शन त्रुटियां आदि शामिल हैं।

यांत्रिक दोष तत्वों की असेंबली में खराबी हैं, सर्वो मोटर्स से नियंत्रण, एक्ट्यूएटर्स, रिले और कॉन्टैक्टर्स के मूविंग पार्ट्स आदि के ट्रांसमिशन सिस्टम।

नियंत्रण के नियमों, विधियों और साधनों के संबंध में, दोषों को इसमें विभाजित किया गया है:

• स्पष्ट रूप से, जिसके पता लगाने के लिए प्रलेखन नियम, विधियाँ या नियंत्रण प्रदान करता है,

• छिपा हुआ है जिसके लिए उनका इरादा नहीं है।

उदाहरण के लिए, यदि किसी भाग की गुणवत्ता केवल उसके ज्यामितीय आयामों को मापकर नियंत्रित की जाती है, तो सहिष्णुता से इन आयामों का विचलन एक स्पष्ट दोष होगा। उसी समय, वर्कपीस के अंदर दरारें और आवाजें मौजूद हो सकती हैं जिन्हें वर्कपीस के आयामों को मापते समय पता नहीं लगाया जा सकता है। अपनाई गई नियंत्रण विधि से ये दोष छिप जाएंगे। छिपे हुए दोषों का पता लगाने के लिए, अन्य नियमों, विधियों और नियंत्रण के साधनों का उपयोग किया जाता है, जो इस उत्पाद के लिए प्रलेखन में प्रदान नहीं किए गए हैं, विशेष रूप से, एक्स-रे परीक्षा द्वारा आवाजों और दरारों का पता लगाया जा सकता है।

खराबी विभिन्न कारणों से हो सकती है, लेकिन यदि वे अन्य तत्वों की खराबी से संबंधित नहीं हैं, तो उन्हें स्वतंत्र कहा जाता है।एक और विफलता के परिणामस्वरूप होने वाली विफलता को निर्भर माना जाता है (उदाहरण के लिए, सर्किट के आधार को डिस्कनेक्ट करने के बाद एक ट्रांजिस्टर की विफलता)।

आमतौर पर, विश्वसनीयता विफलताओं की अनुपस्थिति से जुड़ी होती है, अर्थात इसकी विश्वसनीयता के साथ।

सामान्य तौर पर, विश्वसनीयता में विश्वसनीयता के अलावा, स्थायित्व, रखरखाव, संरक्षण जैसे गुण शामिल होते हैं... इसे आमतौर पर विश्वसनीयता संकेतकों में शामिल गुणों का मात्रात्मक मूल्यांकन कहा जाता है... विश्वसनीयता संकेतकों और अन्य संकेतकों के बीच मुख्य अंतर है आयाम की परवाह किए बिना, वे सभी यादृच्छिक चर के गैर-यादृच्छिक लक्षण हैं।

आइए इस तरह की संपत्ति की सामग्री को विश्वसनीयता के रूप में समझाएं, जो संकेतक "विफलता-मुक्त संचालन की संभावना" द्वारा व्यक्त किया गया है। मान लीजिए कि समय t = 0 पर, n समान उत्पाद एक साथ कार्य में शामिल हैं। एक समय अंतराल Δt = t के बाद, सर्व करने के लिए m उत्पाद होंगे। फिर समय टी - पी (टी) पर विफलता-मुक्त संचालन की संभावना को एम के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है - समय टी पर काम करने वाले उत्पादों की संख्या उत्पादों की कुल संख्या एन, यानी।

n उत्पादों के एक साथ संचालन में, ऐसा समय बिंदु t1 तब होता है जब पहला उत्पाद विफल हो जाता है। समय t2 पर, दूसरा उत्पाद विफल हो जाता है। लंबे समय तक संचालन के साथ, समय में एक बिंदु आएगा जब n उत्पादों का अंतिम भाग विफल हो जाएगा। चूंकि tn> ... t2> t1, एक उत्पाद के संचालन समय से किसी अन्य उत्पाद के संचालन समय को विशिष्ट रूप से निर्धारित करना असंभव है। इसलिए, कार्य की अवधि औसत मान के रूप में निर्धारित की जाती है

ग्राफ (चित्र 1) से यह देखा जा सकता है कि समय के साथ विफलता-मुक्त संचालन की संभावना बदल जाती है।समय के प्रारंभिक क्षण में, विफलता-मुक्त ऑपरेशन P (t) = 1 की संभावना, और विफलता-मुक्त ऑपरेशन tcp के औसत समय के दौरान, P (t) का मान 1 से 0.37 तक घट जाता है।

5 tcp के दौरान, लगभग सभी n उत्पाद विफल हो जाएंगे और P(t) व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाएगा।

चित्रा 1. समय पर उत्पाद के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना पर निर्भरता

चावल। 2. समय पर उत्पादों की विफलता दर की निर्भरता

उत्पाद की क्षति इसके संचालन के समय पर निर्भर करती है। समय की प्रत्येक इकाई में उत्पाद की विफलता की संभावना, यदि विफलता अभी तक नहीं हुई है, तो विफलता दर की विशेषता है और इसे λ (टी) द्वारा दर्शाया गया है। इस सूचक को लैम्ब्डा विशेषता कहा जाता है। समय के साथ λ परिवर्तन की तीन मुख्य अवधियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 2): I- रन-आउट अवधि 0 से tpr तक, II- सामान्य ऑपरेशन की अवधि tpr से tst तक, III - उम्र बढ़ने की अवधि tst से ∞ …

अवधि I में, क्षति की डिग्री बढ़ जाती है, जिसे छिपे हुए दोषों वाले तत्वों के उत्पाद में उपस्थिति, उत्पाद उत्पादन की तकनीकी प्रक्रियाओं के उल्लंघन आदि से समझाया जाता है। अवधि II को λ (टी) के सापेक्ष स्थिरता से अलग किया जाता है, जिसे तत्वों की उम्र बढ़ने की अनुपस्थिति से समझाया गया है। अवधि II के अंत के बाद, उम्र बढ़ने और पहनने के कारण विफल होने वाले तत्वों की संख्या में वृद्धि के कारण λ (t) तेजी से बढ़ता है। मरम्मत की लागत में तेज वृद्धि के कारण अवधि III के दौरान उत्पाद का संचालन आर्थिक रूप से अव्यावहारिक हो जाता है। इसलिए, परीक्षण से पहले की समय अवधि निपटान से पहले उत्पाद के औसत सेवा जीवन को निर्धारित करती है।

विफलता दर λ (टी) और उत्पाद की विफलता मुक्त संचालन पी (टी) की संभावना अनुपात से एक दूसरे से संबंधित हैं

इस अभिव्यक्ति को विश्वसनीयता का घातीय नियम कहा जाता है।

उत्पाद के तकनीकी दस्तावेज में दर्ज विश्वसनीयता संकेतकों के मूल्य को विशेष विश्वसनीयता परीक्षणों द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए, विशेष उपकरणों की यादृच्छिक विफलताओं की प्रक्रियाओं को मॉडलिंग करके, कंप्यूटर की सहायता से या गणना द्वारा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि किसी उत्पाद के डिजाइन में गणना पद्धति का उपयोग लगभग हमेशा किया जाता है, भले ही विश्वसनीयता की पुष्टि के लिए अन्य विधियों का उपयोग किया जाएगा या नहीं।

किसी उत्पाद की विश्वसनीयता की गणना करते समय, या तो उत्पाद में शामिल तत्वों की विश्वसनीयता के सारणीबद्ध संकेतक का उपयोग किया जाता है, या डिज़ाइन किए गए समान उत्पादों के लिए उपरोक्त विधियों में से किसी के द्वारा प्राप्त डेटा।

ज्ञात विश्वसनीयता गणना विधियों में, सबसे सरल गुणांक विधि है, जिसके लिए क्षति दर λ (टी) समय के साथ स्थिर है। यदि आवश्यक हो, तो उत्पाद की विश्वसनीयता पर ऑपरेटिंग मोड और परिचालन स्थितियों के प्रभाव को सुधार कारकों k1, k2,... kn द्वारा ध्यान में रखा जाता है

वास्तविक परिचालन स्थितियों में किसी दिए गए तत्व की विफलता की डिग्री λi की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

जहां λоi सामान्य परिस्थितियों में काम कर रहे तत्व की क्षति की डिग्री का तालिका मूल्य है, k1 ... kn विभिन्न प्रभावशाली कारकों के आधार पर सुधार गुणांक हैं।

विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत यांत्रिक कारकों के प्रभाव के आधार पर गुणांक k1 के मान नीचे दिए गए हैं:

संचालन की स्थिति सुधार कारक प्रयोगशाला 1.0 अधीर 1.07 जहाज 1.37 मोटर वाहन 1.46 रेलमार्ग 1.54 विमान 1.65

गुणांक k2, पर्यावरण के जलवायु कारकों के आधार पर, निम्न मान हो सकते हैं:

तापमान आर्द्रता सुधार कारक +30.0±10.0 65±5 1.0 +22.5±2.5 94±4 2.0 +35.0±5.0 94±4 2.5

अन्य कारकों के लिए सुधार कारक विश्वसनीयता मैनुअल में पाए जा सकते हैं।

विशेष विश्वसनीयता परीक्षण तकनीकी दस्तावेज में निर्दिष्ट विश्वसनीयता संकेतकों की पुष्टि करने का मुख्य तरीका है। इस तरह के परीक्षण समय-समय पर उत्पाद के लिए तकनीकी विशिष्टताओं (टीयू) द्वारा स्थापित अवधि के भीतर किए जाते हैं, साथ ही उत्पाद के उत्पादन की तकनीक में बदलाव या घटकों और सामग्रियों में बदलाव के मामले में, अगर ये परिवर्तन विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकते हैं उत्पाद की। तकनीकी विशिष्टताओं में एक विश्वसनीयता परीक्षण कार्यक्रम होता है, जिसमें ESKD मानकों द्वारा प्रदान किए गए अनुभागों के अतिरिक्त, एक परीक्षण योजना होती है।

परीक्षण योजना - नियम जो परीक्षण किए जाने वाले उत्पादों की संख्या, परीक्षण प्रक्रिया और उनकी समाप्ति की शर्तों को निर्धारित करते हैं।

सबसे सरल परीक्षण योजना तब होती है जब n समान उत्पादों का एक साथ परीक्षण किया जाता है, विफल उत्पादों को प्रतिस्थापित या मरम्मत नहीं किया जाता है, परीक्षणों को या तो पूर्व निर्धारित परीक्षण समय समाप्त होने के बाद रोक दिया जाता है, या शेष परिचालन उत्पादों में से प्रत्येक के बाद पूर्व निर्धारित समय के लिए संचालित किया जाता है।

उत्पाद के संचालन के दौरान उत्पाद के प्रदर्शन के बारे में जानकारी एकत्र करने और संसाधित करने के परिणामस्वरूप उत्पाद विश्वसनीयता संकेतक भी निर्धारित किए जा सकते हैं।विभिन्न उद्योगों में मान्य दस्तावेजों के रूप आपस में भिन्न होते हैं, लेकिन इसकी परवाह किए बिना, उन्हें निम्नलिखित जानकारी को प्रतिबिंबित करना चाहिए:

• उत्पाद की कुल अवधि,

• उपयोग की शर्तें,

• विफलताओं के बीच उत्पाद संचालन की अवधि,

• नुकसान की संख्या और विशेषताओं,

• एक विशिष्ट क्षति को समाप्त करने के लिए मरम्मत की अवधि,

• उपयोग किए गए स्पेयर पार्ट्स का प्रकार और मात्रा, आदि।

परिचालन डेटा के आधार पर उत्पाद की विश्वसनीयता के विश्वसनीय संकेतक प्राप्त करने के लिए, विफलताओं और दोषों की जानकारी समय के साथ निरंतर होनी चाहिए।