Захаров О.Г.
Корректировка требований к надежности цифровых устройств релейной защиты, автоматики и сигнализации
В словаре [1] надежность релейной защиты определена как «веро-ятность выполнения ею требуемых функций при заданных условиях в течение заданного промежутка времени» (цитируется по [2]).
В настоящее время, существует несколько точек зрения на надеж-ность цифровых устройств.
Например, в работе [2] говорится о более высокой аппаратной на-дежности цифровых устройств релейной защиты и автоматики по срав-нению с электромеханическими электронными устройствами.
Как пример мнения о низкой надежности цифровых устройств релей-ной защиты можно привести статью [3] и другие публикации этого автора.
Однако в них отсутствуют какие-либо цифровые показатели надеж-ности [4] и не соблюдается общепринятая терминология в данной области техники [5].
В настоящее время номенклатура требований к надежности цифро-вых устройств релейной защиты, автоматики и сигнализации (ЦРЗА) ус-тановлена в руководящем документе [6] в виде перечня следующих ха-рактеристик и их значений:
-средняя наработка на отказ сменного элемента – 100, 125 тыс. ч;
-среднее время восстановления (замены сменного элемента) – 0,5, 1, 2, 3 ч;
-средний срок службы сменного элемента до капитального ремонта
– 8, 10, 12, 14 лет;
-средняя вероятность отказа в срабатывании устройства за год при наличии требования на срабатывание (при появлении требования)
– 1•10 – 5, 1•10 – 6;
-параметр потока ложных срабатываний устройства за год (при отсутствии требования) - 1•10 – 6, 1•10 – 7;
-полный средний срок службы устройства – 20, 25 лет. Рассмотрим эти характеристики подробнее. В современных цифровых устройствах сменной частью является
съёмный модуль, как это реализовано во многих изделиях различных предприятий [7], а не какой-либо элемент схемы.
Вызвано это, прежде всего тем, что в условиях эксплуатирующего предприятия при существующих требованиях к оснащению и технологии выполнения ремонта невозможно заменить какой-либо отказавший SMDэлемент – резистор, транзистор, микросхему и т.п.
Учитывая сказанное, предлагается в РД [6] вместо первой характе-ристики установить другую, описывающую надежность блока в целом – средняя наработка блока на отказ То, а третью характеристику -средний срок службы сменного элемента до капитального ремонта – исключить.
При этом предполагается, что средняя наработка сменных модулей на отказ такая же, как средняя наработка блока в целом. Предлагаемый подход к установлению характеристик надежности реализован в документации на многие ЦРЗА. Например, для устройства
«Бреслер 0107.50» установлена только средняя наработка на отказ не менее 100000 ч [8] и отсутствует характеристика «средний срок службы сменного элемента до капитального ремонта».
В связи с тем, что капитальный ремонт, позволяющий полностью и частично восстановить ресурс, для современных ЦРЗА не производится, наличие в РД [6] характеристики «средний срок службы сменного эле-мента до капитального ремонта» нельзя признать обоснованным.
Вместо характеристики «среднее время восстановления (замены сменного элемента)» целесообразно ввести другую, относящуюся к на-дежности блока в целом, и установленную в стандарте [9]:
-среднее время восстановления блока Tв.
Декларируемое производителями ЦРЗА значение «среднего времени восстановления блока Tв» как правило не вызывает сомнений в достовер-ности, а его определение не представляет принципиальных сложностей.
Следует отметить, что многие предприятия для обеспечения требу-емых показателей ремонтопригодности1 выпускают сменные модули к бло-кам в качестве запасных частей. В частности, в технических условиях на устройства, выпускаемые НТЦ «Механотроника», установлено, что сред-нее время восстановления блока Tв <2 ч2.
Вместо указанной в РД [6] характеристики «полный средний срок службы устройства» при задании календарной продолжительности экс-плуатации следует применять стандартизированный термин «срок служ-бы» [9]. В соответствии с комментариями, приведенными к этому термину, в полный срок службы изделия включают продолжительность всех видов ремонта.
В настоящее время РД [6] рекомендует выбирать полный средний срок службы ЦРЗА из двух значений – 20 или 25 лет.
Однако в документации различных производителей установлены отличные от рекомендованных в РД значений. Например, срок службы устройства «Бреслер 0107.50» составляет 12,5 лет [8], а срок службы всех ЦРЗА производства НТЦ «Механотроника» - 15 лет.
Выбор производителями таких значений срока службы обусловлен прежде всего тем, что в настоящее время невозможно обеспечить постав-ку одних и тех комплектующих для ремонта сменных блоков в течение всего срока службы 25 лет.
Учитывая всё изложенное, в РД [6] представляется установить такую номенклатуру показателей надежности с соответствующими значениями:
-средняя вероятность отказа в срабатывании блока за год при нали-чии требования на срабатывание (при появлении требования) – 1•10 – 5, 1•10 – 6;
-параметр потока ложных срабатываний блока за год (при отсутст-вии требования) - 1•10 – 6, 1•10 – 7;
-полный средний срок службы блока – 10, 15 лет.
1 Информация по ремонтопригодности цифровых блоков центральной сигнализации приведена в работе [7]. 2 При наличии полного комплекта запасных модулей и с учётом времени нахождения дефекта.
Литература
