/
Author: Меньшиков Н.Я. Королев А.И. Ягудин Р.Ш.
Tags: рельсовый транспорт железнодорожное движение автоматика телемеханика
Year: 1976
Text
УДК 656.25-192
Надежность железнодорожных систем автома-
тики и телемеханики. Меньшиков Н. Я., Ко-
ролев А. И., Ягудин Р. Ш. М., «Транс-
порт», 1976. 215 с.
В книге рассматривается важность проблемы
надежности и ее специфическое приложение к си-
стемам, обеспечивающим безопасность и беспере-
бойность движения поездов; излагается методика
выбора и определения критериев надежности эле-
ментов и систем; приводятся принципы составления
логических схем для расчета надежности функцио-
нальных схем и систем; излагаются характер влия-
ния различных факторов на параметры надежности,
способы повышения надежности; даются методы
сбора, хранения, обработки и использования ин-
формации; приводятся способы определения опти-
мальных сроков профилактики и обслуживания,
сроки службы и количество запасных элементов;
рассматриваются вопросы сокращения времени
поиска отказов и планирования работ по повыше-
нию эксплуатационной надежности.
Книга рассчитана на инженерно-технических ра-
ботников, связанных с проектированием, строи-
тельством и эксплуатацией устройств автоматики
и телемеханики.
Ил. 60, табл. SSLcuiiqok лит.
__ 31802-194
М 049(01 )-76 ,94'76
С Издательство «Транспорт» 1976.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Возрастающие потребности народного хозяйства страны в
перевозках вызывают техническую реконструкцию всех отрас-
лей железнодорожного транспорта. Решение этой задачи
неразрывно связано с оборудованием железных дорог устройст-
вами автоматики и телемеханики. Такие системы, как автома-
тическая блокировка, электрическая, горочная централизация
и др., позволяют автоматизировать процесс регулирования дви-
жением поездов и обеспечивать безопасность их продвижения
по перегонам и станциям.
Необходимая пропускная способность участков дорог и без-
опасное движение поездов требуют безотказного действия уст-
ройств автоматики. Предупреждение отказов и неисправно-
стей, а также безотказное действие устройств должны быть
обеспечены комплексом технических решений на этапах про-
ектирования и производства и качественным содержанием в
эксплуатации.
Известно, что выгоднее направить усилие на создание на-
дежных устройств, чем поддерживать работоспособность недо-
статочно надежной системы в эксплуатации. Однако системы же-
лезнодорожной автоматики, обеспечивающие регулирование
движением поездов, имеют отдельные отказы и неисправности.
что приводит к увеличению времени простоя поездов, увеличению
эксплуатационных расходов, снижению эффективности процесса
автоматического регулирования движением.
В этой связи в последнее время наиболее актуальной ста-
ла проблема надежности действия устройств железнодорожной
автоматики и телемеханики. Комплексное изучение вопросов
надежности позволяет установить закономерности возникнове-
ния отказов и восстановления работоспособности; рассмотреть
влияние внешних и внутренних факторов на работу отдельных
элементов; разработать методы оценки надежности с учетом
специфики работы устройств; изыскать способы повышения на-
дежности элементов и систем на этапах разработки, производ-
ства и в эксплуатации.
Для решения указанной проблемы на транспорте использу-
ется много специфических приемов, не рассматриваемых
3
в общей литературе по надежности. Это обстоятельство яви-
лось одной из причин написания данной книги. В ней рассмат-
ривается проблема надежности систем железнодорожной авто-
матики, излагается сущность мероприятий, выполняемых об-
служивающим персоналом для поддержания надежности и обес-
печения безотказности устройств.
Практика показывает, что серьезное внимание к проблеме
надежности, правильное использование теории и соответству-
ющих организационно-технических мероприятий в конечном
счете позволяют достигнуть требуемой надежности.
В книге рассматриваются основные вопросы обеспечения на-
дежности при проектировании и изготовлении, значительное
место уделено физико-химическим процессам, приводящим к
отказам, и оценке надежности систем автоматики и телемеха-
ники по статистическим данным эксплуатации. Кроме того, в
книге нашли отражение организационно-технические меропри-
ятия, направленные па повышение надежности, а также воп-
росы сбора и анализа информации о работе устройств.
Характерной особенностью систем железнодорожной авто-
матики является относительная кратковременность их дейст-
вия при приеме и отправлении поездов. Поэтому лишь неболь-
шая часть отказов элементов системы влияет на снижение
эффективности работы системы. При контроле исправности боль-
шинство отказавших элементов удается заменить или отре-
монтировать до того, как они скажутся на работоспособности
системы. Поэтому в книге рассмотрены отдельные вопросы по-
иска и контроля неисправностей.
Особое внимание в книге уделено физике отказов, опреде-
ляющей необходимые конструктивные, технологические и эк-
сплуатационные мероприятия по повышению, обеспечению и
поддержанию надежности устройств и элементов, входящих
в системы.
Все замечания и предложения по книге просьба направлять
по адресу: Москва. 107174, Басманный тупик, 6-а, издательст-
во «Транспорт».
Глава I
ДОЭКСПЛ УАТАЦИОН НЫЕ МЕТОДЫ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
§ 1.1. Программа обеспечения надежности
Программа обеспечения надежности систем должна позво-
лять специалистам, занимающимся разработкой и выполнени-
ем технического задания (ТЗ), периодически оценивать достиг-
нутые результаты и пути преодоления трудностей. Такая оцен-
ка надежности должна стать узловым моментом программы
и определяться заказчиком при согласовании ТЗ. По мере раз-
работки достигнутый уровень надежности элемента (системы)
должен оцениваться на основе информации об условиях экс-
плуатации, расчетов показателей надежности и результатов ана-
лиза конструктивных решений, а также испытаний опытных об-
разцов. При этом следует учитывать влияние на надежность пси-
хофизиологических характеристик человека-оператора.
В ходе подготовки заказа разрабатывается и согласовыва-
ется с заказчиком программа обеспечения надежности [1],
которая является частью ТЗ или прикладывается к нему и в
дальнейшем становится обязательной для исполнения разработ- .
чиком и заказчиком. Программа должна охватывать все меро-
приятия по обеспечению надежности на этапах разработки и
испытаний изделия на надежность, а также содержать требо-
вания к информации, которая могла бы показать, как будут
обеспечиваться заданные количественные требования надеж-
ности изделия в ходе его разработки. В план программы вво-
дится перечень организационно-технических мероприятий, необ-
ходимых для эффективного руководства программой.
Проверка степени выполнения программы проводится в за-
ранее установленных при разработке программы контрольных
точках. Под «контрольными точками» понимаются результаты
реализации стадий разработки, представленные в виде закон-
ченных документов, данных испытаний, макетов или образцов,
анализа причин отказов и т. п. Организационно-технические
мероприятия программы должны отражаться во всей техничес-
кой документации на изделие.
При составлении программы должны учитываться: требуе-
мыи уровень надежности и сложность изделия, объем произ-
водства, условия эксплуатации. Чем выше требуемый уровень
•надежности, тем больший объем требований должна включать
программа. Чем сложнее изделие, тем труднее обеспечивать
его надежность и тем большей детализации требует программа.
Наряду с мерами по обеспечению надежности в программе
должны быть предусмотрены возможности определения степе-
ни соответствия фактического уровня надежности изделия
предъявляемым требованиям на этапах его разработки. Про-
грамма должна включать:
определение организационной структуры с указанием пол-
номочий и ответственности должностных лиц за выполнение
каждой задачи;
детальные перечисления задач по обеспечению надежности
и методов их решения;
подробное описание каждой задачи независимо от того,
сформулированы они или нет в техническом задании, и плано-
вые сроки;
методы контроля, позволяющие проверить решение каждой
задачи в соответствии с планом;
выявление технических трудностей и оценку влияния этих
трудностей на выполнение наиболее существенных требований
программы, а также предложения по их преодолению;
порядок выполнения мероприятий, направленных на реше-
ние задачи;
поэтапное указание «контрольных точек», определение взаи-
мосвязей между ними и оценку времени, потребного для вы-
полнения конкретных мероприятий и решения задач по обес-
печению надежности;
периодическую регистрацию расчетной практически достиг-
нутой надежности изделия;
запланированные в соответствии с ТЗ на разработку сроки
официального рассмотрения программы обеспечения надеж-
ности.
Программой должно предусматриваться составление перио-
дических и окончательных отчетов о ходе ее выполнения. От-
четы должны содержать полную информацию о выполнении
каждого пункта плана с указанием достигнутых результатов,
а также пути устранения слабых звеньев; сравнительные дан-
ные о требуемом уровне надежности и фактически достигнутом.
Следует также учесть психофизиологические особенности чело-
века-оператора и обслуживающего персонала с тем, чтобы све-
сти до минимума вероятность снижения надежности систем
вследствие их ошибок.
В программе рекомендуется указывать математические мо-
дели, позволяющие количественно распределять уровень на-
дежности изделия между его составными частями, а также
объем требований программы для различных уровнен надеж-
ности. Оценка надежности должна производиться на основе
математической модели, которая может быть использована в
данных условиях для каждого из возможных режимов работы
6
изделия. Для периодической оценки и анализа надежности из-
делия должны быть указаны методики и сроки. Полученные
при этом результаты должны сопоставляться с требованиями,
установленными для основных этапов разработки. Планируе-
мые методики должны отражать степень приемлемости конст-
рукции и включать:
рассмотрение текущих оценок надежности и достигнутых
результатов для каждого режима применения;
анализ типов отказов и их влияния на работоспособность
изделия;
рассмотрение влияния принципиальных и компромиссных
технических решений на уровень надежности;
порядок, обеспечивающий участие соответствующего персо-
нала из подразделений надежности в рассмотрении конструк-
ций при принятии решений.
Программой должно предусматриваться составление плана
испытаний с целью подтверждения уровня надежности, достиг-
нутого по окончании отдельных этапов. План испытаний дол-
жен устанавливать планируемое количество испытываемых об-
разцов. приемочные критерии и уровни доверительной вероят-
ности.
При составлении ТЗ разработчик должен: указать условия
эксплуатации устройства и перечень функциональных задач,
решаемых устройством; установить предварительные количест-
венные значения параметров надежности устройства или отдель-
ных его узлов; сформулировать понятие отказа устройства.
Функции отдела (лаборатории) надежности при этом заключа-
ются в проведении консультации для исполнителей по вопросам
надежности разрабатываемого устройства, согласовании экс- '
плуатационно-технических требований с заказчиком и другими
заинтересованными организациями.
При составлении технического предложения разработчик
осуществляет: выбор унифицированных и стандартизированных
элементов конструкции и комплектующих элементов (деталей),
которые должны характеризоваться данными об уровнях на-
дежности (интенсивностью отказов или ожидаемой вероятностью
отказа), полученными на основании опыта эксплуатации или
определительных испытаний; анализ причин, вызывающих со-
мнения в возможности применения элементов (деталей). Отдел
надежности контролирует программу обеспечения надежности
комплектующих элементов у поставщика; предложения по по-
вышению надежности комплектующих элементов; проведение
специальных испытаний элементов (деталей), не имеющих по-
казателей надежности.
При эскизном проектировании разработчик обязан: прове-
сти анализ надежности и выбор оптимального варианта струк-
турной и электрической схем изделия; провести ориентировоч-
ные расчеты надежности и уточнить начальные данные; со-
ставить программу граничных испытаний изделий и принять
участие в их проведении; передать отделу (лаборатории) на-
дежности все принципиальные решения разрабатываемого из-
делия, а отделу надежности проверить количественные значе-
ния надежности оптимального варианта разрабатываемого из-
делия; дать рекомендации по обеспечению уровня надежности
изделия при анализе и расчете надежности, а также по объе-
му и характеру граничных испытаний; провести граничные ис-
пытания и выдать рекомендации по обеспечению (повышению)
уровня надежности на следующем этапе разработки.
При составлении технического проекта разработчик проводит
уточнение электрических, тепловых режимов и других парамет-
ров элементов, входящих в изделие, согласно замечаниям отде-
ла (лаборатории) надежности; проводит окончательный расчет
надежности изделия; передает отделу (лаборатории) надежно-
сти принципиальную схему изделия с указанием принципа дей-
ствия; проводит испытания лабораторного образца на работо-
способность согласно ТЗ; разрабатывает рекомендации по под-
держанию заданного уровня надежности на следующем этапе
разработки, а отдел надежности участвует в проведении окон-
чательного расчета надежности и выработке рекомендаций по
поддержанию заданного уровня надежности на следующем эта-
пе разработки и в испытаниях лабораторного образца, а также
в оценке уровня надежности изделия и его отдельных элементов.
Пояснительная записка к проекту должна содержать: табли-
цы режимов работы элементов; расчет надежности; протокол
испытаний лабораторного образца; рекомендации по поддержа-
нию заданного уровня надежности на следующем этапе разра-
ботки.
При разработке опытного образца (опытной партии) раз-
работчик выполняет следующие работы: составляет ТУ и уточ-
няет при необходимости расчеты надежности на изготовление
опытных образцов; разрабатывает стенды для испытаний образ-
цов на надежность; составляет методику заводских и эксплу-
атационных испытаний на надежность образцов; принимает
участие в заводских испытаниях образца по выявлению его ра-
ботоспособности, а отдел надежности участвует в уточнении
расчета надежности изделия, в разработке схем и конструкций
испытательных‘стендов, в составлении методики испытаний в
эксплуатационных условиях и передаче разработчикам реко-
мендаций по повышению (сохранению) уровня надежности.
§ 1.2. Выбор показателей надежности
Наиболее часто используемые на практике показатели, ха-
рактеризующие безотказность, ремонтопригодность, сохраня-
емость и долговечность устройств, приведены в соответствую-
щих книгах [1,2, 3].
8
Рис. 1. Возможные способы резервирования элементов
сигнальной точки
Большое количество показателей надежности вызывает не-
обходимость определить, какими показателями должна харак-
теризоваться надежность устройства, а также какие из них
следует выбирать в качестве основных для характеристики на-
дежности устройства. Выбор показателя надежности должен
быть технически обоснован, иначе при разработке устройств
могут быть приняты неправильные решения.
Рассмотрим это на примере. Оценим безотказность сиг-
нальной точки, полагая, что наименее надежными элементами
являются светофорная лампа и сигнальное реле. Время работы
до отказа каждого из этих элементов подчиняется экспоненци-
альному закону, т. е.
Pi(t) = e~M; р, = е’х’'.
4
Поскольку отказ любого элемента приводит к отказу сиг-
нальной точки, то общая вероятность безотказной работы
Р(/) = е-<Х1+х*,/.
Рассмотрим два способа повышения надежности; резервиро-
вание обоих элементов и двукратное резервирование. Исходный
вариант показан на рис. 1, а; резервирование лампы и реле —
на рис. 1. б, двукратное резервирование — на рис. 1, в.
Определим вероятность безотказной работы и среднюю на-
работку до первого отказа для рассматриваемых способов ре-
зервирования.
Вероятности безотказной работы:
для первого способа резервирования
Для второго
р2= [1 -(1
Оба способа обеспечивают наработку до первого отказа
О
9
Предположим, что интенсивности отказов элементов Х| =
= 0,01 1/ч; ?,2=0,0015 1/ч, а время эксплуатации /='10 ч.
По приведенным формулам получаем:
р} (/) = 0,9907; р, (/) = 0,9842;
Гср, = 144,5 ч; Гер, = 153,2 ч.
Если в качестве показателя надежности принять вероят-
ность безотказной работы, то более приемлемым будет вариант,
при котором и лампа и сигнальное реле дублируются. Если в
качестве показателя надежности принять среднюю наработку
до первого отказа, то лучше будет вариант, при котором менее
надежная часть (лампа) имеет двойное резервирование, а
более надежная (реле) не резервируется.
Следовательно, при формальном подходе к выбору показа-
телей надежности может быть принято решение конструировать
устройство, обладающее меньшей надежностью. Поэтому сле-
дует так выбирать показатели надежности, чтобы они в макси-
мальной степени отражали надежность устройств в эксплуата-
ции.
Решение этого вопроса невозможно без исследования моде-
ли функционирования и влияния показателей надежности на ко-
личественные характеристики функционирования устройств.
Подробно выбор показателей надежности дан в работе [1].
§ 1.3. Расчет надежности
Расчет надежности — важный этап в проектировании уст-
ройств железнодорожной автоматики и телемеханики, дающий,
как уже упоминалось, возможность на самой ранней стадии
разработки выявить наиболее ненадежные элементы системы,
разработать мероприятия по обеспечению требуемой надежно-
сти, выбрать оптимальный (с точки зрения надежности, веса,
габаритов и стоимости) вариант устройства. Рассчитать устрой-
ство (элемент, блок, узел, систему) на надежность — значит
определить какой-либо один или несколько количественных по-
казателей.
При расчете надежности определяются: вероятность безот-
казной работы пли вероятность отказа; интенсивность отказов;
среднее время безотказной работы; среднее время между после-
довательными отказами; среднее время восстановления; коэф-
фициент готовности и др. Выбор того или иного показателя на-
дежности зависит от класса устройства (устройство восстанав-
ливаемое или нет), его состояния (эксплуатация, хранение) и
специфических особенностей использования в эксплуатации.
Большинство показателей надежности связано между собой
определенными соотношениями, зависящими от вида потока
отказов (закона распределения). Поэтому, зная один или не-
10
сколько количественных показателей, можно определить дру-
гие. В период эксплуатации элементов и систем железнодорож-
ной автоматики и телемеханики справедлив экспоненциальный
закон [4] надежности, при котором параметр потока отказов не
изменяется во времени, т. е. o)(t)=const, и расчеты показате-
лей надежности упрощаются.
Надежность системы определяется количеством входящих
в нее элементов и уровнем их надежности. Для вычисления ве-
роятности безотказной работы устройства необходимо учиты-
вать возможность отказов его элементов в определенных усло-
виях работы, а также факторы, влияющие на физические
процессы, протекающие в элементах и приводящие к отказам,
например электрическую нагрузку, окружающую среду, вибра-
цию и др. Достоверность расчета зависит от принятых допуще-
ний, полноты учета влияющих факторов, характера отказа (ча-
стичного или даже полного) элементов, не приводящего к от-
казу системы; функциональных связей между элементами, при
которых частичный или полный отказ одних элементов вызыва-
ет изменение надежности других; условий внешней окружаю-
щей среды; наличия приработки отдельных элементов. В зави-
симости от степени учета этих факторов различают следующие
виды расчета надежности.
Прикидочный расчет надежности. Основывается на допу-
щениях, что все элементы системы равнонадежны, т. е. при ра-
счете принимается среднее значение величины интенсивности
отказов; интенсивности отказов элементов не зависят от време-
ни, т. е. X = const; отказ любого элемента приводит к отказу си-
стемы. Прикидочный расчет надежности может быть использо-
ван при проверке требований по надежности, выдвинутых
заказчиком в ТЗ на проектирование системы; при расчете нор-
мативных данных по надежности отельных блоков и приборов
системы; для определения минимально допустимого уровня на-
дежности элементов проектируемой системы; при сравнительной
оценке надежности отдельных вариантов системы на этапах
эскизного проектирования. Прикидочный расчет позволяет су-
дить о принципиальной возможности обеспечения требуемой
надежности системы.
Ориентировочный расчет надежности. Учитывает влияние
на надежность систем только количества и типов примененных
в них этементов и основывается на следующих допущениях:
все элементы данного типа равнонадежны; все элементы рабо-
тают в нормальном режиме, предусмотренном техническими
условиями; интенсивность отказов всех элементов не зависит от
времени; отказы элементов системы — случайные и независи-
мые события; отказ любого элемента системы приводит к от-
казу системы; все элементы системы работают одновременно.
Для определения надежности системы необходимо знать
ид соединения элементов в системе, типы элементов, число
II
*»’ <».
>1.
элементов каждого типа и величины интенсивности отказов
элементов X,-, входящих в систему. Расчеты можно свести в таб-
личной форме (табл. 1).
Ориентировочный метод расчета надежности применяется
при эскизном проектировании после разработки принципиаль-
ных электрических схем систем. Этот расчет позволяет опреде-
лить рациональный состав элементов, применяемых в системе,
и наметить пути повышения надежности системы на стадии
эскизного проектирования.
Окончательный расчет надежности. Требует полной инфор-
мации о реальных режимах работы элементов, которые, как
правило, различны и отличаются от номинальной величины. Это
влияет на надежность как всей системы, так и ее частей. При
выполнении такого расчета необходимо иметь данные о коэффи-
циентах нагрузки элементов и зависимости интенсивностей от-
казов элементов от электрической нагрузки, температуры окру-
жающей среды и других факторов, задаваемых обычно в виде
графиков [1]. Поправочные коэффициенты интенсивности отка-
зов (Л?.кн, ДХ/0 и др.) позволяют учесть влияние таких факто-
ров на надежность системы (см. табл. 1).
Окончательный расчет надежности основывается на допу-
щении о постоянстве интенсивности отказов. Однако имеется
возможность исключить из расчета вспомогательные элементы:
\честь характер отказов (обрыв, короткое замыкание, выход
параметра за ТУ и др.) и влияние отказов одних элементов на
вероятность выхода из строя других, например из-за пере-
распределения нагрузки при отказе резервного элемента, а так-
же различие во времени работы отдельных элементов системы
и т. п.
Окончательный расчет ведется по известным характеристи-
кам надежности реле, блоков и т. п. Как правило, систему при
этом расчленяют на отдельные конструктивно самостоятель-
ные функциональные узлы; функциональные узлы — на прибо-
12
оы и блоки; блоки — на отдельные элементы и т. д. Расчет ве-
дут последовательно от простых компонентов системы к слож-
ным. Устройство, имеющее количественную характеристику на-
дежности, назовем элементом расчета надежности. Следова-
тельно, элементами расчета надежности могут быть отдельные
приборы (резистор, конденсатор, транзистор, реле и т. д.),
блоки (дешифратор, блок входного сигнала и т. д.), напольное
оборудование (электропривод, светофор и т. д.).
Методика расчета надежности систем включает определение
элемента расчета и его /.-характеристики, которые принимаются
с учетом поправочных коэффициентов; определение нагрузок и
влияние внешней среды за каждый элемент; определение сум-
марной интенсивности отказов элементов.
При расчете надежности системы целесообразно придержи-
ваться следующего порядка:
1. Формулировка понятия отказа. От того, что считается от-
казом системы, зависит число элементов в звеньях структурной
схемы для расчета надежности. Это обстоятельство обусловле-
но тем. что в сложных системах выход из строя некоторых эле-
ментов лишь ухудшает некоторые характеристики системы, в
то время как отказы других элементов приводят к нарушению
работоспособности. Поэтому при расчете надежности необходи-
мо учитывать только те элементы системы, выход из строя ко-
торых приводит к ее отказу.
Например, в системе числовой кодовой автоблокировки излом
клеммной колодки не приводит к отказу сигнальной точки, отказ
же путевого реле приводит к отказу, а в системе электрической
централизации отказ такого реле влМяет на снижение скорости
поезда, принимаемого при отказе по пригласительному сигналу.
2. Составление структурной схемы надежности. В схему рас-
чета включены конструктивно оформленные блоки, приборы, уст-
ройства (электропривод, светофор) и т. п. При этом следует
учитывать, что эти компоненты имеют элементы, функциониру-
ющие только некоторую часть времени их работы. Поэтому це-
лесообразно такие элементы группировать по времени их рабо-
ты в самостоятельные элементы расчета. Так, в системе число-
вой кодовой автоблокировки переменного тока кодовый транс-
миттер работает непрерывно в течение 24 ч, а импульсное пу-
тевое реле — в зависимости от интенсивности движения поездов
на участке.
3. Выбор метода расчета надежности. В соответствии с ти-
пом соединения элементов применяются расчетные формулы и
Э1еме^ЛПЦаМ’ напРнмеР [Ч> выбираются интенсивности отказов
Г\РИ наличии ведомостей (карт) режимов работы элементов
РсДМяются коэффициенты нагрузки и по графикам или по-
районным формулам подсчитываются ХК11 для всех элементов
Расчета надежности.
13
В/В линия
Рис. 2. Схема соединения основных узлов сигнальной точки
для определения расчетной формулы надежности
На рис. 2 показана схема соединения основных узлов сиг-
нальной точки для определения расчетной формулы
Рс.т = [1 - (1 - />;)(! - р;)| р'3 р\... p'„t
где р\ и р’, — вероятности безотказной работы основной и резерв-
ной высоковольтных линий;
// — вероятности безотказной работы элементов рельсовой
линии, сигнальной линии, элементов оборудования
и др.
Вероятности р[ и р., определяются по формуле
P\2 = Pi Р2РзРп=^ Pi
/=1
как произведение значений надежности отдельных элементов
линии.
4. Составление таблиц для интенсивностей отказов систем:
для ориентировочного и окончательного расчета надежности —
табл. 1, а также графики X/ =/(£„, /0) (!];
для окончательного расчета надежности при использовании
поправочных коэффициентов — табл. 2.
14
где
Значение интенсивности отказов данного элемента в реаль-
ных условиях работы подсчитывается по формуле
л
X/ = X/, Я] а.а3... ак= X/ П а/,
i=i
I. — интенсивность отказов элемента, работающего
в нормальных условиях при номинальной электри-
ческой нагрузке;
...... «к — поправочные коэффициенты, зависящие от различ-
ных воздействующих факторов.
5. Расчет количественных характеристик надежности осу-
ществляется по формуле надежности, представляющей матема-
тическую модель структурной схемы надежности системы.
Для количественной оценки технического уровня разраба-
тываемых систем представляют интерес следующие крите-
рии [12].
Коэффициент преемственности
_N.
А "Р — "у' '
где yV0 — количество элементов и узлов, использованных в конкрет-
ной разработке из числа входящих в другие ранее раз-
работанные данным предприятием системы;
JV — общее количество элементов и узлов, примененных в конк-
ретной системе.
Чем выше коэффициент К„р, тем выше технический уровень
разработанной системы.
К - —
f\ ПОВ - у »
¥ пов
где ^пов — количество примененных в разработке типов элемен-
тов и узлов.
15
Чем выше Л'пов. тем технологичнее система.
Коэффициент рационального применения материалов
где Ny — количество примененных в конструкциях типоразме-
ров и марок материалов.
Коэффициент Кт устанавливает степень многообразия в кон-
струкциях типоразмеров и марок материалов. Более техноло-
гична конструкция с большим значением коэффициента Кт-
Коэффициент нормализации
rz ___ нор *
Л нор — —у— •
где jVHOp — количество примененных в конкретном изделии нор-
мализованных и стандартных, освоенных в серий-
ном производстве и разрешенных к применению
элементов.
Коэффициент правильности применения элементов
где Na — количество примененных элементов, имеющих коэф-
фициент нагрузки меньше или равный рекомендуемо-
му значению.
Рассмотренные критерии позволяют произвести объективную
оценку технического уровня разработанных устройств.
§ 1.4. Методы повышения надежности
на этапе проектирования
На этапе проектирования обеспечиваются технические ха-
рактеристики изделия, при этом учитываются будущие усло-
вия эксплуатации и условия производства. От того, насколько
полно учтены эти факторы при проектировании, насколько ус-
тойчива конструкция воздействию окружающей среды, насколь-
ко технологична конструкция, зависит в конечном итоге надеж-
ность ее работы.
Анализ статистических данных эксплуатации систем автома-
тики показывает, что определенный процент неисправностей
происходит в результате недостатков проектирования: погреш-
ностей в расчетах и отсутствия запаса устойчивости схем, не-
обоснованности выбора элементов, непродуманного конструк-
тивного решения устройства, плохо составленной инструкции по
эксплуатации и т. п.
Основные пути повышения надежности на этапе проектиро-
вания включают в себя: применение комплектующих деталей,
имеющих высокую надежность, а также облегченных электри-
ческих и тепловых режимов работы элементов; ограничение но-
16
мснклатуры деталей, разрешенных к применению в аппаратуре
данного класса; стандартизацию и унификацию деталей, узлов
и других конструкций; уменьшение числа элементов в схемах,
трощение схем; применение рекомендованных схем; примене-
ние схем, режимов, допускающих значительное отклонение па-
раметров элементов и питающих напряжении от номинального
значения; герметизацию деталей, узлов и устройств в целом;
охлаждение аппаратуры и утепление; увеличение механической
прочности конструкции; амортизацию аппаратуры; доступность
деталей, узлов и блоков для осмотра и ремонта; наличие в ап-
паратуре устройств непрерывного контроля параметров и ин-
дикации неисправностей.
Повышение надежности системы путем резервирования до-
стигается за счет рационального использования избыточных
элементов. Система с резервированием может быть представле-
на параллельными с точки зрения надежности соединениями
расчетных элементов.
Резервирование как метод повышения надежности сущест-
венно отличается от всех других методов. Резервирование поз-
воляет сделать надежность системы выше надежности входящих
в нее элементов, тогда как при последовательном соединении
надежность системы ниже надежности самого ненадежного
элемента системы. Путем резервирования можно создать на-
дежную систему даже из относительно ненадежных элементов.
Различают два метода резервирования:
1) резервирование аппаратуры целиком иди общее резер-
вирование (резервирование в/в линии);
2) резервирование аппаратуры поэлементно или раздель-
ное резервирование (резервирование КПТ на станциях).
Степень резервирования принято характеризовать крат-
ностью резервирования, т. е. отношением числа резервных эле-
ментов к числу резервируемых. Часто применяемое на практи-
ке параллельное включение двух одинаковых устройств (дуб-
лирование) имеет кратность резервирования, равную единице.
В зависимости от способа включения резерва различают
постоянное резервирование и резервирование замещением. При
постоянном резервировании резервные элементы присоединены
к основным в течение всего времени работы и находятся с ни-
ми в одинаковом режиме. Главное достоинство постоянного
резервирования заключается в его простоте, так как при этом
не требуется переключающих устройств, при которых неизбе-
жен кратковременный перерыв в работе системы при переклю-
чени;^ на резерв. В системах, где такой перерыв недопустим,
способ постоянного резервирования является единственно воз-
можным. Основным недостатком постоянного резервирования
является изменение некоторых параметров системы при выхо-
Де из строя одного из резервных элементов. Поэтому постоян-
10с резервирование применяют для повышения надежности
17
элементов и систем, для которых допустимы изменения некото-
рых параметров. Другим существенным недостатком этого
вида резервирования является снижение надежности резервных
элементов со временем в такой же мере, как и надежности
основных элементов, поскольку те и другие находятся в одина-
ковом режиме.
При резервировании замещением резервные единицы заме-
щают основные только после отказа последних. Основными до-
стоинствами такого резервирования являются:
неизменность параметров системы при замене основного
элемента резервным;
сохранение на высоком уровне в течение длительного вре-
мени (до момента замещения) надежности резервных элемен-
тов, поскольку на резервные элементы до их включения в схе-
му может не подаваться напряжение питания;
использование одного резервного элемента на несколько
рабочих. Однако недостатком рассматриваемого способа явля-
ется усложнение аппаратуры дополнительными устройст-
вами переключения элементов и индикации неисправности.
По степени подготовленности к работе различают непагру-
женный резерв, когда до момента включения на резервный эле-
мент не подается напряжение питания; облегченный резерв,
при котором резервные элементы работают с пониженными
или частично включенными напряжениями питания, и нагру-
женный резерв, при котором резервные элементы работают в
таком же режиме, как и основные.
Следует заметить, что выигрыш в надежности, получаемой
при резервировании, требует увеличения объема аппаратуры
и стоимости. Поэтому резервирование целесообразно лишь тог-
да, когда исчерпаны все другие методы повышения надежности.
Высокая ремонтопригодность системы, предусматриваемая
при ее проектировании, — залог высокой восстанавливаемости
аппаратуры при эксплуатации. При решении проблемы ре-
монтопригодности следует учитывать, что наиболее трудоемкой
частью восстановления работоспособности системы при отсут-
ствии систем автоматического поиска является отыскание отка-
завшего элемента. Для облегчения поиска отказавшего прибора
используют различные измерительные приборы, контроль-
ные гнезда, -а также приборы с переключателями, позволяющи-
ми контролировать цепи в разных точках схемы. Наиболее
эффективен поиск при использовании устройств автоматиче-
ского или полуавтоматического контроля.
Быстрому устранению неисправности способствует блочная
конструкция оборудования. Необходимо добиваться по возмож-
ности одинаковой безотказности блоков: это позволит рацио-
нально комплектовать и использовать запас инструментов и
приборов (ЗИП). Малое количество элементов в специальных
блоках обеспечивает также рациональное использование комп*
18 ------------------------------------------------
viomux элементов. Если предполагается замена не только
‘У 'ов но и более мелких сменных элементов, то при проекты-
необходимо предусмотреть удобный доступ к монтажу
сменяемых элементов.
Особое внимание при проектировании систем следует обра-
щать на доступ к монтажу крупных узлов, так как такое обору-
чование ремонтируется, как правило, на месте эксплуатации.
§ 1.5. Обеспечение режимов
работы элементов
Для обеспечения надежности работы элементов необходимо:
использовать элементы в соответствии с ТУ; не догружать эле-
менты, если их надежность при этом возрастает; при проекти-
ровании аппаратуры выбирать только проверенные схемы,
обеспечивать хороший теплоотвод, защищать элементы от воз-
действия влаги, резких изменений температуры, механических
нагрузок.
Проверка условий и режимов применения комплектующих
изделий в аппаратуре осуществляется путем замера рабочих
режимов и заполнения карт. С помощью таких карт контроли-
руются режимы работы элементов, проверяется соответствие
элементов перечням применения и ограничения, уточняются
принципиальные схемы изделия, рассчитываются количествен-
ные показатели надежности изделия. Карты составляются раз-
работчиками аппаратуры на каждое изделие, в комплект кон-
структорской документации которого входит принципиальная
электрическая схема. В карты режимов вносится минимальное
количество проверяемых параметров, достаточное для оценки
устойчивой работы элементов при самых тяжелых условиях эк-
сплуатации. По параметру, который определяет надежную и
устойчивую работу элемента в аппаратуре, вводится коэффици-
ент нагрузки. В табл. 3 приведены контролируемые параметры
и предельные нормы нагрузки на комплектующие элементы.
Под коэффициентом нагрузки на элемент понимается отно-
шение расчетного или фактического значения измеряемого па-
раметра к его предельно допустимому значению при макси-
мальной температуре окружающей среды с учетом воздействия
влаги, атмосферного давления, механических нагрузок и др.
Режим нагрузок на элементы рекомендуется выбирать так,
чтобы ни один из параметров не превышал предельно допусти-
мых значений, оговоренных в ТУ: наибольших и наименьших
значений питающих напряжений, напряжений или мощности
лишала, температуры, давления и влажности окружающей сре-
ЛЬ| при крайних положениях органов регулировки и настройки
аппаратуры во время ее эксплуатации, при воздействии удар-
х» вибрационных и других механических нагрузок.
19
Таблица 3
Наименование элементов н нх типы Контролируемый параметр формула для вычисления коэффи- циента нагрузки Кн Ре коме н д ус м ый коэф фи и нс нт нагрузки для аппаратуры Примечание (дополнитель- но контроли- руемые пара- метры)
кратковремен- ного действия длительного действия
• Резисторы всех типов Конденсаторы Полупроводниковые диоды Полупроводниковые стаби- литроны Транзисторы Стабилитроны газоразряд- ные Ириемо-усилшельные и маломощные гспераюрные лампы Рассеиваемая мощность при данной максимальной температуре Алгебраическая сумма фактических приложенных напряжений постоянного, амплитуды переменного и импульсного Среднее значение прямого тока Максимальное значение об- ратного напряжения Максимальное значение тока стабитизации Суммарная мощность, рас- сеиваемая па переходах при максимальной темпе- ратуре, возможной в аппа- ратуре Среднее значение импуль- сной мощности: активная нагрузка реактивная нагрузка Ток, протекающий через стабилитрон . Рассеиваемая мощность на 1 любим электроде Р + /\фф+ /’ср. и мп /’доп ТУ + ^амп+ //амп.нмп к"~ .. '^1 " /пр.доп 1 У t/обр = //обр.доп ТУ /ст. так “ и / ту 7 ст. доп 1 J Постоянный и переменный ток /вк /^вх + /вых^вых " /’доп ТУ /доп ТУ к р*°"ту <0.6 <о,7 <0,7 <0,7 • <0.9 <0,6 <0.2 <0,4 <0.8 <0.8 <0.5 <0,6 <0,5 <0.5 <0,9 <0,6 <0,2 <0.4 <0.9 <0,7
I Анодное напряжение /<н.= //а доп ТУ 1 <0,8 <0.8
Напряжение .между като- *н = //кп <0,7 <0.7
дом и подогревателем //кп доп ТУ
Напряжение на экранной /<•».= //«
сетке Анодное напряжение при закрытой лампе или в мо- мент включения //сэ доп ТУ //а <0,8 <0,8
//а доп ТУ <0,9 <0,9
Ток катода А‘и /к
" /к доп ТУ 0,2+0,8 0,2+0,8
Выпрямительные диоды, газотроны малой и боль- шой мощности Мощность, рассеиваемая А'н ра
анодом ~ Р. допТУ / <0.9 <0.8
Импульсные модуляторные лампы Реле и контакторы То же Ток через контакты Напряжение между сосед- ними выводами ‘к
Лн = /к доп ТУ и <0.8 <0,7 Г* ш о о" V/ V/
//доп ТУ <0,8 <0,6
Разъемы, переключатели, тумблеры, кнопки, лампо- вые панели Трансформаторы (силовые, накальные, анодные, им- пульсные) Ток через контакты Ток нагрузки Плотность тока в обмотке кп /<н = / <0,9 <0,9 <0,9 <0.7 <0.8 <0.8
“ /доп ТУ /цзгр / ТУ 'нагр.доп 1,7 jобм.раб
Катушки индуктивности и дроссели фильтров /обм. доп ТУ /'обм.раб
Провода Плотность тока Дбм.хоп ТУ <8 а/ммг <8 а/мм1
• • - .. *-
Не рекомендуется работа элемента в аппаратуре в пре*
дельно допустимом режиме, за исключением тех элементов, для
которых такие режимы являются, как правило, номинальными
(двигатели, электронно-лучевые трубки и т. п.)
Проектировать схемы рекомендуется так, чтобы отказы
одних элементов не вызывали отказов других элементов, сопря-
женных с ними. Не следует применять комплектующие эле-
менты, подвергшиеся большим перегрузкам в момент включе-
ния из-за ошибок монтажа или обслуживающего персонала.
Путем расчета и экспериментальной проверки необходимо до-
биваться, чтобы собственная частота механических колебаний
элементов и частота механических колебаний блоков, где уста-
новлены элементы, не совпадали во’всем диапазоне возможных
частот и не превышали величин, указанных в ТУ.
Выбор комплектующих элементов следует производить по
всем параметрам, характеризующим стабильную работу схе-
мы, и оценивать влияние каждого из них на надежность узла,
блока, аппаратуры при самых тяжелых условиях эксплуатации.
При разработке аппаратуры предусматривается возможность
измерения параметров ее элементов в процессе эксплуатации.
§ 1.6. Испытание аппаратуры
на надежность при изготовлении
Определение количественных показателей надежности раз-
работанной или изготовленной аппаратуры может быть осу-
ществлено, как об этом уже говорилось, путем расчета, а также
испытаниями на надежность и на основе статистических дан-
ных эксплуатации. Недостатком теоретических методов расчета
является то, что они дают приближенную оценку ожидаемого
уровня надежности. Наиболее полная и достоверная оценка на-
дежности может быть получена в результате эксперименталь-
ного определения фактических показателей надежности в ре-
альных условиях эксплуатации. Такие испытания называются
натурными. Они дают наиболее полную информацию еще и по-
тому, что в испытаниях обычно участвует большое количество
аппаратуры, на которую воздействуют совместно дестабили-
зирующие факторы в течение продолжительного периода экс-
плуатации. Вместе с тем натурные испытания требуют значи-
тельного времени для их проведения, сбора и обработки посту-'
лающей информации. Поэтому их материалы могут быть ис-
пользованы в целях повышения надежности аппаратуры в ос-
новном только при выпуске последующих серий. Кроме того,
эти испытания не дают возможности проверить влияние на па-
раметры аппаратуры и ее надежность каждого дестабилизиру-
ющего фактора.
Лабораторные испытания [12, 13. 14] на надежность позво-
ляют в сравнительно короткие сроки (обычно в течение не-
22
скольких месяцев) определить количественные показатели на-
дежности. Эти испытания дают возможность учесть влияние
как всего комплекса факторов и условий, влияющих на ста-
бильность заданных параметров и на надежность аппаратуры,
так н учесть воздействие отдельно каждого фактора. Кроме то-
го, эти испытания позволяют не только выявить наиболее сла-
бые и ненадежные узлы и элементы, но и принять меры в про-
цессе испытаний к повышению надежности аппаратуры. Досто-
верность данных о надежности, получаемых при этих испыта-
ниях, во многом зависит от правильного выбора условий испы-
таний, воздействующих факторов, т. е. от того, насколько полно
и точно во время испытаний имитируются условия реальной эк-
сплуатации. Подобные испытания не могут быть заменены ис-
пытаниями аппаратуры при предварительных, государствен-
ных, приемо-сдаточных и периодических испытаниях, проводи-
мых для оценки показателей аппаратуры согласно ТУ. При
проведении лабораторных, заводских испытаний на надежность
аппаратура (узел, блок или элемент) должна испытываться
при многократно повторяющихся воздействиях механических
и климатических факторов, как это имеет место в реальных ус-
ловиях эксплуатации, требования на которые задаются ТУ или
указываются в нормалях. При проведении этих испытаний дол-
жна проводиться наработка аппаратуры в режимах, предус-
мотренных ТУ.
Например, при испытании релейной аппаратуры должна
включаться и выключаться нагрузка.
В связи с тем что существующее испытательное оборудо-
вание (климатическое и механическое) не позволяет воспроиз-
водить совместное воздействие па аппаратуру различных внеш-
них факторов, при испытаниях в лабораторных условиях
осуществляют последовательное воздействие механических и
климатических факторов, а если аппаратура имеет большие га-
бариты и вес, то ее испытывают по частям (по блокам и т. п.).
Существуют два метода испытаний на надежность:
первый из них заключается в том, что испытания ведутся до
первого отказа, отказавшие аппараты не ремонтируются и из
испытаний исключаются, а остальные испытываются до конца
установленного срока. Этот метод испытаний является основным
Для аппаратуры разового использования (невосстанавливаемой
аппаратуры), а также применяется для аппаратуры, конструк-
ция которой не позволяет произвести замену неисправных эле-
ментов без нанесения ущерба исправным элементам, например
Для светофорных ламп, конденсаторов и др.;
второй метод испытаний предполагает замену в процессе ис-
пытаний неисправных элементов. Этот метод является основ-
ным длЯ восстанавливаемой аппаратуры. При использовании
,,ТОГо метода все аппараты испытываются до конца установлен-
ного срока.
23
Испытания ла надежность могут быть полные и сокращен-
ные. Полные испытания проводятся для определения количест-
венных характеристик надежности с достаточной достоверно-
стью. Сокращенные испытания обычно совмещаются с лабора-
торными (стендовыми) испытаниями и предназначаются для
получения предварительных, ориентировочных количественных
характеристик надежности. Наиболее полная и достоверная
информация о надежности аппаратуры может быть получена
в том случае, если число испытываемых аппаратов будет рав-
но или больше числа возможных видов отказов. Однако не
всегда представляется возможным выделить на испытание
большое количество аппаратов, особенно сложной конструк-
ции. Практически объем выборки для испытания на надежность
определяется в соответствии с ГОСТ 13216—67.
Аппаратура, подлежащая испытаниям на надежность,
должна быть отрегулирована и параметры ее должны соответ-
ствовать требованиям, заданным в ТУ. Если в процессе испыта-
ний аппаратура выходит из строя, то после каждого отказа
должны быть выяснены причины повреждения и восстановле-
на ее работоспособность и соответствие параметров заданным
требованиям. Если испытаниям подвергается серийная аппара-
тура, то обычно меры по повышению ее надежности, требу-
ющие существенных схемных, конструктивных или технологи-
ческих изменений, принимаются при выпусках последующих
серий аппаратуры.
Перед проведением испытаний на надежность должна быть
составлена программа испытаний, в которой должны найти
отражение следующие вопросы: количество испытываемых ап-
паратов и продолжительность испытаний; режимы и последо-
вательность различных видов испытаний; виды воздействия,
при которых производится наработка аппаратуры; состав па-
раметров аппаратуры, которые должны контролироваться при
том или ином испытательном режиме, и метод их контроля; до-
пустимые пределы изменения параметров аппаратуры, харак-
теризующие отказы; электрический режим работы аппаратуры,
периоды включения, количество срабатываний механизмов уп-
равления и т. и.; профилактические осмотры, регламентные ре-
монты, регулировка аппаратуры и поиск неисправностей; по-
рядок регистрации и анализа отказов аппаратуры.
Если программой испытаний предусматривается проведем
пне наработки аппаратуры в климатических камерах, то при
этом необходимо учитывать, чтобы наработка аппаратуры про'
изводилась после установления требуемого режима камеры и
выдержки в пей аппаратуры в течение 15—18 ч.
При проведении испытаний па надежность измерения элек-
трических параметров аппаратуры проводятся в нормальных
условиях после каждого вида воздействия. Если в ТУ предус-
матривается время выдержки в нормальных условиях после
24
Рис. 3. Примерная схема испытаний на надежность
в предварительном цикле
извлечения аппарата из климатических камер, то измерения
параметров производятся после выдержки. Измерения пара-
метров могут проводиться и в климатических камерах, если
зто предусмотрено программой испытаний.
Если в процессе механических или климатических воздейст-
вий аппаратура выходит из строя, го после ее восстановления
вновь повторяется тот вид механических или климатических ис-
пытаний, при прохождении которых аппаратура отказала. Это
необходимо для проверки эффективности принятых мер после
устранения отказа. Обычно климатические испытания проводят-*
ся, как правило, после механических испытаний, так как появ-
ление трещин и зазоров после механических испытаний позво-
ляют более эффективно проверить устойчивость параметров
аппаратуры разрушающему действию климатических факторов.
При проведении климатических испытаний разрушающее
действие зависит от того, в какой последовательности прово-
дятся испытания на теплостойкость (Т), влагостойкость (В),
морозостойкость (М). Возможны такие последовательности
испытаний: Т—В—М, Т—М—В, В—М—Т, М—Т—В. М—В—Т,
В—Т—М. Последовательность Т—В—М будет самой тяжелой,
так как при воздействии высокой температуры изоляция приоб-
ретает повышенную способность поглощать влагу. При после-
25
дующих испытаниях на влагостойкость влага хорошо поглоща-
ется изоляцией, а при воздействии низкой температуры расши-
ряется и разрушает изоляцию.
Испытания аппаратуры на надежность проводятся в два
этапа.
В начале предварительного этапа испытаний аппаратура ис-
пытывается как при воздействии механических и климатических
факторов, так и в нормальных условиях (при температуре
-|-20±5оС, относительной влажности 65± 15% и атмосферном
давлении 750±30 мм рт. ст.). Продолжительность и нормы каж-
дого вида механических и климатических испытаний, как пра-
вило, берутся из ТУ или нормалей. Например, для целого ря-
да сложной аппаратуры продолжительность механических испы-
таний составляет 1—2 ч испытаний на влагоустойчивость —
48 ч, на холодоустойчивость — 2—4 ч, на теплоустойчивость —
10 ч. Это время учитывается в общем времени наработки аппа-
ратуры. По результатам предварительного этапа испытаний
обычно определяется время приработки аппаратуры и решают-
ся вопросы корректирования программы испытаний на надеж-
ность. При предварительном испытании аппаратуры на надеж-
ность (рис. 3) проводят: механические испытания У, испытания
в камере влаги В, испытания в камере холода М, испытания в
камере тепла Т. Электрические измерения отмечены на рис. 3
кружками.
При проведении основного этапа испытаний на надежность
(рабочие циклы) аппаратура подвергается многократно повто-
ряющимся воздействиям механических и климатических фак-
торов. Наработка аппаратуры проводится в каждом рабочем
цикле в нормальных условиях или, если требуется программой
испытаний, в климатических камерах. Примерная схема испы-
таний на надежность в основном этапе (рабочие циклы) приве-
дена на рис. 4.
Предварительная оценка показателей надежности проводит-
ся после каждого рабочего цикла. Профилактический осмотр
аппаратуры и регламентные работы проводятся во время испы-
таний (обычно после окончания одного из рабочих циклов) в
соответствии с установленным сроком наработки, требуемой ин-1
струкцией по эксплуатации испытываемого аппарата.
Кроме испытаний на надежность, аппаратура может подвер-
гаться испытаниям на долговечность. Испытания на долговеч-
ность проводятся циклически аналогично испытаниям аппарату-
ры на надежность и проводятся до полного износа. Длитель-
ность испытаний устанавливается в зависимости от назначения
аппаратуры и предъявляемых к ней требований на долговеч-
ность. Испытаниям на долговечность могут подвергаться как
опытные образцы, так и серийная аппаратура.
Глава II
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ
ПРИ РАЗРАБОТКЕ, ИЗГОТОВЛЕНИИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ
И СИСТЕМ
§ 2.1. Показатели надежности
Сейчас в технических требованиях и технических условиях
на разработку системы и аппаратуры задаются показатели на-
дежности. В качестве параметров надежности для восстанав-
ливаемых систем обычно устанавливаются: Г(, — наработка на
отказ; Тп — среднее время восстановления. Наработка на от-
каз определяется средним числом часов работы между двумя
соседними отказами:
Т
т __ р
‘ п ’
п
где T9 = tx + /2 + 6 + +tn=~ti — суммарное время ра-
боты за определенный календарный срок, ч;
ti — время исправной работы между г—1 и Гм отка-
зами;
п — число отказов за время испытаний (эксплуатации).
Для определения среднего времени восстановления за опре-
деленный период эксплуатации аппаратуры при п отказах сум-
мируются промежутки времени т., затраченного на обнаруже-
ние и устранение отказов, затем эта сумма делится на число
восстановлений, равное числу отказов.
Под вероятностью безотказной работы понимается ве-
роятность того, что элемент или аппаратура будет выполнять
заданные функции и сохранять параметры в установленных
пределах в течение заданного промежутка времени и при опре
Деленных условиях эксплуатации. Вероятность безотказной ра-
боты обладает следующими свойствами:
Р(0)=1; Р(оо) = 0.
Типичная кривая вероятности безотказной работы в зависи-
'«ости от времени (рис. 5) называется функцией надежности. В
"ачальный момент работы эта функция равна единице, с тече-
"ием времени P(t) уменьшается, стремясь к нулю.
Вероятность безотказной работы элемента определяется по
Результатам испытаний элементов на надежность как отноше-
*’е числа элементов, оставшихся исправными в конце рассмат-
27
Рис. 5. Функция
надежности
риваемого интервала времени ti, к начальному числу элемен-
тов, поставленных на испытание:
• . N — n.
: I
где Л’ — начальное число испытываемых элементов;
п, — число отказавших элементов за время /<.
Для системы, состоящей из последовательно соединенных
элементов, вероятность безотказной работы определяется как
произведение вероятностей безотказной работы всех элементов:
Р (О = Pi (О Р2 (0 Рз (0 - Pn (О = П Pj (t).
/=1
Количественные показатели надежности Го и Тв позволяют
определить следующие критерии надежности аппаратуры: коэф;
фициепт готовности и вероятность безотказной работы. Коэф-
фициент готовности
где ti — время обнаружения и восстановления Z-го отказа;
// — время исправной работы между i—1 и / м отказами;
п — число отказов за рассматриваемый период времени.
Коэффициент готовности может быть также определен через
наработку па отказ и среднее время восстановления:
гл __ о
г “ Т+т '
о 1 в
Вероятность безотказной работы Р(1) может рассчитывать-
ся по известным вероятностям безотказной работы входящих
в систему элементов либо по другим параметрам надежности
системы.
28
Среднее время безотказной работы Тср и наработка на от-
каз То связаны с вероятностью безотказной работы соотноше-
нием
гср=.|Р(о^)
о
и численно равно площади, ограниченной функцией надежности
и осью абсцисс. При экспоненциальном законе распределения
Тср = То-
Вероятность безотказной работы системы с последователь
ным соединением элементов, если известна интенсивность отка-
зов системы Х(0, может быть определена следующим образом:
Р(1) = е 6 .
Если A=const, что справедливо для периода нормальной
работы элемента;
Р(/) = г“х/.
Интенсивность отказов элементов X, определяется по фор-
муле
Ап1
' (ЛГ-Л<)Д'/'
где Ал,- — число отказов за промежуток времени А/,;
V — начальное число элементов;
nt — число отказавших элементов к .началу рассматриваемого
промежутка времени.
§ 2.2. Оценка достоверности
параметров надежности
Достоверная экспериментальная оценка надежности требует
определенного объема исходного статистического материала, по-
лучение которого связано с большой затратой времени, труда и
средств. В связи с этим часто приходится сокращать объем ис-
пытаний, что неизбежно снижает точность и достоверность оп-
ределяемого параметра надежности. Поэтому удается указать
лишь некоторую область или границы возможных значений по-
каэателей надежности. Мера отклонения случайной величины
• о от истинного значения параметра То характеризуется отно-
сительной величиной — коэффициентом точности оценки:
Т*
8, °
Зная величину бу, можно определить доверительные грани-
,1Ы (пределы ошибки) возможных значении для неизвестного
параметра То.
art 29
Достоверность оценки, или доверительная вероятность у.
характеризует вероятность попадания случайной величины X
в заданный интервал, т. е. показывает меру достоверности полу-
чаемой оценки. Подробно об определении статистической оцен-
ки надежности указано в [4].
Границы доверительного интервала наработки на отказ мо-
гут быть определены из следующих неравенств:
Го 5, То Од То,
откуда
Статистическая оценка Т*о рассчитывается по исходным дан-
ным t\, 1з, получаемым при испытаниях:
При определении коэффициентов точности оценки 8] и 82 задан-
ной доверительной вероятности у значения ?! и у2 обычно берут
симметричные. Например, если задана у=90%, то берут значения
У1 = 95%. у2 = 5%, так как у = у, — у2 = 95% —5% = 90%.
Данные зависимости коэффициентов точности оценки 8, и За
для некоторых значений достоверности yi и у2 числа отказов п
приведены в табл. 1 приложения 1.
Если полученная в результате испытаний минимальная на-<
работка на отказ Гшт больше заданной наработки на отказ r.J
то аппаратура удовлетворяет заданным требованиям: 7'min5s7\>.|
По результатам испытаний вероятность безотказной работы
за время / может быть рассчитана по формулам:
_ /
Pmm(0 = e Гт1п; Рт,х(0 = е г“‘х;
Р(1) = е~Г*. I
Определение границ доверительного интервала среднего вре-
мени восстановления ведется аналогично тому, как это прово-
дилось для наработки на отказ То. Необходимо иметь в виду,
что при определении наработки на отказ Тп не учитывают ра-
боту элемента в период приработки. Для этого периода пара
ботка должна определяться отдельно.
После проведения испытаний и определения показателей на
дежности рекомендуется продолжать испытания с целью отра
ботки всего ресурса, выявления ненадежных узлов и элементов,
ограничивающих срок службы аппаратуры.
30
Пример I. Испытывались два комплекта аппаратуры (ш = 2). За время
испытаний один Tpi наработал 1500 ч; второй Трг — 2000 ч, в первом
произошло л<=6 отказов, во втором — п»=9 отказов. Заданная ТУ нара-
ботка на отказ Л, = 150 ч. Произвести оценку параметров надежности
с достоверностью у = 90%.
Т п
т_____£.
‘°- п
Т п — Тп
Р> Р>
ni + п2
1500 + 2000
6 + 9
= 233
ч.
Из табл. 1 приложения 1 находим коэффициенты точности оценки 6, и
62 для симметричных значений у = 95% и у = 5% при числе отказов п=15
Находим значения 6| =0,617; 62=1,46.
Го* 233
Т. =— = ------=160ч^То^
• 1,46
у* = 2^з_ = 370 ч = т
8[- 0,617 тах
Таким образом, заданное в ТУ значение наработки па отказ 7„ = 150 ч
выполняется. Вычисленные при различных значениях времени работы t ве-
личины Pmai(0 И Pmtn(t) сведены в табл. 4.
Таблица 4
Вероятность безотказно!» работы Часы работы
!(Х) 200 300 зоо 500
Лп.х (О 0.763 0,582 0,445 0,340 0,259
/’mln (О 0,538 0,289 0,156 0,084 0,045
Пример 2. При испытаниях на надежность произошло п=15 отказов.
На обнаружение отказов и восстановление работоспособности было зазра-
15
чено St, =30 ч.
<=1
Определить возможные значения неизвестного параметра Т, с досто-
верностью у = 90 %.
Решение;
Из табл. 1 приложения 1 для п = 15 находим 5| =0,7; 82 = 1,3.
Нижняя и верхняя доверительные границы для Тв:
т« 2 2
н mln — 82 ~ 1,3 = 1 154 4 Тв Bi = 0,7 = 2,86 4 max.
§ 2.3. Оценка надежности с учетом
интенсивности работы устройств
Часто необходимо знать показатели надежности, отнесенные
Не ко времени (час, месяц, год), а к условному числу (количе-
ству включения, единицам поездов, количеству маршрутов, ко-
личеству команд и др.). Ниже будут рассмотрены такие пока
•j’Bre.iH применительно к устройствам железнодорожной автома-
ики и телемеханики.
31
При оценке надежности систем возникает необходимость
учесть количество устройств, находящихся в эксплуатации. За
условный восстанавливаемый объем системы целесообразно
принять определенное устройство, суммируя по которому мож-
но подсчитать общее число таких условных объектов на участ-
ке дороги, составляющее конкретную систему автоматизации.
Например, для системы электрической централизации за ус-
ловный объект можно принять стрелочный перевод.
В табл. 5 приведены условные объекты для систем автома-
тики и телемеханики. Например, для системы диспетчерской
централизации можно определить параметр потока отказов
to(/) кодовой, каналообразующей аппаратуры и линии связи.
При более глубоком анализе надежности систем и объек-
тов, из которых они состоят, мбжно осуществить дальнейшее их
дифференцирование на подобные условные элементы.
Для систем автоматики и телемеханики можно выделить
следующие основные объекты, которые являются характерными
для различных систем: рельсовая цепь, стрелочный перевод,
сигнальная точка, пульты и приборы аппаратуры управления и
контроля, электрические цепи линий связи, источники питания.
Параметр потока отказов ю(/) является критерием подвер-
женности отказам элементов и систем и зависит от продолжи-
тельности и режима работы устройств (в конце срока службы
величина <u(t) возрастает). После периода приработки для мно-
гих элементов и систем железнодорожной автоматики и теле-
механики этот параметр остается практически постоянным и
имеет минимальное значение.
В [6] приведены кривые изменения ы(1) в течение года, по-<
строенные по статистическим данным ряда дорог, для устройств
электрической централизации и автоблокировки. Незначитель-
ное отклонение параметра м(1) от среднего значения объясня-
ется. в частности, воздействием на устройства климатических
факторов в различные периоды года.
При определении приведенных показателей надежности уст-
ройства необходимо разделить суммарное число отказов на об-
щее число устройств и объем их работы (количество срабаты-
ганий, циклов и т. п.). Например, из ста реле типа НМШ1-2000
после 10 000 срабатываний отказали два. Тогда параметр по-
тока отказов
шрсле =-----2—— = 0,2-10 5 1 /сраб.
100-10000 ' v
Для определения параметра потока отказов объекта «рель-
.совая цепь» необходимо знать: количество отказавших рельсо-
вых цепей, число их срабатываний (шунтирований) и общее чис-
ло рельсовых цепей, над которыми производится наблюдение.
Например, на участке автоблокировки протяженностью 100 км
из 90 рельсовых цепей в течение 3 месяцев отказали две. Еже-
32
дневно на этом участке проходит 50 поездов, т. е. за весь период
каждая рельсовая цепь будет иметь 4500 срабатывании (шунти-
рований). Тогда
ю ц =-----?--= 0,5-10 5 1 /сраб.
₽ 90-4500 '
Если необходимо определить параметр потока отказов несколь-
ких рельсовых цепей, имеющих различное число срабатываний,
подсчитывают среднее число срабатываний. Если на станции,
оборудованной электрической централизацией, имеется 10 двух-
ниточных рельсовых цепей, 5 из которых срабатывает 30 раз в
сутки, а 5 — 20 раз, то среднее число срабатываний цепей со-
ставит
п_ 5-30 + 5-20 _О(-
П — jo — 20.
Пусть среднее число срабатываний одной рельсовой цепи за 180
дней составит 25-180 = 4500 и за это время зафиксировано 10
отказов. Тогда
=----1°— = 0,22- 1СГ3 1 /сраб.
р ср 10-4500 ' н
Количество срабатываний наиболее полно отражает условия
работы рельсовых цепей. На малодеятельных станциях и участ-
ках объем работы рельсовых цепей можно определять време-
нем работы, выраженным в часах, сутках и т. д. При этом
параметр потока отказов будет иметь размерность Рч, 1/сут.
и т. д.
Аналогичным образом определяется параметр потока отка-
зов для объектов «стрелочный перевод» и «сигнальная точка»,
хотя расчет усложняется определением количества их срабаты-
ваний. Среднее значение суточного числа срабатываний этих
объектов можно определить из наблюдений за их работой в
течение 10—15 дней при летнем и зимнем графиках движения
поездов.
Таблица 5
Система Условный измеритель системы
Диспетчерская централизация Автоблокировка, схема изменения направления движения Электрическая централизация, механическая Централизация, горочная централизация, мар- 'нрутно-контрольные устройства I Полуавтоматическая блокировка Переездная сигнализация Автоматическая локомотивная сигнализация Станционное кодовое управление Управляемый объект, пункт уп- равления Сигнальная точка Стрелка Перегон Переезд Дешифратор Станция
2—8288
Параметр потока отказов объекта «аппаратура управления
и контроля». При определении параметра потока отказов объ-
екта «аппаратура управления и контроля» в качестве исходного
показателя целесообразно брать время безотказной работы, при-
чем при определении показателей надежности составляющих
ее элементов учитывают количество срабатываний. Например,
пусть реле имеет 100 срабатываний в сутки, в течение 100 дней
число его срабатываний составит 10000. Если в системе работа-
ет 1000 реле и за расчетный период зафиксировано 2 отказа,
то параметр потока отказов
1,)ап —
----------= 0,2-10"6 1 /сраб.
1000 10000 ' к
При определении параметра потока отказов объектов «воз-
душные линии», «кабельные линии» (линии связи) и «источни-
ки питания» в качестве условного измерителя работы можно
брать единицу времени (час, сутки, месяц, год). Объем уст-
ройств линий связи измеряют в километрах, а источников пи-
тания — по числу аккумуляторов.
§ 2.4. Расчет надежности схем
с учетом постепенных отказов
Пределы или допуски рабочих или конструктивных парамет-
ров изделий, указанные в технической документации, можно
рассматривать как условия работоспособности или необходимые
условия безотказной работы изделия. Допуски или пределы изЛ
мепения параметров объективно обусловливаются внешними и,
внутренними факторами или причинами.
Существенные изменения внутренних факторов, воздейству-.
ющих на структуру элемента систем железнодорожной автома-
тики и телемеханики, приводят к полной утрате работоспособ-i
ности или отказу. Внешние факторы условий работоспособно-
сти отражаются в технических условиях на эксплуатацию и со-|
держание и технической документации в виде требований к
конструктивным и рабочим параметрам изделия. Обычно внеш-1
ние факторы учитываются пределами изменения выходных па-|
раметров изделия в виде следующего неравенства:
Хх<Х<Хг. (2.4.11
Минимальные и максимальные значения пределов функции
работоспособности можно записать в следующем виде:
’pmln = А —Хх", ®тах=А2 — X. (2.4.2Д
Случайные величины Xi, Хг, X характеризуются соответст-
венно переменными х> mm. Xicp, п>ах. Под ср понимается
34
среднее арифметическое, номинальное значение пли математи-
ческое ожидание случайной величины. Тогда
Xi mn = Xi ср + Заь (2.4.3)
Х/тах = Л'/ср Зв/, (2.4.4)
где а/— среднеквадратичное отклонение значения X/ от его
математического ожидания.
Вычисление /-го значения случайной величины, необходимо-
* го для /го условия работоспособности, можно выполнить по
следующему выражению:
х = , (2.4.5)
х Ij max х I) mln
где j — порядковый номер условий работоспособности;
i __ порядковый номер первичного параметра;
,vzy — значение случайной величины, оказывающее влияние на
функцию работоспособности;
®/> mln = ?/(Xjcp mln » ••• • Xi ср mln, ср mln)» (2.4.6)
'?//max = ?/ (Х| ср max, •» , Xi ср max, Хп ср max), (2.4./)
где Xi ср mi । — среднее значение /-го минимального первичного па-
раметра;
Xi ср max — то же максимального;
Vi ) min — значение /-Й функции работоспособности при мини-
мальном значении /-го аргумента;
©//max — то же при максимальном.
С целью контроля работоспособности элементов рекоменду-
ется периодически производить измерения их параметров. В ре- .
зультате измерений образуется множество числовых значений
первичных параметров, которые подчиняются обычно нормаль-
ному закону распределения и вычисляются по следующим фор-
• мулам:
w/
Sx/k
Х/ср=2^_; (2.4.8)
'п/
( л’ек лср.5 ) ( xq* vcp.Q )
Kpq = ^--------------i-------------------(2.4.10)
III j I
где
v "'/ — количество измерений /-го параметра;
• '«» хчк — значения //-го измерения соответственно парамет-
ров I, р, q.
2* 35
Вероятность появления постепенного отказа элемента по ус-
ловию работоспособности определяется по выражению
^=т_ф(^г)’ <2АИ>
где Ф — табулированная функция Лапласа.
Среднее значение функции работоспособности ф;Ср. ее поправка
Pij н среднеквадратичное отклонение о; вычисляются по следу-
ющим формулам:
= (х/ср)iipu Z=l, 2, 3,..., л; (2.4.12)
, max 4~ ?</ mln ( xi cp) . (2 4 13)
°/= T a] + У XjpXjq Kpq , (2.4.14)
* 1=1 q^O
где Oj — среднеквадратическое отклонение i-го параметра из-
делия;
Ktq — корреляционный момент между случайными величи-
нами
хв и xq при (1 р п; 1 q «);
S — сумма по всем сочетаниям р и q, не равным друг другу.
q^-P
Наиболее сложно рассчитывается надежность с учетом по-
степенного отказа двухпроводной схемы управления стрелочным
электроприводом, цепей маршрутных реле, рельсовых цепей
электрической централизации и автоблокировки, а также схемы
диспетчерской централизации. Рассмотрим в качестве примера
расчет надежности схемы управления стрелками.
Пример. Каждый элемент электрической цепи двухпроводной схемы уп-
равления стрелочным электроприводом имеет свои электрические параметры
и режим работы, на которые воздействуют внешние и внутренние факторы,
На рис. 6 сопротивления отдельных элементов схемы имеют такие обозна-
чения: /?пср — обмотки пускового стрелочного реле;/?пк — контакт поляри-
зованного якоря ПСР-, /?Пр — предохранители; RUK — контакт нейтрального
якоря UCP', Rac — линейного кабельного провода стрелки; Rpp — обмотки
реверсирующего реле; Rr — добавочного сопротивления в цепи РР; RPPK —
контакта РР; -Я АПК — контакта автопереключателя; Rw — обмотки
двигателя; Rn — якоря двигателя; /?бк — блокирующего контакта.
Рабочие параметры элементов цепи двигателя электропривода можно
представить в виде активного сопротивления соответствующей величины с
заданными пределами его изменения. Для упрощения введем следующие
обозначения:
Z?l=/?ncp 4" Rrk 4" ^np 4" ^нк 4" ^ло
Я2 “ Яррк 4" ^an«; Z?3 = -f-/?я;
/?4=/?Бк; /?5-/?„ + /?,; Яб-/?пк + /?пр+Янк + Ялс.
36
Рис. 6. Параметрическая электрическая иепь двухпроводной схемы
управления стрелочным электроприводом
Общее сопротивление цепи двигателя
(Я2+ЯЗ +/?4)/?5 , п/_
/?обш = R + /?2 + КЗ + Я4 + Я5 +
Сопротивления элементов цепи можно считать случайными величинами
и записать в следующем виде:
(х2 4~ хЗ + л4) л5
vo6ji = -v + v9 4- лЗ 4- л4 4- л5 + л ’
Работоспособность схемы будет обеспечиваться только в том случае, если
общее сопротивление цепи 250^лОбщ^300 Ом. Условия работоспособности
можно записать в следующем виде:
. (х2 4-хЗ 4-т4) х5 „ ,
=300 — х1 — г2 4-л3 4- х4 4-х5~ л6: (2.4.15)
(л2 4~ лЗ 4~ л'4) х5
= *1 + >24-а-зЛ4+—5 + "6 - 250’ <2-4'16>
За время \t проведено 50 статистических измерений параметров схемы
рис. 6 (mi = 50) и по выражению (2.4.8) и (2.4.9) определены математи-
ческие ожидания случайных величин параметров элементов и среднеквадра- .
тнчные отклонения. При этом установлено, что к моменту времени t рас-
пределение вероятностей случайных величин параметров элементов соответ-
ствует нормальному закону. В результате расчетов получены следующие
значения:
л/ср = 102,5 Ом; в| =4.8 Ом;
х2ср = 49,5 Ом; с? = 3,03 Ом;
лЗср = 50,10 Ом; а3 = 2,9 Ом;
л'4ср = 60,9 Ом; = 3,4 Ом;
л5ср = 99,4 Ом; аб = 6,9 Ом;
л-5ср = 107,9 Ом; св = 6,2 Ом,
математических ожиданий случайных величин параметров уравнения
(2.4.15) и (2.4.16) примут такой вид: '
?/1 = 300-х/ср
(л2ср 4- Л^ср + л^ср) г^ср
л’^ср + л;3Ср 4- л4ср + т5ср ' СР’
(2.4.17)
Ц . — v / , (л2ср + 'v3cp + -v4cp) л5ср
2 ’ с₽ х2ср + ЧР + Х*ср + Л<5Ср
4" лбер — 250.
(2.4.18)
37
1ребуется определить вероятность безотказной работы с учетом постепенных
отказов к моменту времени t.
Решение.
После подстановки в выражения
(х=1, 2,..., 6) и вычислений получим:
(2.4.3) п (2.4.4) значений х, ср н Ст(
л/шах = 116-9 Ом: ЛАпах = 71,1 Ом;
•v-max = 58.5 Ом; Л'^тах = 119,8 Ом;
л5шах = 58,8 Ом; -^тзх = 126,5 Ом;
х/т11 = 88.1 Ом; v4mln = 50,7 Ом;
Чиа = 40-5 Ом; л*5т1п = 79,0 Ом;
^т1п = 41,4 Ом; „ л^т1п = 89,3 Ом.
и
С учетом (2.4.1), (2.4.6), (2.4.7)
минимальные значения функции работоспособности. Для этого в уравнения
(2.4.17) и (2.4.18) вместо, например, Xi ср подставляют значение xt гал, и
вычисляют фц, затем вместо х2ср подставляют Xjmax и вычисляют
фг> и т. д.
Подставляя в (2.4.17) вместо Хна.-вер соответственно Х|,2,... 6, нахо-
дят значения <р,- ь например:
_ „ (49,5 + 50,1 4-60,9)99.4 ’ Л
«и = ЗОЭ -116,9 + ——— -----------—zr— = 107,9 = 13,8 Ом;
т 49,4 + 50,1 +60,9 + 99,4 * 1
9л = 26,9 Ом;
9з1 = 27,0 Ом;
961 = 9,6 Ом.
Аналогично рассмотренному вычисляются значения
х, ши в (2.4.18); ф, ]—подстановкой
коп Xi min в (2.4.18):
(2.4.18) вычисляются максимальные и
9л = 26,8 Ом; 951 = 20,6 Ом;
ф,- 2 подстановкой
ffi 2 — подстанов-
Xi min В (2.4.17) и
9-12 = 36,2 Ом; 9П = 42,6 Ом;
922 = 23,1 Ом; 921 = 29,1 Ом;
932 = 23,0 Ом; 931 = 29,6 Ом;
942 = 23,2 Ом; 941 = 29,8 Ом;
952 = 29.4 Ом; 951 = 37,7 Ом;
962 = 40,4 Ом; 9К, =48,2 Ом;
912 = 7,4 Ом; 942 = 20,2 Ом;
922 = 20.9 Ом; ?52 = 12,8 Ом;
93., = 20,4 Ом; 9б2 = 1.8 Ом.
" Формуле
По найденным значениям max
значения xZ] и х/2:
(2.4.5)’ вычисляют
max Tj] mln
x'i = ~7----ZTi-------’
1 max mln
_Х21 = —0,122;
xai = —0,149;
x6i = —0,750
13,8-42,6 _ 28,8
116,9 — 88,1 28,8
хи = —0,147;
хи-----0,418;
38
и по формуле (2.4.5):
х42 = 0,147;
хи = 0,418;
л'62 ~ 0,750.
и (2.4.18) вычисляют функции работо-
хц = 1,00;
л-22 = 0.122;
хз2 = 0,149;
После подстановки х/ср в (2.4.17)
способности. (49,5 4-50.1 +60,9)99,4
?1 = 300 - 102,5 4- 49.5 + 50,1 Ч.60.9+99,4 + ’07.9 = 28.2 Ом;
д 5 + (49 '5 4- 50 1 160.9)^1_ _ 250 = 21,8 Ом.
tr2=lu“’ 49,5 + 50,1 4-60.9 4-99,4
По значениям ?/ут„, ?//тщ н формуле (2.4.13) вычисляют Р/] и Р/2:
max “I” тц min ~?i 13,8+42,6—2-28,2
4---------------------4 =
56,4 -56,4
₽ц
4
р21 =0,100 Ом;
р31 = 0,050 Ом;
Р61 =
= 0,00 О.м;
р41 = 0,050 Ом;
Р51 = 0,475 Ом;
0,35 Ом;
V РП = 0,000—0,100+0,050+0,050+0,475+0,350 = 0,826 Ом;
43.6-2-21,8
PH =-----4
р2э = —0,100 Ом;
р32 = — 0,050 Ом;
= 0,000 Ом;
р42 = — 0,050. Ом;
Р5,, = —0,4752Ом;
Р6., = —0,35 О.м;
п
= 0.000+0,100 -0,050—0,050— 0,475—0,350 = 0,825 Ом.
а,п
Математическое ожидание функции работоспособности определяется по
формуле (2.4.12) с учетом <р(, <р2 и Ер(>:
<г1ср = <?, + У рп = 28,2+0,825 = 29,025 Ом;
/=1
л
?2ср = ?•> + У, pi2 = 21.8 - 0,825 = 20,975 Ом.
/=1
ное о ЛСе П0 вь,Ра*снню (2.4.14) необходимо вычислить среднеквадратнч-
,.ТКЛОНенис Функции работоспособности. Вычисление выполняется по от-
ым операциям этого уравнения.
зведя в квадрат величины xij, получают:
*И - 1; xj, = 0,0216;
х|,«= 0,0149; xf, =0,1447;
л-1, = 0.0222; xl, = 0.5625.
39
Заданные значения ai также возводят в квадраты:
4 = 23,04 Ом»; а; = 11,56 Ом»;
4 = 9,2 Ом»; ад = 46,24 Ом»;
а2 = 8,4 Ом»; я2 = 38,44 Ом».
Находят произведение х, j а2 :
х?1 = 1 -23,04 = 23,04 Ом»; х^ а2 = 0,250 Ом»;
х2,. а| = 0,137 Ом»; х?, а? = 8,078 Ом»;
х2, 4 = 0.186 Ом»; х^а2 = 21,623 Ом».
/ л^б ’
’« = У У я2 = 753,314 Ом» = 7,3 Ом.
’ i=i
Аналогично вычисляется это же произведение для х22 . Так как значения
х/1 = x/а, то при равных а,- будут равны и их произведения:
°»= 1/ ^х2у я2 = 7,3 Ом.
» 1 = 1
Далее вычисляются функции Лапласа с]ср и с,, ;
- Ф. (^Е.) - Ф, (^21 - Ф, (2,873).
г \°2/ \ < , J /
По таблицам интеграла Лапласа находят значения этих функций [17]:
Ф, (3.154) = 0,4-991-836;
Ф2 (2,873) =0.4-979-799.
По формуле (2.4.11) определяют появления постепенного отказа:
Qi = 0,5 — 0,4991836 = 0.0008164;
Qt = 0.5 — 0.4979799 = 0,0030201;
т=2
v Qj = Qi +?г = 0,0028365.
• /=1
Вероятность безотказной работы, или вероятность непоявления посте-
пенного отказа:
Р = 1— Q. = 1 —0,0028365 = 0,997.
Это число показывает, что элементы схемы в течение времени t сохра-
няют СВ°И паРаметРы в заДанном диапазоне 300—250 Ом с вероятностью
40
Глава 111
НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ
И СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
§ 3.1. Анализ надежности систем
В течение длительного времени в соответствии с методикой,
изложенной в [1, 5], проводилась работа по сбору и учету ста-
тистических сведений о надежности систем электрической цент-
рализации (ЭЦ), автоматической блокировки (АБ), полуавтома-
тической блокировки (ПАБ) и др. Относительное распределение
отказов систем между службами оказалось следующим: сигна-
лизации и связи—0,35; пути — 0,508; энергоснабжения — 0,045;
движения — 0,097; другие службы — 0,006. Коэффициенты отка-
зов для систем имеют следующие значения: АБ — 0,42; ЭЦ —
0,382; ПАБ — 0,171; другие системы — 0,027. Распределение от-
казов по основным устройствам систем показано в табл. 6. Из
табл. 6 видно, что наибольшее количество отказов имеют свето-
форы, рельсовые цепи, воздушные и кабельные линии, приборы
и стрелки.
По статистической информации одной из дорог определен
закон распределения времени между отказами. Для этого было
установлено минимальное х|т1п=1 и максимальное х,тах=19
время между отказами (ч). Среднее приращение этой величины ’
согласно [4] равно
» ___ xi «"Ь_________1®______=09
14-3,3 log л 14-3,3 log 890
Распределение откатов между объектами — Коэффициент отказов
АБ эи ПАБ Средний
Таблица 6
Светофоры Рельсовые цепи 0,186 0,160 0.170 0,19
0,185 0,212 0,119 0,18
'-трелки Приборы Переезды Пульты Линш.""кн электропитания 0.058 0.220 0,068 0,115
0.194 0,031 0,031 0.050 0,099 0,020 0,070 0,016 0.138 0,189 0,122 0,031 0,045 0,08
*• ••• »1Ц ''*ЛС*Мгнт11 0,134 0,086 0,287 0,139
Защите 0,086 0,046 0,023 0,056
0,045 0,090 0.029 0,058
41
Количество интервалов группировки
__ xi max xi min_____ JQ
В табл. 7 показаны середины интервалов х<=0,5; 1,5 и т. д.
По значениям Ля, и х, построена гистограмма, которая наилуч-
шим образом может быть описана экспоненциальным распре-
делением
t
f (xi) =» \е~х= Ye Го .
Проверка соответствия f(x{) данным эксплуатации производи-
лась по критерию согласия %2 Пирсона. В табл. 7 также при-
ведены:
значения относительных частот До* = —£
* п
теоретические значения элементов вероятностей Д<? для каж- |
дого интервала:
xi xi
J f(x)dx = \ / t/д;
xi-l xt~t
теоретические значения чисел
Дя* = яД<7;;
значения меры расхождения между теоретическими числами
X2 и опытными данными:
Дл, ’
* /=1
При выполнении двух независимых условий s = 2, первое из
к к
которых . второе М (х) = У, Д<?‘ х. = 1, число степеней
/=1 /=1
Таблица fl
Х1 0.5 1.5 • 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8.5 9.5 18,5
Дл* 324 209 115 73 55 32 24 И И 10 23; «=890
Д<7; 0,364 0,235 0,1'29 0,082 0,062 0,036 0,020 0,016 0,012 0,011 0.023
Д<7, 0.33 0.22 0,15 0.1 0,065 0,035 0,03 0,020 0,013 0,009 0.018
Дл/ 293.7 195,8 133,5 89 57,8 31,2 26,7 17.8 11.6 8,01 16.02
7.2 3,1 0,8 2,5 2,8 0,10 0,02 0,3 0,8 0,03 0,5 3;-zl-W.f
42
Рис. 8. Распределение отказов
в течение суток
Рис. 7. Распределение
отказов по службам
свободы г = к — s = 19 — 2 = 17. По значениям Х2 = 15,9 и г =
= 17 из таблицы |16] находим, что вероятность PZ2=Bep|Z2>
> Z2J >5О/о. Полученная вероятность не является малой (гранич-
ное значение этой вероятности на практике [4] принимают Р7.2^
^30 40 о)- Следовательно, предположение о том, что плотность
вероятности времени между отказами f (xi) для систем железно-
дорожной автоматики имеет экспоненциальное распределение, яв-
ляется обоснованным.
Анализ показывает, что по мере увеличения оснащенности
дорог системами автоматики время между отказами уменьша-
ется. Это в свою очередь требует разработки мер по повышению
надежности как отдельных элементов, так и систем в целом.
Распределение отказов по дням недели (по вине службы
П, Э. Ш) (рис. 7) показывает, что максимум отказов приходит-
ся на четверг. Это объясняется, по-видимому, неравномерным
распределением объема работ, проводимых различными служ-
бами в течение недели. Распределение отказов в течение суток
(рис. 8) свидетельствует о росте числа отказов в рабочее время.
Важным звеном в системе «человек—техника» является об-
служивающий персонал, «надежность» которого существенно
влияет на работоспособность систем железнодорожной автома-
тики и телемеханики. Распределение среднего времени восста-
новления в зависимости от рабочего стажа обслуживающего
переспала, построенное по сведениям одной из дорог за год.
показывает, что большее время на устранение отказов тратят
работники эксплуатации со стажем до одного года, что объясня-
ется малым опытом работы. Следовательно, необходимо совер-
шенствовать формы обучения молодых специалистов по поиску
отказов, использовать тренажеры и логические схемы поиска
отказов, макеты и др.
Ьольшая часть отказов систем происходит вследствие недо-
*ТОЧНЬ,Х знаний обслуживающего персонала, небрежного об-
лак 1ИЯ С аппаРат5'Р0й, несвоевременного проведения профи-
И1||ТИ1еСКИХ Работ, произвольной регулировки устройств, схем
тан ’1ементов защиты, неточной установки режимов электропи-
• некачественной сборки устройств, установки предохрани-
43
телей, не соответствующих номиналам, нарушения порядка
объема и методики профилактики и ремонтных работ и т. д. ’
Анализ статистической информации об отказах систем АБ и
ЭЦ в течение четырех лет показал, что ряд элементов сохраня-
ет постоянную интенсивность отказов как в период приработки,
так и в период нормальной эксплуатации. Элементы систем,’
работающие в отапливаемых помещениях и с постоянной на-
грузкой, можно считать элементами с постоянной интенсивно-
стью отказов. К этой же группе элементов можно отнести такие
элементы рельсовых цепей, как ограничивающие сопротивления,
путевые трансформаторы, конденсаторные блоки. Однако рель-
совая линия, изолирующие стыки, путевые реле, дроссельные
перемычки, преобразователи имеют интенсивность отказов, пе-
ременную во времени, особенно - в послепусковой период эк-
сплуатации систем. Эти элементы сильно подвержены влиянию
климатических факторов. Время безотказной работы для таких
элементов подчиняется закону Вейбулла с плотностью
/(0=аС/с-1е-“<с,
где а — параметр, определяющий масштаб;
С — параметр, определяющий остроту и асимметрию расп-
ределения.
В системах централизации приработка устройств происхо-
дит быстрее, чем в автоблокировке. Это объясняется тем, что
первые устройства расположены в одном пункте и находятся
под постоянным наблюдением обслуживающего персонала и об-
ладают лучшей ремонтопригодностью. В период приработки на-
блюдается повышенное число отказов из-за некачественного
строительства и проектирования объектов. Для сокращения
периода приработки систем и снижения числа отказов необхо-
димо проверять в КИПах приборы, поступающие на объект с
заводов. Перед установкой нужно организовать проверку мон-
тажа релейных шкафов на макете, что позволит выявить нека-
чественные пайки, монтажные ошибки. Необходим также конт-
роль дистанции за качеством строительно-монтажных работ.
В первый год эксплуатации следует увеличить частоту профи-
лактики устройств, что, несомненно, сократит количество отка-
зов и период приработки.
§ 3.2. Определение восстанавливаемости
Среднее время восстановления является наиболее обобщаю-
щим критерием ремонтопригодности устройств. Оно складыва-'
ется из следующих составляющих: времени оповещения электро'
механика об отказе t0> времени следования к объекту отказа Лч-
времени поиска места отказа tn, времени устранения /у, т. е.
!В = + ^пр + t„ 4- ty.
44
1’ис. 10. Распределение времени восстановления
в системе АБ
45
На рис. 9—II показаны распределения времени восстановле-
ния в системах ЭЦ, АБ и ПАБ соответственно. В табл. 8 даны
средние значения Тв, t0, tn и /у по системам АБ, ЭЦ, ПАБ для
различных служб.
Расчетные данные времени восстановления для системы АБ
сведены в табл. 9, в которой приведены:
значения границ интервалов Ап* для случайной величины х,;
реализации этой величины для каждого из интервалов Ад*;
статистические значения вероятностей Ад для каждого ин-
тервала.
В графе 5 приведены теоретические значения вероятностей
Ап, для каждого интервала, рассчитанные в соответствии с выб-
ранной функцией распределения. Проверка соответствия экспе-
риментального и теоретического ’ распределения посредством
критерия Пирсона подтвердила предположение о том, что плот-
ность вероятностей времени следования к месту отказа в систе-
ме АБ распределена по закону Эрланга. Аналогичные результа-
ты получены при исследовании распределения времени следова-
ния к месту отказа систем ЭЦ и РПБ,
Анализ изменения Тя за ряд лет показывает, что сокращение
времени восстановления Тв идет очень медленно. Так, за послед-
ние годы наблюдалось незначительное сокращение средней дли-
тельности восстановления в основном за счет сокращения вре-
мени прибытия к месту отказа и повышения квалификации об-
служивающего персонала. В табл. 10 указаны мероприятия по
сокращению составляющих времени восстановления. Основное
внимание следует уделять совершенствованию средств оповеще-
ния об отказах и достав-
ки электромеханика к
месту отказа.
Время поиска tn зави-
сит от числа контрольных
операций и их длительно-
сти. Оптимальным будет
такой поиск, когда каж-
дый его «шаг» сокращает
энтропию задачи диагно-
стики в два раза.
Для программного по-
иска места отказа следу-;
ет использовать специаль-
ные таблицы или инфор-
мационные диаграммы,
предусматривающие ра-
циональную последова-
тельность выполнения
контрольных проверок
в зависимости от вида
46
Таблица 8
Наименование т- /.+/пр •у
г системы службы мни
— • К Общ. 80,7 .33.6 20,3 21,1
АЬ ш 74,2 35,2 18,6 16,8
Обш. 48,9 11.1 11,0 24,0
Ш 40,6 13,0 13,8 12,4
□ПК Общ. 96,5 30,6 25,0 30,3
Ш 84,6 31,8 21,0 25,8
Таблица 9
*1 ср 5 15 25 35 45 55 65 75 85 Примеча- ние
XI о-ю 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70 -80 80-90
Дп’ 17 38 28 20 10 6 5 1 1 л = 126
Д^* 0,134 0,301 0,222 0,158 0,079 0,047 0,039 0,008 0,008
Д<7 0,175 0,263 0,‘234 0,120 0,094 0,058 0,024 0,018 0,007
Дл< 21 34 29 17 11 7 4 1 1
0,75 0,47 0,03 0,5 0,1 0,14 0,25 О’ 0 7? = 2,25
Таблица 10
Составляющая времени восстановления Условное обозначе- ние Меры по времени восстановления
Извещение электроме- ханика об отказе Следование электроме- ханика к месту их от- каза 2Е*,ск отказавшего Объекта Устранение отказа ^0 Znp Автоматическая сигнализация объекта отказа, оперативность ДСП, оперативность диспетчера дистанции, применение сигнализации и теле- фонной связи на перегонах, применение ра- диосигнализации Доставка проходящими поездами, личный транспорт, оперативный транспорт дистанции, оперативный транспорт, общий с дистанциями других служб, организация дежурств и подме- ны, строительство грунтовых дорог Индикация места неисправности, встроенный контроль, повышение квалификации, обеспе- чение измерительными приборами, информа- ционные диаграммы поиска отказа Штепсельное включение, обеспечение ЗИПом и материалами, обеспечение инструментом, по- вышение квалификации, совершенствование ремонтопригодности
47
отказа и результатов предыдущих диагностических операций
Организация вызова обслуживающего персонала и быстрейшая
доставка его к месту отказа имеют особое значение на участ-
ках АБ, а также станциях ЭЦ и РПБ, особенно там, где отсут-
ствует сменное дежурство обслуживающего персонала. В этих
случаях время оповещения персонала и следования к отказав-
шему объекту достаточно велико и составляет соответственно
8—12 и 20—40 мин. На дистанциях связи следует применять
диспетчерское руководство, совершенствовать средства связи
на сигнальных точках и транспортные средства. Наиболее эф-
фективным для организации связи является применение малога-
баритных переносных радиостанций и дополнительной звонко-
вой сигнализации на перегонах. Особенно важно применение
средств радиосвязи при обслуживании автоблокировки. Внед-
рение технических и технологических средств восстановления
позволит получить экономический эффект, который можно рас-
считать по формуле
где ЭС8 — ежегодный экономический эффект от совершенствования
системы восстановления за счет средств связи;
t\ и ti — длительность /-го отказа до и после внедрения средств
совершенствования восстановления для систем автоматики:
3/ — потери в единицу времени от простоя системы автома-
тики по f-му виду отказа;
и tj — длительность устранения /-го отказа до и после внед-
рения средств восстановления для систем связи;
Зу —потери в единицу времени от простоя систем связи для
/-го вида отказа;
N — общее число восстановлений систем автоматики;
М — общее число восстановлений систем связи;
Тн — нормальный срок окупаемости;
Ск — капитальные вложения в строительство систем связи.
§ 3.3. Надежность рельсовых цепей
Анализ показывает, что на отказы рельсовой линии прихо-
дится 25—35% общего количества отказов устройств СНБ.
Такая повреждаемость объясняется спецификой устройства
и условиями работы рельсовых цепей. Рельсовая цепь подвер-
жена постоянным динамическим нагрузкам, колебаниям темпе-
ратуры и влажности воздуха. Вместе с тем применение в рель-
совой цепи соединительных и изоляционных элементов имеет
недостаточную механическую прочность. Обслуживание рельсо-
вых цепей и их восстановление осуществляются работниками
нескольких служб (связи, пути, энергетики), причем в ряд?
48
Таблица II
Причина отказа Коэффициент отказов р. ц.
Неразвет- вленнзя (стан- ция или пере- гон) Разветвлен- ная (станция)
Нарушение изоляции в стыке 25,0 26,0
Нарушение изоляции в стяжной полосе, серьге, 4 0
гарнитуре Понижение сопротивления балласта 13,0 4,4
Гппбшение с рельсом соединительного троса, зазем-
ления контактной опоры, фермы моста, трубы об- дувки 14.2 6,2
Обрыв или плохой контакт стыкового соединителя 21.7 6,9
Обрыв или плохой контакт соединительного троса,
бутлежной перемычки 5.7 11,0
Закорачивание посторонними предметами и при нуте-
пых работах 18,7 8,0
Прочие причины 6,7 2.5
Всего 100% 100%
случаев между ними отсутствует необходимая производствен-
ная взаимосвязь.
Коэффициенты отказов рельсовой цепи (р. ц.) по различным
причинам представлены в табл. 11, из которой видно, что наи-
более ненадежными элементами являются изолирующие стыки,
элементы изоляции стрелок и стыковые соединители.
В табл. 12 приведены значения интенсивностей отказов сты-
ковых соединителей, изоляции стрелок и изолирующих стыков,
полученные по результатам трехлетней эксплуатации систем
ряда дорог. Большинство отказов в рельсовых цепях происхо-
дит вследствие повышенного затухания рельсовой линии, выз-
ванного обрывом или повышением сопротивления стыковых сое-
динителей, перемычек или за счет уменьшения сопротивления
изоляции на стрелке и в изолирующих стыках.
Таблица 12
Элементы рельсовой цепи Расчетная единица Интенсивность отказов и»ср (10—3 1/год)
1970 г. 1971 Г. 1972 г.
Стыковой соединитель 1 соединитель 0.11 0,08 0,083
Изолирующий стык 1 стык 11 12 9.4
Изоляции на стрелке 1 стрелка 22 28 26,6
49
Поиск отказа рельсовой цепи сводится в основном к опреде-
лению места обрыва или короткого замыкания. Соотношение
отказов типа обрыва и короткого замыкания составляет при-
мерно 1:3 в неразветвленных рельсовых цепях и 1:5 в развет-
вленных. Последовательность поиска отказа в разветвленной
рельсовой цепи маршрутно-релейной централизации с лучевым
питанием на неэлектрифицпрованном участке приведена в
табл. 13.
Перед проверкой следует убедиться, что ложно занята толь-
ко одна рельсовая цепь луча, а остальные не имеют ложной
занятости. Табл. 13 составлена в предположении, что электро-
механик в момент появления неисправности находится на посту.
Если он в это время находится в непосредственной близости от
неисправной рельсовой цепи, то’ можно приступать к поиску
неисправности с проверки № 5. Если при этом окажется, что
напряжение на вторичной стороне релейного трансформатора
больше напряжения притяжения путевого реле, то дальнейшую
проверку следует вести на посту с проверки № 1.
Основное число отказов рельсовой цепи приходится на обрыв
(нарушение контакта) стыковых соединителей вследствие не-
достаточно надежной конструкции или нарушения технологии
монтажа соединителей. Потеря контакта в стыковых соедините-
лях возникает, в частности, из-за плохого контакта между штеп-
селем и рельсом, обрыва соединителей в месте приварки прово-
локи к штепселю. В ряде случаев соединители не соответствуют
требованиям Нормалей по рельсовым соединителям, перемыч-
кам и изолирующим стыкам. Обрыв приварного соединителя
происходит из-за некачественной приварки или из-за того, что
соединитель установлен слишком высоко и легко сбивается
колесом модерона. Часто нарушается контакт в манжете при-
варных соединителей вследствие пережога части проводов при
приварке или недостаточного усилия обжатия манжеты, что при-
водит к попаданию внутрь манжеты влаги и коррозии.
Для проверки качества токопроводящего сгыка надо изме-
рить напряжение на каждом соединителе по обеим рельсовым
нитям или между рельсами до соединителя и после него. Сопро-
тивление рельсов постоянному току в основном складывается из
сопротивления стыков, которое в свою очередь определяется пе-
реходным сопротивлением стыковых соединителей и накладок.
Так как переходное сопротивление накладок колеблется в боль-
ших пределах, то фактическое сопротивление рельсовой нити
постоянному току в основном зависит от типа и качества сое-
динителей.
На электрифицированных участках ложная занятость рель-
совой цепи может быть вызвана поперечной или продольной
асимметрией рельсовой линии. Поперечная асимметрия (асим-
метрия по изоляции) возникает при непосредственном присо-
единении к одной из тяговых нитей заземлений контактных опор
50
T а блиц a 13
u/u <к
Содср*а,,,,с "P00^*"
Результаты проверки
Причина отказа
На измерительной пане‘
ли измерить напряже-
ние путевого реле
2 Проверить состояние
путевого реле
3 Проверить прочность
крепления путевого ре-
ле в штепсельной ро-
зетке
1 Измерить напряжение
непосредственно на об-
мотках путевого реле
5
6
7
8
9
Измерить напряжение
на вторичной обмотке
релейного трансформа-
тора
Подключить вольтметр
к тросовым перемычкам
релейного конца, от-
ключив провод на низ-
кой стороне релейного
трансформатора
Измерить напряжение
на высокой стороне пи-
тающего трансформа-
тора
Измерить напряжение
на низкой стороне пи-
тающего трансформа-
Измеригь напряжение
ограничивающем
реостате в питающей
коробке
Напряжение больше J
напряжения притяже-
ния
Напряжение равно ну-1
лю или меньше напря-1
жения притяжения
Якорь реле притянут
Якорь реле отпущен
Якорь реле притяги-
вается
Якорь реле не притя-
гивается
Напряжение больше
напряжения притяже-
ния
Напряжение меньше
напряжения прнтяже->
ни я
Напряжение больше,
чем на посту
Напряжение резко воз-
растает
Напряжение не увели-1
чнвается или увелнчи-.
вается незначительно I
Напряжение отсутст-,
вует или значительно |
меньше нормального
Напряжение отсутст-
вует или значительно
меньше нормального
Напряжение нормаль-
ное
Напряжение отсутст-
вует или значительно
меньше нормального
Напряжение больше
нормального близкое к
напряжению на низкой
. стороне питающего
1 трансформатора
9
2
5
3
4
Обрыв в цепи или пе-
нс правность повторите-
ля путевого реле
Плохой контакт в штеп-
сельной розетке
Неисправность путевого
реле
Обрыв в монтаже меж-
ду кабельными клемма-
ми и обмоткой реле
Обрыв или сообщение
в кабельной линии меж-
ду релейной коробкой
и посто л
Плохой контакт в рель-
совой линии
Обрыв в рельсовой ли-
нии
Обрыв кабельной линии
между оконечной пи-
тающей коробкой и бли-
жайшей групповой
Неисправен питающий
трансформатор
Полный обрыв в рель-
совой линии
Нарушение изоляции
рельсовой линии
51
и других металлических сооружений. В результате создается I
неравенство тяговых токов в рельсах. Продольная асимметрия!
(асимметрия по сопротивлению) чаще возникает при отсутст-
вин или обрывах стыковых соединителей на одной из рельсовых !
нитей, в результате чего сопротивление этой нити возрастает и11
по ней протекает меньший тяговый ток. Оба вида асимметрии!
при электротяге переменного тока могут привести к искажцщ110
импульсов кодов локомотивной сигнализации или к отказу anna- I
ратуры рельсовой цепи. При завышенной асимметрии тягового I
постоянного тока уменьшается сопротивление дроссель-транс-1
форматора сигнальному переменному току за счет подмагничи- I
вания сердечников этого прибора постоянным током, что может |
быть причиной отпускания якоря путевого реле.
Нарушение изоляции в изолирующем стыке происходит из-
за нарушения торцовой изоляции при сгоне стыка, разрушения
боковой фибры или продавливания втулок и шайб.
Характерным нарушением технологии монтажа изолирующе-
го стыка является принудительная установка болтов в отвер-1
стия накладок при несоосности последних с отверстиями в рель-1
се. При этом нередко нарушается изоляция. Кратковременное
закорачивание рельсовых цепей наблюдается чаще всего при
замене рельсов, разгонке зазоров в изолирующем стыке, замене.
стрелочного перевода, проезде дефектоскопной тележки с не-
исправной изоляцией, проезде модерона с малой скоростью по
изолирующему стыку, работе путейских электроагрегатов с не-1
исправной изоляцией проводов, замене шпал и перешивке пути. I
При отыскании неисправности рельсовой цепи наибольшим
трудности представляет поиск места нарушения изоляции на
стрелке и в стыке. Поэтому на практике разработано много I
методов проверки исправности изолирующих стыков и изоляции
на стрелке.
Характерным отказом изолирующего стыка с металлически-
ми накладками является нарушение боковой изоляции, изоля-
ции в болтах накладок (шайбы, втулки) в случае сгона стыка
или при попадании в зазор металлической стружки. Наиболь-
шее распространение получил метод проверки состояния изоли-
рующих стыков с помощью измерений напряжений между рель-
сом и накладкой.
§ 3.4. Надежность электроприводов
и светофоров
Для определения надежности стрелочных электроприводов |
типов СПВ-5, СП-2, СП-2Р в течение года проводилось наблЮ- j
дение за их работой.
К характерным отказам стрелочных электродвигателей сле-
дует отнести: загрязнение коллектора двигателя угольной пылью
щеток; понижение изоляции обмоток из-за наличия угольной
52
нпагл; выгорание изоляции между ламелями коллекто-
пыли и ‘вис’ некачественного их изготовления; неплотное
Ра 0СЛтие теток, приводящее к сдвигу щетки относительно ней-
прижа 6oft ИзОляции коллектора вследствие нарушения тех-
тРа•11,'и изготовления. Определенное число отказов автопереклю-
НО 'пя происходит вследствие образования дуги на его контак-
ЧаТС'при размыкании цепи в схеме управления стрелкой, разре-
ТЯХ inoBKH контактов контрольной цепи схемы стрелки, излома
Г‘бок индивения контактов из-за отсутствия в электроприводах
г' ктпОобогрева, попадания на контакты автопереключателя
^Ycia Напрессовка снега между остряком и рамным рельсом
поивотит к перегоранию предохранителей рабочей цепи, а в не-
которых случаях и к выходу из строя моторов.
Для отдельных элементов электропривода определено сред-
нее время восстановления при отказе без учета времени следо-
вания к месту отказа: на чистку контактов автопереключателя
необходимо 10 мин, на замену электродвигателя — 18 мин, реле
Г1ПРЗ-5000—10 мин, регулировку рабочих и контрольных тяг —
15 мин, замену выпрямительных элементов — 8 мин. Это сви-
детельствует о необходимости улучшения ремонтопригодности
элементов электропривода.
Анализ статистической информации позволил установить
параметры надежности электроприводов (табл. 14). Среднее
время восстановления электроприводов СПВ-5, СП-2 и СП-2Р
равно соответственно 18; 21,6 и 23,3 мин (без учета времени
следования к месту отказа).
Для повышения надежности и ремонтопригодности стрелоч-
ного электропривода необходимо совершенствовать его конст-
рукцию, в частности улучшить доступ к клеммам курбельного
контакта, повысить качество электродвигателей, удлинить на-
ружный борт крышки электропривода на 10 мм для предотвра-
щения попадания влаги в электропривод, изменить конструк-
цию автопереключателя электропривода.
Основная часть отказов светофоров всех типов (табл. 15)
приходится на нарушение контакта в ламподержателе и персго-
Таблица 14
Тип электропривода Параметр потока отказов, 1/ч Вероятность безотказ- ной работы (8760 ч)
СПВ-5 0,067-10*“’ 0,84
СП-2 0,17-10-4 0,85
СП-2Р Электродвигатель Л'.СП-О,1 Пусковое реле 0,23-10~4 0,81
0,052-10-6 0,95
0,013-10~6 0,99
^переключатель 0,016-10“6 0,98
53
Характер отказа
I а блиц а |5
Коэффициент 1
и|каза. Щ
* JO Т
Перегорание нити ламп ранее срока 16
Нарушение контакта в ламподержателс 32
Повреждение монтажных проводов 16
Плохая видимость огня светофора (после замены ламп, смещение головки и т. д.) 24
Повреждение негабаритным грузом головок карликовых светофоров 7
Излом контактных штырьков 1.5 1
Повреждение от грозы
Итого 100
ранне нити лампы ранее установленного срока профилактики.
Отказы в основном носят внезапный характер. К недостаткам?
схем управления и конструкции прожекторных светофоров еле-1
дует отнести ненадежность схемы контроля рамки сигнального!
механизма, недостаточную защищенность контактов реле ПС-45
от обмерзания.
Результаты расчетов параметра потока отказов, вероятности
безотказной работы и среднее время восстановления для рая
личных видов и типов светофоров приведены в табл. 16.
I а б л и ц а 16
Тип светофора Количество сигналов Отказы Параметр по- тока отказов и- 10—• Вероятность безотказной работы (Я760ч) < ' тпее премЯ п’Сстановле^И пив, мин 1
Входные 376 19 7 0.95 60
Выходные 770 29 32 0.96 40
Маневровые 368 16 6 0.95 40
Проходные 966 27 3.9 0,97 74
Для повышения надежности линзовых светофоров необходим
мо изменить конструкцию ламподержателя (таким образом, что?
бы при установке лампы в гнездо не изменялась фокусировка),
а также цоколя светофорной лампы. Кроме того, надо разрабо-
тать наружные линзы усиленной прочности. Отказы светофор*
ных ламп в основном внезапные. Срок их службы зависит оГ
режима горения и напряжения на лампе:
U \-15
То -- Тон
где Тон — номинальный срок службы при номинальном напрЯ
женин UH; для ламп ЖС 12-15 и ЖС 12-25 устаноИ
лево: 64=12 В и ГОп=Ю00 ч.
Согласно инструкции ЦШ/2350 напряжение на лампах лиН]
новых светофоров главных путей должно быть в пределах
Таблица 17
i * - 10,5 11 11,5 12 12,5 13
14 950 7200 3610 1880 1000 560 32
Час 623 300 150 156 42 23 13
Сутки Таб лица 18
— Колнче- Отказало ламп
лампы ст в о испы- танных я момент в течение
ламп включения 1 ч | 1 ч 10 мин 2ч | 3 ч
ЖС-10-10 1000 14 4 0 0 0
ЖС-12-15 1000 8 3 0 0 0
11-12 В, на лампах остальных линзовых светофоров 10-12 В.
Средние сроки службы ламп (табл. 17) для пределов 10—13 В
вычислены по приведенной выше формуле.
Увеличение напряжения на светофорной лампе на 1 В по от-
ношению к номинальному сокращает срок службы лампы более
чем в три раза, а уменьшение на 1 В — увеличивает срок почти
в 4 раза. Для научного обоснования оптимального времени тре-
нировки ламп, которое сейчас составляет 4 проведены экспе-
риментальные стендовые испытания 2000 ламп прожекторных
и линзовых светофоров (табл. 18).
Из табл. 18 видно, что в основном отказы выявляются в те-
чение 10 мин после включения напряжения, а часть ламп от-
браковывается перед установкой. Следовательно, нет необходи-
мости проводить тренировку ламп в течение 4 ч. Достаточно
вести тренировку 30 мин, что позволит получить значительную
экономию электроэнергии и сократить время тренировки.
§ 3.5. Надежность релейной аппаратуры
Статистические данные по отказам элементов и схем кодо-
вой автоблокировки позволяют выделить менее надежные эле-
менты: рельсовые цепи, импульсные реле, дешифраторные ячей-
ки, трансмиттерные реле.
большое число отказов приборов систем автоблокировки
1Табл. 19) падает на аппаратуру, работающую в импульсно-ко-
°вом режиме, главным образом на кодовые трансмиттеры.
п>льсные и трансмиттерные реле и дешифраторные ячейки.
ц(1 3 табл. 19 видно, что отказы импульсных реле составляют
каз °бЩего числа отказа приборов и 2.35% общего числа от-
ситет СИСТем автоблокировки, т. е. надежность этих реле отно-
’ ыю невысокая по сравнению с реле типа НМШ.
55
Таблица ig
Наименование прибора % к числу от- казов приборов % к числу От казов сис«Ч(;
Кодовые трансмиттеры 20 —-1 4,3
Реле ТР 17,5 3.7
Ячейки дешифраторные 16 3.4
Нейтральные реле 2.5 0.5
Разъемы плат нейтральных реле НМШ 12.3 2.5
Импульсные реле ИРВ ПО 11 2,35
Прочие (ВАК, ДТ и др.) 20,5 4.35
Итого 100 21 ’
В приложении II даны показатели надежности реле, рас-
считанные по данным эксплуатации.
Результаты обработки данных по отказам элементов им-
пульсных реле (табл. 20) показывают, что 46,7% отказов про-
исходит вследствие электрического износа материала контак-
тов (эрозия), разрегулировки электрических .характеристик
реле, увеличения переходного сопротивления контактов, связан-'
ного главным образом с эрозионными процессами на контак-4
гах и дефектами регулировки контактного давления. Опреде-
ленное число отказов импульсных реле (6,89%) происходит
вследствие попадания продуктов износа контакта и металличе-
ской стружки из магнитного материала между якорем и полюс->
кыми наконечниками реле. Неисправности реле ИРВ-110 проис-
ходят также вследствие пробоя выпрямителей при грозовых
разрядах, обрыва обмоток и монтажных проводов в местах пай-
ки, боя стеклянного колпака, коррозии деталей и др.
Параметр потока отказов импульсных реле (интенсивность
отказов) колеблется в пределах (0,85—3,7) 10'6 1/ч. Это обьяс-
няется различием условий работы реле в схемах систем авто-
блокировки, трансляций рельсовых цепей, разнообразием схем
и способов защиты контактов путевых реле, разным уровнем
технологии регулировки реле в КИПах и их обслуживания. J
Рассмотрим отказы, указанные в табл. 20, по характеру!
возникновения и возможности прогнозирования и предупрежде'
пия путем профилактической замены и ремонта. К постепенны»
отнесены отказы импульсных реле, которые можно контролиро^
вать и предупреждать при профилактических осмотрах или Рс’
монте реле в КИПах. Такне отказы составляют значительную
часть — 67,74%. Внезапные отказы, подчиняющиеся экслонен«1
анальному закону распределения и неподдающиеся контролю. «
составили 28,77%. Следует отметить, что в табл. 20 к постепе»'
лым отказам отнесены также возможные отказы импульсных I
реле, предупрежденные путем заблаговременной замены реле!
при профилактических осмотрах.
56
Т а б л и ц a 2(>
Неисправности реле
опозня контактов
пенное переходное сопротивление контакта
^Хгулировка электрических характеристик
^онческнй пробой выпрямителей при грозе.
Приварке соединителен
Попадание продуктов износа контактов и струж-
ки в зазоры
дефекты пайки монтажа
Износ антимагнитного упора
Обрыв обмотки
Бой колпаков
Прочие (в том числе неустановленные)
% к общему числу Характер отказа
46,7 Постепенный
6,9 >
12,64 »
12,64 Внезапный
6,89 >
4,59 >
1,5 Постепенный
2,3 Внезапный
2,35 »
3,49 »
обработки „данных по
Анализ результатов статистической
отказам и фактических явлений, происходящих при работе им-
I ульсных реле, позволяет выделить прогнозирующие параметры,
от которых зависит надежность работы реле типа ИРВ-110.
К ним относятся: эрозионный износ материала контактов реле,
величина переходного сопротивления контактов, электрические
характеристики — напряжения подъема и отпускания, величина
контактного давления, величина магнитной индукции в рабо-
чей точке постоянных магнитов, механический износ антимагнит-
ного упора, релаксация пружин и их механическая прочность.
При срабатывании импульсного реле в зазоре между контак-
тами возникает автоэлектронная эмиссия, приводящая к появ-
лению искры. Это не приводит к заметной эрозии (износу)
контактов, однако способствует протеканию окислительных про-
цессов и образованию на поверхности контактов различных сое-
динений, вызывающих увеличение переходного сопротивления.
Наиболее трудным этапом в работе контактов является процесс
их размыкания. Поверхность соприкосновения контактов при
размыкании быстро уменьшается, что приводит к росту пере-
ходного сопротивления. В то же время ток в цепи почти не успе-
Вает уменьшиться, поэтому редко увеличивается выделяемая в
оптантах мощность. Металл в точке соприкосновения оплавля-
йся, что приводит к постепенному разрушению контактов. На-
гретые контакты являются источником термоэлектронной эмис-
которая облегчается благодаря большой напряженности
непЯ В 3азоРс между близко расположенными контактными по-
обо Остями- Вылетающие с катода электроны ионизируют газ,
^Do 3'Я И0,1Ь|’ которые бомбардируют катод и вызывают его
электЮ ^отеРи металла катода пропорциональны количеству
Ричества, переносимого искрой. Исследования переходного
57
сопротивления контактов импульсных реле, работающих в схема
управления дешифраторными ячейками, проведенные лаборатц.
рией Уральского отделения ЦНИИ, показывают, что переходное^
сопротивление контактов постепенно растет и к концу года
эксплуатации примерно 40% испытуемых контактов имели со-
противление на 10—15% выше нормы (0,05 Ом).
Возрастание сопротивления контактов объясняется следую-
щими причинами. У твердых контактирующих материалов прак-
тически невозможны идеально плоские поверхности, поэтому
считают, что контакт в момент соприкосновения создается не
более чем в трех точках. Сумма всех поверхностей соприкосно-
вения, воспринимающих контактные усилия, намного меньше
кажущейся площади соприкосновения. При сближении и сколь-
жении контактов неровности поверхности приходят в соприко-
сновение, деформируются пластически и образуют наклепы, соз-
дающие металлический контакт и увеличивающие общую пло-
щадь соприкосновения контактов. Окисные пленки черного цве-
та, обладающие высоким удельным сопротивлением, при этом
легко продавливаются или пробиваются электрически. Однако
по мере эрозийного износа материала, происходящего за счет
мастиковой эрозии и кратковременных дуг, происходит накоп-
ление абразивных (твердых) частиц на поверхности контактов»
образующиеся наклепы повышают твердость и удельную прово-
димость материала контактов, процесс окисления частиц метал-
ла контактов ускоряется. Процесс окисления сплава СРКД-96-14
контактов и коррозия деталей импульсных реле проходят более
интенсивно при наличии в атмосфере серы из отходов предприя-
тий, появлении озона при искрении контактов и т. д. В резуль-
тате действия этих причин число металлических поверхностей
соприкосновения при замыкании сокращается и сопротивление
контактов растет.
В числовой кодовой автоблокировке применяются в основ*
ном трансмиттерные реле типов TP-ЗБ и TP-ЗВ. Основными при-
чинами отказов реле TP-ЗБ являются подгар и эрозия контак-
тов, износ замковой планки, выпадание контактных наклепов,
обрыв обмотки и др.
Наиболее характерными отказами реле TP-ЗВ (табл. 21) яв-
ляются излом ведущей пружины, пробой изоляционных прокла-
док, пробой конденсаторов, включенных до контактов трансмнт-
горных реле, пробой диодов, сгорание контактов. Анализ отка-
зов показывает, что они носят внезапный характер. Причиной
излома ведущих пружин реле типа TP-ЗБ являются дефекты
материала пружин или дефекты их регулировки, а не увеличен*
ный ход якоря, как это иногда считают, поскольку надежно Ра‘
ботающне пружины типовых кодовых реле имеют примерив
такой же ход (2,4—2,6 мм).
Пробой изоляции между контактами в основном происходит
в аварийных ситуациях и наблюдается только на участках. Я
58
Таблица 21
Неисправность реле % к Общему числу Характер отказа
к сгорание контактов nS изоляции между контактом // и 12 и короткие замыкания обмотки Щ диодов и конденсаторов ИЬлом ведущей пружины 34.8 Постепенный
17,9 И.7 26,8 9.8 Внезапный > >
электротягой переменного тока. При этом происходит не только
пробой изоляции, но и повреждение всей аппаратуры релейного
шкафа. Пробой изоляции наблюдается также и в реле ТР-ЗВ,
несмотря на большие геометрические размеры изоляционных
деталей.
Эрозия контактов реле ТР-ЗВ, как правило, происходит
от неправильного включения защиты контактов.
Доля отказов дешифраторных ячеек по отношению к общему
количеству отказов устройств кодовой автоблокировки
(см. табл. 20) незначительная (3,4%), тогда как доля отказов
ячеек в общем количестве отказов приборов кодовой автоблоки-
ровки относительно высокая и составляет в среднем 16%. Почти
60% отказов ячеек происходит из-за неисправности электролити-
ческих конденсаторов, установленных в цепи сигнальных реле
(потеря емкости, обрывы электродов, пробой), 16,8% падает
на короткие замыкания и обрывы диодов Д6 и Д7. Имеют ме-
сто отказы диодов при грозовых разрядах молнии в рельсовые
линии или в цепи энергоснабжения автоблокировки (см.
табл. 22).
Отказы реле-счетчиков составляют 8,3% общего количества
отказов ячеек и происходят в основном из-за нарушений меха-
нических и временных характеристик кодовых реле-счетчиков,
являющихся следствием ошибок и упущений персонала КИПов.
Отказы контактов происходят также вследствие увеличения
электрического сопротивления контактов при образовании окис-
ных пленок, эрозии и др.; 3,9% отказов происходит из-за на-
рушений контактов в штепсельных разъемах; 13% — по неуста-
новленным причинам. К последним относятся отказы типа
’сбоев» и отказы, возникающие при величинах емкостей, близ-
1,х к критическим, а также вследствие понижения напряже-
я-климатических воздействий и др.
р наименьшее количество отказов дают нейтральные реле.
Элр'ЛЬТатЬ! обработки данных с дифференциацией по отказам
Хо?С,1ТОв Реле показали, что большинство этих отказов проис-
Pei"T ВСледстВ1,е нарушения контактов в штепсельном разъеме
Тоз ’ От грозовых разрядов, индивения и обледенения контак-
Липо . 11 Установке реле в напольных условиях), из-за разрегу-
р вки характеристик и др.
59
Таблица 22
Неисправность ячейки % к обпюму числу — Характер оТкаэа
Потеря емкости конденсаторов, обрыв, пробой Нарушение временных характеристик реле Неисправности диодов (пробой, обрыв) Нарушение контактов в разъемах Прочие (в том числе неустановленные) 58 8.3 16,8 3,9 13 Постепенный > Внезапный >
Итого ... 100
Расчетные данные среднего .значения параметра потока от*
казов нейтральных реле показывают, что надежность этих реле
весьма высокая, а параметр потока отказов лежит в пределах
(0,018—0,17) 10-в 1/ч. Отказы нейтральных реле являются в ос-
новном внезапными (62—72%) и происходят на отрезке време-
ни, когда число износовых отказов ничтожно. Часть отказов»
отнесенных к постепенным, возникает, как показывает анализ,
вследствие недостаточно высокой квалификации работников
КИПов и нарушений технологии ремонта реле. Отказы из-за
потери контакта в съемных штепсельных платах реле типа HP
наблюдаются в основном по двум причинам: из-за некачествен-
ной заводской регулировки пружин в гнездах и вследствие пло-
хой фиксации платы на реле.
Определенное число отказов в системе электрической центра-
лизации падает на пусковое реле, работающее в тяжелых усло-
виях. Анализ отказов реле типа ППРЗ-5000 по годам показал,
что резкий всплеск отказов наблюдался в 1968—1969 гг. из-за
излома латунных деталей реле. В целях выявления причин отка-
за были проведены испытания группы реле с герметизацией и
без герметизации кожуха. Установлено, что латунные детали
герметизированных реле разрушаются значительно быстрее, чем
негерметизированных? вследствие наличия агрессивной среды
(аммиак) и остаточных напряжений в латунных деталях (холод-
ная пластическая деформация болтов при их изготовлении)’,
растягивающих напряжений от внешних нагрузок (крепление
болта гайкой к плате); ненадежного крепления болта к плате,
допускавшего при затягивании болтов трещины в компаундной
массе и попадание внутрь кожуха водяных паров. Для повыше*
пня надежности этих реле была использована латунь с большим
содержанием меди; произведен отжиг латунных деталей при
температуре 600—7ОО'°С; увеличена галтель в месте перехода
стебля болта к головке; применены крепежные платы из специ-
ального пресс-порошка, не допускающего выделения активного
окислителя аммиака (марки К-214-2, К-214-42 ГОСТ 5869—
Результаты входного контроля качества приборов (табл. 201
показывают, что дефекты приборов распределены следуюши
60
Таблица 23
_____ Отремонтировано в КИПах Вероятность отказа при
Провере но дорог транспортировке
93922 прибора 5315 прибора 0.056
бпазом: наличие посторонних предметов (165), нарушение
° ^трических характеристик (1474), нарушение механических
Характеристик (740), обрывы катушек (15), дефекты контактов
%95). ошибки монтажа (75), механические повреждения (659),
отказы конденсаторов (155), диодов (145), прочие отказы
Для исследования влияния транспортировки на параметры
релейной аппаратуры (табл. 24) с отдельных заводов-изготови-
телей были сделаны контрольные отправки аппаратуры на же-
лезные дороги.
Применяемая упаковка реле отвечает требованиям тран-
спортировки. После транспортировки электрические и механи-
ческие характеристики реле остаются в пределах нормы. Однако
имеют место случаи завышенного переходного сопротивления
контактов, причем сопротивление легко приводилось к норме
путем пропуска через контакты тока величиной 2—ЗА. Необхо-
димо также разработать типовую тару для транспортировки
релейной аппаратуры на автомашинах при комплексном методе
обслуживания автоблокировки, когда замена приборов центра-
лизованно осуществляется большими партиями.
Таблица 24
Количество отправленных приборов е ре- йв ле- уголь-
Дорога назначения Вид тары в партии проверено Завышенное п ходное сопрот ние контактов серебро Состояние упаковки, амор- тизационной тары
Восточно-Сибир- ская и ^«брьская О**ско-Кишинев- х •*<!Я ^УйбыщевсКая Я ШИКИ Контейнер Ящики Контейнер 45 483 150 306 45 46 33 45 10 3 11 16 Смещены пакеты относи- тельно оси Смещены пакеты относи- тельно оси; в трех ящи- ках с одной стороны не было амортизационного ма- териала При открытии двери кон- тейнера вывалилось одно реле из россыпи
61
Таблица 25
типам dUU 1 1 2 *? сч 1 ж
IHllft по ле зиь -1ЕГ UHQOVOM го 1 1
Л £ е.& о Я *о с ШИ ТП11МЭ ГПМ ‘ШН Г- 00 со ’Т 1 1 ео НО •-* со
Число аи ‘аэи ‘ам 'ан 8 со ю г- • 00 1 1 со ео
О в 3 <S О* 1н Стре- лочный привод 8 1 сч 5 ’Г 1
обмерза I аппара Сиг- наль- ный м«*Я- НИЗМ 1 сч СО 1 1 сч «—* 1 1 1 тГ
Число вида» Реле со ТГ о со со ю ю сч сч СО
UHiieedanQo огэиН 101 188 00 •и (О ’Т СО —•
И
<и
5
з
S
62
§ 3.6. Анализ влияния внешних воздействий
на надежность аппаратуры
Лиа ни влияния минусовых температур и влажности на иа-
. • ость аппаратуры релейных шкафов и будок проведен по
де*"стпческой информации, полученной с 10 дорог (табл. 25).
г/3 ечеиие года зафиксировано 194 случая обмерзания реле,
В нем 46 из них связаны с примерзанием якоря и 148 — с об-
Кпзанием контактной системы реле. Примерзание якоря осо-
г нно часто наблюдалось на Казахской, Южно-Уральской и За-
ла тио-Сибирской дорогах. Обмерзание релейной аппаратуры
преобладает в дни с ясной погодой при резких перепадах темпе-
ратхры. В результате нагрева стенок релейных шкафов, будок
и путевых коробок происходит таяние инея, изморози и снега,
что в свою очередь вызывает увеличение влажности воздуха,
накопление инея, изморози и даже льда. Для снижения числа
отказов вследствие температурных воздействий в релейных шка-
фах надо использовать обогреватель в виде электрических ламп
мощностью 100—150 Вт или резисторов сопротивлением 15 Ом,
мощностью 75 Вт, устанавливаемых на средней полке шкафа.
Мощность обогревателей, устанавливаемых в двухполочных и
трехполочных шкафах, должна быть не менее 15—20 Вт, а в
четырехполочных шкафах — не менее 30 Вт на каждую полку.
В шкафах типа ШРШ-4 рекомендуется применять обогреватели
обшей мощностью не менее 50—60 Вт, а в шкафах типа
ШРШ-6 — 100 Вт, в путевых стрелочных коробках—20 Вт. Для
предупреждения обмерзания контактов сигнальных механизмов
внутри головки прожекторного светофора устанавливается
остеклованное сопротивление, подключаемое к источнику пере-
менного тока 12 В, а лампа светофора переводится в режим
постоянного горения.
Если по расчету окажется, что мощность силового трансфор-
матора ниже мощности нагрузки релейного шкафа с учетом
обогревателей, то следует ограничиваться установкой обогрева-
телей только в части шкафов, особенно расположенных в местах
с повышенной влажностью воздуха (районы рек, озер, болот
При обслуживании релейных шкафов надо очищать вентиля-
ционные отверстия от снега, удалять снег из лицевого и мон-
ажного отделений, а также из-под шкафа, обеспечивая просвет
еЖду основанием шкафа и землей не менее 10 см.
Глава IV
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
§ 4.1. Принципы планирования эксплуатации
для обеспечения заданной надежности
Эксплуатационная надежность оценивается безотказностью
функционирования устройств и затратами на техническое обслу-
живание. Для повышения эксплуатационной надежности следуея
проводить комплекс организационно-технических и технологиче-
ских мероприятий, обеспечивающих бесперебойное действие
техники и снижения стоимости обслуживания. Система меро-
приятий по обеспечению эксплуатационной надежности (ОЭН)
объединяет два основных направления работ (рис. 12)—со-
ставление рациональной программы и организацию ез выпол-
нения.
Основой системы ОЭН устройств автоматики и связи являет-
ся выполнение технологического процесса, целью которого, как
известно, является сохранение характеристик устройств в задан-
ных пределах, в течение промежутка времени между очередными
профилактнками [5].
На устройства непрерывно воздействуют различные помехи
(табл. 26), вызывающие нарушения их работы. При разработке
систем невозможно предусмотреть полную защиту от воздейст-
вия помех или защита обходится неоправданно дорого. Поэтому
технологический процесс обслуживания устройств строится с
учетом сохранения параметров устройств в пределах, преду-
смотренных техническими условиями. Однако выполнение тех-
нологического процесса не всегда предотвращает все факторы,
приводящие к отказам. Поэтому для совершенствования методов
ОЭН необходимо совершенствовать технико-организационные
меры по предупреждению отказов от воздействия помех или
создавать новую технологию обслуживания устройств.
Годовые планы повышения надежности. Опыт работы пере*
довых дистанций показывает, что достигнуть высокой надеЖ-
пости действия устройств удается лишь при одновременном со-
четании качественного выполнения технологического процесса
(I программа работ) и выполнения дополнительных работ по
предупреждению воздействия помех (II программа работ). Д4Н|
предупреждения воздействия помех необходимо планироват®
и выполнять комплекс работ, оперативно изменяя его в зави-
симости от конкретных условий. Удобной формой осуществлю
64
граммы дополнительных работ в каждом цехе дистанции
пня пр ° 1 Гочовой план повышения эксплуатационной падежно-
яВ-пяегППН). который является частью перспективного плана
tTH пения надежности устройств, составляемого на 2—4 года
ПОВЫтом местных условий на основе текущего анализа и ана-
С 'Че отказов за прошедшие 1—2 года. В течение года ГППН
ЛНЗа пняют мероприятиями по предотвращению возможных ие-
Д°Ппавностей (принцип* обратной связи). Выполнение ГППН
11СП\дярно проверяется и стимулируется системой материаль-
ного п морального поощрения.
" ’(ля обеспечения высокого уровня планирования целесооб-
азно использовать логические схемы, позволяющие провести
глубокий анализ надежности любой системы автоматики или
связи и на его основе составить план повышения надежности.
Перспективный план повышения надежности работы устройств
цеха или околотка должен учитывать все ранее имевшиеся тех-
нические указания и рекомендации, разработанные главком,
дорогой, отделением и дистанцией. Поэтому для каждой систе-
мы автоматики и связи должны быть централизованно состав-
лены рекомендации, подлежащие обязательному включению в
план.
Схема централизованной разработки рекомендаций для со-
ставления планов повышения надежности показана на рис. 13.
Каждое подразделение дает рекомендации, учитываемые при
составлении плана. Контроль выполнения и эффективность при-
нятых мер определяют сравнением статистических данных об от-
казах в 1 (до выполнения работ по плану) и II периоды (после
выполнения работ по плану). Первоначально, пока нет центра-
лизованных рекомендаций, в планах необходимо учитывать име-
Таблица 26
Характсристика помех
Причины возникновения помех
Внешние физические воздействия (за-
мыкание рельсовых цепей, набросы на
нровода воздушных линий связи
и т. п.)
Ошибки персонала служб пути, движе-
ния, сигнализации и связи
егов)1КИ опеРатоР°в (ДСП, тслсграфи-
Климатические воздействия
енадежность элекдроснабжения
^трические влияния
Невозможность сплошной защиты вви-
ду специфических условий
Недостаточные квалификации и опыт
персонала
Недостаточная квалификация, плохое
освещение, шум и другие факторы
Невозможность учета разнообразия
факторов при разработке аппаратуры
Недостатки в системах энергоснабже-
ния
Постройка ЛЭП высокого напряжения,
перераспределение анодных зон от вли-
яния тяговой сети и другие причины
3"8288
65
ющпеся технические указания и передовой опыт. ГППН со
ставляют инженер и старший электромеханик, а утверждает
руководитель дистанции. "
Планы дополнительных работ составляют и успешно реали.
зуют на многих дистанциях. Новым и важным делом для все»
подразделений хозяйства сигнализации и связи должно стать
составление и выполнение ГППН, как обязательной составной
части системы ОЭН. *
Совершенствование технологии обслуживания. Надежность
работы устройств во многом зависит от уровня организации об-
служивания, что требует дальнейшего ее. совершенствования
Это позволит высвободить больше времени для выполнения
ГППН и повысить качество выполнения технологического про-
цесса.
Как показали опыт и расчеты, только реорганизация око-
лотков в бригады на электрических централизациях повышает
производительность труда на 10—12%. Применение этого ме-
тода в большинстве цехов дистанции позволяет сократить не-
производительные потери времени.
Рис. 12. Структурная схема организации работ
в системе обеспечения эксплуатационной надежности
66
„п.пя Организация выпил Разработка плана!
Анализ отказа не11иЯ и КОН1ПООЛ> повышения навек
наста
На вороги
Информация
об отказал
Карточка
учета
Разработка общей
логической схемы
Разработка схем
на каждую техни
ческую систему
Использование логических
схем вл я составления
планов
Гриппа навек
мости ШЧ
Липовготовка_
и'^омсндоции_
Группа надеж
HOCNU Ш*С
4---
Рекомендации
ШНС
Контрол» исполнения
Техническое обслуживание
Система автоматики, телемеханики, сЛми
Исполни
menu
Планграфик
технологичес
кого процесса
итка
во И пе
риод
вч
Рис. 13. Схема централизованной разработки рекомендаций
для составления планов повышения надежности
Гоиппа навек
ности ШЛ
На отделения
Инженер
'зах после принятия мер
На вистаниии
Применение схем
Оля составления
планов дистанции
и цехов
Хронометраж работы электромехаников автоблокировки, ли-
нейно-аппаратного зала и местной связи показал, что 10—20%
потерь их рабочего времени вызваны низким уровнем оператив-
ного планирования работ и отсутствием материальной заинте-
ресованности в повышении производительности труда. Поэтому
ву3гервы вРемени, необходимого для выполнения ГППН, можно
явить при глубоком анализе и реорганизации работ.
Опыт показал, что чем больше на участке проведено работ
иеЙ1и°ВЫШеНИЮ надежности> тем меньше времени уходит в даль-
иС11о ₽М На выполнение технологического процесса. Например,
па Льзован1,е на стативах панели для контроля напряжения
иии -1еПЫХ реле 1103В0Ляет в 4—5 раз сократить время измерс-
бож\а Г° ЗНаЧИТ’ что по меРе выполнения ГППН будет высво-
ПоСЯ б°льше времени для дополнительных работ,
также Ufile,,He качества выполнения технологического процесса
3» обусловлено уровнем организации работ. Оперативное
67
планирование работ в цехе должно обеспечить четкое сочета.
и не операций при выполнении технологического процесса J.
ГППН. Для этой цели целесообразно использовать различила
формы месячных планов-графиков.
Удобство таких графиков заключается в том, что весь ком-
плекс работ учитывается в едином документе.
§ 4.2. Использование логических схем
повышения надежности
Логические схемы обеспечивают системное и объективное
составление планов. Логическая.схема, в основу построения
которой заложен принцип причинного анализа надежности,
представляет комплекс логически взаимосвязанных вопросов и
рекомендаций, используемых для анализа и разработки мер
повышения надежности устройств [5].
Любой сложный процесс воздействия обслуживающего пер-
совала на технические устройства принято рассматривать как
систему «человек—машина». Если систему ОЭН устройств авто-
матики и связи рассматривать как систему «человек—машина»,
то логическая схема эксплуатационной надежности (рис. 14)
будет отражать вопросы совершенствования технической систе-
мы и системы обслуживания. Логическая схема позволяет найти
такое взаимодействие обслуживающего персонала с техниче-
ской системой, при котором общие затраты средств на обеспе-
чение бесперебойной работы устройств будут минимальными.
При построении логической схемы мероприятия по повыше-
нию надежности устройств осуществляют в три этапа: на
первом этапе рассматривают существующее положение и выяв-
ляют недостатки; на втором — разрабатывают меры по повыше-
нию надежности; на третьем—эти меры осуществляют.
Анализ и совершенствование технической системы. Надеж-
ность действия технических устройств зависит от рационально-
сти общей логической схемы и состояния технической докумен-
тации, наличия современной испытательной и измерительной
аппаратуры, надежности элементов и узлов аппаратуры,
удобства их ремонта и замены, эффективности мер защиты от
помех и вредного внешнего воздействия, состояния электриче-
ских параметров элементов устройств, наличия и надежности
резервирования питания и отдельных элементов, узлов и запас-
ного оборудования. Надежность анализируют по факторам, ко-
торые в логической схеме (рис. 15) отнесены к тем основным
элементам системы, с которыми они в большей степени связа-
ны. В результате анализа разрабатываются меры по повышении*
надежности.
Рассмотрим основные факторы, определяющие надежность
системы в эксплуатации.
68
I рациональность общей логической схемы и документации.
» поцессе эксплуатации выявляются недостатки схемных ре-
1“ Пг ~ и ошибки, допущенные при проектировании и строи-
шеИсГве, которые необходимо проанализировать, исправить,
п 1 овны’м руководством для обучения обслуживающего персо-
[' ,"а и нормами технического содержания устройств является
1:3 нико-эксплуатационный паспорт системы, который содержит
Геобходимое техническое описание, электрические характери-
» h и системы, варианты резервирования, таблицы сигнализа-
цип о неисправностях и другие сведения.
2. Устройства для испытаний и измерений. Для обеспечения
надежной работы системы необходимо контролировать режим
работы устройств путем измерений, которые часто проводятся
в трудных условиях и требуют много времени. Улучшение усло-
вий измерений, рациональное выполнение монтажа измеритель-
ных цепей, включение сигнализации о неисправностях и пред-
аварийном режиме работы и использование приборов авторегу-
лирования значительно повышают производительность труда и
надежность работы системы.
3. Надежность элементов и узлов системы. Основой надеж-
ной работы системы является высокая надежность элементоз и
постоянный контроль за их качеством путем улучшения спосо-
бов проверки аппаратуры в КИПах и предварительной трени-
ровки приборов (светофорные лампы, ячейки и т. д.).
Эксплуатационно» надежность систем
автоматики, теленеканики и свези
Личные
Систем
Резерва
аема
системы
^следователь
вп‘РРенич
Mtoonpumnuu по
^шенина нода
™Чи устроист"
^Р*вка у Oman)
HalJ,oe*nue"ui
си
, Hc- 14. Общая логическая схема эксплуатационной надежности
систем автоматики
Одшая Ростовые
(станиион
ные ист
рииства) роис
(человек) |____________
Обслуживание системы
Линей
SS Ж™'
Система ., Человек машина"
| (Ншиина)
Совершенствование систем
автоматики, телсмеканики
________и свези_________
Метав
органа
обелш
Сани
69
шзчвО* ошззц |—j—f ngdocod •/,№, зпидьо^щ^
хпшззы uu ujuoujfj
t
5 S t
1пхничсс l\OC co стояние
§
e
ifdfiuiodouuo ।
пондОзсза ovgowtugog ~f ----------------------—3
----------------------- I 4 am Hwogod зпооспйз^
зпиод
П QdngOitld 3omu3wnuuouo^r_
Lj зпношпи gwonoduUf
тизоииздой зпизтпдоц_________
-----------пзизУ1~п
Сдоооипи t^ugdocod зпиодсод
unungodngdocod I
gowunmdog uuwogodno ,
ппизОзит
додошзи ипмспионоптпд
vnw31t!3unvd33 tnu
urtihouoginu зоизидоиои
виоиооози озззд ougodni.;c
ugdicjd -J
зпизыииид iouiohngondoi
одни зпизозидпг^
зпизидоипшззод\ | Ц~
зпиодосмизп о ouwogodtop
WU0U30 r>r,ynflVi[
шиоизй nn^trownuog'
ovoodug
ппиздз/зздои wo плоиизптод
cutdouhodu иоиозспиоззц
untrtcniiisudoj
ози гнншптзс Bi/ur/imm/M
ПЗЗШ
oduwi/c tnuunug шо ownmog П
ПЛНИГШО Ц
nnuunug
хннзз&зо'имп wo nwnmng
ппизидозоизпби зпизОдзид
nwnmoc onucgoguiiHQHidogsj
и оиаои п д/ 3ngw3w3guot]
uodsgodu owocudnifiug
1г nnudugooouondu чидон зпнзидаиозси
71 пшиоизо одозоиз иппоспивноппод
-[ godouiodouo пшодыГ•wow)r,|-4-^
ndHwndvuuo
ougodnusdui n timduiuoji
ifdfiwDdouuo ипВоспиоздоц
gounufiu 3nungoguiMomdogo;i\
godowodsiio зпизо^/Т^
зццд oun зхзп g owogog ,
ou/owuou з™.зизу1и
nxowuou зпнододшзизтОздод
ппизОзисп uncncnuinuouigy
ппизазнт
додозоиз 'onuogogwousnidsgoj
пппошизиЬи
од поиззьписзш зпизьодиооид
дозой gndotnudggou
/чиззз
пзпдо jnuogogwougmdogog
owdouoou озониопопш
ndtuovc оипнчзш DvwogodcBij
j_| godogndu vsgou гвимд
лппвшнзиИзод 3ov3ugtwii2
низшопз зпнододшэиз
^изшзгз зтнодод
си rmusnoirgsilu зпизюг^
uwdoucuu зпиод
ocwouon зсиззьошиизт
Se
- анализе надежности систем действия операторов (ДСП,
1 тчеров, телеграфистов и др.) целесообразно рассматривать
дНСГК -натежные элементы системы. Для уменьшения отказов по
каК 'причине необходимо ввести обучение операторов и совер-
эТО"-твование аппаратов, на которых они работают.
UIC j Удобство ремонта и замены приборов. Быстрота устране-
неисп-равности зависит, как уже отмечалось, от ремонто-
' " 'годности схем, а также от оснащенности инструментами
"приспособлениями.
5. Состояние электрических параметров устройств и эле-
ментов. Каждая электрическая цепь системы обладает задан-
ными характеристиками, отклонение которых от норм снижает
надежность устройств. Для улучшения состояния электрических
параметров устройств и контроля за ними необходимо реорга-
низовать существующую систему измерений (с целью повыше-
ния ее эффективности) и внедрить рациональные способы вос-
становления заданных электрических характеристик.
6. Резервирование. Одним из самых эффективных способов
обеспечения безотказной работы системы автоматики и связи
является резервирование ее основных частей и элементов.
Для резервирования магистралей и каналов передачи ин-
формации анализируют надежность и определяют роль этих
каналов в работе устройств, а также рассматривают рациональ-
ность резервирования наиболее ответственных цепей (диспет-
черская связь, цепи пригласительных сигналов и др.). При ре-
зервировании питания анализируют надежность основного и
резервного источника питания и принимают решение о целесо-
образности дополнительного резервирования.
При резервировании узлов и элементов системы определяют
эффективность способов резервирования наиболее ответствен-
ных приборов.
Различные усовершенствования, связанные с изменением су-
ществующих схем или их дополнением, должны производиться
С большой осторожностью, так как улучшение восстанавливае-
мости может вызвать ослабление защищенности схем и отказы.
Люоое изменение в схемах или конструкциях устройств СЦБ
Должно производиться порядком, установленным МПС.
Анализ и совершенствование обслуживания системы. Основ-
ЫМ11 факторами, определяющими надежность системы, явля-
цИяП Мет°Д организации и технологии обслуживания, организа-
.. Хранения отказов, личные качества персонала, система
0 и анализа отказов (рис. 16).
юТсяСН0ВНЫми меРами по ускорению устранения отказов явля-
Heiici Составлевие информационных диаграмм и таблиц поиска
нию РаВН°СТе11’ обучение обслуживающего персонала отыска-
иая с' ^стРанению повреждений, вызвавших отказ, рациональ-
>кУрств'ГеМа ВЫзова оперативных работников, организация де-
,,а дому при бессменной работе, доставка оперативных
71
работников к месту повреждения рациональными транспортир!
ми средствами.
Личные качества обслуживающего персонала (работоспЛ
собность, квалификация, отношение к труду, организаторскмЯ
и творческие способности, «надежность» при опасных и неожЯ
данных ситуациях и др.) очень важны для обеспечения безот-
казной работы устройств. При анализе современных систеД
«человек—машина» следует рассматривать такие аспекты, каи!
технический и психологический. Последний, как правило, npHf
составлении планов надежности не учитывают. Наряду с повы-1
шением квалификации и работоспособности обслуживающего
персонала необходимо учитывать и психофизиологические ка-
чества (реакцию на опасные и .неожиданные ситуации, способ- \
ность к быстрому анализу и др.). При групповой деятельности!
людей (в бригадах, сменах) большое значение имеют вопросы!
психологической совместимости, поэтому в ГППН следует *
включать изучение проблем технической психологии и испольЛ
зование рекомендаций этой науки.
Статистика отказов предоставляет исходные данные для
разработки мероприятий по повышению надежности, она рас-
крывает недостатки системы и ее обслуживания. Причины отка-
зов должны постоянно анализироваться для того, чтобы при-1
нять меры к их предотвращению.
Использование логических схем для составления планов
работы. В логических схемах рассматривается широкий круг
вопросов, но не учитываются конкретные свойства и особен-
ности эксплуатации системы. Для каждой конкретной системы
автоматики, телемеханики и связи группа надежности дорож-
ной лаборатории должна разрабатывать логические схемы на-
дежности, учитывающие свойства и особенности системы.*
В [5] приведена логическая схема анализа надежности длй си-I
стемы электрической централизации, а в [1]—диспетчерской
централизации. Логическая схема, составленная для определен-
ной технической системы, отражает роль каждого фактора я
обеспечении надежности и меры, целесообразные для ее новы-1
шения. Подобные схемы для основных систем автоматики, иахо-1
дяшихся на дороге, разработанные высококвалифицированными
специалистами, позволят учитывать местные условия и разра-
ботать эффективные меры по повышению надежности.
§ 4.3. Организация и планирование
работы групп надежности
Планирование работ по повышению надежности элементов
систем автоматики, находящихся в эксплуатации, осуществляв^
ся группой надежности дистанции сигнализации и связи и дорОЯЙИ
ной лабораторией в соответствии с табл. 27 и утверждается РУ'|
ководством.
72 1
I 1 лилоижздои тли
। f| зтндои ou aah ouuogpdtDg
|t-| dcpudup DHDghltj
Eg
Se
sS
-I—I Dfotuiu oiougoiodg puwogodCDg
Hdogndu л шизнвдшоир
if *
сз c:^ м
&.Э.6
nmogod
тичзизззд одоши DvwogadtDtj
DU133U IDhOgPg
vg fidm ипдоизд
SPU3UL'0U3P ni/oduiuox
лызиипэ иоичгриоллод
V303DO0U 030U03U
пгоиоинш gouDd/Dds putlog
Ddsuoodiii ЗРизлИдд
upguiipsgcupocg 'одошзц
1 Личные качества 1 (надежность') персонала
Организация I устранения от казав
DUIOUdpg .
шззлои dc snungodrMupuig
owinP pudog
gocouuio
pdogo n puiiufi зизшзпд
рзюзоииосздо
spustfsgsduoDd зотивиоррз^
uoui'iuo uiugp
ззпиздздзс usugssh g рдзид
пдзпР
ncuoihpuisui inpatPUDidg
рзиноидозоиз ipuidouipcpupidfj
hglidui и иризтроишд
ХИПРРИШР!)
тчиорлжози ndu Ршзоииздод
додиззлои зпиззипзоиопсрт)
PuioougooouoouiogPfj
pguiogsdo inuuidouiuodi
Ниод du oguiodhsti'g’
вдоспд
llUSUIlnl OUllOUWDUODPng
доспишо ипизи
oduioU gogouisu Dumogodcp^
upuimgpuj uPPDCnuDjdg
~1 I \ncmnnrouBuiOunuUcii!oujnwoiiuui))
J । ouо/пизтндои ou diuspuidpsig
яшзрчжздач ос in и
ngodnufiunuii MUWDDdlUDH
nudsgodu зчиоии^за
sung igfidui unbotPupidg
oohdui
iPususgcDd iousuDuonPt,)
lUDWUDd'U
пи япнвис Dudsgodu
1D13P g udhuipdlutng
pnPDudoauTi
РОИЗЗЛЛиЗЗШ UlfnOtPuDldD
ыптлнт u/tpiftpu
з ъшэдаа иончивПотцядын
ППг01/0»ПЗи nOUMhDUHU
nnboguouowd злнодосяуоизц
goCBuUlO UPUlupCuof' DKOUOU
toui snsodgoug n ouuitigpdtsg
wouoodiu
зпизлпдо ooudgjfijid
gOt/DPdlUDU
злирдосшизл зошвиопчрд
cppoudodiun цвиозляйсзГ
цосои.
зи ttugogidbu зпизодзид
puiuiuhduio
up snusmiucod зоидодд
,duidoiuou nuoc’ злиддсзд
KtfOdlUUOU
oud3 доилйрез зпизрдзид
лп'пидизлз
uoguiigggtniDd яЛешиод
злнлдлжЧи:
-дь сдшззьвм злизизтздд
ллзоиои
ню подорзОзи ipusdgiug
wogod snushDuoditsd занизь
wogpdppiouoursui duuogodcog
duiogod BDuusujougg
oujguim изогз’лдпдододю
SDUPgCCWOUJD IQUSdDuoPPt/j
нпнадлж
Игздо вдшззьри глизгг;1до_
gpinog
nuogod spuogoguiousmdsgo j
pgouiiu езсядеглод злмодзид
Puc. 16. Логическая схема надежности обслуживания системы
Таблица 27
Использование по назначе- нию (эксплуатация) Транспортировка Хранение Техническое обслужива- ние Ремонт
Основные работы по обеспечению надежности
Подготовка и инструктаж
обслуживающего персона-
ла (изучение эксплуатаци-
онной документации);
сбор информации об отка-
зах и анализ причин экс-
плуатационных отказов;
корректировка режимов ра-
боты элементов;
своевременное проведение
1>абот по графику техно-
логического процесса;
выбор длительности ввода
в эксплуатацию устройств;
активизация рационализа-
торской работы обслужи-
вающего персонала анализ
режима работы устройств в
межпоездных интервалах
Анализ условий транспор-
тировки; анализ влияния
этих условий па надеж-
ность аппаратуры; сбор
информации об отказах во
время транспортировки и
анализ причин их возник-
новения; разработка мер
по обеспечению надежно-
сти аппаратуры при транс-
портировке
Анализ условий хранения;
анализ влияния условий
хранения на надежность
аппаратуры; сбор инфор-
мации об отказах за пери-
од хранения и анализ при-
чин их возникновения;
разработка мероприятий по
обеспечению надежности
аппаратуры при ее хране-
нии
Подготовка и инструк-
таж обслуживающего
персонала (изучение ус-
ловий, требований и
правил технического
обслуживания); анализ
влияния технического
обслуживания на на-
дежность устройств;
анализ и уточнение
объема и периодично-
сти технического об-
служивания; сбор ин-
формации об отказах
за периоды техническо-
го обслуживания и ана-
лиз причин их возник-
новения; разработка ме-
роприятий по обеспе-
чению надежности уст-
ройств в процессе их
обслуживания
Аналитическое опреде-
ление необходимого ко-
личества запасных при-
боров; анализ условии
проведения ремонта;
анализ и уточнение
объема и периодично-
сти ремонта; сбор ин-
формации об отказах,
выявленных в периоды
ремонта и анализ при-
чин их возникновения
Исходные данные и нормативно-те \ ническая и методическая документация
Результаты проведения тех- I Требования к условиям
ннческой диагностики; дан- I транспортировки и упакон-
ныс об условиях эксплу- I ке; условия i|KiitciK>pTH|x>ii-
кн и магнетические- дан-
иые об условиях эксплу-
атации н статистические
тайные п надежности лил-1 иые о надежности анало-
логичных устройств; ин- ' гичпых устройств в перн-
формация о надежности I од их т|>анспортировки;
устройств в процессе эксп- / нормативно-техническая и
лузгании;
норма тив1 ю -тех и и чес ка я и
метод ическа я доку uei 1 та -
ция по обеспечению на-
дежности устройств в про-
цессе эксплуатации
методическая документа-
ция по обеспечению
дежности устройств
транспортировке
на-
при
Требования к
храпения и консервации;
условия хранения и ста-
тистические данные о на-
условиям Требования но техни-1 Требования по ремон-
ческому обслуживанию , iy; |х?монтная докумеи-
II статистика отказов о/ тапни; нормагшииътех-
надежиис । и аналог ич
ничсская и метидичес-
дежности аналогичных ус-
тройств за период их хра-
нения; нормативно-техни-
ческая и методическая до-
кументация по обеспече-
нию надежности устройств
при хранении
ных устройств за пе-1кая документация но
рноды технического об-1 обеспечению надежно-
служинання; мстодн-1стн в период ремонта
ческие указания noon-'
типизации обслужива-
ния технических уст-
ройств
Ответственные исполнители
Главный инженер дистанции
Ведущий инженер по надежности
Старший инженер К НПа
Форма контроля
Отчет об анализе статистических данных по отказам
За определенные периоды
эксплуатации по различ-
ным видам устройств
За периоды транспорта- За определенный период
ровки
хранения
За определенные пери- Выявленным за перио-
оды технического об- ды ремонта
служивания
Порядок выполнения работ по обеспечению надежности
Оценка действительного
эксплуатационного уровня
надежности;
разработка и контроль за
выполнением мероприятий
по обеспечению надежно-
сти устройств в процессе
эксплуатации;
внесение изменений в тех-
ническую документацию
Разработка и контроль выполнения мероприятий по обеспечению надежности
При транспортировке
При хранении
При техническом обслу-
живании
При ремонте
В плане должны быть предусмотрены: техническая и оргЛ
низационная подготовка обслуживающего персонала, для чегл
необходимо осуществлять изучение ПТЭ, инструкций по сигцД
лизации, правил техники безопасности, инструкций по технД
ческому содержанию и других инструктивных материалов; сОз*
дание специальных технических материалов, способствующий
повышению уровня знаний обслуживающего персонала (посо.
бий и инструкций с подробными чертежами, схемами, фотогра.
фиями, рисунками, графиками); создание специальных
тренажеров, действующих макетов и стендов; привлечение и
подготовке персонала квалифицированных специалистов из про-
ектных организаций, учебных заведений и заводов-изготовителей.
В план должны включаться вопросы обеспечения надежно-
сти при транспортировке и хранении. При этом необходимо об-
ратить внимание на способы упаковки и консервации, анализ
влияния условий транспортировки и хранения на надежность
устройств. В программе также должно быть обращено внимание
на изучение способов хранения запасных приборов, опыта про!
ведения ремонтов аналогичных устройств и уточнение норм
запасных элементов. Для контроля за выполнением плана
служат периодические отчеты об анализе статистических дан-
ных по отказам.
При составлении планов повышения надежности необходим
мо учитывать приказы, указания и рекомендации МПС, ЦЩ,
ГТСС, Ш и ШЧ. Для облегчения составления плана в приложи
нии 3 приведен примерный перечень работ, включаемых я
планы повышения надежности дорожных лабораторий и ди-
станций.
Глава V
СБОР, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ
ИНФОРМАЦИИ О НАДЕЖНОСТИ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
§5.1. Структура сбора статистической
информации о надежности
Любая система анализа статистических данных о надежности
способствует повышению надежности элементов и систем. В ре-
зультате сбора и анализа данных разработчик, изготовитель и
работники эксплуатации обеспечиваются сведениями об отказах
и характерных проявлениях каждого отказа, их причине, эффек-
тивности всех предшествующих мер по устранению отказов. Эти
сведения позволяют изменить конструкцию прибора или схемное
решение и повысить надежность благодаря устранению при-
чин. приводящих к отказам определенного вида.
Система сбора данных о надежности должна содействовать
улучшению элементов и систем на этапах разработки, произ-
водства и эксплуатации. Она поставляет последние данные о
всех отклонениях в схемах, конструкции, технологии произ-
водства, техническом обслуживании, так что можно оценить
положение и выяснить основные причины недостатков и труд-
ности. Иначе говоря, такая система содержит количественные
сведения о наиболее существенных отказах, происшедших в
каждом устройстве и в каждой системе за истекший период
времени.
Основными задачами системы сбора информации о надеж-
ности элементов и систем являются: изучение причин и законо-
мерностей возникновения отказов и повреждений и рациональ-
ных методов их устранения; разработка мероприятий по
Устранению конструктивных и технологических недостатков в
технической документации при проектировании и изготовлении
изделии и систем; разработка и совершенствование методов эк-
плуатации и оценка количественных показателей надежности;
ии?еделение номенклатуры и количества запасных приборов,
д ТРУмента и расходуемых материалов; корректировка мето-
ние КонтРоля 11 испытаний устройств на надежность; обоснова-
„' Режима рационального использования, транспортировки
" хРанения элементов.
ДОпя<ИСТеМа сб°Ра информации о надежности элементов и систем
тацин'3 В максимальной степени учитывать специфику эксплуа-
а Та ’ Особенности конструктивных и технологических решений..
I е Фактические уровни их режимов и загрузки.
77
Научная разработка
Вопросов навежности
и подготовка кадров
На структурной схеме рис. 17 показаны сплошными лини-
ями пути координации работ (поступление руководящих указа-
ний) организаций, подчиненных ЦШ; штриховой — пути коор-
динации деятельности подразделений надежности других
организаций. Специальная группа надежности при ЦШ коорди-
нирует работу всех подразделений по единой программе. Прини-
мая во внимание сложность и многообразие техники, а также
необходимость обеспечения безотказности ее действия, ПРИ
службах (в дорожных лабораториях) и дистанциях сигнализа-
ции и связи созданы специальные группы для анализа И
сбора информации об отказах устройств железнодорожной авто-
матики.
Группа надежности дорожной лаборатории, состоящая н$,
2—3 чел., анализирует отказы и разрабатывает меры по поаЫ^
тению надежности, на основе которых «задается» работа всей
остальным группам лаборатории. Деятельность дорожи^
лаборатории должна быть сосредоточена на обеспечении повьИ
шения надежности устройств. По мере накопления опыта и Ра^‘
ширення тематики работ количественный состав групп наделЯ
78
может быть изменен. Основные задачи, права и обязан-
ности группы приведены в [5]. Группа надежности дистанции,
н°СГ"'ццая также из 2—3 чел., всесторонне анализирует отказы
соСТ°пабатывает меры по систематическому повышению надеж-
11 устройств и осуществляет контроль за их выполнением.
Н° большое значение при организации системы сбора информа-
0() отказах имеет выбор форм учета, которые должны от-
U1>i 1П> конкретным целям сбора и обработки информации о на-
В-жяости элементов и систем. Формы учета должны включать
^опросы, ответы на которые обеспечивали бы получение всех
необходимых сведений для полной оценки надежности эксплуа-
тиртемых устройств.
Но как бы тщательно ни была продумана форма учета, при
заполнении ее всегда может возникнуть ряд вопросов, требую-
щих разъяснения. Поэтому одновременно с разработкой формы
карточки составлена подробная инструкция для работников дис-
танции сигнализации и связи, ведущих работы по учету инфор-
мации.
Все способы сбора статистической информации можно све-
сти к двум видам: многоступенчатому и централизованному. При
многоступенчатом способе первичные данные обрабатываются
на месте их получения, после чего они в обобщенном виде посту-
пают для окончательной обработки и получения характеристик
надежности. К недостаткам такого способа сбора информации
относится малая оперативность, большая возможность искаже-
ния и потеря части информации. Кроме того, получение ряда
характеристик при этом способе либо затруднено, либо совсем
невозможно.
Свободным от указанных недостатков и более перспектив-
ным является централизованный принцип сбора и обработки
информации, при котором первичные данные о работе и неис-
правностях элементов и систем без какого-либо предваритель-
ного обобщения поступают непосредственно с объекта сбора на
место окончательной обработки. Это повышает качество и опе-
ративность прохождения информации и служит предпосылкой
Для создания полуавтоматических и автоматических устройств
сбора и обработки информации о надежности на базе инфор-
мационно-вычислительных центров.
Последнее обстоятельство тем более важно, что сейчас на
_ ™ ЛОРОГ эксплуатируются различные системы с большим ко-
но 'естаом Разнотипных элементов. Поток сведений о их надеж-
тывТИ На НекотоРых дорогах настолько значителен, что обраба-
Собать ПОстУпаюЩие сведения в приемлемые сроки ручным спо-
изво ' затРУД»»ительно. Поэтому сбор информации должен про-
Г Дтя ЬСЯ ЦентРалнзованно по единой системе.
исполк Составления технических ведомостей рекомендуется
работт°?ать М110Г0СТУпенчатый способ (рис. 18), позволяющий
’Кам дистанций и дорожных лабораторий разрабатывать
79
мероприятия по повышению надежности. При продвижений
информации с объекта эксплуатации в ЦШ используется цент,
рализовапный способ, позволяющий применять оперативный
меры по повышению надежности. При многоступенчатом спос0.
бе специалист, производивший устранение отказа, или старший
электромеханик передает в группу надежности дистанции све-
дения об отказе. В группе надежности дистанции карточку д0.
полняют необходимыми сведениями, учитывают, анализирую?
и на ее основе заполняют новый экземпляр, который посылаю?
ь группу надежности дорожной лаборатории. В группе падеж-
Рис. 18. Схема поступления информаций об отказах
в подразделениях надежности
80
пороги поступающие со всех дистанций карточки учета
ности ДаНализИруют и обрабатывают и на основании обобщен-
°тка3°?нных составляют технические ведомости по надежности
«ых ДЛ.ТВ эксплуатируемых на дороге. Обобщенный материал
сТР°"а|От в группу надежности при ЦШ. Полученные с дорог
l’blC ’niiaibi анализируют и обрабатывают. На основании резуль-
ма д анализа статистических данных об отказах группа надеж-
ГаТ°и направляет необходимые сведения на предприятия, вы-
110 -каюшие продукцию, и распределяет задачи по повышению
П'чежности между различными подразделениями службы на-
дежности. Помимо централизованных мероприятий, на дорогах
дистанциях ведется и самостоятельная работа, основан-
ная на использовании собранной информации об отказах.
В качестве первоисточника для сбора данных об отказах и
неисправностях устройств могут использоваться карточки учета
отказов, журналы повседневной эксплуатации, акты технических
ревизий, рекламации и анкеты опроса электромехаников. Ин-
формация об отказах и неисправностях устройств, полученная
в периоды опытной эксплуатации и пуско-наладочных работ на
объектах, имеет особую ценность, так как дает возможность
своевременно разработать рациональные рекомендации для
повышения эксплуатационной надежности.
§ 5.2. Кодирование и обработка
информации
Для обработки массив карточек отказов представляется в
цифровой форме. С этой целью каждому признаку присваива-
ется условное цифровое обозначение. Для представления их в
цифровой форме созданы цифры, выделены существенные приз-
наки. Вся информация, используемая для получения характе-
ристик надежности, подвергается шифрованию, производимому
как в группе надежности дистанции, так и в дорожной лабора-
тории. Совокупность всех шифров составляет код. При разра-
ботке кодов были учтены следующие требования: кодирование
сего объема информации неповторяющимпся цифрами, воз-
можность внесения изменений и дополнений, удобство заполне-
ия учетной документации.
Цифровые коды позволяют систематизировать и классифи-
неи°ВаТЬ Раз;,ИЧИЬ1е системы и элементы, условия работы, типы
’ ,спРавностей и отказов, неоднозначность различных элемен-
вапдвая РМаЦИИ’ К°Д должен быть легко запоминающимся, ох-
неиапИ ВСе 11аименовання системы и ее элементы, характерные
гни • авности и другие признаки, используемые при исследова-
мости!аи пЖ„Н0СТИ; ,иифР должен быть минимальным по значи-
Обра'°Д11-,аковь1м для всех пози1*ий данного наименования.
СиФикап’°ТКа статистического материала предполагает: клас-
ю отказов, формирование выборок и их анализ, про-
81
ПроискотОснае 0-0
\ отказа о-»О
\ О~О
Характер отказа састеим
невозможность задания
маршрута
О
1
о
Дорога 0-0
О
*
О
о
г
О
\ О~О
\ о~°
\й-^о
о о 0-0
о о
0-0
Рис. 19. Лицевая сторона перфокарты типа К-5
верку качества статистического материала, определение числеИ
них значений параметров надежности. В процессе классифяв
ции данных необходимо установить количество отказов И
типам элементов и систем, характерность тех или иных В11,а?5
отказов для систем и др. Кроме того, необходимо определяй
количество отказов по таким признакам, как характер отК"Я
время восстановления, последствия и др.
Формирование выборок требует подсчета количества
зов для определенных систем одного и того же вида (напри'’’
ЭЦ блочная, на штепсельных реле, на реле ИР и др.). п0 г0П
82
систем в эксплуатацию и т. д. При определении чис-
введе1,и з1аченид показателей надежности необходимо пользо-
леины>формулами теории надежности [1-4,7, 15].
ваТг 1е1ью упрощения вычислительных операций разработана
с пка обработки статистических данных об отказах устройств
ме1 Д пики и телемеханики с использованием карт с крае-
аВТ°перфорацией типа К-5 (рис. 19). Перфорированная карточ-
1,0,1 удобная и простая форма при обработке. Вся информа-
К3 об отказах записывается на обеих сторонах карточки. Приз-
и п0 которым необходимо производить сортировку, перфо-
рируются. Собранные перфокарты образуют картотеку, которая
‘юпжна группироваться по годам и храниться постоянно. Пер-
фокарта с краевой перфорацией типа К-5 представляет собой
1ист плотного картона размером 207X147 мм, имеет на одном
•'гду срез, который служит для правильной укладки перфокарт
и выравнивания массива. На полях перфокарты (см. рис. 19)
го периметру расположены внутренний и внешний ряды от-
верстий— 100 пар рабочих и 15 вспомогательных (угловых).
Каждое понятие наносится на перфокарту в виде комбинаций
цифр, представляющих собой длинные и короткие вырезы. Вы-
резы в рабочих парах отверстий производятся специальными
ножницами — краевыми компостерами. Длинный вырез делает-
ся от края карты до внутреннего ряда, короткий — от края
карты до внешнего ряда отверстий. Если на перфокарте два или
три выреза отверстий получились рядом, то промежуточную
часть между отверстиями следует вырезать, чтобы при сорти-
ровке они легко выпадали из массива. Вырезы, сделанные не-
правильно, следует заклеить [16].
Для кодирования понятий об отказах автоматики и телеме-
ханики использованы коды 1—2 — 4 — 7 и 1—2 — 3 — 4.
Кодируемые признаки в логической последовательности напе-
чатаны на лицевой стороне перфокарты. При использовании
к°да 1—2—4—7 на каждом поле можно вырезать одно из
10 чисел, т. е. зашифровать одно из 10 понятий. Для нанесения
‘‘Исел 1, 2, 4, 7 делают длинные вырезы соответственно циф-
рам кода (рис. 20, а), а чисел 3, 5, 6, 8, 9 — по два коротких вы-
*).еза против чисел, сумма которых равна кодируемому числу
’понятию), т. е. 3=14-2; 5=14-4; 6=24-4; 8=14-7; 9=24-7;
Несл.° «0» ПР,,НЯТО вырезать суммой 44-7 (рис. 20, б). Для иа-
:1Я двУ31|ачных чисел используются два поля 1 —2 — 4 —7,
°) j’taBOC соответствует единицам, левое — десяткам (рис. 20,
Для нанесения трехзначных чисел используются три поля
И TjA (рис. 20, г).
мн в°д 1~~2 —3 — 4 принят для кодирования даты: длинны-
месй11 Ре.зами наносится квартал (I, II, III, IV), а короткими —
прав-, п 3) в квартале. Отсчет месяцев ведется слева Ha-
д. С j Этом вырезанный квартал не учитывается (рис. 20,
83
Каждая карточка должна нести информацию об отказе. Н J
несение информации на лицевую сторону карточки и Дешифр^
ция производятся согласно шифрованному перечню понятий
признаков, т. е. дескрипторов, которые носят название Дескрщ?
торных таблиц (см. приложение IV). Понятию или признаку j
дескрипторной таблице придается определенное числовое зця-
челне, которое наносится (кодируется) на поле карточки пробц.
ьанием (перфорированием) одного или группы отверстий. вСе
дескрипторы в таблицах расположены и пронумерованы в уста-
новленном порядке. Порядковый номер присвоен каждому
дескриптору или группе их. Нумерация дескрипторов в табли-
цах может быть порядковая и серийная. При порядковой нуме-
рации все дескрипторы располагаются и нумеруются д
установленном порядке. Порядковый номер дескриптора соот-
ветствует шифру, числовое значение которого-наносится на кар-
точку.
При серийном расположении дескрипторов их группе может
быть присвоена серия номеров. Возможно объединение несколь-
ких дескрипторов под одним шифром. Так, в таблице «Система»
под шифром 2 объединены системы: механическая централы
зация и станционная блокировка; под шифром 5 — полуавто-
матическая блокировка и жезловая; под шифром 8 — диспет-
черская централизация и диспетчерский контроль. Объедине-
нию нескольких дескрипторов могут соответствовать общие
понятия и использованы общие шифры. Например, в таблице
«Характер проявления отказа» систем объединены понятия дли
систем МЦ, ЭЦ и станционная блокировка; полуавтоматическая
блокировка и жезловая; ДЦ и ДК. При этом понятия расшиф-
ровывается ключевым признаком «Тип системы». Если в кар-
точке шифром пункта «Полуавтоматика и жезловая система»
закодировано «несоответствие или отсутствие индикации», а
шифром 6 пункта «Тип системы» — электрожезловая система,
то при сортировке по этому признаку спицами выпадут кар-
точки, где закодированы отказы жезловой системы.
В таблице «Дистанция» даны шифры нумерации дистанции
сигнализации и связи (ШЧ), причем порядковый номер ШЮРЯ
соответствует порядковому номеру дистанции.
В таблице «Система» даны шифры систем. При этом к сис-
теме ДЦ следует относить устройства телеуправления и тел*
сигнализации. Устройства АБ и ЭЦ при системе ДЦ долЖИ
рассматриваться как отдельные системы. В таблице «Тип смете
мы» даны шифры систем. Типы систем, не вошедшие в табл
ну, учитываются по шифру прочих. В пункте «Автоблокировки
тип системы «смена направления» рассматривается как
дельная система, включающая в себя элементы, относяшиеЯ
только к схеме изменения направления движения (реле сме1Г
направления, вспомогательные реле, реле контроля, прово F
смены направления и т. л.).
84
В таблице «Характер проявления отказа систем» даны шиф-
ры характерных отказов, отражающих внешнее их проявление.
Для некоторых систем это понятие объединено в общую табли-
цу с учетом их общности (электрическая централизация, клю-
чевая взаимность, станционная блокировка).
В таблице «Происхождение отказа» даны цифры, характе-
ризующие. по чьей вине произошел отказ системы. Например,
если в системе «Автоблокировка» характер отказа «перекрытие
-игнала» вследствие «короткого замыкания» в рельсовой цепи
з-за небрежной работы электромеханика, то «характер про-
лелия отказа системы» кодируется шифром 7 — «перекрытие
«iiefi3Ла»’ *пРоисхожДение отказов» кодируется шифром 2 —
отка^еЖНая Работа обслуживающего персонала»; характер
ние За Элемснта5> кодируется шифром 15 — «короткое замыка-
сте.м Таолице «Элемент системы» даны шифры элементов си-
'правз^ ' П°Д ШпФР0М 1 объединены для всех систем аппараты
Довани ,1ИЯ’ л-льты управления, пульт-табло и постовое обору
11 т п ерВкл,очаЮ1нее панели, статив. стенды, отдельные табло
Ь • 1од шифром 2 объединены все виды блоков и ячеек,
85
кроме блоков питания; под шифром 3 — все виды трансмигтя
ров; под шифром 4, 5, 6 — реле всех типов, не входящие в б-Л
ки и ячейки; под шифром 7 — все виды источников питаний
трансформаторов, электропитающих установок, выпрямительный
устройств, преобразователей, электродвигателей стрелочных
приводов и т. и.; под шифром 8, 9 — напольное оборудование
и устройства, включающие комплекс входящих в них элементов-
под шифром 10 — установочные изделия: АВМ, предохраните*
ли, лампы и т. п.
В таблице «Тип элементов» даны шифры, раскрывающее
элемент системы по группам типов с учетом их применения
Например, для элемента шифра 2 «Блоки и ячейки» в таблице
«Тип элемента» кодируется шифром 5 — «Блоки ЭЦ маршруте
кого набора».
В таблице «Характер отказа элементов» даны шифры общих
понятий для всех элементов. По общему понятию на поле кар-
точки пробивается числовое значение кода, а на лицевой сто-
роне в соответствующем поле делается письменная расшифровка
с указанием типа прибора или детали, вследствие неисправно-
сти которых произошел отказ. Например, если в блоке пробит
триод, то на поле «Характер отказа элемента» понятие кодиру-
ется шифром 48 и раскрывается текстом: «пробой триода ПТ 1
типа П-25А».
В таблице «Последствия отказа» даны шифры эксплуатаци-
онных последствий отказов. На поле карточки следует кодкрп
зать числовое значение шифра и письменно указывать дробью:
в числителе — количество задержанных поездов, в знаменате-
ле— время задержки поездов, например 5/1 ч 10 мин.
В таблице «Наработка» даны шифры времени безотказной
работы устройств между последней проверкой или установкой
и возникновением отказа, а также между двумя последователь-
ными отказами.
В таблицах «Время возникновения отказа», «Время, прошед-
шее с момента отказа до прибытия механика», «Время поиска»,
«Время устранения» и «Длительность отказа» даны шифры ве-
личин, позволяющих определить оперативность устранения от-
казов, а также ремонтопригодность устройства. При помощи
данных таблиц кодируются числовые значения временных ха-
рактеристик отказа. Кроме кодирования данных величин, в
пунктах карточки текстом указывается точное время. НапрЧ
мер, длительность отказа по таблице «Длительность отка3*?
шифром 5 закодирована от 40 до 50 мин. Письменно следу*1
записать 43 мин.
В таблице «Служба» даны шифры служб, по вине котор«*
произошел отказ. Пример заполнения перфокарты одного отК?
за приведен на рис. 19 и 21.
Свободное место в центре лицевой стороны карточки Ч
жит для записей, раскрывающих понятие каждого призма J
86
ак* например, если в пункте «Тип элемента» закодирован
ифр 4 —<Блоки ЭЦ исполнительной группы» (письменно в
пдрф°каРть1 пишется тип блока ЭЦ — СП-65). Если в
'•В|КТе *'^аРактеР отказа элемента» закодирован шифр 24
Ь пТРенн1п'1 обрыв обмоток», то письменно в центр карты это-
tiVTf?llKTa пишется: «Внутренний обрыв обмотки повторителя
>тевоГо стрелочного реле типа НМШ1-1800».
при .а обРатн°й стороне карточки (см. рис. 21) некодируемые
Печат-'КИ Должны быть записаны четко и полно согласно на-
нному перечню. Например, если на лицевой стороне кар-
8/
точки в пункте «Характер отказа элемента» закодировано Шщм
ром 10 «заедание движущихся частей» и на поле указа»
«заедание в подшипниках КПТ-7», то на обратной стороне uetu
фокарты следует раскрыть причину отказа, т. е. «заедание вслед'
ствие загустения смазки, так как вместо смазки JI3-31T нс»
пользовалась смазка ЦИАТИМ-201». В пункте 9 указать мерЗ
принятые к недопущению подобных отказов, т. е. «замена смазы
хи ЦИАТИМ-201 на смазку ЛЗ-31Т производится на всех КПТ»
Обработка и анализ статистической информации
Кодирование признаков на перфокарты принято для удоб-
ства пользования картотекой при выполнении технического ана-
лиза, когда требуется определить показатели эксплуатационной
надежности, законы распределения отказов, классифицировать»
их по характерам — причинам и решить ряд задач анализа.
Отбор (поиск) перфокарт, имеющих одинаковое значение
признаков, производится при малых массивах спицами, при
больших массивах с помощью спиц и селектора или спиц и ко-
робок. Спицы изготовляют из упругой проволоки диаметром
2.2 — 2,5 мм, длиной 400 — 450 мм с заточенными концами и
ручками. Коробка делается из твердого материала (фанеры,
картона и т. п.) размерами 120X220X120 мм.
При поиске в малом массиве карточки укладывают срезом
в одну сторону, выравнивают до совпадения отверстий, что
можно проверить контрольной спицей, и поворачивают вверх
той стороной, по которой ведется поиск. Затем в отверстия, ко-1
торыми закодирован признак, вводят спицы. При поднятии мас-
сива на спицах и встряхивании его выпадут карточки с одинако-
выми вырезами. Карточки, уложенные в селекторе или ящике,
сортируются аналогичными приемами.
Например, требуется отобрать отказы системы полуавтомати-
ческой блокировки, имеющей по дескрипторной таблице шифр S
(см. приложение IV).
На всех карточках, в которых закодирован этот признак, на
поле «система» вырезаны короткие вырезки 1 и 4 (1+4=5М
Если вставить спицы в отверстия нижнего ряда с цифрами 11
4, а затем встряхнуть массив на спицах, то выпадут карты
признаками отказа системы
При сортировке карточек по
признак, являющийся общим ---------.rj______ ____-Л|
временно производить поиск и по ключевому признаку. Так,!
Iруппе признаков «система», «тип системы», «характер
мы» ключевым признаком является «система». Соо гветствеНЯ
«элемент» является ключевым признаком для групп «тип эле'
мента», «характеры отказа элемента». При использовании ОДМ
стейшего двухрядного ключа 1—2 — 3 — 4 сначала слеД^|
отбирать карточки с длинным вырезом, а затем с 1
ким. Перфокарты требуют аккуратного обращения. Смятые
полуавтоматической блокировки-
признакам, имеющим ключевой
для этой группы, следует оД”0’
«тип системы», «характер снс^И
корот*
88
Емки затруД,1Я1ОТ сортировку всего массива и требуют за-
Ме11\1|атиз информации о надежности начинается с проверки по-
| , ,вшцх сообщений, которые заключаются в тщательном
сТ-ПпоПе полноты и достоверности информации по каждому
К0,'азу При этом контролируют наличие информации, дополни-
°пьных сведений, позволяющих выделить однородную инфор-
Т<? пню. периоды сбора. Кроме того, обязательно проверяют, все
ма сообщения (пункты перфокарты), связанные с данной не-
Л'цпавностью, указаны; согласованы ли данные о наработке к
моменту данной неисправности с предыдущими; правильно ли
указаны характер и причина неисправности. Затем проводится
Систематизация собранного материала. При этом всю информа-
цию по данной неисправности, зафиксированную в карточке,
можно принять за элемент информации. Тогда всю собранную
информацию по отдельным устройствам можно представить в
виде последовательности таких элементов. Все эти сведения
располагают в таблице, в каждой строке которой зафиксирова-
ны данные об отдельном элементе информации. Элементам ин-
формации соответствует набор признаков, характеризующих
устройство, которые, располагаясь в определенном порядке,
дают возможность выделить однородные данные. Таблицы дают
наглядное представление о собранной информации и являются
компактной формой регистрации сведений.
Одной из форм, позволяющих нагляднее представить стати-
стическую информацию об отказах, являются графики. На них
по одной оси располагаются сведения о времени эксплуатации,
а на второй оси точками изображается количество замен эле-
ментов, регулировок или отказов. Аналогичные графики можно-
построить для времени восстановления и распределения отка-
зов в течение определенного времени. По таким графикам мож-
но выявить устройства, над которыми следует проводить иссле-
дование интересующих величин [б]. .
При составлении таблицы приложения 5, систематизирую-
щей собранный материал, сведения заносятся по группам уст-
ройств. Группировка признаков, по которым проводится обра-
,н1Ка данных, определяется в процессе учета, сбора и анализа
формации. В основу группировки могут быть положены коли-
,™«Ные пРнзнаки (год изготовления, дата возникновения
Тйп р3'- ,1аРаботка 11 др.), а также признаки, характеризующие
пп1„.С11Стемы ”лн элемента, режим эксплуатации, характер или
иричину неисправности и др. '
давлен 1ИЗ инФ°Рма1*ии ° надежности проводится в двух нап-
сРавне|ИЯХ: ПеРвое 113 них — оценка надежности устройств, т. е.
Элсплха*10 показателей надежности, полученных по результатам
да.м; втопЦИИ’ С заданными или сравнение надежности по го-
иосп ,м^Ое выяснение факторов, влияющих на работоспособ-
° устройств.
89’
§ 5.3. Дополнительные источники информации
для анализа надежности
Известно, что среди причин возникновения отказов важной
место занимает старение устройств. Сколь совершенна бы м»
была конструкция системы и ее элементов и технология их про.
нзводства, со временем материалы, из которых сделаны элемеп.
ты и их соединения, претерпевают необратимые изменения. Эти
изменения порождаются коррозией, износом, накоплением де.
формаций и усталости, диффузией одного материала в другой
и т. д. Эти процессы налагаются, взаимодействуют и в конечном
счете вызывают изменения рабочих характеристик. Для того
чтобы система и ее элементы были работоспособны, рабочие
характеристики их должны лежать в некоторых пределах, оп-
ределяемых видом и назначением системы. В общем случае ра-
бочая характеристика под влиянием старения может изменять-
ся немонотонно (рис. 22), однако исследования показали, что
для основной массы приборов СЦБ характер изменения рабо-
чих характеристик является монотонным [6].
Причиной скачкообразного изменения величины характери-
стики является, как правило, полный отказ какого-либо элемен-
та схемы, например обрыв резистора, пробой конденсатора, из-
лом контакта, обрыв обмотки и т. д. Однако скачкообразное
изменение величины характеристики может быть при старении
элементов, когда их характеристики достигают критических ве-
личин, что приводит, например, к поломке изделия, срыву гене-
рации частоты или, наоборот, к возникновению самовозбужде-
ния генераторов и т. д. Более существенным в данном случае
является анализ надежности устройств по постепенным отка-
зам. В этом случае система сбора данных строится на органи-
зации входного и выходного контроля.
Аппаратура перед установкой в эксплуатацию проверяете^
пэ всем характеристикам и данные записываются в специально
разработанные журналы.
Рис. 22. Изменение рабочих характеристик элементов
во времени
90
F определениого пеРи°Да эксплуатации приборы в КИПе
ются и их параметры записываются в эти журналы. Та-
провера ация позволяет судить о поведении приборов в эк-
к0я н1")'|1|1,и н решать вопросы надежности: оптимизировать сро-
сГ1.1\аТф|11аКтпки. определять сроки службы элементов прибо-
'^прибора в целом, определять законы распределения
11 различных дорогах (с учетом климатических поясов)
й одному и выходному контролю подвергается определенная
Аппаратура, поступающая в КИП с объектов эксплуатации, как
а истечении межремонтного срока, так и вследствие отказа в
работе, а также новая аппаратура, поступающая от заводов-
изготовителей. На прибор, поступающий в КИП, наклеивается
бирка, в которой указывается назначение и место установки
гюнбора. Прибор, снятый с эксплуатации ранее установленного
срока проверки вследствие отказа, сопровождается дополни-
тельно карточкой учета отказов. В КИПе прибор осматривается
и измеряются его характеристики. Результаты измерений и де-
фекты заносятся в журналы входного контроля, которые ведут-
ся раздельно для аппаратуры, поступающей с объектов эксплуа-
тации и с заводов.
В соответствии с планом работы службы сигнализации и свя-
зи осуществляют проверку технического состояния устройств
дистанций сигнализации и связи. На основании результатов про-
верки составляется акт технической проверки, в котором отра-
жаются выявленные отклонения в эксплуатации устройств. Ко-
пия акта высылается в дорожную группу надежности для ана-
лиза.
Дистанция на основании этого акта разрабатывает меропри-
ятия для устранения выявленных дефектов.
Одни из действенных видов производственной связи с заво-
дами-поставщиками потребителей по качеству изготовления из-
делий является рекламация. Для эффективного использования
рекламаций в качестве рычага по повышению качества продух-
Иаи необходимо организовать систематический входной конт-
роль за поступающим оборудованием и изделиями. Контроль
|ичТ(аЛИЗр'СЯ чеРез ГРУППУ надежности дорожной лаборато-
L >РИ постУплении на дистанцию нового оборудования и из-
Рак'1И ПРОИЗВОДЯТСЯ его осмотр или необходимые измерения ха-
м'ах'еР|,СТ11к 1,ли параметров. При обнаружении ошибок в схе-
ииоц 111“1 деФектов аппаратуры дистанция составляет реклама-
ц.ц.’.1|1Ь111 аКт- Группа надежности дороги анализирует реклама-
бр2к направляет их в организацию, по вине которой допущен
Иение ' 3 ,ГРУППУ надежности ЦШ, которая контролирует устра-
ни дефектов, указанных в рекламациях, а группа надежно-
Циям:| Р°'КИ01"1 лаборатории — устранение дефектов организа-
91
Помимо карточек учета отказов, возможны и другие виды
технической документации. В частности, такой формой являет-
ся журнал, в котором отражаются техническое состояние, све-
дения о замене составных частей и сведения по эксплуатации
устройств (учет технического обслуживания, сведения о конст-
руктивных и схемных изменениях и др.). Для станционных уст-
ройств систем ЭЦ. РПБ. ДЦ и др. имеется журнал учета про-
филактических работ, где отражаются сведения о проводимых
работах и неисправностях систем в процессе приема и отправ-
ления поездов. Эти документы разработаны так, что сведения,
зафиксированные в них, могут быть использованы для расче-
та и анализа надежности.
Журналы содержат разделы, в которых отражаются: изме-
нения в составе аппаратуры, учет наработки элементов, отказов
и неисправностей, а также указываются сроки проведения ре-
монта. Кроме того, в журналах ведется технический «дневник»
аппаратуры, заменяемой во всех случаях проведения работ.
Журналы централизованно обрабатываются группами надеж-
ности дистанций, а при необходимости дорожными лаборато-
риями.
§ 5.4. Использование ЭВМ для сбора
и анализа информации о надежности
В связи с весьма значительными объемами обрабатываемо®
информации расчет показателей надежности целесообразно ос»*
щсствлять на ЭВМ. Поэтому на отдельных дорогах применяет*
ся следующая структура сбора данных об отказах. Все отказ
автоматики регистрируются в журнале ШУ-78, по данным к
торого информация по телеграфным каналам передается в выв
числительный центр по макету (рис. 24). Для заполнение
макета разработана единая система кодирования отказов.
отказы регистрируются независимо от того, вызвали они
держку поездов или нет. Макет содержит данные, необходимая
для анализа надежности устройств автоматики. При пере*з
92
г-—' ^Признак начала сваб те к и я Сунна переданных знакоО Номер дистанции Место по ореядения Месяц Число День или ночь
( оно
ПлитеП6 пойре*L ' нии Время Ореста нов лен и я Характер проявления отказа Эксплоита иионные послед стВия Задержано грузовых поездов Задержано пассажир сник поездов Продолжи тельность задержек грузовых поездов Продолжи тельность задержекпас сажирских поездов
01 ~02 03 ОН 05 06 07 08
Нрричие враки Тип системы С кс па cue тепы Элемент устрой ст да Причина отказа Служба, по Вине кото рои произо шел отказ Затрудне ние при устране рии отказа Длитель ность отказа
~ оТ 10 11 12 13 14 15 16
Рис. 24. Макет телеграммы об отказе при использовании ЭВМ
информации каждое наименование макета заполняется в опре-
деленном порядке. Макеты передаются ежедневно [16].
Результаты обработки статистической информации выдают-
ся в виде таблиц, графиков и диаграмм. Так, в определенных
таблицах дается число браков, отказов и их продолжитель-
ность, число задержанных поездов и продолжительность задер-
жек по дороге, службам, невыясненным причинам и прочим
отказам. Результаты печатаются в две строки для каждой ди-
станции связи: в верхней за месяц, а в нижней нарастающим
итогом с начала года. Другая группа таблиц учитывает отказы
и задержки поездов по видам устройств, а также случаи пере-
крытия сигналов, в том числе с проездо.м и без проезда сигна-
лов. В остальных таблицах определяется количество отказов по
дистанциям, интенсивность отказов элементов, среднее время
восстановления отказа, общее количество отказов по каждой
схеме с распределением их по дистанциям, количество отказов
приборов, характер отказа и вычисляется интенсивность отка-
зов 1) др.
ж ЛЯ Решеиия задачи используется нормативно-справочная
«формация, которая хранится во внешней памяти машины.
А нормативно-справочной информации отнесены шифры и наи-
менования характера неисправности устройств СЦБ дистанций,
с.\ем'еНН СУТОК> характера проявления отказа, типа системы,
в* пы С|,стем, элементов, характера отказов службы.
Учит Р" Расчсте показателей эксплуатационной надежности
вер0 1Ва*Отся различные условия проявления отказов,
ря т Тность исправной работы в межрегламентный период и
Рабо,' \ГНХ Ланных’ позволяющих определить эффективность до-
по k;i°K’ Регламентных работ и динамику изменения надежности
Б то ’галам года, системам, элементам.
деца'jJJ' сх°ма_ механизированной обработки информации приве-
93
Подготовка исходной информации к вводу
Рис, 25. Блок-схема механизированной обработки информации
с использованием ЭВМ
По мере внедрения вычислительной техники на сети желез-
ных дорог, в МПС и других организациях ЭВМ будут все шире
использоваться для обработки и анализа информации об отка-
зах (рис. 26). На первом этапе предполагается использование
карточек учета отказов (перфокарт). По мере разработки прог-
раммы будут использоваться дорожные ЭВМ, а в дальнейшем
передача информации об отказах будет осуществляться с вы-
числительных центров сети железных дорог в Главный вычисли*
94
тельный центр МПС. На Юго-Западной дороге разработаны
программы и макет для ЭВМ «Минск-32», предназначенный для
сбора, обработки и выдачи информации о сбоях АЛСН по каж-
дому депо, дистанции сигнализации и связи, сигнальной точке и
локомотиву [16]. Программа предусматривает: выявление не-
исправных устройств АЛСН по информации за последние 3 дня;
определение места сбоя; систематизацию информации по под-
разделениям (депо или дистанции); накопление информации о
неисправностях АЛСН за месяц; ежесуточную выдачу анализа
нарушений в работе устройств; выдачу за месяц общего количе-
ства сбоев по каждому участку или локомотиву; подсчет за
Рис. 26. Схема использования ЭВМ для сбора и анализа
информации об отказах
95
месяц количества сбоев по их характеру (на красный, красно!
желтый и белый огонь); выдачу накопленной информации гЗ
требованию в любой день месяца; накопление и систематиз^
цию информации в течение года по месяцам, кварталам, дистаЗ
дням и депо; выдачу в начале года ведомости о сбоях АЛСН
истекший год по каждому депо, дистанции.
Рассмотрим, как осуществляется сбор информации. Возник-
шие нарушения устройств АЛСИ воспринимаются машинистом
локомотива и фиксируются на скоростемерной ленте. По прибы-
тии в депо машинист записывает на обратной стороне ленты
место сбоя па перегоне с точностью до пикета и его характер,^
в пределах станции — входные или выходные стрелочные сек-
ции, приемо-отправочные пути. Информация о сбоях АЛСН, по.
лученная после расшифровки лент и записей машинистов локо-
мотивов, кодируется и переносится на макет под кодом 97. Ни-
же дается пример заполнения макета (табл. 28).
В графах / и 2 указаны серия и номер локомотива из пяти
позиций; в графе 3 — направление движения; оно определяется
по номеру поезда: 0 — четное; 1 — нечетное; в графе 4 — шифр
участка из двух позиций; берется по принятым на дороге обоз-
начениям участков. Например, пункт 1 — пункт 2 — пункт 3 —4
00; пункт 4 — пункт 5 — 30 и т. д. В графе 5 фиксируется но-
мер километра, на котором зарегистрирован сбой АЛСН из
четырех позиций; в графе 6 — номер пикета из одной позиции;
в графах 7 и 8 — показание локомотивного и путевого свето-
форов из одной позиции. Графы 7 и 8 заполняются в соответст-
вии с табл. 29. Если при расшифровке лент не определены на
станциях километры и пикеты, на которых произошел сбой, то
место отказа кодируется при помощи каталога блок-участков.
Сбои на входных стрелочных секциях относятся к ординате
оси станции, на приемо-отправочных путях — к ординате выход-
ного светофора, на выходных стрелочных секциях — к ордина-
там первого проходного светофора. Закодированную информа-
цию по макету 97 за прошедшие сутки расшифровщик скоро-
Т а б л и и з 2S
Объект сбоя Координаты сбоя Xарактер сбоя
Серия локомотива Н$мер ЛОКО- мотива Направле- ние движе- ния Шифр Км Пикет Показание локомотив- ного све- тофора Пока»'1*** нлполкЯОГР светофор*
1 2 3 4 5 6 7 8
ЧС04 00011 1 00 0852 2 Б 3
ВЛ60 00509 0 30 0024 6 О ж
ЭР9П 15509 0 40 0008 2 К 3
ТЭЗА 00073 1 00 1110 0 П к
ТЭЗА 00073 1 00 1119 0 Н к
96
Таблица 29
показания сигналов
Шифр цвета
Показания сигналов
Шифр цвета
₽жемы»
Желтый
Зеленый
К
О
Ж
3
Белый
Погасшие огни
Отключенное устройство
Б
П
н
стемсрных лент передает по телефону оператору локомотивного
диспетчера отделения. Последний собирает информацию о сбо-
ях АЛСН со всех депо отделения, заполняет макет 97 и пере-
дает его в отделение, а оттуда в вычислительный центр, где ин-
формация по макету 97 обрабатывается на машине «Минск-32».
Результаты обработки в виде свободных таблиц в количестве
четырех экземпляров передаются диспетчеру связи и в службы
сигнализации и связи и локомотивного хозяйства, а также по
телеграфу информационной связи — в отделения (для каждого
депо и дистанции сигнализации и связи.
На основании этих материалов указанные подразделения по-
лучают возможность принимать оперативные меры по устране-
нию недостатков.
Программа обработки информцин позволяет надежно
выявлять объекты, на которых возникают сбои АЛСН, и форми-
ровать сообщения для принятия оперативных мер. Для надежно-
го выявления сбоя устройств АЛСН принято следующее усло-
вие. Зафиксированным сбоем принято считать сбой, повторив-
шийся не менее двух раз в течение трех дней на одном и том
же объекте. Однократный сбой на каком-либо локомотиве или
блок-участке считается случайным, и информация о нем не по-
падает в выходной документ. Поступающая информация о сбоях
содержит сведения о номере локомотива, месте и характере
сбоя. Оперативная информация о сбое АЛСН передается на вы-
4^-8288 * *1С 27 Блок-схема обработки оперативной информации
97
числительный центр ежедневно и, как правило, содержит 40—J
50% однократных сбоев, которые поступают на временное xpaj
пение во внешнюю память ЭВМ. На блок-схеме обработки опе-
ративной информации (рис. 27) под цифрами 1, 2 и 3 закоднро*
вана информация соответственно первого, второго и третьего
дня. В трех блоках анализа на основании информации, накоп-
ленной в ЭВМ за три дня, выделяются зафиксированные сбои
АЛСИ и направляются в блок формирования выходных доку-
ментов. В этом блоке информация систематизируется по погр'е-
бителям и формируется в документы для передачи дистанциям
сигнализации и связи, локомотивным депо и в службы.
Кроме того, на протяжении месяца информация о зафикси-
рованных сбоях сохраняется и накапливается в памяти ЭВМ,
затем суммируется по каждому локомотиву и блок-участку и
может быть выдана в форме отчета по первому требованию пот-
ребителя. Из общей суммы зафиксированных сбоев в отчете
выделяются особо опасные — красный, красно-желтый и белый
огни.
Внедрение на дороге анализа отказов устройств АЛСН на
ЭВМ дает возможность более точно вести ежесуточный анализ
и учет сбоев в работе устройств АЛСН, где под контроль взят
каждый локомотив, каждый километр кодированного пути, и
оперативно организовать устранение нарушений. Благодаря при-
нятию этих мер значительно сократилось количество сбоев уст-
ройств АЛСН.
Глава VI
ОПТИМИЗАЦИЯ
ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО СРОКА
РЕМОНТА РЕЛЕ
§ 6.1. Общие сведения о методах
оптимизации периода ремонта реле
Возрастающая роль устройств автоматики и телемеханики
в организации и обеспечении железнодорожных перевозок тре-
бует постоянного поиска путей повышения надежности дейст-
вия этих устройств и внедрения научно обоснованных методов
их обслуживания. Конечной целью этих мероприятий должна
быть оптимизация трудового процесса эксплуатационного пер-
сонала и обеспечение эффективности и надежности действия
систем СЦБ. Практически решить эту проблему можно только
с учетом надежности отдельных приборов и функциональных
узлов систем. Существующие графики технологического процес-
са обслуживания устройств СЦБ по большинству позиций яв-
ляются эмпирическими, нормы времени периодической проверки
приборов СЦБ в КИПах в большинстве опытно-статистические
и зачастую не учитывают конкретные климатические факторы
и реальные режимы работы. Поэтому проблема научного обос-
нования периодичности профилактики и замены приборов СЦБ
весьма актуальна.
В процессе эксплуатации в элементах систем автоматики
происходят обратимые или необратимые физико-химические
изменения, которые повышают вероятность отказа. Для предот-
вращения отказов или снижения их числа через определенные
промежутки времени проводится профилактика. Оптимизация
обслуживания систем сводится к разработке такого графика
технологического процесса, который обеспечил бы минимальные
затраты по использованию данного устройства или максималь-
ную вероятность безотказной работы при установленных
затратах.
ми-^^0Цесс пР°ФилактИки характеризуется тремя параметра-
ппо Длительностью никла (периодичностью между очередными
мом'1 е^ка',и-ремонтами), длительностью профилактики и объе-
ния пР0(₽илактики. Задачей научной оптимизации обслужива-
пач,„С"стем является отыскание оптимальных величин этих па-
раметров.
ва ^ДИТельность 11 объем профилактики зависят от совершенст-
вИльног°ЛОГИИ вьшолнения профилактических мероприятий: пра-
ной с ° опРелеления числа отдельных операций, их рациональ-
4» язи, обоснования граничных параметров элемен-
99
005
Hi
fn
(t)
Н5
ООП
0.05
цз
}\(t) |_____
I
Область |
Внезапных )
отказов /
I ® V
10бпаспн>\бнезапных и
постепенных\дткпзов
0 0 0 8 Т, 16 24 32 Ч0Т,пет
Рис. 28. Функция плотностей
и интенсивности внезапных
и постепенных отказов
типа НМШ
тов, методик измерения пара
метров и т. п. — и в настоя’
щий период эксплуатации
систем железнодорожной авто-
матики установились на при*
емлемом уровне, что подтвер-
ждается проведенными научно-
исследовательскими работами
Наиболее сложным является
обоснование периода про-
филактики. Для этого необхо-
димо знать эксплуатационные
•характеристики надежности
элементов, т. е. законы рас-
пределения вероятностей отка-
зов во времени элементов и ап-
паратуры систем автоматики,
получения информации об от-
элементов и аппара-
реле
пути
надежности
Существуют различные
казах и характеристиках
туры.
Анализ показывает, что в условиях железнодорожных си-
стем автоматики могут быть использованы два пути иссле-
дования: применение статистических и инструментальных ме-
тодов.
Под отказом, как известно, понимается событие, являюще-
еся следствием потери аппаратурой способности выполнять за-
данные функции на требуемом уровне, или уход хотя бы одпого
рабочего параметра за пределы установленных допусков. Отка-
зы бывают полные, после которых требуется замена или ремонт
(перегорание предохранителя, обрыв обмотки реле); переме-
жающиеся, возникающие на короткое время, после которого
система восстанавливается (кратковременный пробой металло-
бумажных конденсаторов и их самовосстановление или потеря
контакта в токопроводящем стыке и т. п.), и частичные, обычно
связанные с ухудшением какого-либо выходного параметра из-
делия.
Как уже отмечалось в главе II, условно различают вне-
запные и постепенные отказы.
Для описания внезапных отказов хорошей моделью являет-
ся экспоненциальное распределение <р(0=^“х'- На рис. Я
построена функция <ро(О для реле типа НМШ при значении*
/.=0,05-10-6 1/ч. Наиболее часто встречающаяся зависимости
интенсивности отказов от времени имеет три периода. Первый
период .приработки характерен наиболее частым выходом и
строя элементов выборки, имеющих явные и скрытые дефекты,
второй период (на рис. 28 область внезапных отказов) — отЯЛ
сительным постоянством и низким уровнем интенсивности отия
зов. На этом участке вероятность отказа на любом одинаково^
100
j"P e-^dt
ке времени постоянна q(t) = \—P(t) = l—exp (—X/),
°T. число отказов не зависит от продолжительности предвари-
т- е чой работы изделия. Наконец, третий период времени (на
теЛЬ 28 область постепенных и внезапных отказов) характери-
Р* ускоренным выходом из строя по старению или износу.
Um больше изделия работают, тем больше они приближаются
старению, тем большая вероятность выхода из строя по ста-
пеник». тем больше число изделий откажет. На втором участке
v эпемента преобладают внезапные отказы, на третьем — посте-
пенные. .
Анализ статистической информации об отказах показывает,
что для релейной аппаратуры систем железнодорожной автома-
тики период приработки практически отсутствует. Можно пока-
зать. что на участке работы реле СЦБ с относительным пос-
тоянством интенсивности отказов проведение профилактичес-
кого ремонта с периодичностью Гпр не снижает числа отказов,
т. е. не изменяет средней наработки на отказ реле. В самом деле
9ГпР) ___ 1— е-АГпр
f p(t)dt \Pe~*ldt
о О
и не зависит от длительности между очередными профилакти-
ками. Поэтому для нерезервированных приборов проведение
профилактики до появления износовых (постепенных) отказов
нецелесообразно. Здесь следует отметить, что с помощью Х-ха-
рактеристик приборов СЦБ, сбор информации о которых в на-
стоящее время на дорогах хорошо налажен, не всегда можно
ответить на вопрос, «через сколько времени провести очередной .
профилактический ремонт прибора». Эта информация полезна
Для выявления наиболее слабых приборов и их элементов, от-
носительного сравнения надежности отдельных типов аппарату-
ры, расчета числа запасных изделий и др., для определения оп-
тимального периода ремонта резервируемых приборов, посколь-
ку их отказы подчиняются закону распределения (например,
в случае двух резервированных приборов — гамма-распределе-
”ю), у которого интенсивность отказа зависит от времени ра-
тикЫ пРибоРа- Наиболее (полезной информация о Х-характерис-
ах М0Жет оказаться для заводов-изготовителей при совершен-
рес?Вании технологии изготовления приборов, увеличении их
поС'к-РСа’ применении более качественных материалов и т. д.,
чеСТоЛЬКу именно этими способами, а также повышением ка-
Отказов^еМ°НТа В КИПах может быть снижено число внезапных
р реле.
бЫть °дличие от инезапных отказов постепенные отказы могут
ния за редотвРаЩены путем контроля, измерения или наблюде-
степе11Н 'ЗМенением Рабочего (прогнозирующего) параметра. По-
1е Отказы реле СЦБ подчиняются нормальному или ло-
101
гарифмически нормальному распределению с параметрами т
и о, для которых среднее время до появления отказа зависит от
периода профилактики, т. е.
где Ф J — табулированная функция Лапласа.
Это положение хорошо иллюстрируется рис. 28, из которого вид-
но, что площадь распределения ср(/) при длительности профи-
лактики Тпр>Ти начинает резко возрастать, при этом также
увеличивается вероятность отказ'а прибора. Для анализа посте-
пенных (параметрических) отказов можно пользоваться стати-
стическими и инструментальными методами.
Статистические методы основаны на сборе и обработке ста-
тистической информации об отказах элементов или механизмов
методами математической статистики и теории вероятностей.
В условиях дистанций связи с помощью статистического метода
можно проводить изучение влияния на интенсивность и срок
службы элемента различных факторов: температуры, влажно-
сти, числа циклов коммутации, напряжения и т. д. Например,
известно, что величины температуры и напряжения сильно влия-
ют на процессы старения в электролитических конденсаторах,
причем срок службы последних подчиняется «закону десяти
градусов», когда с каждым возрастанием температуры на де-
сять градусов срок службы уменьшается в два раза, и закону
«пятой степени» по рабочему напряжению, т. е. Т— —ц~ (к~
постоянный коэффициент, зависящий от гарантийного срока
службы и номинального напряжения конденсатора). Поэтому
конденсаторы, находящиеся в различных условиях эксплуата-
ции, должны иметь различные сроки проверки в КИПах. Подоб-
ными исследованиями могут успешно заниматься группы на
дежности дорожных лабораторий или дистанций связи. Стати-
стические методы позволяют определить период эксплуатацией
прибора до повышения интенсивности отказов вследствие из-
носа, старения или регулировки приборов или механизмов. Гак.
этим метрдом могут быть найдены для
эксплуатации характеристики надежности
лок при отказах из-за разрегулировки. г,
собранных за год эксплуатации, при выборке 30 и более эле*’
троприводов достаточно для определения характеристик
конкретных условии,
электроприводов стр*"
Данных наблюдении
надежности.
Обработка таких статистических сведений, полученных И
ограниченный период наблюдений (существующий период
ду очередными профилактиками),может быть осушествлеЧ
графо-аналитическими методами, позволяющими определить XI
102-
листики закона распределения отказов и использовать их
РаК1?гыскания оптимального периода профилактики.
ДЛЯПпименение статистического метода для анализа характе-
1 «к надежности более сложных механизмов устройств
-ИГ целесообразно еще и потому, что проведение подобных ис-
с чований в лабораторных или заводских условиях сопряжено
СЛеДтпатой значительных средств или совсем невозможно.
Вояде случаев может оказаться, что существующий период про-
ж лактики недостаточен для выявления постепенных отказов,
поэтому в период исследований необходимо идти на временное
его увеличение.
Достигнутый уровень и тенденция дальнейшего повышения
надежности элементов и приборов систем автоматики усложня-
ют иопытания на надежность. Для получения достоверных све-
дений о характеристиках надежности статистическими метода-
ми в некоторых случаях необходимы длительные испытания и
очень большие количества образцов. Например, чтобы получить
данные об износовых отказах реле систем СЦБ в условиях эк-
сплуатации, понадобился бы не один десяток лет. Поэтому ис-
пытания высоконадежных элементов систем автоматики, осо-
бенно реле I класса надежности, целесообразно проводить ин-
струментальным методом.
§ 6.2. Оценка характеристик
надежности реле
Анализ статистической информации показывает, что основ-
ными характеристиками, определяющими работоспособность
реле СЦБ, являются: износоустойчивость контактов при вклю-
чении и выключении тока; коммутационная способность, а также
термическая и динамическая устойчивость контактной и маг-
нитной систем; надежность контактирования, т. е. стабильность
переходного сопротивления контактов; стабильность характе-
ристик срабатывания и механическая долговечность. На харак-
теристики надежности реле оказывают влияние эксплуатацион-
иые факторы (род и величина тока и напряжения нагрузки,
рактер нагрузки, частота срабатывания, температура, влаж-
ствТЬ’ ВибРацпя и т. д.), факторы конструктивного и производ-
такт""0Г0 хаРактеРа (скорость замыкания и размыкания кон-
пот.1пВ’ межконта,ктный зазор, вибрация контактов, трение в
илинках, кинематические особенности контактной системы
11 т- Д).
ФактопЛИЗ показывает, что практически все из приведенных
Рабоч ’х°7 конечном итоге оказывают влияние на основной из
НаДежн пР°гн?зиРУюЩих) параметров, от которого зависит
(прова IJ\Tb не**тРальных реле — величину совместного хода
' контактов. Последняя жестко связана с такими вы-
103
ходными параметрами реле, как напряжение подъема (отпуск!
ния), переходное сопротивление, контактное давление.
С точки зрения механики понятие «совместный ход» ОзнJ
чает одновременное движение соприкасающихся контактов. Эт"
обстоятельство вызывает затруднения в понимании его приме°
нителыно к реле с неупругими и неподвижными фронтовыми цл3
тыловыми контактами. Если оценивать совместный ход с точки
зрения его роли в обеспечении надежности работы реле, то прл
менительно к любым контактным устройствам под совместным,
ходом следует понимать величину, на которую нужно умень-
шить высоту контактных наклепов, чтобы контактное давление
снизилось до нуля.
Наиболее ненадежными элементами реле являются электри-
ческие контакты. Поэтому задача прогнозирования надежности
нейтральных реле сводится в основном к исследованию работо-
способности контактной системы. В результате износа или раз-
регулировки совместный ход контактов уменьшается, достигая
какого-то предельного значения, при котором наступает полный
отказ реле.
Сущность инструментального метода основана на анализе
и установлении закономерностей физико-технических и электро-
физических процессов, происходящих в материалах элементов
и деталях приборов, от которых зависят действующие значения
прогнозирующих (контролируемых) параметров и их качествен-
ные и количественные изменения во времени. Зная динамику
изменения во времени прогнозирующего параметра и его пре-
дельное значение, можно в любой момент времени проконтро-
лировать запас надежности прибора.
Рассмотрим на конкретном примере методику применения
инструментального метода для оптимизации периода профилак-
тического ремонта нейтральных реле типа НМШ. На рис. 29
показаны графики изменения величины совместного хода кон-
тактов реле типа НМШ, работающих в цепи замыкания и раз-
мыкания контрольно-секционных реле (реле типа НМШ4-ЗЛМ
Уменьшение совместного хода контактов происходит, как по-
казали измерения*, практически по линейному закону.
где ZoZ, ^/—соответственно начальное значение и скорость уменН
• шения совместного хода контакта, причем
.V—число циклов коммутации.
• Совместный ход для удобства измерялся в условных единицах
дикатором перемещений часового типа (1 усл. ед. = 0,0112 мм).
104
Таким образом, l(N) является линейной случайной функ-
цией двух независимых случайных аргументов: начальной ор-
динаты lOi (табл. 30) и углового коэффициента о,- (табл. 31).
Эмпирические функции распределения этих случайных вели-
чин хорошо описываются нормальными законами распределе-
ния с параметрами:
п
тс = y>Pili = 88,7 усл. ед.;
5%
°г = I — /яе)2 = 8,3 усп. ед.;
V /=0
av = 3,28-10"6 -у-л-ед- •
mv = 15- 10~б
цикл
усл. ед.
цикл
Здесь р, = _1 — частость попадания случайной величины в
разряд;
nt — число значений случайной величины в разряде;
О п — общее число испытуемых контактов.
испрачнк?НИе закона распределения числа циклов (времени
Ристик И Работы контактов) сводится к отысканию характе-
:*Таго закона по известным законам начального распре-
105
Таблица Зо
Номер кон- такта Z. усл. ед. Номер кон- такта 1, усл. ед. Номер кон- такта 1, 1 Усл. ед. ]
1 99,5 8 92 15 81
2 99 9 92.5 16 78
3 98 10 89 17 76
4 96 11 92 18 75.5
5 98 12 85 19 87
6 94,5 13 83,5 20 101
7 94 14 81,5 21 104
хода контактов <р(70)
распределения его
и
совместного
деления
скорости уменьшения с учетом предельно допустимого значения
совместного хода контактов /пр.
Вероятность исправной работы контактов реле может быть най-
дена из выражения P(lj = j (/) dl. Верхний предел интегрирования
'пр
I =mt 4- За/ — максимально возможное значение совместного хода
контактов выборки реле, определяемое с вероятностью 0,997. Так
как текущие значения l(N) в сечении реализаций 2VJ подчиняют-
ся также нормальному закону, то
i
Р(1)= —-—'
1
dl,
(6.2.1)
2з;
где tntj — среднее значение совместного хода контактов в сечении;
aij — среднее квадратическое отклонение.
Известно, что среднее квадратическое отклонение линейных
(веерных) случайных величин линейно зависит от числа циклов,
т.е. cz(,v)= aoN.
Плотность вероятности безотказно выполненных коммутаций
©(/V) может быть найдена дифференцированием по количеству
Таблиц3 3Ц
Номер контакта -10-6, > усл. ед. цикл Номер кон- такта О/-Ю-6. усл. ед. ЦИКЛ Номер кон- такта | усл. eb 1 цикл
1 11 8 13 15 16
2 8 9 15,5 16 16
3 9.5 10 14 17 16.5
4 12 11 16 18 20
5 10,5 12 16 19 16.5 £
6 9 13 14,5 20 ’’’ 1
7 106 13 14 13,5 21
J
п0Ичем вместо <з/у и подставляются соответственно
циклов. н loi — Vi N, вместо dl = vdN.
значе”*1^ преобразований можно получить следующее выражение:
1 ( Г 1 Zi . У
? (А7) ДГ2 У2к 1 S
©2 Г
. +s-exph
221 =0,218;
где э - « is
1
2S
— = 0,0935;
88,7
1,66 • 10~6 цикл;
A
Я1
S =~-
mi
За,
01 = "^7
т‘ —"В- — (88'7~221 = 4 58.10-6 цикл.
15-10~6
Пренебрегая первым слагаемым
ги и проставляя числовые значения
ное для вычислений выражение
Г 9(Л9 = -^{21-10»ехр^-г
в скобках ввиду его малос-
параметров, получаем удоб-
21 1Q6\2
N J
По этой формуле построена функция tp(W), показанная на
рис. 30. Интегральная функция F(N) (рис. 31), а также веро-
ятность безотказной работы реле P(N) могут быть построены
методом графического планиметрирования с использованием
рис. 30. Задаваясь критерием оптимальности периода ремонта
реле, например максимальной вероятностью безотказной работы
0,99, можно найти оптимальное число циклов работы реле (вре-
мя) до ремонта NntrT.
Анализ рис. 31 показывает, что число безотказно выполиен-
},ых коммутаций выборки (подчиняется несимметричному зако-
ну. что, по-видимому, объясняется различным характером и
епенью влияния на эрозионный износ материала контактов
и ИХ Факторов, как контактное давление, скорость размыкания
Г1Р°ВеРка гипотезы показала, что функция <р(/У) хорошо
"«Роксимируется логарифмически — нормальным законом с
"араметрами т„=6,6628 и а„=0,123.
Дельн йнзвестным реализациям случайной величины I (/V) и пре-
ния \Ранице их изменения интегральная функция распределе-
чеспп, Л* может быть построена более простым графо-аналити-
методом. Эта функция F* (N,, /Пр) > Р {I <Лр (N =
= Л\п== ni „
п представляет собой вероятность того, что значение
107
Рис. 31. Функция распределения
вероятностей безотказно
выполненных коммутаций
Рис. 30. Функция плотности
распределения числа
безотказно выполненных коммутаций
исследуемого параметра меньше его предельного значения и рав-
но отношению числа tii моментов пересечения реализациями пря-
мой /пр к общему числу реализации п (см. рис. 29). Например,
интегральная функция F*(N) для момента Nj равна ~2у—. На рис.
31 штриховой линией показана построенная таким образом эмпи-
рическая функция распределения F*(N). Графическим дифферен-
цированием выравненной ступенчатой функции F*(N) можно по-
строить функцию плотности f(N).
Для получения достоверных сведений о характеристиках
надежности реле объем выборки испытуемых реле или контак-
тов должен быть не менее 10—20. В некоторых случаях (слож-
ность монтажа испытательного стенда, отсутствие сравнительно
мощных источников питания и т. д.) число испытуемых элемен-
тов может быть уменьшено до 6—8. При этом точность опенки
уменьшается, т. е. доверительные границы параметра распреивй
лений расширяются.
При оптимизации периода обслуживания устройств СПЬ
целесообразно применять два критерия: минимизации стоимост»
обслуживания при заданном уровне надежности и максималь-
ной вероятности безотказной работы при установленных за-
тратах.
Сущность первого критерия заключается в выборе таКвЧ
периодичности профилактики, когда затраты, связанные с Оу
служиванием и техническим использованием систем или устрой
ства, минимальные. В самом деле, с увеличением период»4”
сти профилактики затраты на обслуживание падают, 'гогда^*'
затраты на покрытие потерь от отказов системы PacTj3
поскольку надежность системы в этом случае снижается. ПОЯ
108
инимум суммарных затрат имеет место при оптимальной
МУ м нчНОсти профилактики. Анализ показывает, что крите-
стоимости целесообразно применять при оптимизации пе-
Р”и. цчности между осмотрами сложных механизмов СЦБ, на-
Р"°мер электроприводов стрелок, автошлапбаумов, вагонных
ПР'!\ тителей и т. д. Отказы этих механизмов приводят управ-
3аМмый объект в более безопасное состояние, тогда как ' стои-
Лость профилактики, особенно при сокращении периодичности
профилактики, относительно высокая. Вместе с тем при опти-
мизации периодичности профилактики таких, например, уст-
ройств, как рельсовые цепи, источники питания, схемы испол-
нительных устройств и т. д. наиболее целесообразно примене-
ние критерия максимальной вероятности безотказной работы,
так как при определенных сочетаниях отказы этих устройств
могут вызвать переход объекта в опасное для движения поез-
дов положение (например, появление в схемах двух «земель»,
потеря шунта в рельсовой цепи и др.). Этот критерий исполь-
зован при оптимизации сроков ремонта реле систем СЦБ, вы-
полняющих, как известно, ответственные логические функции в
процессе управления стрелками, сигналами и др. Затраты вре-
мени на ремонт реле СЦБ относительно низки, значит, стои-
мость профилактики здесь минимальная, тогда как возникнове-
ние, например, отказа сигнального реле потенциально связано с
угрозой безопасности движения. Поэтому необходимо стремить-
ся полностью исключить износовые отказы реле.
§ 6.3. Причинный анализ отказов
нейтральных реле
Основными приборами систем электрической централиза-
ции и автоблокировки являются нейтральные реле типов HP,
НШ и НМШ. Причинный анализ отказов показывает, что на
долю нейтральных реле всех типов приходится 2,5—3% общего
числа отказов приборов этих систем. Результаты обработки
Данных с дифференциацией по элементам нейтральных реле
показали (табл. 32), что большинство отказов происходит
вследствие нарушения контактов и штепсельных разъемов
P^e, при грозовых разрядах, из-за индивения и обледене-
ете к°птактов (ПРИ установке реле в напольных устрой-
коиСлеДует отметить’ что средняя наработка на отказ одного
кре^акта Реле НМШ в 15—18 раз выше средней наработки
сРавНиевого транзистора, чем, по-видимому, можно объяснить
в н,,Тельно медленное внедрение полупроводниковой техники
Так |fCggMaXg электрической централизации как у нас в стране,
в ос-?И с^1цествующем периоде ремонта реле в КИПах отказы
вном внезапные, а число износовых отказов нейтральных
109
реле небольшое (см. рис. 28). Можно полагать, что существую,
щий период ремонта нейтральных реле не является оптимадЭ
ным и .подлежит корректировке.
Необходимо заметить, что на надежность реле оказывает
влияние вибрация, температура и влажность. Вибрационная
устойчивость реле определяется диапазоном частот и амплитуд
(ускорений), в котором отсутствует самопроизвольное размыка-
ние (замыкание) контактов. Вибрации могут ускорить износ тру.
щихся деталей, вызвать обрывы провода и нарушить регули-
ровку прибора и контактное давление. Механические воздейст-
вия при вибрации оцениваются по величине ускорения,
измеряемого в сравнении с ускорением силы тяжести. Как пока-
зали натурные измерения вибрографом типа ВИП2, частота ко-
лебаний релейного шкафа и светофора, вызванных вибрацией
при наихудших условиях, находится в пределах 20—80 Гц, а
амплитуда колебаний релейного шкафа —0,1—0,80 мм; уско-
рение при этом может привести к размыканию тыловых контак-
тов. Испытания реле НМШ на вибростенде показывают, что при
частоте вибрации 10 Гц размыкание тыловых контактов насту-
пает при 3g. Наиболее неблагоприятные условия для контак-
тов реле НМШ наблюдаются при частотах 10—30 Гц и ускоре-
ниях (0,8—2) g.
Надежность обмотки реле определяется главным образом
температурой, влажностью, электрической эрозией вследствие
токов утечки и коррозией. При воздействии этих факторов изо-
ляция проводов высыхает, теряет эластичность, причем сопро-
тивление изоляции падает, провод может оборваться. Эрозия
проводов зависит от напряжения на обмотках, механических на-
пряжений, степени влажности, сечения провода, тока, постоян-
ной электролиза, температуры и определяется с учетом закона
Аррениуса. Расчеты показали, что интенсивность отказа с уче-
том эрозии и температуры достигает (2—3)10~9 1/ч, что на два
порядка ниже эксплуатационной интенсивности отказов ней-
тральных реле. Естественно, что в лабораторных условиях про-
вести подобные испытания не представляется возможным. Прак-
тика длительной эксплуатации реле типа НМШ, однако,
показывает, что влиянием эрозионного износа и старением об-
моток под действием влажности и температуры можно пренеб*
речь. Под воздействием влаги ускоряется процесс коррозии ДЯ
талей магиитопровода, что наблюдалось в .практике при попади*
нии на детали влаги вследствие плохой герметизации релейного
шкафа.
Преимуществом стендовых испытаний является сокращение
периода получения необходимой информации о надежности ИЯ
лейной аппаратуры, обладающей высокой долговечностью,
тем форсирования испытаний за счет повышения частоТЧ
срабатывания в час. Так, частота работы нейтральных реле
стенде, работавшем по автоматическому циклу, была устан<4
НО Я
Таблица
Неисправность реле % к общему числу HP | НШ, НМШ Характер отказа
Плохая регулировка реле подгорание контактов из-за повышения 1^има нагрузки Индивение контактов Электрическая эрозия Нарушение контакта в штепсельном разъеме Повреждение от грозовых разрядов Плохая запрессовка фронтовых контак- тов Прочие (несоответствие типа реле, ме- ханические повреждения и т. д.) 18 21 14 23 18 6 12,2 5,15 17 7.8 36 5 8 9 Постепенный Внезапный Постепенный » Внезапный »
100 100
лена 1850 циклов. Испытательный стенд был смонтирован с
учетом следующих требований:
аппаратура, предназначенная для испытаний на долговеч-
ьрсть, не находилась в работе и соответствовала техническим
условиям завода. Аппаратура управления стендами, автомати-
ки и сигнализации об отказах обеспечивала строгое соблюде-
ние испытательных режимов;
генератор задающих импульсов обеспечивал круглосуточ-
ную работу испытываемой аппаратуры с установленной часто-
той срабатываний, выбранную с учетом временных характерис-
тик реле и полного окончания переходных процессов. Схема уп-
равления обеспечивала автоматическое возобновление работы
стенда в случае временного исчезновения напряжения пи-
тания;
учет циклов срабатываний производился с помощью счетчи-
ков импульсов типа А-440 или релейного устройства, срабаты-
вающего от схем управления с заданной цикличностью.
Анализ показал, что основными прогнозирующими парамет-
Р ми нейтральных реле, от которых зависит их надежность,
являются:
контактоИНа совмест,,ого хода и переходного
пуск-1ниТяРИЧесКИе хаРактеРистики: напряжения подъема и от-
яР^синые характеристики: время подъема
МеханИНа ко.итактного Давления;
кателей-*ИЧеСКНЙ износ контактов, антимагнитного упора и тол-
I Тепень релаксации пружин и их механическая прочность.
сопротивления
и отпускания;
111
§ 6.4. Анализ регулировочных
характеристик нейтральных реле
Электрические характеристики нейтральных реле (напоят
жение подъема и отпускания) являются по существу основны*
ми выходными параметрами, по которым в КИПах принимается
решение о пригодности реле для эксплуатации. На их текущие
значения влияют контактное давление, совместный ход контак-
тов, величина антимагнитного упора и т. д. Значения этих па-
раметров в процессе эксплуатации реле, как будет показано
ниже, изменяются. Поскольку границы изменения перечислен-
ных параметров определяют ресурс реле — предельное число
циклов срабатываний при тех или иных нагрузках и условиях
работы, важно знать гистограммы распределений этих пара-
метров после регулировки реле в КИПах и на заводах.
Гистограммы распределения совместного хода фронтовых
(рис. 32, а) и тыловых (рис. 32, б) контактов нейтральных ре-
ле типов Н1ЧШ, НШ (рис. 33) и фронтовых контактов реле
типа HP (рис. 34) показывают, что совместный ход отличает-
ся от установленной техническими условиями нормы, что соз-
дает определенный запас по ресурсу контактов реле. Матема-
тическое ожидание распределения совместного хода фронтовых
контактов составило соответственно для реле НМШ, НШ и
HP — 1,2; 1,0 и 1,4 мм; тыловых контактов — 1,2; 1,28 и 1,4 мм.
Номинальный совместный ход контактов соответствует установ-
ленному по ТУ для регулировки физическому зазору между
якорем и сердечником. Для фронтовых контактов он составил
соответственно для реле НМШ, НШ, HP — 0,67; 0,25 и 1,2 мм;
для тыловых контактов — 0,95; 0,6 и 1,2 мм. На рис. 32—34
штриховыми линиями показаны гистограммы распределений
совместного хода контактов после 4—5-летней эксплуатации
реле.
В процессе работы нейтральных реле совместный ход как
фронтовых, так и тыловых контактов уменьшается. Это в свою
очередь приводит к уменьшению контактного давления, что
видно например из гистограммы распределения контактного
давления фронтовых (рис. 35, а) и тыловых (рис. 35, б) кон-
тактов реле НМШ,.
Контактное давление фронтовых контактов после регули-
ровки на КИПах превышает установленную норму 30 гс, дав-
ление 10—15% тыловых контактов реле ниже нормы 15 гс.
Это. по-видимому, можно объяснить отклонениями при регули-
ровке реле, допущенными из-за недостаточно высокой квали-
фикации персонала КИПов. Напряжение подъема нейтральных
реле зависит от контактного давления, физического зазора
между якорем и сердечником и совместного хода тыловых кон-
тактов. Поскольку суммарное давление последних, определен-
ное тяжестью противовеса, неизменно, то напряжение подъе-
ма зависит только от ординат тыловых контактов, т. е. от физи-
ческого зазора 6. Напряжение
отпускания реле зависит от
давления фронтовых контак-
тов, физического зазора и сов-
местного хода фронтовых кон-
тактов. После (5—6) 10_6 цик-
лов срабатываний физический
зазор практически не изменя-
ется, значит напряжение отпус-
кания определяется только
Давлением и совместным ходом
Фронтовых контактов.
* Нейтральные реле одного и
начЛМЖе типа» Но разного наз-
Маг Ия Имеют аналогичную
к>тся 1Ную системУ и отлипа-
нием ‘'?ЖдУ собой сопротивле-
тов. п2МОТОК 11 числом контак-
ваться ^Т0МУ Удобно пользо-
ио-дВ1(.д,,3авнсИм°стью магнит-
Рис. 34. Гистограммы
распределений совместного хода
фронтовых контактов реле HP
ИЗ
реле на 50—60% превышает
реле, отмеченное превышение
нормальную работу нейтрало-
хода тыловых контактов до
Рис. 35. Распределение давления тыловых и фронтовых контактов
реле типа НМШ
ного хода или физического зазора вместо зависимости напряже-
ния подъема или отпускания реле от этих переменных. Постро-
енные зависимости F(/i6=6HOm) для реле НМШ (рис. 36)
показывают, что при встречающихся в практике совместных
ходах (см. рис. 32) контактов напряжения подъема и отпуска-
ния (точки а. б на рис. 36 соответствуют экстремальным значе-
ниям совместного хода тыловых,точки а', б' — фронтовых кон-
тактов) удовлетворяют техническим нормам. Измерения пока-
зали, что лишь 10—15% тыловых контактов в процессе работы
достигают минимального совместного хода, при котором напря-
жение (МДС) подъема реле превышает норму на 8—14%. Если
учесть, что напряжение питания
порог срабатывания нейтральных
напряжения подъема не ухудшит
пых реле.
При уменьшении совместного
нуля напряжение подъема находится в норме. Напряжение от-
пускания, как это следует из рис. 36, достигает нижнего преде-
ла при совместном ходе фронтовых контактов менее пределы#
допустимого по сопротивле-
нию контактов, и их контакт-
ном давлении ниже 30 гс. 1
Здесь важно рассмотреть
вопрос о выборе минималыв
величины совместного хоД"
фронтовых контактов, при
торой напряжение отпускай®»
становится меньше допустимо*’
нормы. За критерий °цеНг|*
очевидно, следует, пРиНуД
минимальный ход КОНта1^Я
при котором обеспечивает^
отпускание якоря реле при’Я
F.aw
150
100
50
U
о о,5б tn 1.6» цл г.» i.mt
Рис. 36. Зависимость подъема
и отпускания от совместного хода
контактов
114
Рис. 37. Зависимость переходного
сопротивления фронтовых контактов
нейтральных реле от контактного
давления и совместного хода
я обмотках 1 мА, величина
ке плго соответствует требо-
которо* * и30ЛЯции монтажа
Впллпм/В Минимальные ам-
|МО.?ТК» отпускания нейтра-
пеР ре1е с высоким сопро-
ЛЬН^нием обмоток (наихуд-
SСлучай) притоке! мА. от-
меченные штриховыми линия-
ми на рис- 36. мень-
ше ампер-витков отпускания
якорей нейтральных реле типов
НМШ. НШ, HP при отсутствии
совместного хода. Поэтому
можно считать, что напряже-
ния отпускания не критичны к
совместному ходу фронтовых
контактов. Иначе говоря, износ
материала фронтовых контак-
тов по уменьшению этого пара-
метра допустим до полного исчезновения совместного хода.
Важнейшей характеристикой нейтральных реле является пе-
реходное сопротивление контактов. На рис. 37 в трехмерном
пространстве показана зависимость переходного сопротивления
фронтовых контактов от величины совместного хода и давле-
ния на контактах. При совместном ходе контактов, превышаю-
щем 0,05 мм для реле НМШ и 0,07 мм для НШ и контактном
давлении выше 5—7 гс переходное сопротивление достигает
нормативной величины 0,3 Ом. С ростом контактного давления,
а значит, и совместного хода, переходное сопротивление про-
должает заметно снижаться. Контактное давление 30 гс дости-
гается для реле НМШ и НШ при величине совместного хода
фронтовых контактов соответственно 0,34 и 0,18 мм (предва-
рительное нажатие на упорную пружину должно быть 15—
гс)> ;*Ля реле типа HP — при совместном ходе контактов
’ мм. Если за критерий при выборе минимально допусти-
го совместного хода фронтовых контактов принять переход-
м сопР°тив’1ение контактов 0,3 /?Кном. тогда предельный сов-
0 126НЫИ Х°Д ^пр ДЛЯ Реле НМШ составит 0,22 мм, НШ —
тов1|хММ’ HP—0,14 мм. Эти значения минимальных ходов фрон-
сРаба КОНтакУов приняты при расчете предельного числа циклов
ываний реле на наиболее тяжелую токовую нагрузку.
8 Мен1 цХ°ЛНОе сопРотивление тыловых (серебряных контактов)
1актно1(КИ степеии зависит от величины совместного хода и кон-
c°npoTiiB 1аВЛеНИЯ (Рис‘ 38)- Здесь заметный рост переходного
сУтств»и Ления наблюдается при давлениях ниже 5 гс. При от-
контяТ.'К'С11‘"'° хода переходное сопротивление серебря-
Ктов штепсельных реле ниже нормы, поскольку пред-
I. нн
Рис. 38. Зависимость переходного
сопротивления тыловых контактов
нейтральных реле от контактного
давления и совместного хода
/10/ 15/Цг
варительное нажатие тьпОй
контактов на упорную пру»
ну принято 5—10 гс. Одна?
для устойчивой работы сепм?
ряных контактов необходиЗ
иметь какой-то минимальны!
совместный ход, создаюцпЗ
скольжение и обеспечиваю^»
продавление окисных плейер
образующихся на их поверх^
пости при коммутации нагру*.
ки. Известно, что процесс об-
разования окислов зависит от
. характера электроэрозиоипых
процессов при коммутации теп-
ла, создаваемого током в кон-
такте, загрязнения атмосферы
серой, хлором и другими эле-
ментами. Серебро окисляется
при комнатной температуре
только в присутствии озона,
образуя окисел темного цве-
та — легко продавливаемое н
удаляемое механически соединение. Эта окись не нарушает рабо-
ту контактов при давлениях выше 5 гс. Более прочная пленка
черно-серого цвета образуется при взаимодействии серебра с
сероводородом в присутствии кислорода и влаги. Однако при
давлении 5—10 гс и напряжении коммутации выше 10 В эта
пленка также не нарушает проводимость контакта. Как показа-
ли исследования износоустойчивости тыловых контактов, пере-
ходное сопротивление при минимальных совместных ходах и
давлениях (см. рис. 38) обеспечивает надежное электрическое
соединение.
Изменение совместного хода и давления контактов влияв1
на временные характеристики реле. Время срабатывания (°т‘
пускания) реле зависит от суммарного давления тыловШ
(фронтовых) контактов. Как уже отмечалось, суммарное
ление тыловых контактов сохраняется неизменным, поэт<И
время срабатывания реле при износе тыловых контактов
растает только за счет увеличения физического зазор*
Из рис. 36 видно, что при совместном ходе ниже 0,56 мм наЛ|
жение подъема возрастает, при этом время срабатывания Г
личивается не более чем на 10—15%, что не оказывает Ч
яния на работу функциональных схем систем СЦБ.
Время отпускания нейтральных реле при уменьшении
стного хода фронтовых контактов может возрасти на 50--ЛИ
однако такое возрастание замедления реле не приведет к
шению работы схем, поскольку в технических условиях ПРЧ
116
^тся ограничение этого параметра .медленнодействую-
сматрива, п0 нижнему допуску. Если для создания замедления
щих РеЛ^ ся электролитические конденсаторы, то по мере
примени। СОВМестного хода фронтовых контактов с течением
уменьш ч.меньШается и емкость конденсаторов в схемах СЦБ,
времен^ 'нижается на 5—7% в год [17]. В этом случае рост
Котор и отпускания за счет изменения хода контактов в какой-
8РеМепеии компенсируется обратным воздействием на рассмат-
Т° СТемый параметр реле потерей емкости конденсатора.
§ 6.5. Анализ электрических режимов
работы реле
Процесс разрушения контактов под действием электричес-
кой эрозии зависит от многих факторов: числа срабатываний,
характера коммутаций нагрузки (включение «В», отключение
<О», включение-отключение «ВО», контрольный режим «К»),
характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная), вели-
чины нагрузки, вибрации контактов и др. Как показали лабо-
раторные исследования, наиболее подвержены разрушению
контакты, размыкающие индуктивную нагрузку, и контакты, за-
мыкающие емкостную и активную ламповую нагрузки.
Все нагрузки по степени их эрозионного воздействия на кон-
такты нейтральных реле можно разделить на четыре вида:
А — ламповая нагрузка мощностью выше 25 Вт, емкостная
без ограничивающих резисторов и релейная нагрузка с малым
сопротивлением (НМШ4-3.4, НШ1-2, НР2-2). Замыкание лам-
повой и емкостной нагрузок сопровождается толчками тока, по-
скольку в момент включения тока нить холодной лампы и раз-
ряженный конденсатор имеют низкое сопротивление. Разруше-
ние материала контакта при замыкании такой нагрузки проис-
ходит за счет выжигания мостиков в местах соприкосновения за-
мыкающихся поверхностей.
Б — нормальнодействующие реле с сопротивлением об-
моток до 1000 Ом и индуктивностью выше 500 Г, а также
табП°?ая нагРУзка мощностью до 15 Вт (в том числе лампы
йл ло)- Разрушение контактов при размыкании нормальнодей-
йа/Ю1ЦеГ° Реле пРоисходит за счет неустойчивого искрового
Р ряда в форме короткой дуги, вызывающей более интенсив-
износ контактов, чем мостиковая эрозия.
ем г медленнодействующее реле с активным сопротивлени-
Разм\М0Т0К выше *000 Ом и индуктивностью до 500 Г. При
счет ^Кании таких реле разрушение контактов происходит за
Же ем СТИК0В0” ЭРОЗНИ- К этому виду нагрузки отнесена так-
выше ‘1оСТДая нагрузка с ограничивающими сопротивлениями
’’Дет за i м> ПРН которой разрушение материала контактов
с счет мостиковой эрозии при замыкании.
117
Г — контрольный режим цепей нагрузки, при котором кои J
ты не участвуют в размыкании и замыкании цепей. Здесь ,11ак’
место износ контактов вследствие истирания контактных н/Меет
пов. Линейный износ контактов при этом составляет 5— цу'
эрозионного износа .при нагрузке вида А.
Соотношение контактов нейтральных реле, работающих в
пях электрической централизации и автоблокировки, соглаоГ
принятой классификации нагрузки приведено в табл. 33.
Из табл. 33 следует, что 30—35% контактов подвержены
эрозионному износу, причем только половина из этого числа *
наиболее заметному износу при коммутации нагрузок вида A. R*
Рассмотрим кратко механизм мостиковой эрозии и искровой
го разряда, имеющих место при работе контактов нейтральных
реле. Мостиковая эрозия существует при коммутации токов и
напряжений, меньших какого-то предельного значения для дан-
лого материала контактов, и индуктивности нагрузки менее
1 Г (для серебряных контактов /тщ= 0,34-0,4 А; (7тщ= 104-
12 В; для сплава из серебра — графита /min=0,14-0,2 А;
(Jmln= 154-20 В). При размыкании контактов имеют место
промежутки времени, когда контактируют очень малые площади,
плотность тока в которых достигает значений, достаточных для
плавления и последующего иопарения материала .контактов.
Жидкий металл на какой-то стадии перемыкает межконтакт-
ный зазор, образуя токопроводящий мостик. При испарении мо-
стика часть металла удаляется с электродов, образуя кратеры.
При этом потери анода и катода не одинаковы, поскольку тем-
пература анода, бомбардируемого более быстрыми электрона-
ми, значительно выше температуры катода, к которому дви-
жутся (под действием электростатического поля в зазоре) мед-
ленные ионы металла контактов. При многократных циклах
«включения-отключения» суммарный положительный перенос
проявляется в образовании эрозионного цикла на катоде и соот-
ветствующего ему кратера на аноде.
При замыкании контактов мостики возникают за счет вытя-
гивания электрическими силами поля частиц размягченного ме-
талла контактов, нагретого токами электронной эмиссии пр1
весьма малых зазорах (<2-10-5 см). Мостиковая эрозия ПИ
замыкании контактов на несколько порядков меньше, чем Пр"
размыкании. Обычно считают, что при замыкании мостикои
перенос отсутствует, если скорость замыкания достаточно W
лика (у нейтральных реле она составляет 3—5 см/с) и при
отсутствует дребезг (вибрация) контактов. Как будет показ»
ниже, при замыкании нагрузки «В» мостиковая эрозия вызыии
ст слабое разрушение контактов. Однако при замыканиями
грузки «А» после выжигания мостиков имеет место
кая дуга, поскольку ток в момент включения прсвыН^И
минимальный ток образования дуги. Интенсивность разрУЧ
ния контактов в этом случае гораздо выше.
М8
Таблица 33
Вид иагРУ3*1' Скорость износа, мм/ЦИКЛ Автоблокировка Электрическая цент- рализация
% к общ ему числу
д 10-15 6 6,7
, Б R 5-10 7,3 16,5 11,6 18
Г 0,5-0,7 70,2 64,7
Ппн размыкании нагрузки «Б» возникает искровой тлеющий
пазряд. имеющий три характерные стадии. На начальной ста-
лии образуются жидкие мостики, которые в определенный мо-
мент взрываются. Вторая стадия процесса характерна возникно-
вением перенапряжений на контактах, приводящих к образова-
нию тлеющего разряда. Здесь могут быть два качественно
различных между собой случая разряда. Известно, что цепи уп-
равления обмотками реле или другой нагрузкой обладают рас-
пределенной емкостью монтажных проводов, кабеля, обмотки
и т. д.
Поэтому можно считать, что параллельно размыкающему
контакту подключена емкость Ск. Если величина этой емкости
превышает (5—10) нФ, то тлеющий искровой разряд может
развиваться в короткую дугу. Установившийся ток нейтральных
реле 0,01—0,015 А недостаточен для зажигания дуги в началь-
ный момент размыкания, поэтому ток под действием э.д.с. само-
индукции реле идет на подзарядку емкости Ск, вызывая нарас-
тание напряжения на размыкающихся контактах со скоростью
порядка 1,5-107 В/с. При достижении напряжением величины,
достаточной для пробоя межконтактного зазора, происходит за-
жигание тлеющего разряда, который немедленно развивается
в дугу длительностью около 0,5-10_е с, так как емкость созда-
ла импульс тока, превышающий минимальный ток дуги. В мо-
Jht разряда на контактах расходуется электрическая энергия
снм-°СТИ И какая'то часть энергии, накопленной в нагруэке. При
По Женни напряжения (тока) на разрядном канале до уровня
д\таСа1"Ия НСКРЫ (с учетом возросшего межконтактного зазора)
груз'40" РазРяд прекращается, однако оставшаяся энергия на-
выил" Вновь переходит в электрическую энергию конденсатора,
больи!а/' Рост иа нем напряжения до значения (теперь уже
ды „'его)’ достаточного для повторного разряда. Такие разря-
д°стат ^°ЛЖаются до тех П0Р» пока энергия нагрузки станет не-
д0 значе"0" ДЛЯ восстановдения напряжений на конденсаторе
.iHeeJij? пР°б°я возрастающего межконтактного зазора. Ес-
т° тл,. емкости Ск<с4нФ (что практически маловероятно),
пРодолж U*U1 РазРяд не способен перейти в дуговой разряд, а
ает гореть до окончательного прерывания. Длитель-
на
ность такого разряда на контактах при релейной наглуахЛ
стигает (2—5)10~3с.
На третьей стадии остаток энергии нагрузки рассеива «3
за счет вихревых токов в магнитопроводе реле.
При размыкании обмоток медленнодействующих реле ЛI
симальное напряжение на контактах определяется из выра'аК'
ния £7к = /0№2/?в+£, где RB — сопротивление магнитопров*/’
вихревым токам; W — число витков обмотки; 10 — ток в обмот
ко до отключения; Е — напряжение источника питания. Ввиду
малости сопротивления медных гильз напряжение на контакта®
при отключении медленнодействующих реле не превышает
60—70 В и недостаточно для создания искрового разряда
Энергия, запасенная в индуктивности обмотки, полностью рас*
свивается в магнитопроводе реле.
§ 6.6. Способы измерения совместного
хода контактов реле
Контактные пружины при срабатывании нейтральных реле
сложным образом перемещаются в пространстве, что затрудня-
ет измерение совместного хода .контактов с достаточно высо-
кой точностью. Для измерения в КИПах совместного хода кон-
тактов между якорем и полюсным наконечником помещается
щуп определенной толщины, прижимается якорь и проводится
регулировка контактов на одновременность замыкания (фрон-
товых) или размыкания (тыловых). После изъятия щупа дви-
жение якоря до остановки обеспечивает определенный ход кон-
тактов. Из кинематических схем связи якоря и контактов
(рис. 39, а, б. в) нейтральных реле видно, что совместный ход
контактов можно найти из соотношения перемещения якоря а
перемещения центра контактного наклепа фронтового или ты-
лового контакта. Например, для реле НМШ (см. рис. 39, о)
можно найти, что совместный ход контактов lK=h= =^1,90Л
где А — физический зазор между якорем и сердечником. За?
мыкание фронтовых контактов реле НМШ согласно TN обеС-
печивается при зазоре 0,35 мм, тогда номинальный совместные
ход составит 0,67 мм.
При исследовании эрозионного износа контактов нейтрЯЯ
ных реле применение рассмотренного способа измерения совы
стного хода сопряжено с большими затратами труда, при эт
не обеспечивается достаточной точности. Поэтому был лреДЧ
жен другой способ измерения хода с помощью индикаторами
ремещений часового типа с точностью отсчета 0,01 мм., ицм
катор устанавливается на специальном кронштейне, ЧИ
торый закрепляется к основанию реле НМШ, НШ или К
те реле HP. Ножка индикатора опирается на якорь i
НМШ — на расстоянии 1,5—2 мм от прижимной планки; М
120
НШ — на таком же расстоянии от его переднего конца; реле
HP —в центре якоря. Для повышения точности последующих
измерений целесообразно на якоре в месте фиксации ножки ин-
дикатора керном выбить лунку. При измерении совместного хо-
да контактов индикатором перемещений отсчет показаний удоб-
но проводить в условных единицах шкалы прибора с последую-
щим их пересчетом на реальный совместный ход. Для этого по-
казания индикатора умножают на коэффициент, равный 1,12 в
случае реле НМШ, 0,63—реле НШ и 2—2,1 — реле HP. За на-
чало отсчета величин хода контактов принималось притянутое
ложение якоря. Отсчет показаний производился по моменту
гасания контрольной лампы фронтовых и зажиганию лампы
ловых контактов. Этот способ рекомендуется использовать
про ШиР0К0Г0 применения, особенно на заключительном этапе
Е7 РКн механических характеристик нейтральных реле.
КонтагДует Заметить> что у реле типа НШ совместный ход
КУ обцТ0В неоднозначно связан с положением якоря, посколь-
ВиЖный"е контактЬ1 связаны между собой попарно через под-
Контакт рычаг (коромысло). Поэтому положение одной пары
Пока v В В пРостРанстве зависит от положения другой пары.
износ, например, левой пары контактов, не
ный сонме остановке коромысла в точках а, б (рис. 40), реаль-
ного. ‘стный ход левой пары будет в 3 раза выше измерен-
121
После того, как корОМЫс I
остановится, реальный сов\
стный ход равен измеренном?
Можно показать, что бысЯ
изнашивающаяся пара конта °
тов в силу рассмотренных оЛ
бенностей крепления имеет по
вышенный ресурс по совмест
ному ходу на 0,40 мм,
Рис. 40. Влияние перекоса контакт- СТОЛЬКО же уменьшается сов-
ной пары на результат измерения со- МвСТНЫЙ ХОД другой пары кон
вместного хода контакта ТЗКТОВ. Однако ЭТО Обстоятедь
ство не снижает, а наоборот
увеличивает срок службы контактов реле НШ, поскольку при’
этом возрастает предельный объем изношенной части материала
фронтовых контактов, тогда как расчет предельного числа цик-
лов срабатываний реле проводят по минимальному совместному
ходу контактов [16, 18].
§ 6.7. Результаты испытаний реле
При испытаниях на стенде нейтральных реле, проработав-
ших свыше 10-Ю6 циклов в режиме холостого хода контактов
при напряжении на обмотках, равном 1,5-кратному напряже-
нию подъема, изучалось влияние механического износа мате-
риала контакта, пластмассовых тяг, ограничивающих винтов,
антимагнитных упоров, а также релаксации контактных
пружин на потерю совместного хода и контактного давле-
ния.
Оценка износа антимагнитного упора я ограничивающего
ьинта показала, что поверхности этих деталей практически не
подвергались механическому износу и имели лишь пришли*
фовку неровностей обработки в точках соударения. Их лине!'-
ный износ составил примерно 2 мк до 106 циклов, что изме-
няет физический зазор на 0,3—0,5% от его номинального
значения. Это позволяет сделать вывод о том, что изменением
физического зазора из-за износа винта и упора нейтральных р6’
ле типов НМШ и НШ можно пренебречь. Аналогичные Ре3У"£
тэты получены при оценке износа осевых винтов и цапф чМ
ыштов у. реле HP и НШ. Измерение люфтов якоря этих И|
не дало сведений об износе, поскольку не обнаружено ЯИ
следов выработки цапф. При вращении осевых винтов в
фах оседают продукты износа бронзовой втулки, которые Д
стично выпадают из отверстия втулки. Заклинивания осеЯЯ
втулках не может быть, поскольку напряжения по лиН
прикосновения пары ось—втулка достаточно высокие
60—70 кгс/см2, при которых легко продавливаются
изношенного металла.
— ок<
част»
122
нический износ металла контактных пар вследствие
^еХзависит от следующих переменных
трения
S
д = -___
3 Н
z,
безразмерный коэффициент, аналогичный коэффициен-
те " ту трения в механических системах;
рконтактное усилие;
Т £*_. перемещение одного контакта по поверхности другого
(скольжение);
и___твердость материала контактов.
До 1967 г. в нейтральных реле в качестве материала фрон-
товых контактов использовалась серебрографитовая компози-
ция марки СГ. Однако этот материал в 1971 г. заменен более
прочной механически и эрозионно-устойчивой композицией
СГ-60. Основные данные материала фронтовых контактов при-
ведены в табл. 34.
Как показали исследования, механический износ фронто-
вых контактов марки СГ при прочих условиях оказался в 1,8
раза выше износа контактов марки СГ-60. Линейный удельный
износ контактов в первом случае составил 0,01 • 10~6 мм/цикл,
во втором — 0,018-10~6 мм/цикл, однако в сравнении
с эрозионным износом контактов при наиболее тяжелой
нагрузке «А» механический износ фронтовых контактов со-
ставляет всего лишь 10—16%. Механический износ серебря-
ных контактов по данным ряда исследований весьма мал и при
давлениях около 20 гс имеет порядок 0,25-10-9 мм/цикл. В на-
шем случае за 10-Ю6 циклов срабатываний износ составил
менее 20 мк. Поэтому влиянием износа серебряных контактов
на совместный ход можно пренебречь.
Следует заметить, что на скорость механического и эрози-
онного износа контактов большое влияние оказывает радиус
сферы общего контакта. Чем меньше радиус, тем больше удель-
ное контактное давление, а значит, и механический износ кон-
актов, что следует из приведенной выше формулы. Наблюде-
иями под микроскопом отверстий тяг и шарниров (коромыс-
J реле типов НШ и НМШ после 10-10е срабатываний
аружены едва видимые следы притирки этих деталей. Не-
Таблица 34
Параметры
“ребрз-%
TeepJnr_. ктРнческсе сопротивление, Ом-мм*/м
^ористосц ' 9506—60, кгс/мм2
^РУИЮЩее усилие при сжатии, кгс
СГ СГ-60
55 40
16 6,5
7—10 60
— 14,5
91 500
123
значительный износ пластмассовых деталей реле практическ '
изменяет их размеров. Изложенное позволяет считать, что ' Не
типизация периода профилактической проверки реле’ Мо.О1ь
быть проведена без учета механического износа подвижных***»
талей реле.
Оценим влияние релаксации контактных пружин на совм
стный ход. Релаксация напряжения материала пружин
ставляет собой процесс последействия, выражающийся в умен4'
шении во времени напряжений упруго-деформированного ме
талла за счет перехода упругой деформации в пластическую «
объясняется наличием диффузионных процессов в кристалла,
ческой решетке металла. Пружинный материал, работающий
при постоянной нагрузке, выдерживает сколь угодно долго
напряжения, равные пределу пропорциональности. Расчет на.
пряжений пружин и выбор геометрии пластин, работающих
при знакопеременных нагрузках, в силу возможности разру.
шения пластин осуществляют по пределу усталости. При этом
материал пружин способен выдерживать неопределенно боль-
шое число нагружений переменного знака (до 40-106). Если
пружины работают на несимметричную нагрузку, что имеет
место в пружинах нейтральных реле, безопасное напряжение
принимается в 2 раза выше предела усталости. Для фосфорис-
той бронзы, применяемой в контактах нейтральных реле, пре-
дел прочности оПр = 64 кге/мм, предел усталости <ту=
= 21,4 кге/мм. Расчеты показывают, что максимальное
напряжение пружин общего контакта в опасном сечении не пре-
вышает 2,5—3,4 кге/мм2, поэтому можно считать, что за предель-
ное число коммутаций (2,54-3,5) 102 не будет влияния релак
егции пружин на совместный ход.
Превалирующее влияние на уменьшение совместного хода
контактов нейтральных реле оказывает электроэрозионный из-
нос контактов. На рис. 41 представлены экспериментальные
графики изменения совместного хода фронтовых контактов,
работающих на различные виды токовых нагрузок, от числа
коммутаций. С ростом числа циклов срабатываний совместны11
ход уменьшается, причем наибольшая скорость снижения XW
наблюдается при нагрузках видов «А» и «Б» и числа инК^°
(1-5-1,5)10® (период приработки). При дальнейшем увелЯТ
нии числа циклов срабатываний скорость уменьшения
становится постоянной. Весовой износ (объем) материала ?
один цикл коммутации на любом участке шкалы циклов _
храняется неизменным. Наличие участка приработки у
тактов объясняется возрастанием площадки соприкосновен*
общего и фронтового контактов, зависящей от кривизнЫ^Е
верхности общего контакта: в начале работы соприкоснов
контактов происходит практически по линии, затем по RB
износа материалов контактов —по поверхности, опреде-1Я1
крутизной общего контакта. Важно отметить, чтопериодпрВ
124
период ПР^Г
I
or числа циклов срабатывания для различных групп нагрузок
Сотки контактов и их ресурс могут быть существенно изменены
путем выбора оптимального радиуса сферы общего контакта.
Наибольшая скорость уменьшения совместного хода фронто-
вых контактов наблюдается при замыкании ламповой нагрузки
(табл. 35). Эффективным способом снижения скорости износа
контактов в этом случае является включение последовательно
с лампой резистора 2—4 Ом, что позволяет резко снизить ве-
личину разрушающего тока и в 1,5—2 раза увеличить ресурс
контактов. Несколько меньшая скорость износа контактов име-
ет место при включении конденсаторов 500 мкФ без ограничи-
вающих сопротивлений и низкоомных реле, используемых в
качестве контрольно-секционных реле (НР2-2, НШ1-2,
НМШ4-3.4). Известно, что число таких реле в схемах центра-
лизации зависит от длины маршрута. Опыт показывает, что
при максимальном числе последовательно включенных реле
(10 шт.), износ контактов возрастает в 1,3—1,5 раза, что объ-
Таблица 35
Вид нагрузки Удельный износ, мм/цикл-10’ Коэффициент е=Д/,/Д/А
— HP НШ | НМШ HP НШ НМШ
^МПЫ 25 Вт 1,15 0,184 0,173 1 1 1
*ний С емК0Стью без сопротнв- ^“зкоомн^. Вт 0,79 0,161 0,16 0,138 0,69 0,874 0,924 0,8
0,36 0,147 0,112 0,31 0,8 0.647
^bHOjeiicTBywmne реле ВДЧескии износ 0.18— 0,26 0,113— 0,29 0,052— 0,088 0,15- 0,22 0,7— 0,61 0,51 — 0,29
0,14 0,072 — 0,0373 0,094 0,12 0,062 0,216 0,064
125
Рис. 42. Зависимость совместного хода тыловых контактов нейтральных рел»
от числа циклов срабатывания
ясняется возрастанием на контакте э. д. с. самоиндукции при
размыкании цепи с большей индуктивностью, хотя величина
тока в этом случае снижается.
При коммутации других видов нагрузок скорости потери со-
вместного хода контактов по сравнению с нагрузкой вида «А» па-
д/,
дают в е=~- раз (см. табл. 35). Линейная зависимость Д/(Л'|
позволяет пользоваться удобным показателем—удельным износом
контактов, выражаемым в миллиметрах на цикл,
N
где /н> /п — соответственно совместный ход в начале испытаний и
после некоторого числа циклов срабатываний N.
На рис. 42 приведены зависимости /(А) тыловых контакте?
при различных нагрузках для реле НМШ*. Здесь также мак-
симальная скорость уменьшения совместного хода наблюдается
при замыкании ламп 25 Вт [(0,084-0,1) 10-6 мм/цикл]. С1М
том номинального совместного хода тыловых контактов /ти«
(для реле НМШ — 0,95 мм, НШ — 0,6 мм, HP — 1,2 мм), С
ответствующего физическому зазору между якорем и серде4’
ником согласно техническим условиям на регулировку
предельно допустимого хода контактов (принят для реле
0,22 мм, НШ — 0.126 мм, HP — 0,14 мм) можно показат
что надежная работа тыловых контактов будет обеспечена
наиболее тяжелой токовой нагрузке при числе срабатыва
выше 5-10°. Предельные значения совместного хода тЫЛ<Я’
контактов (см. штриховые линии /Пр рис. 32 и 33) принятыми
аналогии с фронтовыми контактами из граничных НСП^Д
характеристик реле при минимальном
5—10 гс и переходном сопротивлении
запасом по величине совместного хода (см. рис. 38).
* Для реле типов НШ и HP эти зависимости имеют такой »е
контактном лавЛ^И
контактов 0,03 1^4
126
ный износ фронтовых контактов в сильной степени за-
УДеЛЬ полярности тока и скорости размыкания контактов
ьисит от замедЛения реле). Исследования показали, что износ
(времен»_ ЛЫ1ЫХ контактов при положительной. полярности
серебря^? 11ИКЛов срабатываний оказался на 25—35% ниже,
после отрНЦательной полярности. Поэтому при проектирова-
чеМ "\сктрических схем устройств автоматики целесообразно
ИИИ | понтовой серебряно-графитовый контакт подавать плюс
Ка Тчиика питания. Эта мера особенно необходима для контак-
,,СТ° используемых в цепях контрольно-секционных реле, имею*
т0В’ как уже отмечалось, повышенный удельный износ.
ШИС ростом замедления реле с 0,15 до 2 с удельный износ
.понтовых контактов возрастает почти в 1,5 раза, что объяс-
няется увеличением времени протекания эрозионных процес-
сов при размыкании цепи, так как весовой износ контактов
при заданном токе коммутации зависит от следующих пере-
менных:
G = eJVfp,
где е — коэффициент, зависящий от материала контактов;
W — число циклов;
/р — время размыкания цепи.
Коммутационная способность контактов из композиции
СГ-60 при прочих равных условиях замыкания и размыкания
нагрузки на 35—40% выше, чем контактов типа СГ. Отмечен-
ные факторы, влияющие на скорость износа контактов, учтены
при экспериментальном определении изменения совместного
хода контактов от числа циклов коммутации.
§ 6.8. Динамика изменения переходного
сопротивления и вибрация контактов реле
Переходное сопротивление контактов зависит от многих
факторов, основными из которых являются контактное давление
состояние контактных поверхностей. В процессе работы реле
меняются как величина контактного давления (за счет умень-
НИя ««местного хода), так и состояние поверхности контак-
Ги п3 ЗЭ механических» химических, электрохимических и дру-
те.1ьнР0ЦеССС>в‘ В замкнутом состоянии контакты, как бы тща-
только НН ^ыли отполированы их поверхности, соприкасаются
.\оДиг ,в одной или нескольких выступающих точках. Ток про-
и со<1^рез небольшие контактные поверхности, в которых
помоле) Металлический или квазиметаллический (через мо-
рении \ ч'ЛяР,,ые поверхностные пленки) контакт. При соуда-
г,оненты° м аКТНЫх ,пРУжин слабо связанные углеграфитовые ком-
более J*.. 1атериала выкрашиваются и на поверхности остаются
РУпные и прочные включения серебра. Это приводит к
127
уменьшению площади соприкосновения и возрастанию псЛ
иого сопротивления. Однако при замыкании и размыкав г
тактов под нагрузкой параллельные линии тока в металле К°"’
тактов искривляются и стягиваются к точкам с высокой i-,
димостью, в которых плотность тока может доходить до мЯ
больших величин (109 А/мм2), при которой образовавшиеся
тактные мостики сгорают, разрушаются выступы крупных вюЯ
чений за счет оплавления или окисления. Это приводит *
личению площади соприкосновения контактов и падению чеп
ходного сопротивления. В зависимости от характера и величие
нагрузки между процессами выкрашивания и оплавления уста
навливается динамическое равновесие, которым и определяете»
величина переходного сопротивления.
На рис. 43, а показаны зависимости переходного сопротивле-
ния фронтовых контактов от количества срабатываний реле ппй
работе на различные нагрузки. Из этих графиков видно, что
сопротивление зависит от величины и характера нагрузки н
изменяется обратно пропорционально ее разрушающей способ
мости. При достаточно большой нагрузке (кривые 3, 4) переход-
ное сопротивление в первый момент падает, затем стабилизи-
руется, так как преобладает процесс электроэрозии. При малой
нагрузке (кривая 2) преобладает механическое разрушение
контакта, поэтому сопротивление растет. Контакты, работаю
щие без нагрузки, не подвержены процессам электроэрозин. их
сопротивление возрастает (кривая /), превышая норму (0,3 Ом)
Это явление не должно вызывать опасения, так как при вклю-
чении таких контактов на нагрузку происходит пробой поверх
ностных пленок за счет явления «фриттинга» и переходное
сопротивление контакта резко снижается.
Зависимость переходного сопротивления тыловых контакте-,
от количества срабатываний реле приведена на рис. 43, б. При
работе без нагрузки их переходное сопротивление после «гг
4 млн. циклов срабатываний остается постоянным (кривая 1)
Некоторое увеличение сопротивления в начале испытаний мои
но объяснить оседанием продуктов износа фронтовых контак
тов, а также окислительными процессами с образованием *
поверхности тылового контакта сернистого серебра, так как _
присутствии кислорода и влаги серебро взаимодействует с сс?-
водородом, следы которого всегда имеются в воздухе. При р®,
те на нагрузку превышение нормального сопротивления V4. .
вая 2) 0,03 Ом объясняется более интенсивным процессом^
разования окисной пленки на контактах, обладающей мепь
проводимостью, а также некоторым снижением контакте
давления. Увеличение переходного сопротивления контаКТв^И
10—15%, как показали расчеты для токов, коммутируемы*
схемах автоматики, не изменяет режима цепи.
При замыкании тыловых контактов нейтральных
блюдается вибрация, когда замыкание не заканчивается ПР’Ч
128
Рис. 43. Зависимость переходного сопротивления контактов
от количества срабатываний реле при различных нагрузках
соударения
, чем
контакты 2—3
достигнут по-
вом соприкосновении, а вследствие
раза замыкаются и размыкаются прежде, . „литаитяу
стояиного соприкосновения. Вибрация в релейных •
увеличивает перенос материала дугами и мостиками, так \ \
каждый отскок означает новую коммутационную операцию, р
"я ударов и отскоков контактов, как показали осциллогра.
мало [(0,5-У-1.5)XIО-3 с], поэтому инерционные нейтральные
?еле не реагируют на отскоки контактов. Явление вибрации не
'Ксаательно при сопряжении контактных схем со счетными схе
• ами на бесконтактных элементах, которые будут реагировать
каждый отскок, фиксируя его как очередное включение и.
отключение.
таи°СЦИ:’’логРаммы токов, коммутируемых фронтовыми контак-
И Не,,тРальных реле, показывают, что при включении величи-
129
на тока падает в течение времени установления noiMJ
контакта (около 2.мс). Полного отключения тока здесь непп"'Г°
ходит, т. е. отскоки контактов отсутствуют. Изменениесопр<н'1С'
ления фронтовых контактов в процессе замыкания выэдЯ
скольжением контакта по отдельным точкам касания (мигранЯ
точек касания).
§ 6.9. Оценка периодичности профилактического
ремонта реле и некоторые замечания
по конструкции и регулировке
Как отмечалось выше, оценку периодичности ремонта нейт-
ральных реле в КИПах необходимо проводить по результатам
испытаний эрозионного износа контактов при наиболее тяже.
лой токовой нагрузке вида «А», что создает определенный за-
пас надежности работы реле. Расчет ресурса контактной систе-
мы реле /р_с проведен по расчетной величине совместного хода
контактов и предельному совместному ходу по условию обеспе-
чения переходного сопротивления контактов. Значение расчет-
ного номинального совместного хода /и расч принято несколько
выше номинального хода /|юм, соответствующего принятому при
регулировке физическому зазору (для реле НМШ, НШ и ПР
соответственно 0,95; 0,76 и 0,8 мм). Как видно из гистограммы
распределений совместного хода контактов, всего лишь 8 12%
контактов реле имеют совместный ход ниже расчетного /ирасч*
Поэтому необходимо обеспечивать совместный ход фронтовых
контактов выше расчетного совместного хода, что может быть
достигнуто без особых технических затруднений. В расчетах
совместный ход контактов принят на 0,2 мм меньше с учетом
возможных ошибок при регулировке контактов. Следовательно.
(р-с=/нрасч—/пр—0,2 мм и составляет соответственно для ре-
ле НМШ, НШ и HP 0,53; 0,434; 0,46 мм для фронтовых ков
тактов и 0,36; 0,274 и 0,46 мм — для тыловые контактов-
На рис. 41 штриховой линией показан ресурс фронтовых
тактов. Максимальное число циклов срабатываний нейтралы»
реле МПр, соответствующее точке пересечения графика приВ
иболее тяжелой нагрузке с прямой / = оказалось для Р“у
типа НМШ равным 2,2-106. НШ —2-Ю6 и НР-2,8Ю' инк^«
Найденные значения предельных циклов срабатываний
быть использованы для расчета оптимального периода п110<-0.
.тактического ремонта нейтральных реле. Время надежной Р‘* .
ты нейтральных реле (табл. 36), соответствующее периоду ДМ
филактического ремонта реле в КИПах, в общем виде
быть определено по формуле
JV„+ 1Р'С~ А/"
т — д/
1 проф - f
лет,
130
число коммутаций, соответствующее нелинейному из-
.. ।
Д/п=1,0-10в; для нагрузки вида «Б»
гДе мёнению совместного хода контактов. Для нагрузки
вида«А» ‘ Л
/уп=1,5- Юб циклов;
. . изменение совместного хода в период приработки, мм;
/ — частота срабатываний реле в системах СЦБ.
I в литературе отсутствуют сведения о частоте срабатывания
ь ё системах электрической централизации и автоблокиров-
РелПроектный институт «Гипротранссигналсвязь» принимает в
КИсчетах максимальную частоту срабатывания реле
Г==350-Ю3 цикл/год. Эта частота срабатывания, несомненно,
'НЛьно завышена даже для централизаций с большой маневро-
вой работой, так как может быть реализована из предположе-
ния непрерывного маневрирования самого короткого состава по
одному сигналу, что лишено практического смысла. Поэтому в
расчетах принята частота срабатывания реле в системах цент-
рализации f=210-103 цикл/год, период срабатывания 2,5 мин,
в системах автоблокировки — соответственно f = 100-103 цикл/год
и 5 мин. Отсюда следует подчеркнуть, что при расчете периода
профилактики реле приняты минимальные значения совместного
хода контактов, максимальный удельный износ контактов при
положительной полярности тока и завышении времени отпуска-
ния, высокая частота срабатывания реле. В конце расчетного
числа циклов (периода ремонта) электрические характеристики
срабатывания и переходное сопротивление контактов будут в
норме. Нейтральные малогабаритные реле типа НМ, установ-
ленные в блоках электрической централизации, имеют анало-
гичную конструкцию и работают в тех же токовых режимах, что
и автономные реле типа НМШ. Поэтому изложенные результа-
ты исследований применимы к реле НМ. Установление одного и
того же периода профилактического ремонта для блоков ЭЦ и
автономно используемых реле НМШ возможно лишь для бло-
ков. не содержащих малонадежных элементов — электролити-
ческих конденсаторов и диодов. Установить эти элементы эконо-
Таблица 36
Тип Реле Вид на- грузки Ресурс контакта _Jp-c Изменение совмест- ного хода в период приработки Д/П Удельный из- нос контакта AZ - 10е Время надежной работы контакта (период ремонта)
мм ММ/ЦИКЛ ГОДЫ
НМШ «А» «Б» 0,53 0,3 0,173 0,112 13,5 20.2
1|Ц| «А» «Б» 0,434 0,26 0.184 0,147 11,5 18,7
нр <А» «Б» 0,46 0.16 0,15 0,12 16 20
’/<5* 131
мически выгодно вне блоков, что позволит продлить периолД
ность ремонта блоков. 1!1'-
Проведение ежемесячной внешней проверки нейтральных Я
ле в действующих установках согласно Инструкции Цщ
нецелесообразно. Эту операцию следует сохранить в граД^^В
технологического процесса обслуживания устройств
реле постовой установки лишь в районах с влажным Клим1”
том и подверженных гололеду, а также в местах, загрязнем*
пых газами, сероводородом и другими отходами промышлЛ’
них предприятий. В остальных случаях наружный осмотр р^,
достаточно производить работниками КИПов один раз в три
года, а обслуживающим персоналом систем СЦБ два раза в
год — весной и осенью.
Одним из наиболее распространенным и трудно устраняе-
мым при регулировке недостатком реле типов НШ и НМШ яв-
ляется «перекат» контактов. Это явление заключается в том
что фронтовой и общий контакты в момент замыкания соприка-
саются одним краем и по мере дальнейшего их сближения под
действием силы притяжения и силы упругости фронтового кон-
такта происходит перемещение точек контактирования. При
коммутации токовых нагрузок, вызывающих интенсивный износ
контакта, это явление в процессе приработки контакта, очевид-
но, будет проявляться слабо. В контактах с менее интенсивным
износом соприкасание поверхностей на ограниченном участке
может привести к повышению температуры этого локального
участка поверхности и вызвать в зимний период индивениекон-
тактов. Наблюдения показали, что реле, у которых при регул.i
ровке перекат устраняется, как правило, пе имеют индивения
контактов. Это дает основание считать целесообразным введе-
ние в технологический процесс регулировки на заводах и в
КИПах дистанций операции по устранению переката контактов.
В настоящее время разработано много типов реле НМШ и
НШ по следующим признакам: контактному набору, номиналь-
ному рабочему напряжению, времени действия, активному со-
противлению обмоток. Это затрудняет эксплуатацию и требует
большого обменного фонда реле на дистанциях связи.
Анализ показывает, что, используя различное соединение
обмоток можно, нс изменяя режима работы цепи и характерис-
тик реле, на 30—40% сократить число их наименований.
Обрыв электрических цепей вследствие нарушения к01,та*£
гов в штейселыюм разъеме релейных блоков электрическод
централизации происходит, как правило, из-за недостаточней
площадки контактирующих элементов разъема. На ряде Ус**‘
iioBOK электрической централизации глубину захода контаШ
ных лепестков в разъеме увеличивают на 1,5—2 мм путем ус*Ч
новки гетинаксовой прокладки соответствующей толщины
штепсельную розетку релейного статива.
Глава V Ч
ПОВЫШЕНИЕ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
НАДЕЖНОСТИ
§ 7.1. Комплексный метод
обслуживания автоблокировки
В последние годы на железных дорогах широкое распро-
странение получил комплексный метод обслуживания уст-
ройств автоблокировки. Метод позволяет повысить надежность
автоблокировки и включает:
проведение работниками дистанции сигнализации и связи,
пути и энергоучастков комплекса работ по повышению надеж-
ности действия автоблокировки;
организацию бригадно-околоткового обслуживания уст-
ройств сигнализации и связи, при котором наиболее сложные
и ответственные операции, в том числе комплексная замена
приборов, выполняются специальной бригадой;
введение увеличенной периодичности проверки и осмотра
устройств;
комплексную технологию выполнения ряда работ по содер-
жанию устройств связистами, путейцами и энергетиками.
Комплекс мероприятий по повышению надежности выпол-
няется службами сигнализации и связи, пути, электрификации
и энергетического хозяйства по самостоятельным планам и
графикам [16].
Замена реле, путевых и сигнальных трансформаторов, за-
рядно-буферных устройств, конденсаторных блоков, выклю-
чателей АВМ, разрядников и предохранителей и других прибо-
ров в релейных шкафах производится централизованно в со-
ответствии с годовым планом-графиком комплексной замены
аппаратуры.
Планом-графиком (рис. 44) предусматривается проверка:
^противления изоляции кабелей; защиты кабелей с металли-
ИипК0Н 0б0Л0ЧК0Й и броней от электрокоррозии на электрифи-
СТц Оианных участках; устройства защиты приводятся в соответ-
От‘ с «Руководящими указаниями по защите устройств СЦБ
Оси^Ре,,апРяжения>; правильности и качества переключения с
ствия11ОГО Нсточннка питания на резервный и наоборот; соответ-
Матоп ТИПа выключателей АВМ величине мощности трансфор-
Магис В ТИПа ОМ» боксов в релейных шкафах на участках с
Изоля11^аЛЬ1,Ь1Мн кабельными линиями; сопротивления
'/Л—82*8 моптажа; лроссель-трансформаторов; электрических
133
5
Рис. 44. План-график работ
параметров рельсовых цепей и аппаратуры; соответствия техни-
ческой документации требованиями инструкций. Улучшается так-
же герметизация релейных и батарейных шкафов, обеспечива-
ется надежное подключение монтажа к зажимам аппаратуры,
производится маркировка проводов, проверяется номенклатура'
проводов и приборов в релейных и батарейных шкафах. Про-
веряется видимость сигналов, а также правильность работы
сигнальной точки, например в случае перегорания лампы крас-
ного огня, соответствие выдаваемых кодов, правильность ин-
дикации на пульте дежурного по станции при наличии на уча-
стке устройств частотного диспетчерского контроля и т. д.
Участки старших инженеров автоблокировки должны быть
обеспечены эксплуатационно-восстановительным запасом обо-
рудования, материалов и аппаратуры. Разрабатываются и ут-
верждаются графики технологического процесса комплексного
обслуживания устройств с увеличенной периодичностью про-
верки и осмотра для линейных электромехаников и планы-
графики работы централизованной бригады, которые выдаются
также старшим инженерам. Дежурные инженеры дистанции
обеспечиваются общеднетанционным планом-графиком работы
централизованных бригад.
По хозяйству пути проверяется состояние балласта, наличие
и исправность рельсовых соединителей (неисправные из них
заменяются), устанавливаются рельсовые соединители на сты*
ках с графитовой смазкой. Работники дистанции пути совмест-
но с электромехаником проверяют изолирующие стыки, ремон-
тируют водоотводные устройства.
По энергетическому хозяйству проверяются и приводятся
исправное состояние заземления опор контактной сети и м
таллических конструкций в соответствии с Правилами с°де*3
жания контактной сети электрифицированных дорог: nP0BeLl
ются надежность переключения с основного источника
ния на резервный и обратно, устройства АП В и АВР,
переключения электропитания. Резервные высоковольтные
134
пН 110 В должны содержаться в соответствии с допол-
няй И к Инструкции по монтажу и эксплуатации резервных
нениеМ990 £ ЛИНии автоблокировки.
11еПрИ смотренный комплекс мероприятий может корректиро-
ся начальниками служб сигнализации и связи, пути, элект-
п тцни и энергетического хозяйства в зависимости от мест-
Р",(? условий и состояния устройств.
,!Ы Все профилактические работы на участке автоблокировки
зависимости от их сложности, периодичности обслуживания
В требуемой квалификации исполнителей разделяются на
нве группы. К первой группе относятся в основном работы по
обслуживанию всех приборов в релейных шкафах, которые тре-
буют более высокой квалификации для проверки и регулиров-
ки электрических характеристик. В зависимости от местных
условий сюда могут быть включены станционные устройства (ре-
лейные стативы, питающие установки, пульты и т. д.). Ко вто-
рой группе относятся работы по обслуживанию всех остальных
хстройств. Все работы первой группы выполняются централи-
зованной бригадой, а второй — работниками околотков, кото-
рые, кроме того, устраняют неисправности устройств. Персо-
нал околотков также может быть объединен в бригады. При
такой организации наиболее сложные и ответственные работы
выполняются квалифицированными электромеханиками цент-
рализованной бригады, рационально используется их труд, осу-
ществляется систематический контроль за качеством техниче-
ского содержания устройств работниками централизованной
бригады и помощь персоналу околотков. Для каждой централи-
зованной бригады выделяется участок дороги протяженностью
S0—120 км, организация обслуживания и производства работ
на котором осуществляется в соответствии с Положением о бри-
гадно-околотковом методе.
Централизованная бригада обслуживает релейные шкафы с
аппаратурой. При этом все работы целесообразно объединить
в четыре комплекса (табл. 37). В зависимости от местных ус-
ловий и системы автоблокировки состав работ в комплексах
может быть изменен.
На обслуживании станционных устройств, закрепленных за
1>абГаД°И' ДОЛЖ,,Ь1 быть составлены аналогичные комплексы
Р оот. Обычно централизованная бригада состоит из старше-
мп ЭлектР°механика (бригадира), электромеханика и электро-
а теРа (он же является шофером автомашины). Бригада
0[.'нпистративпо подчиняется старшему инженеру участка, а
случТИВН° — Дежурному инженеру дистанции. В отдельные
Мож^ЯХ’ исходя 113 местных условий, централизованная бригада
| Б^ подчиияться старшему инженеру КИПа.
сРедст1ГаДа обеспечивается необходимыми _ транспортными
Лизов- Я » И Раб°чим местом — мастерской. В работе центра-
1111011 бригады участвует и электромеханик околотка. Он
’/25* 135
Таблица 37
Наименование работ 1 комплекс (выпол- няется зимой) II комп- лекс (вы- полняется весной) 111 комп- лекс (вы- полняется летом) •V п»КС |в“- П°’Няе1е Ос«иьв)
Замена реле ТР ♦
Наружная проверка реле, трансформа- торов, выпрямителей, ячеек, трансмит- теров ♦ * ♦ ♦
Измерение напряжения на электролити- ческих конденсаторах ячеек кодовой автоблокировки ♦ * ♦ *
Проверка напряжения выпрямленного тока выпрямителей « * ♦ ♦ •
Измерения напряжения на путевых ре- ле и светофорных лампах ♦ ♦ * ♦
Измерение величины кодового то-
ка АЛСН ♦ ♦ ♦ ♦
Измерение напряжения основного и ре- зервного питания и качества перехода
на резерв ♦ * * ♦
Замена разрядников РВН Проверка правильности перекрытия сиг- нала с разрешающего на запрещающее и соответствия выдаваемых кодов, про-
верка действия заградительных сигналов переездов Измерение сопротивления изоляции мои- ♦ ♦
та жа ♦ *
Отключение подогрева на ячейках ДЯ ♦
Проверка правильности работы схемы контроля схода изолирующих стыков ♦ ♦
Проверка устройства грозозащиты * ♦
Измерения сопротивления заземлений Измерение сопротивления изоляции ка- белей *
Проверка работы схем мигания пред- входных сигналов и переездной снгиа-
лизации ♦
Осмотр устройств и уточнение объема ремонтных н профилактических работ 4
Проверка дрэссель-трансформаторов Замена реле (в соответствии с центра- *
лизованным планом-графиком) Проверка состояния предохранителей Выполнение работ по плану повышения * ф
надежности ♦
Включение подогрева на ячейках ДЯ
Осмотр устройств перед входом в зиму и составление дефектной ведомости J * j
136
Таблица <р
позиций ,ы графике Наименование работы
1-2 Изучение нового .метода обслуживания устройств руководством дистанций сигнализации и связи, пути и энергоучастка
2—3 3-4 11-12 Выбор участка для внедрения Разработка плана внедрения и составление сетевого графика Разработка типового положения о бригадно-околотковом методе для данного участка
7—16 Изучение обслуживающим персоналом бригадно-околоткового ме- тода
6-9 Составление плана работ по улучшению технического состояния устройств
9-10 Организация бригады и ее оснащение для выполнения подгото- вительных работ по автоблокировке
10—25 9-14 14—25 25-26 Выполнение подготовительных работ по автоблокировке Подготовка к централизованной замене приборов Замена приборов на участке Проверка состояния устройств местной комиссией после выполне- ния подготовительных работ
6—8 Составление плана работ по подготовке устройств пути и энерго- снабжения
•U св Оо 1 1 1 Сл 5 Осуществление комплекса работ по хозяйству пути Осуществление комплекса работ по хозяйству энергоснабжения Разработка порядка комплексного обслуживания устройств работ- никами дистанции сигнализации и связи, пути и энергоучастка
4—5 11-13 Разработка технологии выполнения работ бригадой Определение объема работ околотков и расчет их по нормам вре
13—20 6-1, 22—23 мени при новой периодичности обслуживания Составление планов-графиков технологического процесса Разработка организации процесса устранения отказов Оснащение централизованной бригады транспортом, мастерской,
6-7 оборудованием и инструментом Подбор людей в централизованную бригаду и распределение око- лотков
12-13 7—16 26—27 Утверждение местного «Положения о методе и новой технологи работ» (на основе типового) Изучение обслуживающим персоналом новой технологии работ Прием комиссией всего комплекса устройств на участке, переводи-
27-28 мом на обслуживание по новому методу Подготовка и издание приказа по переводу участка на обслужи-
23—26 ванне по новому методу Укомплектование централизованной бригады и утверждение новых
28—29 27-29 29—30 границ околотков Проведение усиленного контроля за работой участка Оказание работникам участка необходимой помощи Корректировка организационных и технических мероприятий
137
же после окончания работ совместно с бригадиром провесI
состояние всех устройств. Каждый член бригады несет дц?Яет
ответственность за качество выполненных им работ, а бои*1^
з целом — коллективную ответственность за бесперебойную
боту обслуживаемых устройств. При бригадно-околотковом ?Я’
тоде сокращается объем работ по графикам технологическом
процесса, поэтому протяженность околотков должна быть в
сколько увеличена. !е’
Внедрению комплексного обслуживания должна предщмЯ
ьовать соответствующая подготовка устройства автоблокиров!
ки, энергоснабжения и путевого хозяйства. На подготовитель-
ном этапе выполняются следующие основные работы:
изучение нового метода обслуживания, подготовка Положу
пня о работе участка и другой документации, обучение персо-
нала; подготовка устройств автоблокировки к бригадно-околот-
ковому обслуживанию;
подготовка устройств пути и энергоснабжения для нового
метода обслуживания;
укомплектование централизованной бригады, организация
комплексной замены приборов, подготовка новой технологи!;
выполнения работ.
Все подготовительные работы должны быть четко сплани-
рованы в виде сетевого графика, пример которого приведен
на рис. 44. На графике пишутся названия работ или составля-
ется поясняющая таблица (табл. 38). Цифры между номерами
позиций на графике означают продолжительность выполнения
работ в неделях. Критический путь на графике выделен жирной
линией и означает полный этап выполнения работ, который в
нашем примере равен 36 неделям.
Результаты выполненных работ заносятся в соответствующие
формы учета, содержание которых изменено и дополнено. Гак.
в форме ШУ-61 предусматривается смена ламп синего, второ-
го желтого и лунно-белого огней, измерение напряжения основ-
ного и резервного питания. В форму ШУ-62 добавлено изме*
рение напряжения на питающих трансформаторах и на б.юИ
БС дешифратора автоблокировки. Формой ШУ-79 фиксирует
ся результаты измерения тока АЛСИ, проверки путевых ДРч
селей, проверки зависимости в схемах сигнальной точки (ЧИ
вильность изменения показаний сигнала, перенос красного Л|
пя, контроль схода изолирующего стыка), проверки состоЯЯ'
грозозащиты. Здесь же ведется учет замены аппаратуры.
§ 7.2. Повышение надежности схем
автоблокировки
Для повышенья надежности действия устройств СЦб^И
усовершенствована схема дешифратора импульсного путч
реле (рис. 45), которая состоит из следующих элементов-!
138
.__контакт импульсного реле рельсовой цепи;
п __ путевое реле;
' _ электролитический конденсатор типа К50-ЗБ емко-
I С стью Ю00 мкФ.
— электролитический конденсатор типа К50-ЗБ емко-
I ° стью 500 мкФ;
«у __ диод, предназначенный для разделения цепей заря-
да и разряда конденсатора С1 (может быть исполь-
зован диод любого типа с допустимым током в пря-
мом направлении не менее 0,3 А, например Д226Б
и Д226В);
д2 __ диод, защищающий контакт реле И от ценообразо-
вания (тип аналогичен диоду Д/);
ОТ __ дроссель, предотвращающий возбуждение повтори-
теля импульсного реле при попадании переменного
тока частотой 50 Гц в обмотку реле И и образующий
цепь ряда конденсатора С1 (в качестве дросселя ис-
пользуется первичная обмотка трансформаторов ти-
пов СТ-3, CT-ЗА или СТ-4, включенная на напряжение
220 В);
R — резистор сопротивлением 30—40 Ом (типов ПЭ,
МЛТ-2), ограничивающий ток заряда через диод Д1
и контакт реле И.
Схема работает следующим образом. В интервалах между
импульсами через тыловой контакт импульсного реле И, диод
П1 и резистор R заряжается конденсатор С1. Одновременно
проходит ток и по параллельной цепи через дроссель ОТ, об-
разуя в нем магнитный поток. При импульсах реле И воз-
буждается и замыкает фронтовым контактом цепь заряда кон-
денсатора С2 через обмотку дросселя ОТ от конденсатора С1.
При этом в момент размыкания тылового контакта реле И
разрывается цепь от батареи через дроссель ОТ и на обмотке
последнего возникает э. д. с., создающая дополнительный ток
Для заряда конденсатора С2. Конденсатор С2, получая заряд
в каждом импульсе, разряжается на реле П, удерживая его
якорь в интервалах между импульсами в притянутом положе-
нии. При вступлении поезда на рельсовую цепь реле И
Пб
дешифратора импульсного путевого реле
139
прекращает работу, обрывает цепь заряда конденсатора Со
реле/7 обесточивается. 1 М
Результаты лабораторных испытаний схемы при различ 1
отказах элементов сведенщ в табл. 39. Было проведЙЬ,1
испытание работы схемы повторителя импульсного реле nnl
попадании в обмотку реле И переменного тока частотой 50 Г**
При этом менялась величина напряжения переменного тока а
напряжение постоянного тока, подводимое к схеме, увеличив3
лось до 14 В, изменялись емкости конденсаторов С1 и С2
номинальной до максимальной величины. При всех указанны»
условиях повторитель импульсного реле не возбуждался.
Модернизированный дешифратор применяется в проектах
строящихся участков и проектах, находящихся на стадии раз.
работок рабочих чертежей строительства, а также вместо
существующих конденсаторных дешифраторов в действующих
сигнальных установках с реле типов HP и НМШ.
На станциях с импульсными рельсовыми цепями [16] нашла
применение схема резервирования кодовых трансмиттеров
(рис. 46).
Для исключения размыкания маршрута при переклю-
чении основного трансмиттера на резервный в схеме примене-
но реле ТВ1, контролирующее импульсную работу реле 1Т и
2Т от резервного трансмиттера. Реле ТА контролирует напря-
жение питания рельсовых цепей и включается через контакты
реле ТВ и ТВ1. При выключении питания рельсовых цепей на-
м
СОб
„ откпт-13
р-
СОб___
П I
01 J 1
01 z
g/л р» м
ргл 2^ гл
о
РТШВ
аг г
mJ4, /л
огл Г°_ гл
ТЖсК 0
ТВ
Ч?
в?
crib
ЧОО ш
КбНШЯа
17
РИб П
52
” 31
51 „ 77
'/ ТВ
'81
12 Г
зг
скя
11
отв
РТЛ TCPI СХ
71
кл /г дг
г
----- СМб
13 , и ТСПр
__2J г»
ТВ
Л
Рис. 46. Схема включения основного и резервного трансмиттер0®
Ш
п
140
141
Рис. 47. Схема включения реле ПЛА
и контактов реле ТА в блок БСВШ
Ручается импульсная раб
'’"та Д Г ” выкл1°чаетсяре**
ле ТА. При нарушении НоЗ
мальвой работы основной
трансмиттера нарушается и 0
пульсное питание реле 1Т и тг
и реле ТВ обесточивается. Ты
новыми контактами реле Тот
включает электродвигатель о»,
зервного трансмиттера РТ и по-
дает питание на реле ГТ и 2Т
Одновременно выключается ре-
ле ТА, а его контактами — п®.
ле ПЛА (рис. 47). После того
как восстановится импульсное
питание реле IT и 2Т, возбуж-
дастся реле ТВ1 и своим код-
тактом включает реле ТА.
Фронтовым контактом реле ГЛ
включается стабилитронный
блок выдержки времени и че-
рез 2—5 с возбуждается, а за-
тем самоблокируется реле
ПЛА. Последнее подключает
полюс СМБ-Л на маршрутные
реле уже после того, как воз*
будятся путевые реле. Таким образом исключается самопроиз-
вольное размыкание установленных маршрутов при переключе-
нии основного трансмиттера на резервный. На пульт-табло име-
ется индикация, показывающая, какой в данный момент вклю-
чен трансмиттер — основной или резервный. Если включен ос-
новной трансмиттер, то горит белая лампа Б, если резервный —
красная К. Включаются лампы контактом реле ТВ1
(см. рис. 46).
Для повышения надежности автоблокировки с прожектор
ними светофорами вводится проверка положения рамки СИМ
нального механизма с помощью двух вариантов схем. Пере
вариант схемы предусматривает проверку нахождения РаМК*
срсднем положении перед зажиганием лампы светофора
ответствие положения рамки состоянию линейного реле при-
нятом блок-участке. Второй — проверку правильною поЛ<**\
ния рамки сигнального механизма при различных показании
В действующей двухпутной автоблокировке постоянного^'
ка с предварительным зажиганием светофоров, где сигналам
механизмы включены в линейные цепи без комбннпров*'
линейных реле, контроль осуществляется по схеме рис.
тем установки реле соответствия рамки PC. Одна обмотк^^И
го реле включается последовательно с контактом сигналч
142
Рис. 48. Схема контроля положения рамки
геханизма, замкнутым в среднем положении рамки. Другая
обмотка реле PC включена в цепь самоблокировки, проходя-
щей через фронтовой контакт линейного реле и тыловой кон-
такт путевого реле. Линейное реле Л при применении этой
схемы остается подключенным к линейной цепи, как в схемах
с линейным реле типа НР2-2000 или НР2-1000. Надо иметь в
виду, что реле НР2-2000 и НР2-1000 отпускают якорь при
смене направления тока в линейной цепи и поэтому в схемах,
где имеются сигнальные реле С (ЛС, ЗЖ). могут включаться
в цепь реле PC вместо контакта Л контакты С. При сопро-
тивлении линейной цепи свыше 80 Ом (с учетом последователь-
но включенного реле НР2-40) напряжение сигнальной бата-
реи повышается установкой дополнительного аккумулятора.
В действующей двухпутной автоблокировке с комбиниро-
ванными линейными реле, где управление сигнальным меха-
низмом прожекторного светофора происходит по местной схе-
ме, контроль рамки может осуществляться по одной из двух
схем. По первому варианту схемы сигнальный механизм про-
жекторного светофора включается через тыловой контакт пу-
тевого реле П и нормально находится без тока. Срабатывает
механизм при вступлении поезда на участок приближения.
Для исключения проблеска красного огня повторитель путе-
вого реле /7/7, включающий лампу светофора, должен иметь
замедление на отпускание не менее 0,3 с, превышающее время
срабатывания сигнального механизма. Замедление реле /7/7
ормального действия достигается закорачиванием одной из
с амоток. Цепи кодирования рельсовых цепей включаются кон-
основного путевого реле. Действие схемы аналогично
Кк ? Другому варианту предусматривается гашение лампы
Жен! °^а ко,1такт°м реле PC (типа НР2-900), если поло-
ниям*е Рамки сигнального механизма не соответствует положе-
го nr»Не*ТРального и поляризованного якорей дополнительно-
(типа КР1-600).
НыМ1. одн°нутной автоблокировке с комбинированными линей-
Реле, включаемыми в линейные цепи и управляющие по
143
местной схеме сигнальным механизмом прожекторного
фора, проверка положения рамки осуществляется по
му варианту рассмотренных схем.
саето.
1,ерво-
§ 7.3. Модернизированный стыковой
соединитель
пРиварНЦх
Причиной ненадежной работы существующих i--------
рельсовых соединителей являются обрыв соединителя в'мест''
приварки его к рельсу и плохой контакт гибкого троса в ман-
жете соединителя. Обрыв происходит из-за несовершенной
технологии приварки соединителя к рельсу, слабой прочности
сварного шва вследствие проникновения в него частиц меди с
оплавленного торца манжета. Кроме того, из-за близкого pacfl
положения к поверхности катания рельса манжета поврежда-
ется работой колес путейской тележки (модерона) или банда-
жом колес подвижного состава. Контакт гибкого троса в ман-
жете соединителя ослабевает из-за перегрева манжеты при
приварке ее к рельсу.
Исследования шлифов нескольких поперечных и продоль-
ных разрезов обойм типовых соединителей, бывших в эксплу-
атации, показали, что в новом соединителе нити троса плот-
но прилегают к манжету и лишь в отдельных местах между ман-
жетом и тросом имеется зазор 0,1—0,2 мм; хорошо закрепле-
ны нити троса и в торне манжета. Однако в образцах, быв-
ших в эксплуатации, только 15—20% нитей прилегают к ман-
жету, а зазор между манжетом и тросом в отдельных случаях
достигает 0,7—1,0 мм. В торце манжета в среднем оказыва-
ются приваренными лишь 50—60% нитей, а в середине троса
и по его краям имеются пустоты 0,7—1,2 мм. Таким образом,
контакт между тросом и манжетом соединителей нарушается
из-за нагрева манжета при приварке соединителя к рельсу.
Манжет деформируется и усилие обжатия троса ослабевает.
При этом окисляются контактирующие поверхности манжета к
троса, растет переходное сопротивление трос-манжет, а еле»
довательно, растет и общее сопротивление соединителя, НЯ
ведет к отказу соединителя. Стыковые соединители часто в»
ходят из строя, причем работники службы пути иногда не 8
состоянии своевременно их заменять. Сопротивление стыковЯТ
соединителя должно быть не более 300-10 8 Ом; сварной Ш®-
должен быть удален от манжета, чтобы исключить воздействии
температуры при приварке соединителя на контакт между ме8
ными жилами троса и манжетом; приварка стыкового соеДВД
теля к объемнозакаленным рельсам не должна нарушать стрЯ
туру и прочность рельса.
Уральским отделением ЦНИИ МПС модернизирована IЯ
конструкция стыкового соединителя. Манжет его преДС^И
ляет собой обойму с фартуком, выполненным из одной з
144
§ 7.4.
Рис 49 Модернизированный стыковой
гис* соединитель
товки (рис. 49). Медный
трос в обойме закрепля-
ется обжатием обоймы,
фартук приваривается к
головке рельса горизон-
тальным швом. Значи-
тельно увеличилось рас-
стояние от сварного шва
до торца манжет, что ис-
ключает проникновение в
металл сварного соедине-
ния меди и делает шов
более прочным. Изменен-
ная конструкция соединителя (см. рис. 49) обеспечивает надеж-
ный контакт гибкого троса в обойме манжета, так как к рельсу
приваривается не сама обойма, а фартук. Кроме того, исключе-
ны механические повреждения соединителя колесами путейских
тележек и подвижного состава.
Для повышения прочности сварного соединения фартучного
манжета с рельсом толщину стенки обоймы увеличили с 3 до
5 мм. Площадь приварки по горизонтальной кромке фартука
составила 225—250
(возросла с 5—6 до
мм, а допустимая нагрузка изменилась
11,0—12,7' тс).
Надежность паяных
электрических соединений
При пайке электрических соединений широко применяют
легкоплавкие припои ПОС-40, ПОС-50 и ПОС-61. Надежность
таких соединений зависит от режима пайки, правильного вы-
бора припоя, флюса, чистоты поверхности соединяемых метал-
лов и влияния внешних механических нагрузок. Величину и
•родолжительность нагрева места пайки выбирают с учетом
воиства флюса, припоя и соединяемых металлов. Флюс обес-
ечивает удаление окисной пленки с поверхности соединяемых
’ ллических выводов, защиту их от окисления в процессе
пОяКИ И СГ10с°бств\ет лучшему затеканию расплавленного при-
остаГ 3а.30Р мея<ду соединяемыми выводами элементов. Флюс,
Скопич ИИСЯ R местах пайки, должен быть инертным и негигро-
Ряют жЫМ’ наибольшей мере этим требованиям удовлетво-
Фоли ,, 1<>сы КСП. ПОП, КТС, выполненные на основе кани-
активны ДР?ГНХ органических соединений. Применение более
,,ость ’4 (₽ЛЮс°в, например ГЭСП, позволяет повысить проч-
к°сть 4 1ине”ия, но снижает его антикоррозионную стой-
"еет !±Ч’а.ют ' Учетом температуры, при которой насту-
вность флюса. При этом температура плавления
145
припоя должна быть на 20—40°С выше рабочей темпера,Д
флюса. Высокую надежность соединений объемного монТ'?Ь|
можно получить при пайке трубчатым припоем ПОС-61
ставляющим собой трубку, заполненную флюсом. Флюс
ходит к месту пайки подогретым, что повышает его активно°А
и улучшает качество пайки. Хорошо зарекомендовали
трубчатые припои с несколькими каналами, заполненным^
флюсом. Для получения надежной пайки соединяемые эт
менты необходимо очистить от пленок окислов, краски, лака"
жира и хорошо облудить с использованием припоев ПОСВ г/
ПОСК-47, ПОСК-50 [16].
Для получения паяных соединений высокого качества болы
шое значение имеют выбор и подготовка паяльника к работ/
Рекомендуется применять паяльники с внутренним электриче-
ским нагревательным элементом; для пайки тонких проводов
навесных деталей с тонкими выводами и деталей, чувствитель*
пых к повышению температуры пайки, следует применять мик-
ропаяльники с внутренним нагревателем и небольшой массой
стержня.
Масса медного стержня паяльника и мощность электриче-
ского нагревательного элемента должна обеспечить аккумуля-
цию такого количества тепла, чтобы при соприкосновении лез-
иные соединения проверяют на
Таблица 40
Сечение провода, мм2 Диаметр мед- ного стзржня паяльника, мм Мощность нагревате- ля, ВТ
0,35—3 5-6 40-50
4—13 8—10 90
16—25 20 240
вия паяльника с соединяемыми деталями температура нагрева
припоя в месте пайки не опускалась ниже 25(ГС для ПОС-61,
270-280 для ПОС-50, 280—300 для ПОС-40 (табл. 40).
Изменение напряжения питания нагревательного элемента из
±10% изменяет температуру лезвия паяльника также на
±10%.
Любой процесс пайки объемного монтажа должен закан-
чиваться контролем качества соединения (в сомнительных слу-
чаях с помощью лупы 5—10-кратного увеличения). Соедине-
ния, на которых обнаруживают раковины, трещины, сквозные
прожоги, наплывы, шлаковые включения, острые выступы, под-
вергают повторной пайке, предварительно удаляя старый при-
пой. Соединения, на которых не обнаружены дефекты, долж-
ны быть закрашены цапонлаком. В заводских условиях •
разрыв, вибропрочность, вы*
носливость при кручении И J0*
гибе и антикоррозионную
стойкость.
Как показали испЫТД^И
распределение времени безо
казной работы паяных эЛ^И
рических соединений подч
ется экспоненциальному
ну. Количественно надеж1 з*
паяных соединений оцеН’^'кз-
интенсивпостыо отказов-
146
(сходят сразу после окончания монтажа или после неко-
зЫ пРо1псрцода эксплуатации аппаратуры (спустя несколько не-
тороГ°месЯцев). Причинами отказов в первом случае, как пра-
ДеЛЬ’ являются дефекты материалов или пайки, во втором слу-
рйЛ^_ неправильная конструкция паяного узла и преждевремен-
чае ухудшение физико-химических свойств припоя, вызванные
11 ое ^„зетворительным выбором режима пайки.
П v J ** .
§ 7.5. Надежность аккумуляторов
и способы ее повышения
Аккумуляторы типа АБН-72,80 в устройствах автоматики и
телемеханики работают в большинстве случаев параллель-
но с выпрямительными устройствами типа ВАК в режиме сред-
него тока. При таком режиме буферной работы изменения
напряжения сети переменного тока и тока нагрузки приводят
к изменениям тока подзаряда аккумуляторов и обычно оказы-
вается, что они либо остаются недозаряженными и начинают
сульфатироваться, либо перезаряжаются и их пластины начи-
нают разрушаться. В обоих случаях срок службы аккумуля-
торов сокращается, а емкость их оказывается ниже номиналь-
ной. Поэтому они не могут обеспечить резервного питания в
течение заданного времени при выключении сети переменного
тока. При таких условиях работы требуется особенно тща-
тельная подготовка аккумуляторов к эксплуатации и строгое
соблюдение правил обслуживания аккумуляторов, обеспечи-
вающие нормальную их работу и наибольший срок службы. В
противном случае у аккумуляторных батарей появляются та-
кие неисправности, как повышенный саморазряд, короткое за-
мыкание, разрушение пластин и их сульфатация [16].
Во время эксплуатации аккумуляторных батарей имеют
место нормальный и повышенный саморазряд. Нормальный
саморазряд — явление естественное и происходит по следую-
^Цим основным причинам. Известно, что решетка положитель-
ои пластины, состоящая из свинца, не полностью контактиру-
* с активноя массой (перекисью свинца) и между свинцом
Р щетки и активной массой в присутствии электролита из-за
£аеЛнчного химического состава материалов пластины возии-
ра Разн°сть потенциалов. Это значит, что в этих местах об-
состо°ТСЯ гальванические элементы, которые сами, находясь в
местшп,Ни РазРяДа, постепенно разряжают пластину. Разряд
1дестп' 0 элемента сопровождается превращением активных ве-
ток, ЧтП сУльфат свинца, почти не проводящий электрический
чина еж *атРУдняет дальнейшую его разрядку. Поэтому вели-
кУМулят еДНевного саморазряда в первые дни бездействия ак-
°трицаТр *)а значительно выше, чем в последующие. Решетка
Масса ЛН0Й пластины, состоящая из свинца, и ее активная
' • чать1й свинец) представляют собой два электрода,
147
между которыми возникает разность потенциалов, ВЫз J
тая саморазряд. Кроме этого, причинами нормального В?*°*
тественного) саморазряда являются трудноудаляемые Пв °С
си металлов, содержащиеся в материалах, из которых изго
ляют пластины, и примеси, находящиеся в электролите.
Следует отметить, что плотность электролита, находящ^-Л
в нижней части пластин, всегда больше плотности электоол
та, находящегося у верхней части пластин. Так как величии'
потенциала зависит от плотности электролита, то между в«»
ней и нижней частями пластины также возникает разность по
тенциалов, приводящая к саморазряду.
Повышенный саморазряд аккумуляторных батарей проис-
ходит вследствие небрежной заливки электролита в аккумуля^
торы, а также при бурном газовыделении, когда наружная
поверхность аккумуляторов может оказаться смоченной элект-
ролитом, что значительно увеличивает саморазряд. Для исклю-
чения этого вида саморазряда необходимо водой удалять с по-
верхности батареи электролит. Причиной повышенного само-
разряда аккумуляторной батареи может также служить при-
менение дистиллированной воды или электролита, содержащих
вредные примеси. Содержание в электролите даже незначи-
тельного количества меди и особенно железа намного увеличи-
вает саморазряд батареи. Поэтому для приготовления элект-
ролита следует применять только химически чистую (аккуму-
ляторную) серную кислоту и чистую дистиллированную воду.
Одной из характерных неисправностей аккумуляторных ба-
тарей является короткое замыкание внутри отдельных аккуму-
ляторов, которое происходит главным образом в результате не-
посредственного соприкосновения положительных и отрицатель-
ных пластин, при разрушении сепараторов, через наросты губ
чатого свинца на кромках пластин.
Причиной коротких замыканий являются образование шла-
ма на дне банки, коробление пластин вследствие разрядки ба-
тареи током большой величины, загрязнение электролита вред-
ными примесями, частые перезарядки батареи током большой
величины, выпадание активной массы. Признаками короткой
замыкания между пластинами в аккумуляторе являются пони-
женное напряжение, пониженная плотность и повышенная Ю
сравнению с другими аккумуляторами температура электро'
лита.
В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи nnacig
ны подвергаются износу. Износ пластин характеризуется
крашпванием и оползанием активной массы, а также коррО*
ей решеток. Наиболее часто эти явления наблюдаются
ложительных пластин. Характерными признаками разрушай
пластин являются резкое понижение емкости аккумуля?^
слишком малое время его разряда и быстрое нарастание 4
пости электролита до нормального значения при заряде- ,
14S
I n время работы аккумулятора активная масса в решетке
in при заряде-разряде постоянно изменяет свой объем.
1,;1ас1\ние частичек активной массы между собой ослабевает,
гтьтате чего она выкрашивается. Выкрашивание актив-
в ?е^;1ССы ускоряется, если аккумуляторную батарею будут
Н°И матически перезаряжать током большой величины. Заряд
Эмуляторов большой силой тока, частые перезаряды и по-
аККпенная температура электролита сопровождается значитель-
В«м увеличением количества пузырьков выделяющихся газов,
нЫТорые. увлекая за собой частицы активной массы, разруша-
ют пластины. Выпаданию активной массы способствует так-
же и сульфатация пластин.
М В процессе разряда на положительных и отрицательных
пластинах образуется сернокислый свинец (сульфат). При нор-
мальном разряде этот сернокислый свинец имеет мелкокристал-
лическую структуру и легко восстанавливается зарядным то-
ком. Сульфатация пластин в этом смысле является частью
нормального процесса работы аккумуляторной батареи. Поми-
мо нормального процесса разряда, сернокислый свинец может
также образовываться и в результате саморазряда пластин
ври бездействии (хранении) аккумуляторной батареи. При
этом чем выше температура и плотность электролита, тем ин-
тенсивнее будет протекать процесс саморазряда и образования
сернокислого свинца на пластинах. В этом случае кристаллы
сернокислого свинца будут иметь более крупную структуру, од-
нако, при соблюдении правил хранения батарей они легко рас-
падаются под воздействием обычного заряда.
В результате глубокого разряда батареи, длительного хра-
нения ее в разряженном состоянии, эксплуатации с понижен-
ным уровнем или высокой плотностью электролита, а также
из-за присутствия вредных примесей и систематического недо-
<аряда на пластинах аккумуляторной батареи образуются еще
более крупные кристаллы, а иногда и сплошная корка серно-
кислого свинца. Такой сульфат свинца уже не распадается в
роцессе обычного заряда аккумуляторной батареи. Пластины
тановятся твердыми, их поры сужаются, что затрудняет дос-
туп электролита внутрь активной массы. Активная масса по-
^Жительных пластин, подвергнувшаяся чрезмерной сульфата-
ми ’ ’,1>1,°бретает светло-коричневый оттенок с белыми пятна-
ченя’' 11 ^ата’ Нногда Цвет сульфатированной пластины не из-
КлфТСЯ Оставаясь по-прежнему темным. Активная масса
Darr., Tl,P0BaHii°H пластины при растирании между пальцами
Cv Л™’ Как песок-
лее Г1(| Ь''1ат,,зиР°ванный аккумулятор при зарядке имеет бо-
ilaai*Ho нК°С На11Ряжение> достигающее ЗВ и выше, и ненор-
'’Уаятоп "1 <КОе напРяжение при разряде. Емкость такого акку-
Мн возникЗНаЧИТельно ниже нормальной. Основными причина*
Рвения чрезмерной сульфатации пластин аккумуля-
149
торных батарей, как показывает опыт эксплуатации, являема
многократный недозаряд аккумуляторов, длительное храцГСч
батареи в разряженном состоянии, разряд аккумуляторов0"1^
же 1,8 В, заливка аккумуляторов электролитом большой плл9
ности, загрязнение электролита. Аккумуляторы, у которых
наружены перечисленные неисправности, следует снимать Л
эксплуатации и отправлять в ремонт, заменяя их другими
Состояние отдельных аккумуляторов батареи должно быт»,
одинаковым. '
Напряжение отстающего аккумулятора при разряде бата
реи снижается до конечной величины 1,8В раньше, чем напря-
жение других аккумуляторов.
Разрядный ток исправных аккумуляторов будет заряжать
отстающий аккумулятор, в результате на его отрицательных
пластинах будет образовываться перекись свинца, а на поло-
жительных — свинец. Это приведет к переполюсовке (переме-
на полярности) пластин и снижению общего напряжения ба-
тареи. Поэтому разряд аккумуляторной батареи следует пре-
кращать при достижении напряжения хотя бы одного из ак-
кумуляторов 1,8 В.
Отстающие аккумуляторы можно определить по следую-
щим признакам: плотность электролита таких аккумуляторов
при заряде повышается значительно медленнее, напряжение в
конце заряда ниже, а температура электролита выше, чем в
остальных исправных аккумуляторах.
Если в эксплуатации находится несколько батарей, соеди-
ненных между собой параллельно или последовательно, необ-
ходимо тщательно следить за состоянием батарей. При недо-
статочной емкости одной из последовательно соединенных ба-
тарей продолжительность разряда во избежание переполюсов-
ки ограничивается емкостью неисправной батареи.
Перед установкой аккуму
Емкость/ч ляторов в батарейные шкафы и
Рис. 50. Изменение емкости
аккумуляторов АБН-72 и АБН-80
от температуры электролита
колодцы необходимо их под-
вергнуть первому формовоч-
ному заряду, включающему
пять тренировочных и один
контрольный циклов зарядов*
разрядов. Известно, что ПИ
пониженных температура
электролита (рис. 50) умеЯ1Я
шается величина емкости,
торую может отдать аККУ*?УЛ
тор при разрядке. Это объв
няется в основном возрастав
см вязкости электролита ИЯ
понижении температуры. Ч
этому при разряде аккуМЖ
150
химической реакции участвуют только активные вещест-
тора В.положенные на поверхности пластин, так как в более глу-
ра’ стой пластин электролит не успевает проникать. Для обес-
6оК‘|С|Я надежной работы аккумуляторной батареи необходимо
"е *е"1я гь батарейные колодцы, ящики и шкафы.
'ТС'емкость новой аккумуляторной батареи в течение гаран-
’ного срока эксплуатации повышается, так как происходит
1ИпМирование пластин, затем остается постоянной и после оп-
летенного периода работы начинает постепенно падать. По-
-епя емкости аккумуляторной батареей в конце срока службы
Объясняется уменьшением пористости отрицательных пластин
выпаданием активной массы положительных пластин.
§ 7.6. Надежность электролитических
конденсаторов
Срок службы конденсаторов в сильной степени зависит ог
температуры окружающего воздуха, величины рабочего напря-
жения, величины переменной составляющей, частоты следова-
ния импульсов (заряд-разряд), величины разрядного сопротив-
ления.
Исследования зависимости величины емкости электро-
литических конденсаторов типа К50-3 от окружающей темпе-
ратуры (рис. 51) показывают, что максимальное снижение ем-
кости происходит при температуре ниже 30°С, при этом поте-
ря емкости может достигать 60% от первоначального значения.
Включение цепи подогрева позволяет на 18—20°С повысить
температуру внутри кожуха дешифраторной ячейки. Это прак-
тически исключает снижение емкости в зависимости от внеш-
ней температуры и обеспечивает нормальный режим эксплуата-
ции конденсаторов. Другие типы электрических конденсаторов
имеют аналогичную температурную зависимость. Наиболее
быстрое уменьшение емкости наблюдается в диапазоне темпе-
ратур минус 25—50сС, при более низких температурах емкость
I si. Зависимость изменения
От величины емкости
Для .РУЖа|ои1ей температуры
Р" конденсаторов типа К50-3
конденсаторов может быть
полностью потеряна. При воз-
растании температуры до
+ 60°С емкость увеличивается
на 12—18%. Характер зави-
симости емкости от темпера-
туры объясняется изменением
удельного сопротивления элек-
тролита и бумажной проклад-
ки: при отрицательных темпе-
ратурах удельное сопротивле-
ние электролита растет за
счет кристаллизации, а при
плюсовых температурах это
151
сопрэтивление напротив падает. Рост емкости при положи-
тельных температурах выражен менее заметно, однако эксплу-
атация конденсаторов при таких температурах сопровождает
ся ускорением процессов старения (сохнут электролип,;
удельное сопротивление возрастает). Так, с повышением
температуры на каждые 10°С от допустимой срок жизни конден-
саторов падает примерно в два раза.
Особенностью режима работы электролитических конденси
торов в схемах железнодорожной автоматики является перко
дически повторяющийся заряд до определенного рабочего на-
пряжения и разряд на нагрузку. Разрядные токи конденсато-
ра могут вызвать окисление катодной пластины и привести к
образованию на ее поверхности диэлектрического слоя, вклю-
ченного последовательно с оксидным слоем на аноде. В этом
случае на катоде образуется емкость Ск. которая включена по-
следовательно с емкостью анодной пластины Са- Общая ем-
кость конденсатора в данном случае определяется из соотно-
шения
Рис. 53. Схема проверки емкости электролитических
конденсаторов
152
I уравнения видно, что емкость С=0,5 Са, когда Ск=Са.
•' 3 условие удовлетворяется только в новом конденсаторе,
Так<>с • м ТОлшина оксидного слоя на катоде очень тонкая.
3 K°JvnieM времени эксплуатации толщина оксидного слоя
С теЧчиВается, вследствие чего уменьшается емкость кондеи*
'Ве''г1 а также запасаемая им энергия. На рис. 52 показано
вменение величины емкости в зависимости от времени рабо-
ты
ти
п1я типа К-50, из которого следует, что величина емкос-
пзменяется в процессе эксплуатации линейно.
у электролитических конденсаторов типа К-50 имеют мес-
случаи течи электролита и его попадание на контакты ре-
1 счетчиков дешифраторных ячеек, что , как правило, вызы-
------------------------.*. —Последние конструкции
J1C ~ t М V
вает отказ дешифраторнои ячейки,
дешифраторных ячеек исключают попадание электролита нэ
пеле-счетчики за счет размещения конденсаторов не над счет-
чиками, а в отдельных блоках. В ячейках старого исполнения,
в которых торцовые части электролитических
расположены над
«поддоны».
реле счетчиками, следует
конденсаторов
устанавливать
смолы для
Запрещается использовать эпоксидные
-------------... части конденсатора, поскольку при прохож-
заливки торцовой
дснии через конденсатор тока выделяются эфирные вещества,
скопление которых может привести к значительному повыше-
нию давления внутри корпуса и вызвать его разрыв.
Важным параметром, характеризующим работоспособность
электролитических конденсаторов, является величина емкости.
Применяемые в эксплуатации методы измерения емкости элект-
ролитических конденсаторов имеют ряд недостатков (необхо-
Рис. 54. График изменения величины емкости
при действии обратного напряжения
153
димость пересчета, большие погрешности и др.). На
показана схема для измерения величины емкости, допуск
тая минимальную погрешность измерения. '
Питание схемы осуществляется от источника переменяя
тока частотой 50 Гц. В качестве поляризующего на пряжей?
используется аккумуляторная батарея 6 В. Для измерения»
ременного напряжения целесообразно использовать лампови
вольтметр типа МВЛ-2М или ВЗ-2А или прибор, равноцеи
ный им.
Измерения величины емкости производятся в такой nocie-
довательностк:
ключ К устанавливают в положение «1» и при помощи ла.
бораторного автотрансформатора устанавливают напряжение
на измеряемом конденсаторе 3,18 В;
ключ К переключают в положение «2» и измеряют напря-
жение на резисторе R1.
Емкость Сх определяют по такой формуле
(Л _______Г1
2г. С-3,18 2-3,14-50-3,18
= Е/г1000
мкФ.
Отсюда следует, что показание вольтметра U\ в положении
2 ключа Л' необходимо умножить на 1000. после чего получа-
ется фактическое значение измеряемой емкости в мкФ.
При подключении электролитических конденсаторов в из-
мерительную схему и действующие устройства необходим
строго соблюдать полярность включения. На рис. 54 показан
график, иллюстрирующий относительное необратимое сни-
жение емкости электролитических конденсаторов в зависимос-
ти кого
после-
чи от величины обратного напряжения и длительности его под-
ключения к обратному напряжению.
Физика этого процесса заключается в образовании оксид-
ного слоя на катоде, в результате чего полярный конденсатор
превращается в неполярный. Эквивалентную схему
конденсатора можно представить цепью, состоящей из
довательного соединения двух конденсаторов, каждый из ко-
торых состоит из алюминиевой пластины, ее оксидного слов
электролита. Эквивалентная емкость конденсатора заек»
ст соотношения толщины оксидных слоев, составляющих I
денсатор. Процесс потери емкости за счет обратного нашм
жения практически необратимый, потому что в условиях
ролита конденсаторов крайне слаба реакция восстанови
металла пластин из окисла. Полярные конденсаторы, по ДИ»
шиеся действию обратного напряжения, не должны уставе
ваться в аппаратуру.
Глава VIII
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
§ 8.1. Методы контроля
С1,О«ов..ыс.
Контроль технического состояния систем железнодорожной
автоматики и телемеханики (ЖАТ) связан с решением следую-
щих основных задач:
определения технического состояния систем, в котором
они находятся в данный момент времени, методами техничес-
кой диагностики (ТД);
предсказания технического состояния систем, в котором они
будут находиться в будущем времени, посредством техническо-
го прогнозирования (ТП);
определения технического состояния систем, в котором они
находились в прошлом времени, методами технической гене-
тики (ТГ).
Техническая генетика решает задачи по расследованию ава-
рий и их причин, а техническая прогностика — при определе-
нии срока службы, назначении периодичности профилактичес-
ких проверок и ремонтов. Задачи генетики и прогнозирования
решаются путем определения возможных или вероятных эво-
люций объекта проверки, начинающихся его настоящим сос-
тоянием. Поэтому ДТ представляет собой основу технической
генетики ТГ и технического прогнозирования ТП.
Теория, методы и средства технической диагностики — это
научное направление, занимающееся организацией оптималь-
ных процедур проверки технического состояния сложных систем,
постановкой проблем и разработкой методов и средств решения
и\проблем и технической реализации процедур проверки.
тем 1атематические модели объектов проверки, например, сис-
Дов ИЛИ блоков ЖАТ, составляют основу формальных мето-
ду ',10стР°ення программ проверки их технического состояния.
1пие УаТИЧеск11е модели Дискретных систем ЖАТ, учитываю-
бо.1щИ\ КонстРУктивные или функциональные блоки, имеют
лизащ°е значение Для проверки их работоспособности, и лока
Онаги. И В1,езапных и постепенных отказов, обусловливающих
\"ь,е отказы.
методы ТД — это анализ объектов проверки и
Диагностических систем. Методы анализа могут быть
-ские и структурные. При первом методе модель
155
объекта представляется в формальном виде, а при втором
виде заданной структуры объекта. " 3
Объектом исследований ТД могут быть любые систем!I
/КАТ, способные находиться в двух взаимно противопоттД
пых состояниях: работоспособном и неработоспособном, э*
менты этих систем также должны иметь два состояния. Пои6*
отказавших элементов может быть автоматическим и неавтг^
матическим с помощью человека-оператора. Автоматически*
системы поиска причин отказов получили название диагности-
ческих систем.
Программа диагностики — это есть некоторая жестко задав,
пая или гибкая последовательность проверок состояния эле-
мента, блока и системы. Проверка представляет собой сово-
купность операций, выполняемых относительно объекта ТД я
целью определения работоспособного или неработоспособного
состояния хотя бы одного элемента. Операция проверки —
это контроль числовых или качественных показателей свойств
элемента (блока, системы), характеризующих его состояние.
Поэлементная проверка предусматривает проверку каждого
элемента системы в отдельности. Проверка по модулям —
это проверка отдельных блоков, состоящих из элементов. Про-
верка по группам элементов означает определение работоспо-
собности группы элементов, не входящих в блок.
Системы ЖАТ имеют следующие особенности: '
рассредоточенность управляемых и контролируемых объек-
тов на станциях и перегонах, наличие линий связи в диагнос-
тических системах, воздействие помех;
большое число физических факторов и принципов, исполь-
зуемых в эксплуатируемой аппаратуре: механических, электро-
механических, электропневматических, электромагнитных,
электронных, радиотехнических и др., которые исключают уни-
версальность решения, требуют для диагностики специальных
переходных устройств;
большое разнообразие конструктивного исполнения прибо-
ров, механизмов и устройств, требующих учета индивидуалу
ных особенностей их при разработке программы техническое
диагностики, что усложняет алгоритм диагностики неисправно*
стей;
используется аппаратура как непрерывного, так и дискрет"
кого действия, а также одноканальные и многоканальные си I
темы; л
неодинаковый уровень надежности приборов, механизмов^
устройств усложняет принятие конкретных технических
иий по диагностике неисправностей. Наличие непрерывку
периодически работающей аппаратуры требует ее выклю4
для контроля или контролировать в неработающем состояi
В технической диагностике имеется три способа оонаИ^И
ния пли контроля отказов: непрерывный или мгновенв'
156 fli
контроля, при котором время проявления и время обнару-
.метоД откаЗОВ элементов очень малы; периодический конт-
ЖеН" прОВодпмый в периоды профилактического обслужива-
Р0,11 и плановых ремонтов и проверок; оперативный контроль,
Н,|Я )тняемый в период перехода элемента в рабочее состоя-
0Ь111 и при нахождении его в этом состоянии. Все указанные
Нетоды контроля используются в системах ЖАТ. Так, на-
поимер, работа рельсовых цепей подвергается непрерывному
онтролю, кабельные линии на станциях подвергаются периоди-
ческому контролю, а оперативный контроль применяется при
оценке исправного и работоспособного состояния схем, непосред-
ственно обеспечивающих безопасность движения поездов.
Эффективность вышеуказанных методов контроля можно
оценить функцией веса отказов или потерь, представляющей
собой случайное время неудовлетворения требования по вы-
полнению графика движения поездов.
Комбинационный метод поиска отказавших элементов пре-
дусматривает задание всех контролируемых признаков про-
верок. Проверка состоит в подаче сигналов на определенные
входы системы и одновременной регистрации состояния выхо-
дов.
Упорядоченная последовательность проверок, необходимых
и достаточных для определения работоспособного состояния
системы или обнаружения в ней отказавшего элемента, полу-
чила название теста. Минимальное число проверок указанно-
го назначения называется минимальным тестом.
Тестовая проверка не учитывает вероятностей возникнове-
ния отдельных отказов. Все операции в тестовой проверке яв-
ляются равнозначными и относительный порядок их проведе-
ния не влияет на конечный результат. Осуществление комби-
национного метода поиска отказавших элементов начинается с
составления программы проверок.
В качестве примера рассмотрим составление программы
проверки для функционального элемента маршрутно-релейной
Централизации (МРЦ) стрелок и сигналов типа контрольного
лока С стрелки, схема которого приведена на рис. 55. Про-
Пп»А1а пРОвеРки работоспособности блока С разработана на
программа проверки должна
П г "FUUCPM1 paUOTOCHOCOUl:
прибалтийской дороге. Полная
ВГГ°ЯТ|’ 113 Двух частей. Пер-
ппп,Часть пР°граммы содержит
"SPK" <|,а о6!’ы‘” " «а
Изна Ыканне контактов», про-
мь ’Т?е на всех допусти-
Шнх наборах воспринимаю-
ными Элементов с объединен-
Вторая "аСиТ"ЫМН. входами,
прелето^ Часть программы
лист собой проверки
Таблица 41
Номера наборов пкп вз мкп F (х, у. z)
1 1 0 0 100 .
2 1 1 0 НО
3 0 1 0 010
4 0 1 1 ОН
5 0 0 1 001
157
ш
Рис 55. Схема релейного блока
158
Таблица 42
— Номера Результаты Проверяется
операции ух дсйстонП клеим, пол- к я .о че иных к СПБ пасси»ныХ НХО1ОВ клемм, под- ключенных к СПБ активных входов реле, обте- кающееся токов номера горящих контрольных ламп признак: СПБ +, С МБ- Обозначение реле
1 1 2 3 4 5 /-/ 1-2 /—з 1-4 1-6 1-7 СОБ 1-8СОБ 1-1 1-2 1-3 1-4 1—5 1—7 СОБ 1 8 СО Б 1—1 1—2 1—4 1—6 1—7 1—1 1-2 ‘г4- 1г~7 1—20 1—10 1-20 1—10 1—9 1—9 1—9 1—22 1—22 ПКП пкп ВЗ ВЗ вз мкп мкп 2—3 2-4 2—5 2—7 2-8 2—18 2-22 2—1 2—2 2-3 2—4 2-5 2—6 2—7 2-8 2—17 2—18 2—20 2—17 2-18 1—11 1—12 1—13 1—14 1—15 1—16 1—17 1—18 2—17 2—18 2—19 2—21 1—13 1—14 1—15 1—17 1-18 2—17 2—18 2—21 +++“ IIIII++II++ 1 1 I I+++ + + 1 со 31-32 и 41 -42 ПКП 51-52 и 71-72 ПКП 81-82 ПКП 2-22 клеммы 1-7. 2-17. 1-8. 2-18 31-32. 41-42 .МКП 71-72. 81-72 МКП 51-52 МКП 21-22. 41-42 ВЗ 61-62. 81-82 ВЗ 11-12. 21-22 ПКП 61-62 ПКП П-12 МКП 21-22. 61-62 МКП 21-22. 41-42 ВЗ 61-62, 81-82 ВЗ П-12. 21-22 ПКП 31-32. 41-42 ПКП 51-52. 61-62 ПКП 71-72. 81-82 ПКП 11-12. 21-22 МКП 31-32; 41-42 МКП 51-52. 61-62 МКП 71-72. 81-82 МКП 11-12 ВЗ 1-18. 2-21 клеммы П-12 ВЗ
159
Номера Номера Результаты Проверяется
клемм, под- клемм, под- 9 к
X ключенных ключенных S £ номера горящих
с. CD fr“ Q к СПБ пассивных к СПБ активных с ё •-S8 контрольных ламп «о 4" 1 Обозначение реде
с ф входов входов п X X Q я О
о &.Х н с ОО
2 1 1-1 1—2 1—9 1—20 ВЗ ПКП Отсутствие сообщений
1 1—22 МКП 1—11
1—4 1—10 1—12
1—5 1—13
1—6 1-J4 2—1. 2—2 2—3. 2—4
2 1—3 1—9 ВЗ 1-11. 1—12 Отсутствие сообщений
1—4 1—20 ПКП 1—15. 1—16
1—5 1—22 МКП 1 1
1 “6 1—10 2—5. 2—6
1—2 1—9 ВЗ I—ll. 1—13 Отсутствие сообщений
1 ' " 6 1—20 ПКП 1—15. 1—17
/ 3 1—22 МКП 2—1, 2—3
1—7 1—10 2—5. 2—7 2—17. 2—19
2—20
на отсутствие «сообщений на входах», производимые на одном
или нескольких наборах.
Согласно алгоритму проверки блока С допустимыми на-
борами для него будут: ПКП; ПКП и ВЗ; ВЗ и МКП; МКП.
Оптимальная последовательность /' (х, у, г) всех наборов будет
такая, в которой при переходе от строки М к i-й строке меня-
ется значение только одного переменного.
Первая часть программы проверки должна включать про-
верку всех выходов блока на каждом из пяти наборов (табл. 41)
при наличии на всех пассивных входах сигнала 1.
Для реализации второй части программы необходимо со-
ставить таблицу состояния всех элементов блока С, его входов
и выходов, т. е. клемм блока.
Составление таблицы производится при условии, что все пас-
сивные входы (входы блока, не подключенные к источника?!
электропитания) объединены и на них подается сигнал 1. ^3Bej
стно, что блок С имеет три основных воспринимающих элемен-
та, которые могут находиться в двух состояниях: 0 (выключав
и 1 (включен). Тогда можно получить всего восемь комбимап»
их состояний (23 = 8) или восемь номеров наборов.
Из рис. 55 видно, что в схеме можно образовать восемь
лированных «сквозных» участков с соответствующими входам '
1—1, 1—2. 1—3, 1—4. 1—5 1—7- 1—8.
160
Известно, что для проверки отсутствия сообщений между
* ыо элементами достаточно иметь три проверки с соответ-
в°Се'imiMH комбинациями состояния этих элементов. Если для
СТВ> знных входов записать по вертикали двоичные числа от О
Указ< т0 Можно получить одну из возможных последовательно-
А° 'таких проверок. Первая проверка должна содержать 1 на
сте1’ . /—/ 1—2, 1—3, 1—4, а на остальных входах — нули
входил ’
и т. Д.
Оптимальная полная программа проверок С на определение
•го работоспособности представлена в виде табл. 42.
Аналогичные таблицы могут быть разработаны и для дру-
гих блоков -МРЦ и ГАЦ.
§ 8.2. Метод последовательного
обнаружения отказов
Последовательный метод поиска отказов основывается на
динамическом программировании и теории информации. Дина-
мическое программирование обеспечивает построение опти-
мальных программ поиска неисправностей в технической си-
стеме, под которой понимается программа последовательности
проверок с минимальным средним временем поиска этой неис-
правности.
Наибольший интерес для систем ЖАТ представляет ал-
горитм поиска отказов, основанный на методах теории инфор-
мации. Информационный алгоритм поиска отказавших элемен-
тов в системе приводит к оптимальному способу при равенстве
вероятностей отказов и стоимостей проверок, хотя и имеет боль-
шие вычисления.
Пусть имеется ЖАТ, состоящая из У однотипных элемен-
тов, способная находиться в работоспособном и неработоспо-
собном состояниях.
При неработоспособном состоянии неисправными одновре-
менно могут быть любые 1,2, 3, ..., N элементов.
Для определения любых 1, 2,..., N отказавших элементов
потребуется выполнить m=2N—1 проверок, каждая из которых
мест стоимость Ст, выражающуюся временем поиска.
Проверка может иметь три исхода:
fl _ • « V.V Л •
Ш1^РИЦаТеЛЬПЫЙ — один
мест стоимость Ст, выражающуюся временем поиска.
Проверка может иметь три исхода:
положительный— все элементы исправны (ДА);
или более элементов отказали
но еопРеделеннь1й — не обнаружено отказавших элементов,
СтРо'1?ТеМа пеРаботоспособна. В результате расчетов на ЭЦВМ
РУЖе!|СЯ диагРамма или программа последовательности обна-
тота ?,я неисправностей в системе при последовательном ме-
Ана°ИСКа отказов-
н°стн ‘вЛ0Гичиая диаграмма последовательного поиска неисправ-
схеме рельсовой цепи переменного тока при автономной
161
тяге показана на рис. 56. Названия проверочных или измепа
тельных операции, сформулированных в виде вопросов, следу!
ющие:
I. Данная и другие рельсовые цепи свободны от подвид
ной единицы?
2. Напряжение лучевого источника тока имеет номиналыиЛ
значение?
3. Напряжение на обмотке путевого реле данной рельсовой
цепи меньше напряжения притяжения якоря?
4. Потребляемый лучом рельсовых цепей ток имеет номи-
нальную величину, меньше номинальной величины или равен
нулю?
5. При перемещении в разных» направлениях путевого реле,
установленного в штепсельной розетке, якорь этого реле остает-
ся в отпущенном положении?
6. После отключения от монтажных проводов коробки одно-
го троса кабельной жилы релейного конца напряжение на всей
рельсовой цепи номинальное?
7. Напряжение или ток холостого хода у питающего транс-
форматора находится в заданном пределе?
8. Предохранитель лучевого источника тока находится в
исправном состоянии и работает?
9. Короткое замыкание основных и дополнительных изоли-
рующих стыков отсутствует?
10. Плохой контакт в оконечной релейной коробке отсут-
ствует?
II. В групповой питающей муфте короткое замыкание от-
сутствует?
12. Напряжение на кабельных жилах, идущих с поста
электрической централизации, имеется?
13. На вторичной обмотке питающего трансформатора на-
пряжение имеет заданную величину?
14. Напряжение на кабельных жилах в релейной коробке
равно или больше номинального?
15. Короткое замыкание между жилами или клеммами про-
межуточной питающей коробки отсутствует?
16. При отключении кабельных жил от монтажных клеМН
на посту централизации ток в лучевом предохранителе равен
нулю?
17. В групповой питающей муфте плохие контакты отсуп
ствуют?
18. Плохой контакт в оконечной питающей коробке orcyi
ствует?
19. Короткое замыкание тросов и бутлежных перемычек
сутствует?
20. После отключения монтажных проводов релейной
робки от троса резкое возрастание напряжения на тросах <
имеет место?
162 .
Логическая схема алгоритма поиска отказов
НетДа
163
21. В промежуточных релейных коробках и групповой мд,
те релейных концов плохие контакты отсутствуют? ''
22. В промежуточных питающих коробках плохие контакты
отсутствуют?
23. Падение напряжения на ограничивающем сопротивп
нии в питающей коробке в заданных пределах или выше веох*
него предела?
24. В промежуточных релейных коробках и групповой
муфте релейных концов сообщение проводов отсутствует?
Если на поставленный вопрос в результате проверки или
измерений параметров данной точки схемы рельсовой цепи
можно дать ответ в форме «ДЛ», то в соответствии с правой
стрелкой, выходящей из данного прямоугольника, рекомендует-
ся следующая проверка или измерение, наименование которых
записано в прямоугольнике следующего номера. Если же дан-
ная гипотеза не подтверждается и на поставленный вопрос со-
ставляется ответ в форме «НЕТ», то из данного прямоугольни-
ка следует направляться в соответствии с левой стрелкой, ве-
дущей к следующей проверке (измеренного) или к сформули-
рованной причине отказа.
Наименование вероятных отказов приводится ниже.
Характеры отказов элементов рельсовой цепи и их номера
по рис. 56:
/ — уменьшение напряжения питающей сети ниже заданно-
го предела;
П — плохой контакт или нет контакта в штепсельной розет-
ке реле;
/// — обрыв провода обмотки путевого реле или ее выводов;
/V — короткое замыкание между витками питающего транс-
форматора;
V — случайное перегорание или механическое повреждение
лучевого предохранителя;
VI — короткое замыкание основного или дополнительного
изолирующих стыков;
VII — плохой контакт на клемме в оконечной релейной
коробке;
VIII — короткое замыкание между клеммами питаюпта
групповой муфты;
IX — короткое замыкание между жилами кабеля в проМИ
жуточной питающей! коробке;
X — короткое замыкание между жилами в
питающем кабеле;
XI — короткое замыкание между монтажными
питающего статива до предохранителя;
XII — обрыв провода на питающем стативе;
XIII — плохой контакт на клемме питающей
муфты;
164
групповом
проводами
групповой!
Iу плохой контакт на клемме оконечной питающей ко-
р°°£у __ обрыв жилы в оконечном питающем кабеле;
I_______сообщение между собой тросов или бутлежных пе-
РеМу1|7/’_ короткое замыкание между рельсовыми нитями по-
лством посторонних токопроводящих предметов;
сРу|//// -т- плохой контакт на клемме промежуточной релей-
ной коробки или муфты;
1 Y/X __ обрыв жилы в релейном кабеле;
jY ___ плохой контакт на клемме питающей групповой ко-
робки;
к YY/ — обрыв жилы в питающем групповом кабеле;
XXII — обрыв тросового стрелочного соединителя;
XXIII — неисправный релейный трансформатор;
XXIV — сообщение проводов в промежуточной релейной ко-
робке или групповой муфте;
v XXV — сообщение жил в релейном кабеле.
Практическое выполнение разработанной диаграммы после-
довательного поиска отказавших элементов связано с осуществ-
лением множества операций в течение заданного времени об-
служивающим персоналом и, в частности, старшим электроме-
хаником или электромехаником. Основные действия, выполняе-
мые обслуживающим персоналом для установления ответов на
поставленные вопросы и номера согласно рис. 56, следую-
щие:
1. Пройти из дежурной комнаты поста к табло или в релей-
ное помещение или к питающей установке электрической цент-
рализации;
2. Осмотреть табло и зафиксировать занятость рельсовой
цепи при фактической ее свободное™ от подвижной единицы;
3. Установить по табло, что соседние рельсовые цепи не за-
няты подвижной единицей по табло и фактически на станции;
4. Проверить показание щитового вольтметра питающей ус-
тановки электрической централизации;
5. Измерить напряжение на обмотке путевого реле;
6- Измерить ток луча рельсовых цепей;
> Перемещать (шевелить) путевое реле во всех направле-
*п выннмая его из штепсельной розетки;
Прибыть на рельсовую цепь;
10 п11(",ыть па релейный конец рельсовой цепи;
11 S?rKPUTb крышку оконечной релейной коробки;
12 цТКЛ1ОЧИТЬ тросы в релейной коробке;
13 (4ЗМеРИТь напряжение на приборах рельсовой цепи;
14 р.ТкРЫть крышку конечной питающей коробки;
15 QP,,6blTb на питающий конец рельсовой цепи;
Ратно ГКл,°чить питающие тросы от клемм и поставить об-
165
1G. Отключить кабельные жилы в оконечной питающей
робке и поставить на место;
17. Измерить .напряжение и ток холостого хода питающ
трансформатора; ' 'J
18. Прибыть на пост электрической централизация;
19. Подготовить документацию и по схемам найти необходЛ
мый элемент; ‘
20. Проверить лучевой предохранитель;
21. Проверить рельсовую цепь с индикатором исправнот
состояния изолирующего стыка; °
22. Отключить кабельные жилы в релейной коробке от мая
тажных клемм;
23. Измерить сопротивление омметром между кабельными
жилами и монтажными клеммами;
24. Открыть крышку групповой питающей муфты;
25. Проверить отсутствие короткого замыкания в муфте
между клеммами и проводами;
26. Измерить напряжение на жилах питающего кабеля рель-
совой цепи;
27. Измерить напряжение на вторичной обмотке питающего
трансформатора;
28. Измерить напряжение на кабельных клеммах в релей-
ной коробке;
29. Открыть крышку промежуточной питающей коробки;
30. Проверить отсутствие короткого замыкания в промежу-
точной питающей коробке между проводами и клеммами;
31. Отключить на питающем стативе кабельные жилы и
подключить их обратно к монтажным клеммам;
32. Измерить ток в предохранителе;
33. Измерить сопротивление омметром между клеммой и ка-
бельной жилой;
34. Осмотреть рельсовую цепь с целью выявления неисправ-
ностей;
35. Измерить напряжение на тросах релейной путевой ко-
робки;
36. Вскрыть промежуточные релейные групповые муфты:
37. Измерить напряжения на ограничивающем сопротиМв
нии питающей коробки;
38. Измерить омметром сопротивление кабельных жил МЯ
ду релейнргми коробками и групповой муфтой;
39. Отключить питающие тросы питающей коробки И посп
вить их на место;
40. Подготовить запасное путевое реле;
41. Заменить путевое реле запасным, затем первое ЦВ"
вить на прежнее место.
Пример. Пусть требуется обнаружить характер отказа I. ДСП
электромеханика о ложной занятости рельсовой цепи стрелочного 1 ” (,я I,
ванного участка 21 стрелки. Электромеханик должен выполнить деЯСЧ
166
иные около квадрата 1? (см. рис. 56). После выполнения этих дей-
2, 3. Ука33. беждается, что на отказывающей рельсовой цепи «НЕТ» поезда,
сгвий °” Логически перемещается по левой стрелке от квадрата 1? к квад-
после л^На втором шаге последовательного поиска отказа необходимо от-
ратУ вопрос: «Напряжение лучевого источника имеет номинальное зна-
встить па эТого электромеханик выполняет действие 4 и по прибору
пение?» чт0 «НЕТ» номинальной величины напряжения. В этом случае
>,бС.*лаиз квадрата 2? возможен только по левой стрелке, которая ведет в
выход ть ] Содержанием этой окружности является «Уменьшение напря-
питающей сети ниже заданного предела». Это явление и было при-
*ноГ|1 отпускания якоря стрелочного путевого реле.
Подобные диаграммы последовательного поиска отказов мо-
т быть составлены для всех функциональных элементов си-
стем Последовательный метод поиска отказов обслуживающим
персоналом дает широкие возможности для обучения обслужи-
вающего персонала, накопления опыта по обнаружению неис-
правностей, а также при анализе качества и надежности испол-
ненного проекта системы.
§ 8.3. Аналитическое прогнозирование
отказов
В период проектирования и разработки задаются пределы
качества работы элементов. В течение времени эксплуатации
качество элементов постепенно ухудшается и в некоторый мо-
мент времени наступает отказ элементов или систем. Необхо-
димый срок службы элемента обеспечивается допустимым уров-
нем работоспособного состояния. Во время эксплуатации пе-
риодически проводится измерение параметров элементов с
целью определения отклонения их от номинальных значений.
Эксплуатационные возможности прогнозирования постепен-
ных отказов должны предусматриваться при проектировании
систем ЖАТ. Для этого путем расчетов или эксперименталь-
ных исследований устанавливают основные параметры, обуслов-
ливающие работоспособность, определяют точность их измере-
нии и предельные границы, выход за которые параметров при-
- появленпю отказа элемента.
Эффективность прогнозирования определяется двумя поло-
ыбранный способ прогнозирования должен выявлять отка-
• ^которые быстро обнаруживаются;
ипг. _1Риодическое прогнозирование не должно мешать нормаль-
^^^Я1лУатации элементов.
“сиия 1ествУет Два метода прогнозирования времени возникно-
Mer?JKa3a Элемента или системы:
ШеГо парам°НТР0ЛЬНЫХ измеРенИ11 прогнозируемого определяю-
ЖДТ ?,./ ,,ЗМенения режима работы. В эксплуатации систем
i зработаны и используются таблицы, контрольные кар-
167
ты и т. д., в которые заносятся результаты измерений П
ранной статистической информации анализируют поведен° С°б*
раметров в течение будущего периода времени. Для целе/С-Па'
лиза достаточно знать две характеристики элемента или '• Н1,а‘
мы: общий закон изменения параметра от времени эксп
ции; скорость изменения величины параметра лрн приближ^9
се к предельному значению границы доп;ска. По этим хапае'-1НИ
рнстнкам можно определить период прогнозирования иу/**
вень допуска параметра. Качество прогнозирования зависит от
частоты контрольных измерений или проверок. Подробно этот
метод прогнозирования изложен в [8, 9, 10] и широко прим^
няется для многих систем.
Метод изменения режима работы элементов, применяемый
для выявления ненадежных или малонадежных элементов
предусматривает понижение или повышение питающего напря-
жения, частоты и т. д. с целью увеличения скорости изменения
величины параметра и быстрейшего достижения отказа. Прог-
нозирование отказов методом изменения режима дает хоро-
шие практические результаты для систем, построенных на тран-
зисторной аппаратуре.
f л а в a IX
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
§9.1. Критерий эффективности
Оценка эффективности устройств железнодорожной автома-
тики и телемеханики предполагает наличие критерия эффектив-
ности. От того, каким будет этот критерий, зависят меры по
повышению надежности.
Используемые сейчас критерии эффективности условно мож-
но разделить на два класса: критерии, не учитывающие эконо-
мических факторов, и критерии, учитывающие эти факторы.
К первому классу критериев можно отнести коэффициент тех-
нического использования, вероятность безотказной работы на
заданном интервале времени и др. Ко второму классу критериев
относятся затраты на эксплуатацию, прибыль от эксплуатации,
затраты на восстановление устройств, ущерб вследствие отказа
и до. Очевидно, что более общими являются технико-экономичес-
кие критерии, учитывающие как техническую, так и экономичес-
кую стороны вопроса. Определение эффективности какого-либо
мероприятия всегда предполагает сопоставление эффекта, по-
лучаемого от внедрения мероприятия, с затратами. Такой под-
ход обеспечивает решение многих задач с учетом различных
факторов.
Известно, что характерным и необходимым условием приме-
нения технических устройств является их способность удовлет-
ворять определенные потребности, т. е. быть полезными и обла-
гать потребительской стоимостью. Но так как сами технические
Устройства являются продуктами труда, то в них заключен об-
щественный труд, затрачиваемый обществом па разработку,
готовление и эксплуатацию. Таким образом, к вопросам эф-
Ф тивности устройств автоматики и телемеханики с учетом
затпаДеЖН0СТИ следУет подходить с рассмотрением не только
Иц1, но и эффекта от эксплуатации.
лежи °°1Цем ВИДе критерий эффективности от повышения на-
Г Ости может быть представлен следующим образом:
/Со = А ____________Ф.[7(0Г. /?|. /?* •-/?к]
С *2 [Зь 32. .-3-.Л . 81. 82.8,„ . Т, /?,. /?2. /?к] ’
Где — СП
средний суммарный эффект за время эксплуатации '/';
169
С — средние суммарные затраты за время эксплуатаии Я
устройств; Г
Ф, — символ функциональной зависимости;
y(t) —эффект от эксплуатации устройства;
/?, — показатель надежности устройства;
— суммарные затраты на техническое обслуживание-
Е; — суммарный ущерб вследствие отказа устройства
каз, задержка поезда, брак особого учета и др.);
к — количество показателей надежности;
п — количество видов работ по техническому содержанию-
т — количество причин (важных и характерных), право’
дящих к определенному отказу.
Поскольку как эффект от эксплуатации, так и затраты нт
достижение этого эффекта являются величинами случайными
целесообразно оперировать их математическими ожиданиями’
Использование критерия максимума эффекта на единицу за>
трат обусловливается основными причинами:
учетом не только эффекта, но и затрат, необходимых для его
достижения;
отражением различных сторон свойств надежности: «безот-
казности», «долговечности», «сохраняемости», «ремонтопри-
годности»; действительно, безотказность и долговечность эле-
ментов и систем определяют эффект от их использования,
а ремонтопригодность определяет затраты на проведение
различных видов работ по обслуживанию и восстановлению;
отражением субъективных факторов организации обслужи-
вания устройств в процессе эксплуатации (наличие ЗИПа, ква-
лификация обслуживающего персонала и т. д.);
общностью, поскольку из данного критерия как частные слу-
чаи могут быть получены другие критерии.
Критерий эффективности является общим по отношению к
ряду критериев и позволяет выбрать из множества вариантов
наилучший, обеспечивающий его максимальное значение. EcJi'i
сравниваются между собой несколько вариантов элементов или
систем, назначение которых удовлетворяет определенной про-
пускной способности, т. е. Э = const, то, очевидно, достаточно
исследовать знаменатель в формуле оценки критерия. ПН
этом лучшим будет вариант, обеспечивающий в формуле оцеЯ*
ки минимум знаменателя. Таким образом критерий минпМ}
ма затрат является частным случаем критерия максимума ЭИ
фекта на единицу затрат с учетом надежности вариантов У
тройств.
vcT*
Для анализа эффективности повышения надежности
ройств железнодорожной автоматики необходимы следую*®
исходные данные.
1. О специфике работы устройства: назначение устроист*1-
временный режим работы, оценка последствий отказа;
170 1
h n надежности устройства: количество отказов за фикси -
г 2- V перйод, время восстановления, время ремонта, время
РУеМ1Хц время задержки поездов;
ПР°~ Экономические: эффект от использования устройства, за-
3‘ на ремонт, проверку и замену, затраты на восстановление,
тр£"V) от задержки поезда, ущерб от отказа устройства.
§ 9 2. Анализ влияния отказа
на ущерб
Отказ устройства в процессе эксплуатации приводит к неко-
в ущербу. На рис. 57 показано влияние отказа на ущерб от
^надежности функционирования устройств железнодорожной
автоматики и телемеханики. В случае а ущерб является прямым
последствием отказа. Он обусловлен необходимостью устране-
ния отказа и затратами на ремонт устройства. При этом отказ
не вызывает задержку поезда, поскольку возникает в интервале
.между поездами. ,
В случае б отказ приводит к задержке поезда. При этом
ущерб, обусловленный задержкой поезда, может превосходить
затраты, связанные непосредственно с отказом устройства. В
этом случае при оценке ущерба необходимо прежде всего оце-
нить ущерб от задержки поезда или группы поездов.
Случай в возможен тогда, когда отказ приводит к невы-
полнению задания (например, отказ локомотивного дешифра-
тора при следовании в неблагоприятную погоду). В этом слу-
чае ущерб определяется не непосредственно отказом устрой-
ства, а фактом невыполнения задания по контролю состояния
напольных сигналов и снижения скорости.
Случай г возможен тогда, когда отказ приводит к браку.
В этом случае ущерб определяется последствиями возможной
аварии.
_ Следует отметить, что возможны случаи, когда затраты,
обусловленные задержкой поезда и невыполнением задания,
соизмеримы с затратами, связанными непосредственно с отка-
зом устройства. В зависимости от
Рующим фактором при оценке
последствий отказа, следует
ределять показатели, ха-
рактеризующие эффектнв-
bEl1* Устройств железнодо-
хаиикз автоматики и телеме-
Ройст °т иаДсжности уст-
ет оппЛ эксплУатации следу-
Ванно с^елять дифференциро-
°тказаС Учетом последствий
При определении
того, что является домини-
Отиз
Ущерб
Рис. 57. Влияние отказа
на характер ущерба
Задержка
noeiOa
171
эффективности про.
ущерба для типа элемента или системы от ненадежности
следует суммировать с‘г<>
Собщ ~ Са 4" Сб + Св + Сг,
1де Са — затраты на восстановление устройства;
Сб — затраты, связанные с задержкой поезда;
Св — затраты, связанные со снижением
цесса регулирования поездов;
Сг — затраты, связанные с браком особого учета.
§ 9.3. Эффективность повышения
надежности
С ростом вероятности безотказной работы устройств, с од-
ной стороны, увеличиваются его стоимость и затраты на раз.
работку и производство, с другой, — уменьшаются затраты на
эксплуатацию устройства. Однако подобная интерпретация
зависимости надежности и стоимости устройства носит чисто
иллюстрированный характер. Основной ее недостаток заклю-
чен в том, что в ней не отражен характер влияния отказоз
устройств на ущерб (факт отказа, задержка поезда, невыпол-
нение задания и др.). Следовательно, для оценки эффективно-
сти функционирования устройств необходимы исходные данные
для подсчета затрат, обусловленных отказами в эксплуатации,
и должна быть известна зависимость показателя надежности
от стоимости устройств. Из этого следует, что общий эффект
от эксплуатации устройств будет выражаться зависимостью [3]:
С(/?) = -?(/?)+а (/?),
где Р(У?)—способность устройства как функции надежности:
а(/?)—составляющая общего эффекта устройства, обу-
словленная его эксплуатацией, как функция на-
дежности;
R — показатель надежности.
В данном случае значение R, обеспечивающее максимум
((R), будет обеспечивать максимальный уровень надежности.
Как отмечалось выше, повышение надежности можно Ав
стичь с помощью конкретных мероприятий (модернизация, по-
Бышение надежности элементов, эффективное обслуживание
и др.). Эти мероприятия могут повышать надежность на оДИ*
паковую в’еличину при различной стоимости или на различи?!^
величину при одинаковой стоимости, причем изменение показ
теля надежности происходит скачкообразно. Поэтому при
вышении надежности, достигнутом с помощью конкретного
роприятия на величину А/?, необходимо оценить веЛ1>411
£.C(R). Если это приращение положительно, то маКСНЧИ
функции C(R) не достигнут. Следовательно, необходимо и
екать пути для дальнейшего повышения надежности устрой I
172
при очередном мероприятии по увеличению надежно-
£слн >ке1|11тся, что \C(R) отрицательно, то это означает, что
сТ11 П°л'ьНЫй уровень надежности уже достигнут и дальней-
оптима1’1ШеНИе надежности неэффективно. Исходя из этого
11106 П что определение оптимального уровня надежности
след? ^’осуществить с помощью многоступенчатого процесса,
ждой ступени которого проверяется экономическая
Эффективность конкретного мероприятия по повышению надеж-
1 ^Проведен расчет эффективности повышения надежности
нсмиттерного реле типа TP-ЗБ, взамен которого сейчас вы-
пекается реле типа TP-ЗВ, разработанное кафедрой автоматн-
11’С|1 телемеханики ХИИТа. Сформулируем предпосылки
К”шения данной задачи. Известно, насколько доработка повы-
сила стоимость реле TP-ЗБ. Доработка прибора повлияла толь-
ко на надежность и не изменила другие технические парамет-
ру рельсовой цепи. Не изменяются также и средние потери,
связанные с отказами. Предполагается идентичность условий
эксплуатации реле старой и новой конструкции. Следователь-
но. суммарный эффект от эксплуатации как реле TP-ЗБ, так и
реле ТР-ЗВ за некоторый период времени будет одинаковым, а
затраты, вызванные отказами, будут различными. Различной
будет и стоимость реле. Поэтому целесообразность проведения
мероприятий может быть оценена после проведения сравнения
затрат.
Дальнейшее рассуждение поведем следующим образом.
Имеется 1000 реле типа TP-ЗБ, которые эксплуатируются в те-
чение одного года. За это время произошло nt отказов, каж-
дый из которых приводит в среднем к потере С руб. Сто-
имость реле TP-ЗБ равна Pi руб. В целях повышения надеж-
ности работы рельсовых цепей разработано реле TP-ЗВ, что
позволило уменьшить количество отказов рельсовых цепей,
равное л2. причем n2<Znh Стоимость реле типа TP-ЗВ p2=0i+
Ар, а затраты, связанные с изготовлением и эксплуатацией ре-
•че типа ТР-ЗВ,
С, — Pi-f-c/ii.
Затраты. связанные с изготовлением и эксплуатацией реле
а ТР-ЗВ. определяются из соотношения
I I С2 == р| Ч" Ар 4* сп2.
ли ‘^еР°пРИятие по модернизации реле TP-ЗБ эффективно, ес-
|Вос С’>С;‘
и оппРС!1ОЛЬзУемся статистическими данными эксплуатации [6]
HaJ ' Лим величины С' и С' Из 1000 реле TP-ЗБ и ТР-ЗВ,
аХоДИвщихгп - 1 2
член под наблюдением в эксплуатации в течение од-
173
кого года, отказали 12 и одно реле соответственно, р J
подтвердили эффективность проведенных мероприятий ,асЧети
лови» увеличения сроков периодичности ремонта в 1<йгЯ
трансмиттерного реле типа TP-ЗВ с одного года до дВ\х
Устройства железнодорожной автоматики и телемех
должны обеспечивать непрерывный перевозочный процес
безопасность движения поездов, поэтому необходимо стрем
ся к получению минимального количества отказов в эксшу ^
ции. Если перед разработчиком возникает задача повышав
надежности за счет повышения стоимости прибора, при J?
количество отказов в эксплуатации уменьшится, то следует и
ти на повышение стоимости аппаратуры. 1Д'
Вместе с тем следует изыскивать такие пути повышения на
лежности, которые требовали бы по возможности низких мате
।шальных затрат на модернизацию устройств СЦБ, так как
ущерб от ненадежности устройств в эксплуатации относитель-
но мал по сравнению с затратами па повышение надежности
Рассмотрим более подробно условие эффективности меро-
приятия
3] + + сп2.
Преобразуя последнее неравенство, получим условие эффек-
тивности в виде
АЗ.
Дп
где Дн=П1—п2.
Соотношение fe = APi/A/i есть дополнительная стоимость
устройства, отнесенная к среднему числу отказов, которые уда-
лось предупредить за счет реализации мероприятия, т. е. сред-
няя стоимость предупреждения одного отказа. Таким обра-
зом, условие эффективности мероприятия с>Ь имеет следую-
щий физический смысл: мероприятия по повышению надежно-
сти являются эффективными, если средние затраты на преду-
преждение одного отказа меньше, чем средние затраты, вызы-
ваемые одним отказом.
В тех случаях, когда отказы устройств СЦБ приводят К за-
держкам поездов, следует определять ущерб от задержек по*
ездов при эксплуатации нового и старого устройства, а зате*
отыскивать величины С,’ и С>. Сравнение этих величин п
зволяет оценить эффективность проведенных мероприятии.
§ 9.4. Определение удельных затрат
от задержек поездов
гь ка<
Железнодорожный транспорт следует рассматривать
самовосстанавливающуюся систему, осуществляющую пСР.10р
зочный процесс в соответствии с графиком движения по
174
I ми дестабилизирующими факторами в этой системе
Осн°1!1"’ ( ]1енадежность устройства и ошибки обслуживающего
яВ’пяК)ГС1а а стабилизирующими — усилия обслуживающего
ПеРс01‘ *1а’ по восстановлению действия устройств и служб дви-
леРс0 пути и тяги по вводу поездов в график. Исходя из это-
^^' траты от задержки поезда можно записать в виде
f - стоимость предупреждения отказа;
где £°__ затраты труда работников движения;
I £Я —затраты труда работников тяги;
I г .. затраты труда работников пути;
£ ___ затраты от задержки поезда, вычисленные с учетом
времени задержки, стоимость поездо-ч;
£2___затраты на ввод поезда в график путем увеличения
скорости;
Св — затраты на восстановление устройств СЦБ.
Определение величин Сд и Ст затруднено, поскольку опе-
раторы имеют резерв времени на регулирование движением по-
ездов. Поэтому с некоторым допущением можно суммой Сл
и Ст пренебречь.
Тогда формулу для вычитания затрат можно записать в
упрощенном виде
Сзп = (Cq + С„) 4- Сп + (Ci + Сг).
При возникновении отказов п и задержке т поездов фор-
мула примет вид
Сзп = (Cq + чСв) + И) Сп + п f V См -f-V С2Д »
\/=1 z=i /
где — число отказов по службе пути П.
Из последней формулы видно, что сокращения затрат мож-
но достигнуть путем оптимизации процесса обслуживания уст-
ройств (.ЦБ и сокращения времени восстановления, а также
СОкРащения числа отказов и числа задержанных поездов.
, каждый отказ устройств СЦБ ведет к определенному ущер-
по ^ызовет ли он в каждом конкретном случае задержку
поездов, зависит от ряда случайных обстоятельств. Поэтому
н"а аиной будет и тяжесть отказа, а следовательно, и затраты
Фак СТаН0Вле1,ие- В связи с воздействием многих случайных
дует оров Расчеты затрат от ненадежности устройств СЦБ сле-
На О11ровод"ть с применением аппарата теории вероятностей.
Mo*ll<jHOBaH,ni анализа статистических данных эксплуатации
за и пг опРеДелить средние величины продолжительности отка-
Лацлю )одалжительн°стн задержки поездов. Затраты на ликви-
1,\’ост|| 3адеРЖек поездов зависят от времени задержек и сто-
Г пРостоя поезда в единицу времени. Среднее время за-
175
держки зависит от средней продолжительности отказа з
мость между продолжительностью отказов и продолжит вИс&*
стью задержек будет нелинейной, так как с увеличением 'ЛЬНг’-
жительности отказа растет число задержанных поездов чтД°'Ъ
г.сдит к резкому возрастанию суммарного времени зад'епж
Стоимость простоя поезда в единицу времени опрепед^^З
ухудшением эксплуатационных показателей и рассчитывав*
через единичные расчетные ставки. Фактические затраты
восстановление также зависят от продолжительности отка
хстройств. Зависимость эта также нелинейная. Величина эт°В
затрат будет резко возрастать с ростом продолжительности т*
каза. ' °'’
Таким образом, при тонном определении зависимост
затрат па ликвидацию последствий от ненадежности устройств
от времени восстановления получается возрастающая кривая,
При переходе к временному масштабу характер зависимости
не изменяется.
Исходя из указанных выше рассуждений целесообразно
стоимость задержки в единицу времени дифференцировать по
продолжительности задержки. Это создает стимул для сокра-
щения в первую очередь времени восстановления и числа от
пазов, вызывающих продолжительные задержки поездов.
§ 9.5. Эффективность обслуживания
При выполнении профилактического контроля задачей об-
служивающего персонала, как уже отмечалось, является обна-
ружение элементов, параметры которых находятся ниже уров-
ня прогноза, и доведение параметров до нормы или замена
элементов. Несмотря на то, что профилактический контрол^,
с точки зрения его осуществления, задача более сложная чем
периодическая замена, однако при обслуживании устройств
СЦБ его следует считать основным способом предупреждения
отказов. Это обусловлено тем, что при высоких требованиях
к надежности устройств СЦБ применение метода периодичес-
кой замены в значительной степени ограничено следующий
причинами:
отсутствием резко выраженного перелома на характерная
ке интенсивности отказов при резком различии режимов и .
ловий эксплуатации однотипных элементов;
относительно высокой стоимости элементов и их заМ р0.
В то же время применению метода профилактического коноид
ля способствует, в частности, относительно ограниченное .
ло применяемых элементов, у которых предусмотрена во>
гость контроля основных параметров; территориальная Р
щенность устройств, отсутствие достаточно надежного I
порта для доставки персонала к месту отказа, требовав |
пимального времени восстановления.
176 Я
I профилактическом контроле устройств СЦБ важным
Пр11 повышения эффективности обслуживания является
резерв<^ |[1ИЯ периода профилактического контроля.
спт'|м1171ТЬ1 обслуживания в общем случае складываются из
^аТ' контроля параметров, затрат на устранение отклоне-
•аТР:11 рзметра и затрат на восстановление при случайном воз-
ни* " ,нии отказов. Так как за один цикл профилактики бу-
Н1,К1'Проконтролировано /V параметров, то затраты в единицу
деТ "ни можно выразить следующим образом:
т
пр
q __ затраты обслуживания в единицу времени;
\___число параметров, подлежащих профилактическому
контролю;
— среднестатистические затраты на контроль одного па-
раметра элемента;
л,— число выявленных отклонений;
Св — среднестатистические затраты на восстановление од-
ного отклонения;
Св, — затраты на восстановление при отказах в единицу
времени;
Тпр — период профилактического контроля;
tn—количество элементов, подлежащих профилактике.
Анализ этой формулы показывает, что минимум затрат на
профилактику возможен при минимизации числа контролируе-
мых параметров и времени профилактики, а также снижении
числа отказов из-за ненадежности элементов.
Эксплуатационную надежность устройств СЦБ можно повы-
сить путем модернизации ненадежных элементов аппаратуры и
схем или повышения эффективности обслуживания. Практика
показывает, что первый путь требует значительных затрат вре-
мени и средств, а также перемонтажа или замены приборов в
Условиях эксплуатации. Однако этот путь не следует исключать
113 Рассмотрения.
Оптимизацию процесса обслуживания следует считать важ-
м резервом повышения эффективности устройств СЦБ. Пред-
са 3’1Яет интерес метод практической оптимизации процес-
продЛ1*Живания- Сущность метода заключается в опытном
ки 0’е,,,,и (уменьшении) существующего периода профилакти-
ку . «Эповых элементов и проведении последующих широ-
^нивае"УГ^"ОННЫХ испытаний этих элементов. При этом
Еспи ается Уровень надежности при тенденции ее изменения.
тац11я ’аАежность сохраняется на прежнем уровне, такие испы-
1икц Продолжают, но уже при измененном периоде профилак-
Лет уст^Ментов- Такие циклы продолжают до тех пор, пока бу-
и°влено, что после определенного периода профилак-
177
тики надежность элемента снижается. Ценность метода Л
чается в том, что при эксплуатационных испытаниях в
от лабораторных испытаний учитывается воздействие все'11?'"
торов, влияющих на надежность. ' 'i'--:
Организация па дорогах лабораторий и групп надежйЯ
создает предпосылки для проведения широких эксперимент^1
пых работ по оптимизации сроков профилактики и повыщеиЬ
эффективности технического обслуживания. Метод практч- *
кой оптимизации позволил продлить срок периодической п'п
верки нейтральных штепсельных реле и блоков централизап
с трех до пяти лет, а дополнительные научно обоснованные иг'
следования и лабораторные испытания — до 10—12 лет.
§ 9.6. Влияние отказов устройств СЦБ
на пропускную способность
В зависимости от степени влияния на пропускную способ-
ность отказы устройств СЦБ можно разделить на две группы
К первой группе относятся неисправности устройств автомата
ческой блокировки, приводящие к появлению на светофор'
красного или непонятного сигнала. Движение поездов осущест
влястся согласно действующим инструкциям с увеличенным по-
путным интервалом следования поездов. Ко второй группе от
носятся отказы устройств электрической централизации стре-
лок. Эти отказы (невозможность приготовления маршрута ал
приема и отправления поездов) вызывают перерывы в двнже
нии поездов, например, от момента выключения неисправно!
стрелки из централизации до полного устранения отказа.
При неисправности проходного светофора движение поезда
после остановки перед таким сигналом осуществляется в соот
ветствии с Правилами технической эксплуатации железных до
рог СССР (§ 251 ПТЭ). После проследования поездами йене
нравного проходного светофора интервал между ними увелнчя-
Бается (рис. 58) с /р до /кр [11]. Для определения интервал;
/пр найдем баланс времени относительно точки А у пОе3'
дов / и 2:
у поезда
у поезда
В этих формулах приняты условные обозначения:
/<>ст - продолжительность задержки поезда из-за остановки УЪ
тофора с красным огнем, равная сумме времени стоявв
времени на замедление и разгон в мин;
движения поездов при неисправности
проходного светофора
179
т\-р - средняя скорость движения поезда по слок-участку ОгЯ
даемому неисправным светофором, км/ч;
/ж — увеличение времени хода поезда по блок-участку no cnj
нию с расчетным при следовании под желтый огонь- Jar'll,e'
— количество блок-участков, которые (после наступления пЯ
за) поезд 2 проследовал под желтый огонь. : :
Тогда после проследования поездами 1 и 2 неисправной!
проходного светофора интервал между ними будет
ж •
Все последующие интервалы между поездами тоже пяти».
/кР. Такое утверждение основано на том, что все поезда буду!
иметь одинаковую продолжительность остановки у красного сигЗ
нала и равные средние скорости после проследования красно-
го сигнала vKP- Величины п'ж и /ж определяются так же, как и
при расчете интервала /ж с той лишь разницей, что вместо /пр4.
-Нв подставляется значение
0.06/л, 0.06/
7\р = /ост + - -- -бл- + -
кр
где /ост — продолжительность стоянки
нала (с учетом времени на
^itp — средняя скорость движения
— мин,
I'
поезда у красного сиг-
разгон и замедление);
поезда по блок-участку
при проследовании красного сигнала.
ГкР V <- 1 .
0,06/6л
Следовательно, пж = О,
когда
Яж = О,
когда
TKPV
0,06/бл
«ж = 2,
когда
0,06/бл
Учитывая реальные значения Т1ф, v, 1сл, можно , отметЮ
что в практике работы железных дорог величина п* '
иметь практически всегда максимальное значение. . ВеЛ1Г^В
/ж зависит, как это было показано выше, от средней сК0Р^2
движения поездов на блок-участках при проследовании
го огня г'ж. При определении /кр величина Для всех
на первых двух-трех блок-участках принята одинаковой.
есть некоторый элемент условности равенства всех иВ^И
При «ж=2 величина интервала /|(р будет зависет^в
длины блок-участков и средней скорости движения поездо |
180 Я
Рнс. 59. Величина интервала между поездами после проследова-
ния неисправного проходного светофора в зависимости от длины
блок-участков и средней скорости под желтый и зеленый огни
желтый огонь светофора и может быть определена из выра-
жения
7 кр — Iр +
0>12/6л(уж-р)
мин.
По этой формуле построен график на рис. 59. Например,
Км/ч’ Гж=|35 км/ч, /бл=1750 м, /р=8 мин после
Доследования поездами неисправного светофора интервал меж-
У ними увеличивается с /р=8 до /кр=10,8 мин.
сит Р°пУСКНая способность при неисправности светофора зави-
еТса°Т продолжительности Гкр (мин), интервала /кр и определя-
и но формуле
1440_т т
Агкп =--—поездов в сутки,
'р 'кр
181
<i потери суточной пропускной способности составляю।
,¥пот.кр= —Р4-Ц—— поездов,
'кр 'р
или
д, ткр(/кр~/р) (у
/Упот.кр — «л 4/----- /0 •
It,Кр
где Гкр — продолжительность периода неисправности проход-
ного сигнала, мин.
На рис. 60 показана зависимость потерь пропускной способ-
ности на двухпутных линиях с автоблокировкой из-за неисправ-
ности проходного светофора в течение времени Ткр, ч. Так, на-
пример, при Гкр=2 ч, /кр=14 мин, /р = 8 мин потери суточной
пропускной способности составляют 3,6%, или 6 поездов. При
7'Кр=1 ч потери—1,8% или 3 поезда.
Для ориентировочной оценки потерь пропускной способности
можно считать, что на двухпутных линиях каждый час неисправ-
ности перегонных устройств автоблокировки снижает пропуск-
ную способность на 3—3,5 поезда.
182
Поп неисправности электрической централизации стрелок
(отерп пропускной способности определяются по следующей
формуле:
-ЭЦ ^уотк(^отк Sp) ^отк
.VnoT=------7—7-----— + -7---- поездов,
'р 'отк 'р
Готк — время отказа, в течение которого нельзя пропускать
поезда (от момента обнаружения отказа до мо-
мента его устранения или выключения стрелки
из ЭЦ);
Гу »тк — время от момента выключения стрелки из ЭЦ до
полного устранения отказа;
/отк — минимальный интервал между поездами за время I.
Отказы устройств автоматики вызывают не только потери
иоопускной способности отдельных участков, но и задержки по-
ездов. Таким образом снижается один из основных показателей
эксплуатационной работы — участковая скорость грузовых поез-
дов, а также ухудшаются показатели пассажирского движения.
Так, например, на двухпутном участке с размерами движе-
ния около 80 поездов в одном направлении [И] каждый час
горения красного сигнала на неисправном проходном светофоре
приводит к снижению суточной пропускной способности в соот-
ветствующем направлении на 1,5—1,8% и среднесуточной уча-
стковой скорости грузовых поездов на 0,7—1,0 км/ч. Эти поте-
ри интенсивно возрастают с увеличением среднего времени вос-
становления и повышения размеров движения.
Поэтому вопросам повышения надежности отдельных элемен-
тов, прогнозированию отказов, а также способам быстрой лока-
лизации и устранению неисправностей систем железнодорожной
автоматики необходимо уделять самое серьезное внимание.
11P И ЛОЖЕН He i
ТАБЛИЦА ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ
S, И Ъ2 ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДОСТОВЕРНОСТИ 7, И
И ЧИСЛА ОПЫТОВ (ОТКАЗОВ) п ДЛЯ ПАРАМЕТРА То
»< 8.
п V, =99% V, = 95% -г, =90% ] -г, =80% V. = l% Ъ=5% Y,=10%
1 0.01 0,05 0,105 0,223 4,6 3 2,3 1 61
2 0,075 0,177 0,265 0.412 3,325 2,37 1.95 1,5
3 0.145 0,272 0,367 0,512 2,8 2,07 1.800 1,434
4 0,206 0,341 0,436 0,574 2,512 1.94 1.675 1.375
5 0.256 0,395 0,486 0,618 2,32 1.83 1.6 1.34
6 0,3 0,434 0,525 0,65 2,15 1,75 1.542 1.317
7 0,336 0,47 0,557 0,679 2,078 1,69 1.507 1,3
8 0,362 0.5 0,581 0.7 2 1,64 1,469 1,281
9 0,389 0,52 0.605 0,717 1,933 1,6 1.444 1.266
10 0.415 0,545 0,62 0,73 1,88 1,57 1.42 1.25
11 0,432 0,56 0,636 0,741 1,832 1.54 1.4 1.241
12 0,454 0,575 0,654 0,755 1,792 1,52 1,383 1,233
13 0,469 0,593 0.666 0,762 1.754 1,49 1.369 1.223
14 0,486 0,604 0.675 0,771 1,725 1,47 1,353 1.214
15 0,5 0,617 0,687 0,78 1,697 1.46 1,343 1.21
20 0,473 0,65 0,713 0,814 1,527 1,35 1.287 1.187
30 0,57 0.7 0,766 0,85 1.43 1,3 1,234 1,15
40 0.629 0,74 0.8 0,87 1,371 1,26 1.2 1,13
50 0,668 0,77 0,821 0.885 1,332 1,23 1,179 1.115
60 0,697 0,788 0,835 0.892 1,303 1,22 1,165 1.108
70 0,719 0,8 0,848 0.9 1,281 1.2 1,152 1.1
80 0,738 0,81 0,86 0.91 1,262 1,19 1.14 1,09
00 0,752 0,82 0,867 0,915 1,248 1,18 1,133 1,085
190 0,765 0,83 0,87 0,916 1,235 1,17 1,126 1,084
200 0,835 0,88 0,91 0,94 1,165 1,12 1,09 1,06
300 0,865 0,9 0,928 0,955 1,135 1.1 1,072 11(М5
400 0,883 0,92 0.935 0,958 1,117 1,08 1,065 1,042
500 0,895 0,923 0,944 0,962 1,105 1,07 1,056 1.038
600 0,905 0,935 0,95 0.968 1,095 1,065 1,05 1.032
700 0,912 0.94 0,952 0,9684 1,088 1,06 1,048 1,0316
800 0,92 0,942 0,955 0,97 1,08 1,058 1,045 1103
900 0,922 0,944 0,957 0,972 1,078 1,056 1.042 1,028
1000 0,928 0,95 0,96 0,974 1,072 1,05 1,04 1
ТАБЛИЦА КОЭФФИЦИЕНТОВ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ Si И S2
ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДОСТОВЕРНОСТИ 71 И 72
И ЧИСЛА ОПЫТОВ (ОТКАЗОВ) л ДЛЯ ПАРАМЕТРА Га
• »• •О
т. = 99% Yi = 95% V. =90% т, =80% Y.=l% г,=5% 7.=^
1 0,075 0,177 0,265 0,412 3,325 2,37 1,95 I-5 с 1 375
2 0,206 0,341 0,436 0,574 2,512 1,94 1,675 1 31?
3 0,3 0,434 0,525 0,65 2.15 1,75 1,542 i’’81
4 0,362 0.5 0,581 0,7 2 1,64 1,469 '25
5 0,415 0,525 0,62 0.73 1,88 1,57 1 »42 ' 233
6 0,454 0,575 0,654 0,755 1,792 1.52 1,383
184
Продолжение прилож. 1
______________________________ ____________________6,
Пу! ==99% Y, =95% у, =90% т, =80% v,=i% Y.=5% т.=ю% 7.=20%
0 486 0,604 0,675 0.771 1,725 1,47 1,353 1,214
7 0 473 0,65 0,713 0,813 1,527 1,35 1,287 1,187
10 0 57 0,7 0.766 0,86 1,43 1.3 1,234 1,15
15 0 629 074 0,8 0,87 1,371 1,26 1,22 1,13
20 6 668 0,77 0,821 0,885 1,332 1,23 1,179 1.115
25 0*697 0,788 0,835 0,892 1,303 1,22 1,165 1,108
30 0719 0,8 0,848 0.9 1,281 1.2 1,152 1,1
Зэ 6,738 0,81 0,65 0,91 1,262 1,19 1.14 1,09
4и 0752 0,82 0,867 0,915 1,248 1,18 1.133 1,085
43 к/) 0765 0,83 0,87 0,916 1,235 1,17 1.126 1,084
UV 1ЛП 0,835 0.88 0,91 0,94 1,165 1,12 1,09 1,06
JUV 0,865 0,9 0,928 0,955 1,135 1,1 1,072 1,045
•НК) 0.883 0,92 0,935 0,958 1,117 1,08 1,065 1,042
930 0,895 0,923 0,944 0,962 1,105 1,07 1,056 1,038
300 0.905 0,935 0,95 0,968 1.095 1,065 1,05 1,032
350 0.912 0.94 0,952 0,9684 1,088 1,06 1,048 1,0316
400 0.92 0,942 0,955 0,97 1,08 1,058 1.045 1,03
450 0,922 0,944 0,957 0,972 1,078 1,056 1,042 1,028
500 0,928 0,95 0,96 0,974 1,062 1,05 1,04 1,026
Мг288
II/СЛОЖЕНИЕ 2
ПАРАМЕТРЫ ПОТОКА ОТКАЗОВ И ВЕРОЯТНОСТЬ
БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ
Тип прибора Параметр по- тока отказов “ср’10' 90% доверительной интервал нижняя и верхняя границы Ь'ср-Ю1 ''с:’°Я1«ОСТЬ (*'*>Т1и»н2 Работы jj один год
Нейтральные реле ~~ «—
НР2-40 0,02 0,01 —0,039 0.99984
НР2-1.8 0,86 0,22 —8,15 0.99248
НР2-900 0,032 0.014 —0,032 0.99983
НР2-2 0,031 ' 0,019 —0,053 0.99973
НР2-1000 0,1 0,07 —0,014 0,99991
НР2-1000 0,007 0,00-1 —0,067 0,99994
НР2-2000 0.11 0,099 —1,24 0,99902
НР2-450/450 0,62 0,31 —1.42 0.99457
НР2-450/М 0,87 0,33 —3,29 0.99234
НР2-450/60 1,36 1,25 —1.48 0.998Ю
НР2-100/10000 0,30 0,19 —0,48 0.99737
НР2-450/1 0,096 0.005 —0,014 0.99916
НР2-500/1 1,13 0,64 —2,15 0.99007
НР1-2 0,014 0,0037—0,133 0,99988
HP 1-40 0,032 0,008 —0,3 0,99972
НР1-110 1,08 0,099 -1,24 0.99052
НР1-187 2,42 0,9 —9,15 0,97870
НР1-400 0,077 0.064 —0.17 0.99933
НPI-750 0,013 0,009 —0,019 0.99988
НР1-1000 0,014 0,009 —0,023 и,'’9988
HP 1-375/200 0,077 0,035 -0,2 о ОД933
HP 1-500/200 0,113 0,061 —0,2 0.99301
Нейтральные реле с термовыключагпелями
НРТ1-750 0,064 ' 0,036—0,122 0,99944
НРТ1-1000 0,072 0.019- 0,68 0.99937
НРТ1-400 0,30 0,19 —0,48 0,99737
Нейтральные реле с выпрямителями
НРВ1 250 0,174 0,055—0,024 0,9984В
НРВЫООО 0,338 0,028-0,41 0,99/04
HP В2-20Э0 0,655 0,38 —0,90 0.99426
HP В У2-450/1 0,030 0.023-0,039 0.99974
Нгйтра 1ьные реле у сазе реальные
• У НР-1 0,048 0,022 - 0,121 0,99958
У НР-2Б 0,352 0,013—133 0,99iwf
УНР-3 0,387 0,‘29 — 0,53 0.99001 а (VI772
УН Р-4 0,261 0,068 — 2,50 а / В
УНР-4Б 0,121 0,046— 0,46 0,
Н 'лтрньн ые реле пропусков
НПР1-15Э 0,622 0,54—0,72 0,9'9455Ч п 98720
НПР2-15Э 1,462 1,20-1,74 и»
186
Продолжение
Тип прибора Параметр по- тока отказов “ср10’ 90% доверительной интервал нижняя и верхняя границы «Ср-10’ Вероятность безотказной работы за один год
1.029 0,83-1,28 0,99099
1,775 1,66-1,92 0,98440
Комбинированные реле
•/п 1 -94 0,352 0,29 — 0,43 0,99691
Кг 1 'f-* k'Di-60 0,043 0,OU- 0,022 0,99962
К г 1 КР1-600 0,054 О.031— 0,10 0.99953
КР1-1000 0,033 0,015— 0,090 0,99971
КР2-4ОО 0,243 0,12 — 0,56 0,99787
КР2-600 0,042 0,OU- 0,40 0,99963
КРЗ-24 0,519 О.014- 4.93 0.99546
КР6А-4ОО 0.176 0,067— 0,66 0,99846
СКР1-27О 0,090 0,059— 0,145 0,99921
кпрмооо 0,412 0,157— 1,55 0.99639
КПРЗ-5000 13,563 0,09 —20,8 0,88120
СКПР2-0.06/104 0,397 0,33 — 0,48 0,99653
СКПРЗ-0,2/280 0,530 0,31 — 0,95 0,99536
СКПРЗ-2800 0,249 0,13 - 0,51 0,99782
ППРЗ-140 0,307 0,21 — 0,47 0,99731
ППРЗ-5000 0,702 0,65 — 0,77 0,99385
Импульсные реле
ИР1-0.3 0,632 0,56 -0,72 0,99446
ИР1-3000 0,378 0,28 - 0,52 0,99669
ИРВ-110 0,677 0,62 -0,74 0,99407
ИР5-110 0,427 0,19 —1,17 0.99626
ИР5-3500 0,214 0,11 —0,49 0,99812
ИР5-8000 0,957 0,478-2,25 0,99160
ЛЯ-1Б 1,479 1,03 —2.16 0.98700
ЛЯ-2Б 3,186 2,87 —3,57 0,97210
Терми ческие реле
МТР-1 МТР-2 0,260 0.009—0,098 0,99772
0,156 0,11 —0,24 0,99864
ДСР.1 ДСР ч Реле типа ДСР
0.418 0,11 —3,97 0,99634
ДСР-Чд 0,332 0,084 -3.06 0,99718
ДСР-11, 12 0.572 0,139 0,22 —2.16 0,10 —0,19 0,99499 0,99878
Аварийные реле
АР-110 АР-220 0,450 0,003—0,066 0,99606
Ap.g 0,073 0.046—0,014 0.99931
АРП-24 0,115 0,006—0.26 0,99900
7* 0,165 0,094—0,031» 0,99855
187
П[)°до.'1жец|в 1
Параметр по- 90% доверительной интервал Вероятно^
Тип прибора тока отказов «-ср-Ю» нижняя и верхняя границы оср • 10* бе>отка1но# работы а»’ одни ГОД
АРП-110 0,823 0,061-1,13 0.99279
АРП-127 0.164 0,062-0,62 0.99857
АРП-220 0.332 0,025—0,46 0.99709
АРУ-24 0.345 0,13 —1,30 0.99698
АРУ-110 0,356 0,018-0.81 0,99688
АРУ-220 1,254 0,063 —2,87 0.98900
ОР1-80 0,362 0,19 —0,45 0.99683
Штепсель ные реле
НШ2-2 0,035 0,013— 0,13 0.99969
НШ2-4О 0,047 0,021— 0,13 0.99958
НШ2-2000 0,078 0,058- 0,11 0.99932
НИИ-400/300 0,091 0,041— 0,25 0.99920
НИИ-800 0,017 0,013— 0,023 0,99985 !
НШ1-2000 0,017 0,006- 0,064 0.99985 <
НИИ-9000 0,016 0,004— 0,015 0.99986
НИИ М-400 0,043 0,034 — 0,060 0.99963 J
НШ1М-100/400 0,007 0.002— 0,067 0.99994
НВШ1-200 0,005 0,021— 0.207 0.99952
НВШ1-800 0.028 0,015- 0,057 0.99975 1
НПШ1-150 0,598 0,50 — 0,72 0.99476
НПШ2-400 0,074 0,028— 0,28 0.99935 1
НШ1-40 0,295 0,19 — 0,49 0.99742 '
КШ1-80 0,183 0.11 — 0,033 0.99840 4
КШ1-280 0,053 0,015— 0,55 0.99949 1
КИП-400 0,121 0,054- 0,33 0.99894
КИП-600 2,154 0,56 —20.4 0,98110 .
КИП-800 0,114 0,043- 0,43 0,99901 J
КШ1-1000 0,045 0,034- 0,060 0.99961 j
КШ1М-400 0,033 0,008- 0,031 0.99971 1
СКШ1-250 0,113 0,067— 0,020 0.99901 J
СКПШ1-100 0,256 0,19 — 0,35 0.99775 j
СКПШ1А-100 1,948 0,22 — 2,09 0.98290
СКПШЗ-375 0,305 0,23 — 0,42 0,99733 |
СКПШ4-160 0,406 0.34 — 0,49 0,99644 }
СКПШ5-320 0,685 0,53 — 0,88 (1.99400 ]
ОШЫОО 0,043 0,002 — 0,098 0.99962 1
01U2-400/085 0,037 0.001— 0,085 0.99967 ]
ОШ2-400/1 0,040 0.001— 0,038 0.99965 |
ТШ1-65 . 1,722 1,60 — 1,88 0.98490 I
ТШ1-2000 1,507 1.39 — 1,64 O.OS680 1
ТШ-2000Б 0,628 0,50 — 0,78 о. 99450. j
ДСШ-12 0,203 0,20 — 0,26 0.99822 j
ДСШ-13 0,385 0.22 — 0,073 О.9966М
Малогабаритные штепсельные реле
НМШ 1-500 0,055 0,036—0,081 0.99951
НМШ1-1800 0,110 0.005-0,030 0.99505
НМШ 1-2000 0.041 0,004—0,046 0.99904
НМШ 1-7000 ф 0,008 0,004 —0,022 0.9999J
188
Продолжение
Тип прибора Параметр по- 90% доверительной интервал Вероятность безотказной работы за одни год
тока отказов ь»ср- 10’ нижняя и верхняя границы «ср-10*
НМШ1-10 . НМ1Ш-180 НМШ 1'220 НМШМ 1-360 н Ml им 1-500 0,078 0,024 0,030—0.29 0,006—0.23 0,99932 0,99979
0,122 0,047—0.46 0.99893
0,066 0.СИ1 -0,11 0,99942
0,149 0.057 —0,56 0.99870
н Ml UM 1-760 0,003 0.0007—0,028 0,99998
НМШМ1-1000 0,551 0.14 —5,23 0,99517
н МШМ1-1400 0.312 0.081 —2,96 0.99727
HMUJM1-1500 0,024 0,018 —0,038 0,99979
НМШМ 1-5300 0,607 0.23 —2,29 0,99468
НМШМ 1-500/1.4 0,536 0,14 —5,09 0.99531
НМШМ 1-500/500 0,324 0,084 —3,08 0,99716
НМШМ 1-500/620 0.267 0,096 —2.54 0,99766
НМШМ1-750/750 0.423 0,16 —1,59 0.99630
НМШМ1-1300/750 0,585 0,15 —5,56 0,99487
НМШ2-900 0,352 0,13 —1.3-3 0,99691
НМШ2-1000 0,030 0,002 —0,0005 0.99974
Н.МШ2-1400 0,446 0,12 —4.24 0, <19609
НМШ2-4000 0,060 0,005 —0,007 0.99947
НМШМ2-1.7 0.672 0,18 —6,38 0.99412
НМШМ2-350 0,063 0.016 —0,60 0,99945
НМШ М2-700 0.022 0,008 —0,083 0.99980
НМШМ2-1750 0.037 . 0.017 —0,1,0 0.99967
НМШМ2-3500 0,016 0,004 —0,15 0,99986
НМШМ2-10/1750 НМШЗ-550/400 0.022 0,008 —0.083 0.99981
0,019 0,005 —0,20 0,99984
НМШ4-3.4 0.022 0,001 —0.05 0,99981
Н МШ4 - /20 0.014 0,005 -0,05-3 0,99988
НМШ4-3000 0,023 0,015 —0.037 0,99980
HMLUM4-280 HMI1JM4-560 НМШМ4-100/1300 HMI1JM4-26OO 1000/1000 НМПШ-1000 I^UJ-0,2/200 НМПШ2-КХ) [М111Т-2000 f‘''Ш-0.3 ПШ-1700 и^вш-по КМ1Ц-45() 0.137 0.016 0,078 0,060 0,155 0.209 0,200 0,036 —1,30 0.004 —0,15 0,004 —0,18 0,002 —0,023 0,12 —0,21 0,13 —0.35 0,09 —0,55 0,99880 0,99986 0,99932 0,99947 0,99864 0,99817 0.99825
0.088 0,030 —0,29 0,99923
0,266 0,21 —0,34 0,99767
0.824 • 0,67 —1,02 0,99279
0.410 0,22 —0.84 0,99641
0,504 0,45 —0,56 0,99558
КМШ-750 0,075 0.044 —0,14 0,99934
К Ml 11-3000 0.143 0.037 —1,36 0,99875
J^MUJ2-40 0,271 0,15 —0,52 0,99763
?Л'Ш2-56 0,073 0,050 —0,011 0,99936
0,404 0,27 —0,63 0,99646
ffife?'150 0.169 0,064 —0.64 0,99852
0,531 0,36 —0,80 0,99535
Ja Ш-1400 1,068 0,83 —1,28 0,99065
•ОЯЩ 0.204 0,053 —1,94 0.99821
0,658 0,25 —2,48 0.99424
189
•
Тип прибора Параметр по- тока отказов 0>ср-10’ 90% доверительной интервал нижняя и верхняя границы к>ср-10’ ?*РОЯТИ0сть 6«з>ткаэдЯ работы з* одни roj
Малогабаритные штепсельные реле
(повышенной чувствительности) для устройства автоблокировка
АШ2-12/24 0,451 0,33 —0,62 0.99605
АШ2-110/220 0,179 0,10 —0,34 0.99843
АНШ2-40 0,030 0,008—0.29 0.99974
АН 1112-700 0,095 0,025-0,89 0.99917
АН Ш2-1600 0,045 0,012—0,43 0.99961
АНШМ2-380 0,078 • 0.030-0,29 0/99931
АНШМ2-760 0,519 0,14 —4,93 0.99545
АН 1115-1600 0,026 0,11 —0,46 0.99977
АНШМТ-380 0,252 0,007—0,25 0.99750
АОШ2-180/0.45 0,155 0,011-0,23 0,9986-1
Релейные блоки ЭИ
MI 0,592 0,45 —0,79 0.99481
МП 0,387 0,29 —0,45 0,99660
МП1 0,384 0.29 —0,51 0.94664
СП 0,073 0,005-0.12 0,99936
УП 0,122 0,066-0.25 0.99893
Вх 0,193 0,096-0,44 0,99831
ВхД 0,253 0,13 -0.58 0,99778
BI 0,219 0,16 —0,30 0,99808
ВП 0,084 0,31 —0/23 0,99927
П 0,098 0,053-0.20 0,99914
вд 0.033 0,015-0.090 0,99971
ПС-110А 2,254 1.87 —2,73 0,98030
ПС-220А 2.187 1.92 —2,49 0,98080
ПП 0,554 0.14 —5.26 0,99515
СС 0,063 0,028—0,17 0,99945
СО 0,059 0,029—0.14 0.99948
С 0,055 0,027—0,13 0.99952
Релейные блоки ЭЦ маршрутного набора
HMI 0,242
НМ1Д 0,246
нмпп 0,268
НМПАП 0,292
нпс 0,594
нсс 0,106
нпм • 0,313
НСО-2 0,127
0,11 -0,66
0.064-2,34
0,15 -0,51
0.13 -0.80
0,15 — 5,64
0,04 —0,40
0,20 —0,52
0,048—0,48
0.99788
о 99784
0.99766
0.99744
0.-99180 '
0, <19907
0.99726 >
0,99890 j
Релейные стрелочные блоки для РПБ
СБ-Ц 2,044 1.16 — 3,88 0,9821’1
СБ-1Ц 2,195 0,57 —20,8 0,98080
ПЯ-1 0,736 0,28 — 2,78 0.993»
ПЯ-2 0,068 0.018 — 0,65 0.999W
ГПТ РПБ 1,141 0,83 — 1,28 0 QGWaR
БП РПБ 1,006 0,26 — 0,50 0.9913*
190
Продолжение
Тип прибора Параметр по- тока отказов “ср- Ю‘ 90% доверительной интервал нижняя и верхняя границы “ср-10’ Вероятность безотказной работы за один год
1,758 0,46 — 1,67 0,98460
П1 ПУ РПБ СП РПБ 0,851 0,22 — 8,08 0,99286
0,627 0,16 — 5,96 0,99451
Блоки штепсельные
КБМШ-1 КБМШ-1А КБМШ-2А 2,020 0,91 -5,51 0,98230
2,006 1,77 —2,29 0,98240
5,230 3,61 —7,74 0,95410
КБМШ-3 0,095 0,059-0.145 0,99917
КБМШ-4 2,144 1,93 —2,40 0,98120
КБМ Ш-4 А 1,624 1,46 —1,82 0,9858
КБМШ-5 0,348 0,19 -0,71 0,99695
свш 2,102 1.70 —2,61 0,98160
БСВШ 0,170 0.01 -0,31 0,99852
БКСШ-1 0.193 0,096-0.43 0,99831
БКСМШ-2 0,080 0,059-0,145 0,99930
ЗБ-ДСШ 0.325 • 0,20 —0,52 0,99715
Блоки питания
ППШ-3 БПШ 2,859 2,352 2,60-3,15 1,60-3,53 0,26—2,53 1,02—3,74 0,97500 0.97940
ПП-ЗООМ 0.671 0,99412
ЗБУ 2,940 0,96550
Ячейки
ДЯ ЗВ 1,149 0,75 —1,85 0,98990
ДЯ-ЗА 1,290 0,98 —1,72 0,98870
ДЯ-ЗБ 2,296 2,16 —2,46 0,97980
ДЯ-ЗВ 0,216 0,082—0,81 0,99811
ДЯ-4 1,968 1,32 —3,01 0,98280
ДБ-1 1,221 0,76 —2,10 0,98930
ДБ-2 0,316 0,14 —0,86 0,99724
БГЯ-8 1,184 0.70 —2,13 0,98960
БГЯ-16 бс-да 2,578 1,52 —4,64 0,97740
0,446 0,25 -0.85 0.99009
ЬК-ДА БИ-Да ДЯ-1 БЗУ-2 1,419 1,08 —1,89 0,98760
2,185 1,62 —2,99 0,98090
0,839 0,45 —1.72 0,99265
0,542 0,29 —1,11 0,99525
ВЛ К
ВАК-Ц вак-иа М-им ВАК-13 вЙ*13А Вл^'13Б 0,263 0,21-0,33 0,99770
0.503 0,41—0,62 0,99559
0.554 0,45—0,69 0,99515
0,344 0,31—0,38 0,99698
0.819 0,72—0,93 0.99282
3,297 0.44—4.52 0.97110
0,406 0,34-0,48 0.99644
ВАК-ца 0,280 0,23-0,33 0,99754
1,354 1,19-1,54 0,98810
191
Продолжение
Тип прибора Параметр по- 90% доверительной интервал Вероятность безотказной работы за один год
тока отказов ь>ср*10* нижняя н верхняя границы ыср-10*
ВАК-14Б 0.638 0,24 —2,4 0,99441
ВАК-14М 0.292 0,22 —0,40 0,99744
ВАК-16 0,250 0,095-0,94 0,99781
ВАК-16А 1,816 1,27 —2,65 0,98410
ВАК-16Б 1,902 0,95 —4,35 0,98330
Т рансформаторы
ПОБС-1 0,057 0,049 -0,066 0.99950
ПОБС-2 0,057 • 0,049-0,066 0.99950
ПОБС-2А 0,057 0,049-0,066 0,99950
ПОБС-3 0,057 0,049-0,066 0,99950
ПОБС-ЗА 0,057 0,049-0,066 0.99950
ПОБС-75 0,230 0.12 —0,47 0,99799
СОБС-1 0,049 0,036- 0.067 0,99957
СОБС-2 0,049 0,036—0.067 0.99957
СОБС-2А 0,049 0,036-0,067 0,99957
СОБС-3 0,049 0,036-0.067 0,99957
ПТ-25 0.071 0,032—0,19 0.99938
ПТ-25 А 0,071 0,032-0,19 0,99938
ПРТ-25 0,191 0,15 -0,24 0,99832
ПРТ-25А 0.191 0,15 —0,24 0,99832
СКТ-1 0.221 0,099—0,6 0.99807
СТ-1 0,501 0,45 —0,69 0,99561
СТ-2 0,288 0,23 —0,83 0.99748
СТ-2А 0,092 0,07 —0,12 0.99919
СТ-3 0,059 0,049—0,071 0,99949
СТ-ЗА 0.240 0,18 —0,32 0,99790
РОБС-1 0,069 0,017-0,65 0.99939
РОБС-3 0,042 0.019—0,11 0,99963
РТЭ-1 0,118 0,006-0,06 0.99896
РТ-3 0.016 0,053—0,02 0,99986
ИТМ 0,444 0,36 —0.54 0,99611
ПТВ 0,696 0,18 -6,61 0,99390
СТВ 0,696 0,07 —0,43 0,99390
А-250 0,156 0,24 —0,90 0,99863
ТП-24 0,943 0,24 —8,96 0,99174
Транемиттерные реле
ТР-3 2,712
ТР-ЗА 0,774
ТР-ЗБ 1,269
ТР-ЗВ 0,087
ТР-2000 0,319
ТР-4 1,057
ТР-2000Б 0,884
ТР-2000В 0,815
2,47 —2,98
0,63 —0,96
1,2 —1,33
0,043-0,20
0,25 —0.41
0,83 —1,29
0,73 —0,98
0,75 —0,96
0.97620
0,99322
0,98890
0,99924
0.99720
0.99074
0.99261
0,99286
Трансмиттерные реле штепсельные
ТРШ-ЗА 0,416 0,35-0,49 0,99635
ТРШ-2000 0,625 0.47—0,83 0,99452
ТРШ-2000Б 0,250 0,14—0,47 0,99781
192
Продолжение
Тип прибора
Параметр по- 90% доверительной интервал
тока отказов нижняя и верхняя границы
“ср’10' “ср>0>
Вероятность
безотказной
работы за
один год
Маятниковые трансмиттеры
МТ-1 0,482 0,41—0,56 0.99578
МТ-2 0,637 0,36-1,21 0,99442
Кодовые трансмиттеры
КПТ-5 0,930 0,75—1,15 0,99185
КПТ-5А 0,938 0,84-1.05 0,99178
КПТ-7 1,597 1,44-1,79 0,98600
КПТ-8 1.260 0,96-1,68 0,98900
КПТ-9 1,185 0,88-1,62 0,98960
КПТ-10 0,580 0,36-0.96 0,99492
Кодовые трансмиттеры штепсельные
КПТШ-5 КПТШ-7 КПТ1П К 0,311 0,984 0,984 0,12-1,17 0,58-1,77 0,58-1,77 0,99728 0.99138 0,99138
Г\ 1 1 1 LL1-O КПТШ-9 0,353 0,22-0,59 0,99691
Аппаратура локомотивной сигнализации'
Усилители АЛСН 6,950 6.67—7,23 0,93910
Дешифраторы АЛСН 6,030 5,79-6,27 0,94720
Б КС 0.425 0,11—4.04 0,99627
Конденсаторные блоки
КБ4Х1 0,054 0,036—0,083 0,99958
КБ4Х4 0,070 0,046 —0,11 0,99939
КБ 1x2 0,081 0,046-0,15 0,99929
К Б-6 0,331 0,30 —0,36 0,99710
КБ-1 0,606 0,50 —0,73 0,99469
Филь тры
ЗБФ-1 0,115 0.085—0,16 0,99899
РЗФ-1 0.013 0,003—0,012 0.99989
РЗФШ-2 0,033 0,015—0,09 0,99971
ФП-25 0,171 0.13 -0,23 0,99850
ФП-75 0,180 0,09 —0,41 0,99843
Моторы
АСОМ-48 0,457 0,36- 0,59 0,99599
МАС-0,1 4,390 1,67—16,5 0.96150
МСТ-0,25 0.711 0.35— 1,63 0,99377
МСП-0.1 1,070 0.99— 1.16 0,99060
МСП-0,25 1,403 1,04— 1,92 0,98770
Mill-0,25 1,252 0,69— 2,57 0,98900
Кодовые реле
кдрцц 0,050 0,029 -0.09 0,99956
КДРЩЗ 0,066 0,036-0,13 0,99943
КДРШ5 0,048 0,018-0,18 0.99958
193
Продолжение
Тип прибора Параметр по- тока отказов О>ср10« 90К> доверительной интервал нижняя н верхняя границы «>ср-10’ Вероятность безотказной работы за один год
КДРШ1-М 0,074 0,033-0,20 0,99936
КДРШЗ-М 0,080 0,04 -0,18 0.99930
КДРШ5-М 0,097 0,052-0,20 0,99915
КДР1 0,432 0,33 -0,57 0,99622
Кодовые реле унифицированные
УКДР1 0,121 0,031—1,15 0,99894
УКДР1-В 0,189 . 0,14 —0,25 0,99834
УКДР1-М 0,334 0,30 —0,36 0,99707
УКДРЗ 0,075 0,043-0,14 0.99934
УКДР5-В 0,746 0,37 —1,70 0,99.346
УКДР5-М 0,072 0,041—0,14 0,99937
Разное
РП 4-290 0,351 0,09 —3,33 0,99692
ПС-45 0,199 0,168-0.22 0,99826
ВПР 1,140 0.30 —1.08 0,99000
АВМ-1 0,063 0,051—0,078 0,99945
РВН-250 0,709 0,63 —0,78 0,99379
Р-350 0,033 0,027—0,039 0,99971
Контактная вставка педали 1,725 0,78 —4.71 0,98890
ПЧ-50/25 0,363 0,14 —1,37 0,99682
БСВ 0,058 0,022—0,19 0,99950
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
примерный перечень работ,
ВКЛЮЧАЕМЫХ В ПЛАНЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
Точность и достоверность технической документации
Выполнение Инструкции о порядке содержания технической докумен-
тации.
Соблюдение порядка проверки технической документации действующих
устройств' СЦБ. ,
Соблюдение порядка внесения изменений в действующую техническую
документацию.
Выполнение порядка представления и обновления технической докумен-
тации.
Обеспечение надежности элементов и систем
Замена устаревшего монтажа, проверка исправности монтажа (напри-
мер, проверка сопротивления изоляции проводов в светофорных мачтах, в
электроприводах и т. д.).
Прозвонка запасных жил кабеля и их маркировка.
Упорядочение адресов на клеммных панелях и полках.
Проверка качества пайки и состояния монтажных проводов, соединяю-
щих приборы релейного шкафа, статива и стативы между собой.
Контроль переходного сопротивления клемм стативов.
Контроль пределов постоянного и переменного напряжений и токов
и доведение их до величин, предусмотренных ТУ и другими нормативными
,окументами.
Монтаж сопротивлений на клеммных колодках.
Периодический контроль временных параметров элементов.
Оборудование полок релейных шкафов прокладками для реле.
Обеспечение нормированных параметров балласта рельсовых цепей.
Обеспечение защищенности МКУ или ЭЦ от ошибочных действий опера-
тора.
Восстановление нормированных параметров изолирующих стыков.
Проверка элементов грозозащиты (разрядников и заземлений) на соот-
ветствие ТУ. ,
Улучшение технического состояния кодирующих и дешифрирующих эле-
ментов на линейных пунктах ДЦ.
Подъемка и выправка напольного оборудования (дроссель-трансформа-
торов, релейных шкафов и др.).
Антикоррозионная окраска напольных устройств.
Обеспечение достаточным количеством запасных элементов.
Применение дополнительного резервирования источников электроэнергии
и линейных электропитающнх цепей.
Непрерывный контроль постоянного и переменного напряжений источ-
ников электропитания.
Периодический контроль параметров резервных источников электро-
энергии.
Изолирование кабеля и кабельных муфт от корпуса релейных шкафов.
Создание антикоррозионной защиты от блуждающих токов.
Обеспечение герметизации кабельных муфт и релейных шкафов.
Обеспечение нормированных характеристик кодовой линии ДЦ.
Внедрение электрообогрева стрелочных электроприводов.
Организация устранения отказов
Оборудование перегонных релейных шкафов и других мест оперативной
телефонной связью.
Выделение транспортных средств в личное распоряжение электромеха-
ников для служебных целей.
195
Периодический контроль наличия принципиальных и монтажных схе
эксплуатируемых объектах. ' ем На
Учет и анализ отказов
Определение причин отказов и разработка мео по их
Заполнение форм учета отказов.
Хранение и классификация информации об отказах.
предупреждению
Рассылка статистической информации об отказах по принятой систем
Расчет параметров надежности.
Повышение надежности элементов и систем
Составление карт нормированной нагрузки станционных и перегоним*
релейных и бесконтактных схем.
Применение (монтаж) схем дистанционного контроля параметров эле.
ментов, электрических режимов их работы (нагрузок).
Устройство выводов измерительных цепей на специальные панели nui
пульты для контроля параметров рельсовых цепей, питающих устройств
сигнальных линий, приборов и др.
Разработка оптимальных методов измерений параметров рельсовых це-
пей, узлов, схем и их элементов.
Регулировка рельсовых цепей с целью обеспечения нормативных элект-
рических параметров.
Измерение тока и его стабилизация в шлейфах АСЛН.
Защита элементов АЛСН от мешающего влияния тягового тока.
Разработка предложений по изменению конструкции крепления сиг-
нальной лампы светофоров.
Разработка предложений по повышению ремонтопригодности и долго-
вечности элементов.
Совершенствование схем кодирования АЛСН с целью оптимизации
временных характеристик.
Применение ускоренного кодирования коротких стрелочных секций.
Замена износившихся пылезащитных прокладок дверей релейных поме
щений и шкафов.
Замена воздушных линий СЦБ кабельными.
Тренировка вновь вводимых в эксплуатацию элементов.
Применение «входного контроля» для новых элементов.
Уменьшение времени замены отказавших элементов (применение штеп-
сельных разъемов и др.).
Внедрение приспособления для определения глубины западания контак-
тов штепсельных разъемов блоков ЭЦ.
Оборудование рабочих мест для осмотра и ремонта элементов, напри-
мер, установка электрических розеток для паяльников и нсреносных ламп,
а также розеток для телефонных трубок.
Восстановление сопротивления изоляции обмотки двигателей стрелочных
электроприводов.
Организация резервных линий, контроль их состояния и периодическое
опробование.
Применение автоматического переключения неисправной линии на ре-
зервную.
Подсчет необходимого количества резервных элементов л разметен"0
их на объектах эксплуатации.
Применение шлангового кабеля в шлейфах АЛСН.
Восстановление кабельных линий путем их замены или дублирована •
Техническое обслуживание
Применение диспетчерского управления работой дистанции сигналиэзШ’
Анализ технологического процесса обслуживания эксплуатируемых систеЯ
с целью выявления его недостатков.
196
у ту чтение технического обслуживания систем совместно с работниками
„„V)K6 П. Д- э
сЛУ Организация системы оптимального контроля руководством дистанций
«рства технического обслуживания.
ка Разработка программ поиска внезапных и постепенных отказов.
Обучение обслуживающего персонала приемам отыскания и устране-
ния отказов.
н Разработка и применение оптимальных методов устранения отказов.
Организация телефонной связи обслуживающего персонала с ДСП и
Ц1ЧД-
Повышение качества статистической информации об отказах
Совершенствование форм статистического учета отказов.
Повышение достоверности и полноты информации об отказах.
Введение поощрительных мер за высокое качество (полноту и точность)
статистической информации об отказах.
Использование статистической информации других дорог об отказах
систем.
Улучшение работы обслуживающего персонала
Повышение квалификации электромехаников с использованием макетов и
тренажеров, а также кинофильмов.
Использование рекомендаций по инженерной психологии при планиро-
вании технической учебы.
Организация технической учебы, обеспечение обслуживающего персона-
ла технической документацией и литературой.
Организация обмена опытом, включая командирование в школы пере-
дового опыта, проводимые другими дорогами.
Составление программы и проведение занятий с работниками дистанции
пути по содержанию рельсовых цепей и централизованных стрелок.
Внедрение передового опыта других дорог по обслуживанию систем
автоматики и телемеханики.
Разработка программ тренировки персонала по определению причин
отказов и их устранению.
Учет и анализ ошибок операторов, допускаемых при управлении сис-
темой.
Повышение знаний и опыта работы операторов посредством тренажероз.
Контроль за выполнением § 25 Инструкции ЦШ/2190 в части информа-
ции ДСП об отказах АЛСН.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ДЕСКРИПТОВЫЕ ТАБЛИЦЫ
Таблица 1
Дистанции сигнализации и связи
Шифр Наименование
01-40 ШЧ-1 ШЧ-40
Таблица 2
Системы автоматики и телемеханики
Шифр
Наименование
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Механическая централизация, станционная блокировка и ключевая зави-
симость
Электрическая централизация (ЭЦ)
Автоблокировка (АБ)
Полуавтоматическая блокировка (ПБ) и жезловая система
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) и автостопы
Диспетчерская централизация (ДЦ), диспетчерский контроль (ДК) и ко-
довые централизации
Переездная сигнализация
Механические горки
Таблица 3
1 ип систем автоматики и телемеханики
Шифр
• Наименование
1
о
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Механическая централизация, станционная блокировка
и ключевая зависимость
Механическая централизация
Механическая централизация со станционной блокировкой
Ключе^я зависимость со станционной блокировкой релейного типа при АБ
То же при БПДЦ
> при РПБ ГТСС
» при РПБ КБ ЦШ
Ключевая зависимость со станционной блокировкой электромеханическо-
го типа
Станционная релейная блокировка с электрическим управлением стрел-
ками (СРБ ЭЦ)
Простейшая ключевая зависимость
Прочие
198
Продолжение
Шифр
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
. 4
5
Н анменование
Элект рическая централизация
ЭЦ малых станций с местными зависимостями и местным питанием
То же с центральным питанием
ЭЦ малых станций с центральными зависимостями и центральным пита-
нием с индивидуальным управлением стрелками
ЭЦ малых станций с центральными зависимостями и местным питанием
с индивидуальным управлением стрелками
Унифицированная МРЦ
Блочная МРЦ
Унифицированная ЭЦ крупных станций с центральными зависимостями
и центральным питанием с индивидуальным управлением стрелками
Блочная ЭИ без маршрутнсго набора
Прочие
Автоблокировка
Импульсно-проводная АБ с линзовыми светофорами
То же с прожекторными светофорами
Числовая кодовая АБ 50 Гц с линзовыми светофорами
То же с прожекторными светофорами
Числовая кодовая АБ 25/75 Гц с линзовыми светофорами
То же с прожекторными светофорами
Схема изменения направления движения двухпроводная
То же четырехпроводная
Прочие
Полуавтоматическая блокировка и жезловая система
ПАБ электромеханическая
Блокировка с полярной линейной цепью (БПЛЦ)
Релейная полуавтоматическая блокировка (РПБ) системы ГТСС
РПБ системы КБ ЦШ
ТПБ разработки дорпроектов
Электрожезловая система
1
2
3
Прочие
Автоматическая локомотиеная сигнализация и автостопы
АЛС точечного типа
АЛС непрерывного типа
АЛС непрерывного типа модернизированная
6
Диспетчерская централизация, диспетчерский контроль
и кодовое управление
ДЦ типа ЧДЦ
ДЦ типа «Нева»
ДЦ типа ПЧДЦ
199
Продолжение
Шифр Наименование
6 7 8 9 0 Релейно-полярная кодовая централизация типа РПК Станционная кодовая централизация типа СКЦ ДК типа БД К ЦНИИ » » ЧДК КБ ЦШ Прочие Переездная сигнализация
1 2 3 4 0 Оповестительная сигнализация с неавтоматическими шлагбаумами Автоматическая светофорная сигнализация Сигнализация с автошлагбаумами Прочие Механизированные горки
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Горочная централизация Автоматическое задание скорости роспуска Горочная автоматическая централизация Автоматическое регулирование скорости Телеуправление горочным локомотивом Прочие Таблица 4
Характер проявления отказов систем
Шифр
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
Н аименованне
Механическая централизация, станционная блокировка,
электрическая цент рализация и ключевая зависимость
Невозможно задать маршрут
То же открыть сигнал •
То же разделать маршрут
Перекрытие сигнала
Неправильная индикация или ее отсутствие
Невозможно закрыть сигнал
Не горят сигнальные огни
Невозможно передать управление
Невозможно перевести стрелку
Прочие
Автоблокировка
Более разрешающее показание сигнала, чем предусмотрено системой
Горит красный сигнальный огонь при свободном ограждаемом блок-
участке |
Менее разрешающее показание сигнала, чем предусмотрено системой
Невозможно изменить направление движения
Не горят сигнальные огни проходного светофора
200
Продолжение
Шифр
Наименование
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Перекрытие сигнала перед поездом
Прочие
Полуавтоматическая блокировка и жезловая система
Неправильная индикация или ее отсутствие
Невозможно осуществить дачу согласия
Невозможно осуществить дачу прибытия
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Невозможно вложить или изъять жезл
Прочие
Автоматическая локомотивная сигнализация и автостопы
Неправильные сигнальные показания локомотивного светофора
Несрабатывание автостопа
Пропадание белого огня на локомотивном светофоре при следовании по
некодируемому участку
Сбой сигнальных показаний локомотивного светофора
Отсутствие показаний на локомотивном светофоре
Невозможно подтвердить бдительность
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Прочие
Диспетчерская централизация и диспетчерский контроль
Неправильная индикация или ее отсутствие
Невозможно передать управление с центрального поста на местный
и наоборот
Нарушилась передача и прием сигналов ТУ
Нарушилась передача и прием сигналов ТС
Нарушилась автоматическая запись графика движения
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Прочие
Переездная сигнализация
Невозможно открыть шлагбаум
Невозможно закрыть шлагбаум
Невозможно включить заградительный сигнал
Невозможно выключить заградительный сигнал
Отсутствует звуковая сигнализация
Погасли огни световой сигнализации
Прочие
201
Шифр
Наименование
Продолжу
Механизированные горки
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Невозможно регулирование скорости скатывания Невозможен автоматический поступок состава Невозможно установить маршрут Невозможно 'перевести стрелку Неправильная индикация или ее отсутствие Невозможно открыть сигнал Невозможно передать управление Прочие Таблица 5
Происхождение отказов
Шифр Наименование
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Заводской брак Небрежная работа обслуживающего персонала Название устройств автоматики и телемеханики Некачественная работа КИП Некомплект Ошибки строителей и проектировщиков Перегрузочный режим Воздействие внешней среды Неправильная транспортировка Прочие Таблица 6
Элементы систем
Шифр Наименование
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Аппаратура управления и щитовая аппаратура Блоки и ячейки Трансмиттеры Реле нейтральные Реле поляризованные Реле комбинированные и другие Источники питания и электрические машины Напольное оборудование Напольные устройства • Таблич*
Типы элементов
Шифр Наименование
Аппараты управления и щитовая аппаратура
1 2 3 4 Аппараты управления Пульты управления Панели и щиты Стативы
202
Продолжение табл. 7
Н анмекование
Табло
Прочие
Блоки и ячейки
Блоки защитные и фильтры
Блоки конденсаторов, диодов и сопротивлений
Блоки стабилитронные
Блоки ЭП исполнительной группы
Блоки ЭЦ маршрутного набора
Блоки и ячейки АБ и РПБ
Блоки и ячейки АЛС
Блоки и ячейки ДЦ, ДК
Блоки и ячейки горочные
Прочие
Т рансмиттеры
Маятниковые
Кодовые штепсельные
Кодовые нештепсельные
Полупроводниковые
Реле нейтральные
ПР, НРБ. НПР
АР, АРП, ОР
НШ. НПШ, НВШ, ОШ
НМШ, НМПШ. АНШ
ГВМШ, АНВШ
ОМШ. АОШ
АШ, АСШ, АПШ
КДР, КДРШ, УКДР
ТР, ТШ, ТРШ
Реле поляризованные
ППР
ПМШ
ПМПШ
ИР7
ИР5
ИРВ
ИМШ
ИМВШ
Сигнальный механизм типа ПС
203
Продолжение
Шифр
Наименование
Реле комбинированные и других типов
1
2
3
4
5
б
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
1
2
3
4
5
б
7
8
9
О
1
2
3
4
5
204
КР
СКР
СКПР
кш
скш
скпш
кмш
МТР
ДСР, деш
Прочие
Источники питания и электрические машины
Аккумуляторы и первичные элементы
Блоки питания
Выпрямители и зарядные устройства
Дизель-генераторы
Дроссель-трансформаторы
Преобразователи
Реакторы
Трансформаторы
Электродвигатели стрелочные
Прочие
Путевое оборудование
Замедлители
Замки контрольные
Индукторы путевые
Коробки путевые
Стрелочные приводы
11 ривод озам ы кател и
Педали рельсовые
Шкафы релейные
Прочие
Путевые устройства
Линия воздушная высоковольтная
Линия воздушная СЦБ
Линия кабельная
Линия гибких тяг
Сигналы
Стрелки
Шлагбаумы
Элементы рельсовой цепи
У становочные изделия
АВМ
Лампы светофорные
Лампы коммутаторные
Платы и разъемы штепсельные
Предохранители
Продолжение
Н аименование
6
7
8
9
О
Разрядники
резисторы регулируемые и нерегулируемые
Прочие
Таблица 8
Характер
отказа элементов
ШифР
Наименование
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
Аккумуляторный эффект
Асимметрия тягового тока
Бой линзовых комплектов, изоляторов, колпаков и др.
Завышение переходного сопротивления
Врез стрелки
Выключение электроэнергии подстанций
Высыхание или загустение технической смазки
Деформация
Загрязнение, посторонние предметы
Заклинивание, заедание движущихся частей
Залипание
Излом, разрушение, разрыв
Износ, выработка
Индивение. обледенение, напрессовка, примерзание
Короткое замыкание
Коррозия
Межвитковое замыкание
Неисправность электронных ламп
Несрабатывание
Несоответствие механических характеристик нормативам
Несоответствие электрических характеристик нормативам
Нестабильность напряжения
Обрыв внутренний конденсаторов
Обрыв внутренний обмоток
Обрыв внутренний полупроводниковых приборов
Обрыв внутренний резисторов
Обрыв в местах пайки, сварки, скрутки
Обрыв проводов, жил, литц, нитей
Обрыв тросов и перемычек
Ошибки в монтаже
Ослабление крепления и разъединение деталей
Повреждение изоляции
Повреждение от механических воздействий
Подгорание контактов
Подпитка
Потеря контакта
Потеря шунтовой чувствительности
Понижение сопротивления изоляции
Понижение сопротивления балласта
Плохая видимость сигнала
Пробой изоляции
Пробой конденсаторов
205
Шифр
Наименование
ПР°должец|К.
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
Пробой полупроводниковых приборов
Подрез блок-клавнши стрелочного или сигнального рычага утем — -I
Потеря емкости ' р
Пружинность, разъединение, понюкение остряков
Разряд аккумуляторов и элементов
Самопроизвольное срабагывание
Сваривание
Сгорание, перегорание
Сульфатация аккумуляторных пластин
Сход стыка
Течь электролита и масла
Эрозия
Сужение, уширение колеи, накат
Повреждение от грозы
Неустановленные причины
Таблица 9
Последствия отказов
Шифр
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Наименование
Отказ, вызвавший задержку поезда до 30 мин
То же свыше 30 мин
Перекрытие сигнала с проездом
Отказ, приведший к закрытию системы
Прием или отправление по пригласительному сигналу
Прием с проводником
Прием и отправление по приказу ДСП
Отправление по бланку
Брак особого учета
Таблица Ю
Наработка
Шифр Длительность, ч Шифр Длительность, ч
01 От 0 ДО 50 15 4000— 5000
02 50-100 16 5900— 6000
аз 100-200 17 6000— 7000
04 200-300 18 7000— 8000
05 * 300 -400 19 8000 — 9000 (1 ГОД)
06 400-500 20 9;ЮЭ—10000
07 500 -600 21 1<)000—11000
08 600—700 22 11000—12000
09 700 -800 23 12000-13000
10 800-900 24 13000-14000
И 900-1000 25 14000—15000
12 1000 -2000 26 15000-16000
13 2000 -3000 27 16900-17000 )
14 3000 -4000 28 17000—18000 (2 Г03 '
206
Продолжение табл. 10
ЩНфР Длительность, ч Шифр Длительность, ч
18000-19000 65 .54000—55000
19000—20000 66 55000-56000
20000—21000 67 56000—57000
<51 21000 -22000 68 57000-58000
QQ 22000—23000 69 58000 -59000
оО 23000—24000 70 59000-60000
24000—25000 71 60000-61000
36 25000-26000 72 61000-62000 ( 7 лет)
47 26000—27000 (3 года) 73 62000—63000
38 27000—28000 74 63000-64000
39 28000—29000 75 64000 -65000
40 29000—30000 76 65000-66000
41 30000 —31000 77 66000-67000
42 31000-32000 78 67000 -68000
43 32000—33000 79 68000-69000
44 .3.3000—34000 80 69000-70000
45 34000-.35900 81 70000-71000
46 35000—36000 (4 года) 82 71000-72000
47 36000-37000 83 72000-73000
48 37000—38000 84 73000—74'000
49 .38000-39000 85 74000-75000
50 39000—40000 86 75000-76000
51 40000—41000 87 76000—77000
52 41000-42000 88 77000-78000
53 42000-43000 89 78000-79000
54 4.3000—44000 (5 лет) 90 79000 -80000
55 44000—45000 91 80000-81000
56 45000-46000 92 81000-82000
57 46000 -47000 93 82000-83000
58 47000-48000 94 83000 -84000
59 48000—49000 95 84000—85000
60 49.000-50000 96 85000—86000
61 50000-51000 97 86000— 87000
62 51000-52000 98 87000—88000 (10 лет)
63 52000-53000 (6 лет) 99 Свыше 10 лет
64 53000 -54000
Таблица II
Время возникновения отказа
Шифр Время су- ток, ч Шифр Время су- ток , ч Шифр Время су- ток, ч Шифр Время су- ток, ч
01 0-1 07 6- 7 13 12—13 19 18-19
0.4 1—2 08 7— 8 14 13-14 20 19-20
04 2—3 09 8— 9 15 14-15 21 20-21
05 • 3-4 10 9—10 16 15—16 22 21-22
Об 4—-5 11 10-11 17 16-17 23 22-23
5—6 12 11—12 18 17—18 24 23—24
207
Таблица 12
Длительность отказа
Шифр Длитель- ность, мин • Шифр Длитель- ность, мин Шифр Длитель- ность, мин Шифр Длитель- ность, мин
01 1-10 08 70-80 15 140-150 22 210-220
02 10—20 09 80-90 16 150-160 23 220-230
03 20-30 10 90-100 17 160—170 24 230-240
04 30-40 11 100-110 18 170-180 25 240-250
05 40-50 12 110-120 19 180-190 26 250-260
06 50-60 13 120-130 20 190—200 27 Свыше 260
07 60-70 14 130-140 21 200-210
9 •
Таблица 13
Время, прошедшее с момента отказа
поиска (Тп) и устранения (7'у) отказа
до прибытия механика (7'пр), время
Шифр Время, мин Шифр Время, мни
1 От 1 ДО 10 6 50—60
2 10—20 7 60—70
3 20—30 8 70-80
4 30—40 9 80-90
5 40—50 0 Свыше 90
Таблица 14
Службы и организации
Шифр
Наименование
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
Служба пути
Служба сигнализации и связи
Служба электрификации и энергетического хозяйства
Служба движения
Прочие службы
Прочие организации
208
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ТЕХНИЧЕСКАЯ ВЕДОМОСТЬ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ
(ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ)
(наименование)
за период__________________________________________________________________________
составил
• (должность)
(фамилия, инициалы)
Дата
I. Характеристика информации о надежности
№
п/п
Характеристика
Коли-
чество,
шт.
1
2
3
4
5
Общее количество карточек
из них:
а) карточек неисправности;
б) карточек, признанных при анализе недействительными;
в) карточек неисправности, признанных действительными при
анализе
Общее количество карточек отказа, не учитываемых при расче-
тах показателей надежности
из них:
а) отказ зафиксирован до проведения доработок и повторение
подобного отказа невозможно
б) отказ вызван воздействием режимов работы, отличных от но-
минальных;
в) отказ вызван воздействием другого отказа данного устройства;
г) отказ вызван внешними воздействиями, отличными от номи-
нальных;
д) отказ вызван нарушениями Инструкции по эксплуатации;
е) отказы, обнаруженные при плановых профнлактиках
Общее количество карточек профилактики, принятых для расче-
та показателей надежности
Общее количество проверок ведения документации на устройстве,
зафиксированное в журналах
Количество карточек, потребовавших исправлений
II. Характер работ, выполняемых на устройстве
м п/п Характер работ Количество единиц Время ня проведение работ, ч Затраты, труда, чел-ч
1 Характер работы: а) регламентные работы в том числе: недельные месячные полугодовые годовые б) устранение неисправностей в) настройка (стыковка)
209
Продол^^
V п/п Характер работ Количество единиц Время на проведение работ, ч Затрагч тРУд», чел.,'
2 3 г) доработка
(перечень документов) из них доработки, связанные с повыше- нием надежности д) другие работы Количество замен: а) элементов б) ячеек в) блоков - Количество проведенных регулировок
П1. Сведения о неисправностях и отказах
м
п/п
Неисправности и отказы
i Коли,
честно,
шт.
1 | Общее число неисправностей (отказов)
2 Число неисправностей (отказов), обусловленных недостатками кон-
струкции:
а) работой элементов (ячеек) в недопустимых по техническим ус-
ловиям режимах
б) отсутствием указаний о необходимости замены элемента после
отработки срока службы по техническим условиям
в) неучетом окружающих воздействий
г) неудобным конструктивным выполнением
д) недостаточной защитой от тепловых и электрических перегру-
зок
е) критичностью схем к изменению параметров
3 Число неисправностей (отказов), обусловленных недостатками про-
изводства или технологии:
а) некачественным произведением монтажа на заводе-изготовителе
б) поломками при доставке
в) применением элементов, не предусмотренных документацией
г) наличием посторонних предметов
д) проявлением обрывов, коротких замыканий и пробоев в мон-
таже
Число неисправностей, обусловленных недостатками монтажно- ।
настроечных работ, проведенных на объекте:
а) некачественным выполнением креплений (без паек, соединений)
б) нарушением схем и чертежей
в) появлением обрывов, коротких замыканий и пробоев в соеди-
нениях
г) наличием посторонних предметов
Число неисправностей (отказов) элементов до отработки ими сро-
ков службы, указанных в технических условиях на них:
а) полным выходом из строя
210
Продолжение
)*
п.п
Неисправности и отказы
Коли-
чество,
шт.
б) уходом параметров элементов за номиналы
Число неисправностей (отказов), обусловленных:
° а) несвоевременным или неполным проведением профилактики
б) поломками при проведении работ на устройстве
в) несоблюдением правил включения и выключения
г) использованием нештатных инструментов, приборов и материа-
лов
7 Число неисправностей (отказов), причины возникновения кото-
рых не установлены
Примечание. Кроме общего числа неисправностей, в скобках указывается число от-
казов
JV. Предложения по предупреждению неисправностей и отказов
Предложение
Типы, схемные
номера
(ПОЗИЦИИ)
Проведение исследований
Повышение надежности партий элементов
Улучшение контактных разъемов
Необходимость ведения регулировки через определенный период
Необходимость уточнения документации
и т. д.
V. Замечания
1. Недостатки устройства, затрудняющие проведение осмотра, выполнение про-
филактических работ, ремонтов, настройки и регулировки и предложения по
устранению недостатков.
Недостатки встроенной аппаратуры контроля и предложения по их устране-
3. Недостатки дополнительных контрольно-измерительных приборов и инстру-
ментов, необходимых при обслуживании, н предложения по устранению не-
Достатков.
Недостатки технической документации и предложения по их устранению.
6 г?едостатки учетной документации и предложения по их устранению.
• перечень элементов, отсутствующих в ЗИЛ, необходимых при восстановле-
7 мни устройства.
8 Разно^Ы неРегУляРиого проведения профилактических работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Меньшиков Н. Я.. Королев А. И., Ягудин Р. Ш. Эксплуата!
иконная надежность элементов систем железнодорожной автоматики и геле
механики. М., «Транспорт», 1971, 120 с.
2. Надежность в технике. Термины ГОСТ 13337—75. Изд. стандаотои
1975. 21 с.
3. Мартынов Г. К., Фомин В. И. Показатели надежности техниче
скмх устройств. М.» Изд. стандартов, 1969. 84 с.
4. Ши тонок Н. А., Репкин В. Ф., Ба рви некий Я. Я. Основы
теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. М., «Совет-
ское радио», 1964. 551 с.
5. «Автоматика и вычислительная техника». Выпуск ЦНИИ ТЭИ, № 13
1969, 43 с. .
6. «Автоматика и связь». Выпуск ЦНИИ ТЭИ. № 65, 1971. 58 с. Ч
7. Васильев Б. В. Прогнозирование надежности и эффективности ра-
диоэлектронных устройств. М. «Советское радио», 1970. 336 с.
8. М о з г о л с в с к и й А. В., В о л ы н с к и й В. И., Гаскаров Д. В.
Техническая диагностика судовой автоматики. Л., «Судостроение», 1972.
9. Силин В. Б., 3 а к о в р я in и и А. И. Автоматическое прогнозирова-
ние состояния аппаратуры управления и наблюдения. М., «Энергия», 1973.
10. Техническая диагностика. Сборник — Труды 1 Всесоюзного совеща-
ния но технической диагностике. М., «Наука». 1972, 386 с.
11. «Автоматика и связь». Выпуск ЦНИИ ТЭИ, № 6(80), 1973, 17 с. 1
12. А. С. Груничев, В. А. Кузнецов, Е. В. Шипов. Испытанны
радиоэлектронной аппаратуры на надежность. М.. «Советское радио», 1969.
13. Т. А. Г оли икс вич. Оценка надежности радиоэлектронной аПЯВ
ратуры. Мм «Советское радио», 1969. 176 с.
14. А. В. Астафьев. Окружающая среда и надежность радиоэлсктрЛ|
ний аппаратуры. М.—Л., «Энергия», 1965, 360 с.
15. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К-, Соловьев А. Д. МатемаТад
четкие методы в теории надежности. М., «Наука», 1965. 524 с.
16. Журналы «Автоматика, телемеханика и связь», 1967—1976 гг.
17. Королев А. И. Надежность железнодорожной автоматики й ОИ
механики. М., «Транспорт», 1967. 189 с.
18 «Автоматика и связь». Выпуск ЦНИИ ТЭИ, № 4(78), 1973.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Глава I.
Глава II.
Глава III.
^ава JV.
Сгр.
...............................3
Доэксплуатационные методы обес-
печения надежности
§ 1.1. Программа обеспечения на-
дежности .... 5
§ 1.2. Выбор показателей надеж-
ности ............................8
§ 1.3. Расчет надежности . . .10
§ 1.4. Методы повышения надеж-
ности на этапе проектирова-
ния ..............................16 ’
§ 1.5. Обеспечение режимов работы
элементов . . . .19
§ 1.6. Испытание аппаратуры на
надежность при изготовлении 22
Оценка надежности при разработке,
изготовлении и эксплуатации эле-
ментов и систем
§ 2.1. Показатели надежности . . 27
§ 2.2. Оценка достоверности пара-
метров надежности . . 29
•§ 2.3. Оценка надежности с учетом
интенсивности работы уст-
ройств ..........................31
§ 2.4. Расчет надежности схем с
учетом постепенных отказов 34
Надежность элементов и систем же-
лезнодорожной автоматики и теле-
механики
§ 3.1. Анализ надежности систем 41
§ 3.2. Определение восстанавливае-
мости . . .• .44
§ 3.3. Надежность рельсовых цепей 48
§ 3.4. Надежность электроприво-
дов и светофоров . . .52
§ 3.5. Надежность релейной аппа-
ратуры ..........................55
§ 3.6. Анализ влияния внешних воз-
действий на надежность ап-
паратуры .63
Обеспечение надежности в процессе
эксплуатации
§ 4.1. Принципы планирования эк-
сплуатации для обеспечения
заданной надежности . . 64
213
§ 4.2. Использование логических
схем повышения надежно-
сти ...............................68
§ 4.3. Организация и планирование
работы групп надежности 72
Глава V. Сбор, обработка и анализ информа-
ции о надежности при эксплуатации
§ 5.1. Структура сбора статистиче-
ской информации о надеж-
ности ..........................................77
§ 5.2. Кодирование и в обработка
информации . . . . 81 •
§ 5.3. Дополнительные источники
информации для анализа на-
дежности ? . 90
§ 5.4. Использование ЭВМ для
сбора и анализа информации
о надежности ... 92
Глава VI. Оптимизация профилактического
срока ремонта реле
§ 6.1. Общие сведения о методах
оптимизации периода ремон-
та реле....................99
§ 6 2. Оценка характеристик на-
дежности реле . . 103
§ 6.3. Причинный анализ отказов
нейтральных реле . . . 109
§ 64. Анализ регулировочных ха-
рактеристик нейтральных
реле................................112
§ 6.5. Анализ электрических режи-
мов работы реле . . . 117
§ 6.6. Способы измерения совмест-
ного хода контактов реле 120
§ 6.7. Результаты испытаний реле 122
§ 6.8 Динамика измерения переход-
ного сопротивления и вибра-
ция контактов реле . . 127
§ 6.9. Оценка периодичности про-
филактического ремонта реле
и некоторые замечания по
конструкции и регулировке 13Q
Глава VII. Повышение эксплуатационной на-
дежности
§ 7.1. Комплексный метод обслужи-
* вания автоблокировки . . 133
§ 7.2. Повышение надежности схем
автоблокировки . . . 137
§ 7.3. Модернизированный стыко-
вой соединитель . . .144
§ 7.4. Надежность паяных электри-
ческих соединений ... 145
§ 7.5. Надежность аккумуляторов
и способы ее повышения 147
§ 7.6. Надежность электролитиче-
ских конденсаторов . . 151
214
VIII. Техническая диагностика систем
Г л а ва железнодорожной автоматики и
телемеханики
§ 8.1. Методы контроля ... 155
§ 8.2. Метод последовательного об-
наружения отказов . . 161
§ 8.3. Аналитическое прогнозирова-
ние отказов .... 167
г 1 а в а IX. Оценка эффективности повышения
надежности
§ 9.1. Критерий эффективности . 169
§ 9.2. Анализ влияния отказа на
ущерб .... 171
§ 9 3. Эффективность повышения
надежности .... 172
§ 9.4. Определение удельных за-
трат от задержек поездов 174
§ 9.5. Эффективность обслуживания 176
I § 9.6. Влияние отказов устройств
। СЦБ на пропускную способ-
ность .........................................178
Приложения....................................184
Список литературы .......................... 212
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ ЗНАЕТ РЯД
•БДРЬЕИОВ*. ПЕРИОДИЧЕСКИ ВДВ
Н11КЛШИЛ НА ЛУГИ ТЕХННЧЬЧ кого
ПРОГРЕССА. ЗВУКОВОМ БАРЬЕР. ТЕР
ЮНОН КАРЬЕР И ЯР- ТАКИМ £>АР1г’
ЕРОМ НА НУГИ РАЗшггие МНОГИХ
ПИДОВ современной техники и
Л ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ АЙТОМАТЙКИ
СТАНОВИТСЯ СЛОЖКОПЪ РЕШЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ НАДЕ А ПОСТ К 5ГГУ
МЫСЛЬ ВСЕ НАСТПЯЧШШС НОДЧЕР/
ЛИ8ДЮГ г< ЬюнХ вЬк:П ПЛСННЯХ
ЯРУПНЕЛШИЕ. СОВЕТСКИЕ УЧСЙЫГ.
ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ CAMHt J=A3.ih‘i
НЫГ. oTWTAt TH HAVXH H ТЕХНИКИ.'
/ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ i ФЛИГЕЛЬ
НОСТЬЮ ПОКАЛЫВАЕТ, fWOl’BT
ВИДНЕЙШИЙ г.птнилдист и овла
АКАДЕМИК Н/Г ЕРУЕВИЧ. 'ПО
ВОПРОСЫ ТОЧКОСЛИ й HiUEAllo
СТИ ВЫНХ>ЗЛ « ПРОБЛЕМЫ ПЕРПО-.
СТЕСВДют значения йакоп
точиос'п. н йтОйЕнна ндаж-
ЦОСГь О ЯАе<ОЯДШ1у ВРЕМЯ « ГА-
ВЙ! ГРАНИЦЫ, СОТ ЛА МИ К) сода
ЧЕСК11Л Д