каф. ЭСПП ЭЛТИ ТПУ
80
При рассмотрении показателей надежности любого элемента различают три
периода его эксплуатации (см. рис. 2.3): I – период приработки;
II – нормальной эксплуатации; III – период интенсивного износа и старения.
Период I характеризуется снижением интенсивности отказов с течением време-
ни (приработочные отказы), что объясняется выявлением скрытых дефектов изготов-
ления и монтажа, отбраковкой элементов. Период II характеризуется примерно по-
стоянной
интенсивностью отказов. При этом они имеют внезапный характер (меха-
нические повреждения, повреждения вследствие неблагоприятных факторов). Период
III характеризуется повышением интенсивности отказов с течением времени и связан
с интенсивным износом и старением, необратимыми физико-химическими процесса-
ми в материалах, из которых изготовлен элемент и его части (постепенные отказы).
Каждый из типов
отказов описывается собственной математической моделью
явления и, следовательно, своим подходом к получению интересующих количествен-
ных характеристик. В качестве
одной из основных характеристик отказов являет-
ся функция распределения времени безотказной работы
. Все остальные показатели
надежности, связанные с отказами, определяются достаточно просто по функции
распределения. Подразделение отказов на внезапные и постепенные достаточно ус-
ловно и служит для удобства анализа и количественной оценки протекающих явле-
ний. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть
упрощенные модели
формирования случайной величины – времени безотказной работы элементов. В ча-
стности периодов II и III эксплуатации, представляющих наибольший практический
интерес в расчетах надежности.
3.6.2. Формирование модели внезапных отказов
Математическое описание модели внезапных отказов рассмотрим на примере
кабельной линии среднего напряжения, проложенной в земле, основными причинами
отказов которой согласно статистике отказов являются механические повреждения
[8, 9]. Исключив другие виды отказов, рассмотрим описание времени безотказной ра-
боты кабельной линии
по причине механических повреждений.
Как известно, кабельная линия обладает определенной механической прочно-
стью и все ее конструктивные элементы выполнены таким образом, что обеспечива-
ют сохранность линии при воздействии механических нагрузок, не превышающих
предел прочности бронированного покрытия, оболочки, изоляции жил кабеля.
Механические нагрузки, воздействующие на кабельную линию при эксплуата-
ции, являются случайными и связи
между значениями таких нагрузок во времени не
наблюдаются. Пиковые экстремальные нагрузки, приводящие к повреждению ка-
бельной линии, возникают случайно и невозможно однозначно предсказать момент
их появления. Среднее значение воздействующих механических нагрузок на кабель-
ную линию практически при любых условиях прокладки намного меньше предельно
допустимого (по механической прочности). Первое же превышение механической
прочности кабельной линии приводит к ее отказу.
Конструкции кабельных линий и характерные условия их эксплуатации позво-
ляют отметить два обстоятельства: