[發明專利]一種基于狀態的電氣系統事故趨勢的確定方法

有效

• 申請號: 201310023788.3
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103258110B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 王雨虹;劉艷麗;王偉
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電氣系統可靠性，特別是涉及使用一種基于狀態的電氣系統事故趨勢的確定方法。

背景技術

電氣系統是現在各個領域中最常見的系統，其可靠性直接影響著所在系統的整體性能。從系統角度分析，其可靠性可分為兩個部分進行研究。一是組成系統的基本元件，這些元件的性質作用到自身的可靠性，進而影響這個電氣系統的可靠性。二是系統本身的結構，就是基本元件的組成方式，組成方式的不同將直接決定元件影響系統可靠性的作用程度。整個系統的可靠性是兩者的有機結合。

對于電器系統中的二極管元件，它的故障概率就與工作時間的長短、工作溫度的大小、通過電流及電壓等有直接關系。假設系統故障是由于元件損壞引起的，且通過更換元件進行故障排除。那么元件的使用時間將成為影響元件可靠性的關鍵因素，這個因素影響故障概率的程度服從指數表達式。另一個因素就是工作溫度，明顯地，對于電氣元件溫度過高和過低都會導致其可靠性的下降和故障率的上升，基本服從余弦曲線。首先構建電器元件的基于使用時間（t）和工作溫度（c）的故障概率空間，以及有這些元件組成系統的時間（t）和工作溫度（c）的故障概率空間，然后對t和c分別求導，得到曲面分別對于t和c的變化程度，確定電氣系統事故趨勢。

發明內容

為更好的對發明進行描述，這里設計簡單的電器系統進行論述，該系統由二極管組成，二極管的額定工作狀態受很多因素影響，其中主要的是t和c。針對由這兩個因素影響的電器系統作為研究對象。系統中有五個基本元件、、、、，并設為受t和c有明顯影響的元件，其經典事故樹圖1所示。該系統的事故樹化簡得：。

1.電氣元件的可靠性分析

系統中的5個基本電氣元件、、、、的故障概率，都是受到t和c的影響，即元件的故障概率，其中同下，是t和c作為自變量的函數。當t和c兩方面之一故障時元件就發生故障，根據邏輯或的概念如式（1）所示。

(1)

確定，必須先確定和。設系統中單個元件發生故障后不可修，系統排除故障是通過更換元件實現的。則可以認為是不可修系統的單元故障概率，并設故障達到0.9999元件應該更換（這個數據可以通過給定系統故障率反分析得到，通常比這個值小得多），如式2所示。

； (2)

式中：為單元故障率。

對于，電器元件的正常工作都要有一定的工作溫度范圍，高于或低于該溫度范圍元件就發生故障，將該規律表示為余弦曲線，如式3所示。

(3)

式中：A為溫度變化范圍。

實際上不同類型的元件有不同的使用時間壽命和適宜工作溫度的范圍.

2.電氣系統的可靠性分析

由圖1系統事故樹化簡得，式（4）如下：

(4)

由經典事故樹理論得到系統故障（頂上事件）發生概率，如式（5）所示：

(5)

由式（5）可知，是反映電氣系統故障概率的函數，該函數由決定，又由式（1），可知是由和，即是由t和c的函數，由、t和c構成的三維概率空間分布及其等值曲線。

3.電氣系統事故趨勢的確定方法

頂上事件發生概率空間分布趨勢：就頂上事件發生概率空間分布對某一影響因素d求導后得到的針對d的n+1維的空間分布。用，如對頂上事件發生概率空間分布的時間趨勢為。

附圖說明

圖1 電氣系統的事故樹

圖 2 元件故障概率空間分布

圖 3 元件故障概率等值曲線

圖 4 元件故障概率空間分布

圖 5 元件故障概率等值曲線

圖6 子研究區域的劃分

具體實施方式

實施例為圖1所示的電氣系統。

系統中的5個基本電氣元件、、、、的故障概率，都是受到t和c的影響，即元件的故障概率，其中同下，是t和c作為自變量的函數。當t和c兩方面之一故障時元件就發生故障，根據邏輯或的概念如下式：

(1)

確定，必須先確定和。設系統中單個元件發生故障后不可修，系統排除故障是通過更換元件實現的。則可以認為是不可修系統的單元故障概率，并設故障達到0.9999元件應該更換（這個數據可以通過給定系統故障率反分析得到，通常比這個值小得多），如式2所示。對于，電器元件的正常工作都要有一定的工作溫度范圍，高于或低于該溫度范圍元件就發生故障，將該規律表示為余弦曲線，如式3所示。

； (2)

(3)