Для повышения надежности электрических аппаратов

Вероятность безотказной работы ЭА, интенсивность отказов которого уменьшена в k раз, составляет

(12.8)

Тогда выигрыш надежности:

(12.9)

Зависимости G_Q(Λ₀, t)при различных k приведены на рис. 12.6. Из этого рисунка и выражения (12.9) видно, что при малых Λ₀, t выигрыш надежности по средней наработке растет пропорциональ­но k. Следовательно, уменьшение интенсивности отказов может привести к существенному повышению надежности ЭА.

Эффективными методами понижения интенсивности отказов ЭА являются:

■ применение наиболее надежных элементов;

■ отбраковка («выжигание») малонадежных элементов ЭА;

■ облегчение режимов работы элементов.

Остановимся на них подробнее.

Выбор наиболее надежных элементов. При проектировании и конструировании сложных ЭА недопустимо применение элемен­тов с устаревшими характеристиками. Необходимо производить тщательный отбор даже среди рекомендованных типов элементов. С этой целью разрабатываются специальные нормы надежности элементов.

В зависимости от количества входящих в ЭА элементов требу­ются различные уровни их надежности. Кроме этого, при выборе элементов необходимо учитывать реальные условия эксплуатации ЭА. Значения интенсивностей отказов элементов, определенные в лабораторных (заводских) условиях, нуждаются в обязательной корректировке на действительные условия работы.

Отбраковка (выжигание) малонадежных элементов ЭА. Умень­шить интенсивность отказов можно путем отбраковки, или вы­жигания, элементов, имеющих конструктивные и производствен­ные дефекты. Для этого осуществляется тщательная тренировка элементов ЭА в тяжелых условиях работы. Идея метода выжига­ния дефектных элементов состоит в исключении начального уча­стка λ-характеристики (рис. 12.7).

Режим выжигания элементов выбирается на основании анализа кривых λ = f (t). Для большинства элементов с увеличением коэффи­циента нагрузки К_H кривая λ = f(t) смещается влево вверх (рис. 12.8),

при этом участок λ = const сокращается, и начало этого участка смещается влево.

Численные значения К_H времени выжигания определяются путем проведения специальных испытаний элементов при различ­ных коэффициентах нагрузки и на основании статистических дан­ных об отказах этих элементов. По этим сведениям строятся кри­вые λ = f(t) и по их характеру устанавливаются коэффициент на­грузки и время выжигания.

Если интенсивность отказов по статистическим данным сохра­няет постоянную величину, а параметры элемента уходят за до­пустимые пределы, то такой режим выжигания является недопус­тимым.

Облегчение режимов работы элементов. Снижение нагрузки элементов, уменьшение их тепловых, вибрационных и других ре­жимов приводит к уменьшению вероятности появления отказа. Поэтому облегчение режимов работы является одним из возмож­ных путей повышения надежности ЭА. В большинстве современ­ных ЭА элементы работают в разгруженном режиме. Изменение интенсивности отказов в номинальном (кривая 1) и недогружен­ном (кривая 2) режимах работы элементов показано на рис. 12.9. Из рисунка видно, что при разгруженном режиме работы эле­ментов интенсивность отказов в течение периода нормальной экс­плуатации Т₂" остается постоянной; ее величина уменьшается по сравнению с интенсивностью отказов при номинальном режиме работы, а длительности периодов приработки Т₂' и нормальной эксплуатации увеличиваются.

Для ряда элементов в настоя­щее время определены зависи­мости интенсивности отказов от коэффициента нагрузки К_H. На­пример, зависимость интенсив­ности отказов электронных эле­ментов ЭА от значений К_H до­вольно точно можно представить формулой

(12.10)

где а, b, п — коэффициенты, за­висящие от типа элемента.

Из (12.10) следует, что облег­чать режимы работы особенно выгодно в том случае, если элементы работают в перегруженном режиме. Если же элементы работают в режимах, близких к номи­нальным, то дальнейшее понижение коэффициента нагрузки дает менее значительный эффект.

Облегчение режимов работы элементов практически означает, что в ЭА ставятся элементы, имеющие запас по прочности или мощ­ности. Однако при замене элементов одного типа другим необходи­мо обращать внимание не только на их прочность, но и на зависи­мость интенсивности отказов от значения коэффициента нагрузки.

12.4.