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 t^оС и коэффициента нагрузки к_н, для трансформаторов принимается α = 1.

Интенсивность отказов при реальной загрузке λ_р определяется по формуле

.

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.

Рис. 4.1. Расчетная схема замещения

Интенсивность отказов системы λ_с

,

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

λ_рi – 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

,

где t – время работы за сутки, ч.

Время безотказной работы системы

.

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

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

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

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

Варианты заданий