導(dǎo)語：如何才能寫好一篇故障樹分析法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：分析法；故障判斷；提高可靠性

中圖分類號：U47 文獻標(biāo)識碼：A

1南京產(chǎn)BRW400/31.5、BRW200/31.5液泵故障分析

1.1泵的某一吸液閥或排液閥卡住

由于長時間使用疲勞過度或銹蝕嚴(yán)重都可能導(dǎo)致彈簧斷裂。吸排液閥的彈簧軟或短及卸載閥壞都可以導(dǎo)致沖擊過大使閥錐斷裂。其次由于閥錐質(zhì)量問題，熱處理時硬度超過規(guī)定硬度也容易造成閥錐斷裂。

1.2自動卸載閥主閥閥芯卡住不能動作

這一原因和人為因素有很大關(guān)系，由于沒有定期更換易損件如滑套內(nèi)的密封圈用的過久不更換，閥芯使用的太久磨損嚴(yán)重都能導(dǎo)致主閥閥芯卡住不動作。

1.3高壓過濾器阻塞

主要原因是吸排液閥上破損的密封圈進入過濾器內(nèi)?；蛴捎陂L時間沒有使用濾芯導(dǎo)致慮芯銹蝕嚴(yán)重，高壓過濾器阻塞。

1.4自動卸載閥下部推動活塞卡住不動作

其原因是復(fù)位彈簧折斷或沒有復(fù)位彈簧，推力活塞磨損嚴(yán)重，組裝不得當(dāng)或?qū)蛱酌芊饷撀鋵?dǎo)致導(dǎo)向套有毛刺。

1.5自動卸載閥主閥不起作用，先導(dǎo)閥出液小孔堵住

由于看泵人員不細心，液箱蓋沒有隨時關(guān)閉，掉入雜物使液箱內(nèi)液體變臟，堵住出液小孔。由于質(zhì)量問題如開膠掉底?；驔]有定期更換清洗吸液過濾網(wǎng)，使小雜物進入先導(dǎo)閥堵住先導(dǎo)閥出液小孔。

1.6液箱內(nèi)液位低

液箱內(nèi)液位低泵不能吸進工作液導(dǎo)致不能排出高壓液。由于泵箱內(nèi)沒有及時加入乳化液或由于泵箱開焊漏液。

1.7卸載閥未關(guān)閉

在有手動卸載閥的泵上如果手動卸載閥未關(guān)緊，導(dǎo)致自動卸載閥不工作，在壓緊螺套未壓緊的情況下卸載閥也不關(guān)閉。

1.8吸液管截止閥未打開

這一原因主要是截止閥損壞根本打不開或截止閥在打開的位置上實際是關(guān)閉的。

2乳化液泵站故障樹的定性分析

對乳化液泵站進行定性分析的主要目的就是找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式，即弄清系統(tǒng)（或設(shè)備）出現(xiàn)最不希望發(fā)生的事件（故障）有多少種可能性。

如果故障樹的某幾個底事件同時發(fā)生時，將引起頂事件（系統(tǒng)故障）的發(fā)生，把這些底事件組成一個集合的形式，這個集合稱之為割集。

也就是說，一個割集代表了系統(tǒng)中一種故障發(fā)生的可能性，即一種失效模式。如果去掉其中任意一個底事件就不再是割集，則這個割集就叫做最小割集，最小割集發(fā)生時，頂事件必然發(fā)生。

綜上所述，一棵故障樹的全部最小割集的完整集合就代表了頂事件發(fā)生的所有可能性。

2.1計算此系統(tǒng)的最小割集

例如，該乳化液泵站的故障樹中“泵的某一吸液閥或排液閥卡住”，以此樹最上一級的中間事件暫做為頂事件，先將各個級的中間事件及底事件設(shè)為某些變量。

T1泵的某一吸液閥或排液閥卡住

Ga彈簧斷裂

Gb 閥錐斷裂

Gc 沖擊過大

x1 銹蝕

x2 使用時間過長

x3 質(zhì)量問題

x4 彈簧短或軟

x5 卸載閥壞

處于故障樹最下一級的中間事件是Gc ，對應(yīng)的邏輯門為或門，所聯(lián)系的底事件是x4 x5 ，因此

Gc = x4Ux5

對于上一級的中間事件Gb ，則是通過或門與底事件x3與Gc相聯(lián)系，因此

Gb= x3UGc=x3Ux4Ux5

同理可知Ga= x1Ux2

最后可知頂事件T1的表達式為

T1= GaUGb = GaUx3UGc = x1Ux2U x3Ux4Ux5

2.2用最小割集表示出此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)

在故障樹中，只要任何一個最小割集發(fā)生，頂事件就會發(fā)生。

上面列舉的故障樹有5個最小割集K=（K1+K2+K3+K4+K5），只要任一個最小割集Kj（j=1、2…..5）發(fā)生時，頂事件必定發(fā)生。

Kj可表示為

這里將屬于Kj的全部底事件用或門聯(lián)結(jié)起來稱作最小割或門結(jié)構(gòu)。

所以該故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)Φ（x）可以表示為：

此故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)即為：

Φ（x）= x1Ux2Ux3Ux4Ux5

3乳化液泵站故障樹的定量分析

對于給定的故障樹，若已知其結(jié)構(gòu)函數(shù)和底事件（即系統(tǒng)基本事件的發(fā)生概率），從原則上來說，應(yīng)用容斥原理對事件和與事件積的概率計算公式，可以定量的評定故障樹頂事件T出現(xiàn)的概率。

結(jié)合本故障樹分析可知，底事件可定性為相容事件，設(shè)底事件x1 、x2 …xn 發(fā)生的概率各為q1、q2 …qn 則這些事件和與事件積的概率，可按下式計算：

當(dāng)有n個相容事件時，積的概率

和的概率

當(dāng)故障樹包含兩個以上同一底事件時，則必須用布爾代數(shù)整理簡化后，才能使以上概率計算公式，否則會得出錯誤的計算結(jié)果。

用系統(tǒng)最小割集的表達式為K （x），系統(tǒng)最小割集結(jié)構(gòu)函數(shù)為

式中，k是最小割集數(shù)，Kj（x）的定義為

求系統(tǒng)頂事件的發(fā)生概率，即是使Φ（x）=1的概率，只要對上式兩端取數(shù)學(xué)期望，左端即為頂事件發(fā)生概率

如果將事件和的概率寫作

繼而，就可以計算該故障樹頂事件的發(fā)生概率，

本故障樹共有五個最小割集，以此為K1=x1 K2 =x2 K3=x3 K4=x4 K5=x5，各底事件的概率q1=q2=q3=q4=q5=0.1

利用排列組合的方式

五個底事件只有其中的一件發(fā)生時可求得

其中任意兩件發(fā)生時可知共10種故障路線

=10×0.01=0.1

同理可知其中任意三件發(fā)生時也共有10種故障路線

F3=10×0.001=0.01

其中任意四件發(fā)生時共有5種故障路線

F4=0.0001×5=0.0005

其中五件底事件均發(fā)生時也是一種故障路線

F5=0.15=0.00001

則由公式

得

綜上所算，頂事件為"泵的某一吸液閥或排液閥卡住"的故障樹

頂事件發(fā)生的概率為0.41

4應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃理論優(yōu)化效果及結(jié)論

通過機采科液壓車間全體職工的共同努力，乳化液泵站故障樹的設(shè)計方案比原計劃25天提前了5天，為車間班組人員以后下井維修提供了新的技術(shù)手段，同時也為以后車間的生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻

[1]于治福，韓燕，于會榮.商德勇故障樹分析法在礦井提升機電動機故障診斷中的應(yīng)用[J].煤礦機械，2012（11）.

篇2

【關(guān)鍵詞】船用分油機；故障樹分析法（FTA）；故障診斷

[Abstract] In this paper， we stated the significance of fault analysis on marine oil-purifier， also， introduced the general principles of Fault Tree Analysis and the working principle and structure of marine oil-purifier， combined with the typical failure example of a marine oil-purifier， build the corresponding fault tree by Fault tree analysis. Based on successfully troubleshooting， we summarized troubleshooting features with the application of Fault Tree Analysis.

[Key Words] Marine oil-purifier；Fault tree analysis（FTA）；Fault analysis

0.前言

隨著航運業(yè)的發(fā)展，為了節(jié)約成本，船上普遍都使用劣質(zhì)燃油，劣質(zhì)燃油必須經(jīng)過船用分油機凈化，以除去其中的雜質(zhì)和水分。分油機在船舶航行期間基本處于運行狀態(tài)，由于分油機運轉(zhuǎn)頻繁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、故障因素多且復(fù)雜，因此如何在最短時間內(nèi)有效的找出故障的原因并排除一直是個難題。故障樹分析法是目前故障診斷中應(yīng)用較多的方法之一，本文將對故障樹分析法在船用分油機故障診斷中應(yīng)用進行研究，以求有效地排除故障及總結(jié)應(yīng)用故障樹分析法的特點，保障船舶安全運行。

1.故障分析法

1.1故障分析法原理

故障樹分析方法是一種安全可靠的分析技術(shù)，也是目前故障診斷中應(yīng)用較多的方法之一，它建立在對系統(tǒng)的故障經(jīng)驗庫基礎(chǔ)上，采用逆向推理，將系統(tǒng)級的故障現(xiàn)象（頂事件）與最基本的故障原因（底事件）之間的內(nèi)在關(guān)系表示成樹形的網(wǎng)絡(luò)圖，各層事件之間通過 “與”、“或 ”、“非 ”、“異或 ”等邏輯關(guān)系相關(guān)聯(lián)。它通常把系統(tǒng)的故障狀態(tài)稱為頂事件，然后找出系統(tǒng)故障和導(dǎo)致系統(tǒng)故障的諸原因之間的邏輯關(guān)系。并將這些邏輯關(guān)系用邏輯符號表示出來，由上而下逐層分解，直到不能分解為止，推導(dǎo)出各故障和各單元故障之間的邏輯關(guān)系，利用這種邏輯關(guān)系從觀測到的頂層事件故障出發(fā)，逐漸向下演繹，最終找出對應(yīng)的底層故障原因。故障經(jīng)驗庫描述了系統(tǒng)的動態(tài)參量與各個故障之間的邏輯關(guān)系，并將這種邏輯關(guān)系儲存于計算機中，通過對此關(guān)系樹的啟發(fā)式搜索查找到系統(tǒng)的故障原因。

1.2 故障樹的構(gòu)建步驟

（1）廣泛收集并分析與產(chǎn)品設(shè)計運行維修等有關(guān)的技術(shù)資料；

（2）明確故障事件，確定頂事件頂事件是指系統(tǒng)不希望發(fā)生的故障事件；

（3）合理確定系統(tǒng)的邊界條件；

（4）建樹。

在故障樹建造過程中，首先將頂事件符號作為第一行；在其下列出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的直接原因，并把它們用適當(dāng)?shù)姆柋硎境鰜?，作為第二行；并用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T與頂事件相連接如此步步深入，直到追溯到引起系統(tǒng)發(fā)生故障的全部原因為止（稱為底事件），這樣就建成一棵以頂事件為根，中間事件為節(jié)，底事件為樹葉的倒置的故障樹。

2.船用分油機的結(jié)構(gòu)與工作原理

分油機從上至下分為三個部分：（如圖1所示）

上部為接口部分，有污油進口、凈油出口、置換水進口等；

中部為分離室部分，主要是高速旋轉(zhuǎn)的分離筒；

下部為傳動部分，由離合器、傳動軸、斜齒輪、驅(qū)動軸（立軸）以及軸承等組成。

雖然分油機結(jié)構(gòu)、形態(tài)各異，但具體工作原理都采離心分離。在混有水喝雜質(zhì)的油中，機械雜質(zhì)的密度最大，油的密度最小，水的密度介于兩者之間，在高速旋轉(zhuǎn)的分離筒內(nèi)，三者獲得不同的離心力，雜質(zhì)的離心力最大，被甩到最外層，水居中，油聚集在最內(nèi)層，在筒內(nèi)形成以轉(zhuǎn)軸為中心的圓柱形的油、水、雜質(zhì)的分界面，只要連續(xù)的引入待分離的重油，就可經(jīng)相應(yīng)的通道將油、水引出，雜質(zhì)經(jīng)排渣孔排出。

圖1 分油機機構(gòu)

3.船用分油機故障樹的構(gòu)筑

從上圖可知，分油機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且始終在惡劣環(huán)境下工作，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障導(dǎo)致分油機不能正常工作。分油機的故障現(xiàn)象有很多，概括而言，主要有三類。第一類是跑油，包括排渣口跑油、出水口跑油或二者兼而有之；第二類是出現(xiàn)異常聲音或振動；第三類是除上述兩種之外的其他不常見且較直觀的故障，如油中摻水、分離量較少、電動機過載、齒輪箱油不足等等。

本文以“分油機出現(xiàn)異常聲音或振動”為故障樹的頂事件，由于造成分油機故障的因素多且關(guān)系復(fù)雜，本文確定的模型邊界條件是從使用管理者的角度來分析研究分油機故障，故只針對運行中的分油機，不涉及設(shè)計、制造方面缺陷的影響因素。

筆者結(jié)合實船工作經(jīng)驗，整理出如圖2所示的故障樹。

圖2 分油機異常聲音或振動故障樹

故障樹符號說明：

T：分油機異常聲音或振動；M1：分離筒本體故障；M2：軸系故障；M3：齒輪箱故障；

M4：立軸故障；M5：橫軸故障；B1：分離片裝配不當(dāng)；B2：鎖緊環(huán)松動；B3：分離片配件損壞；B4：分離片太臟；B5：立軸下沉引起分離盤和配水盤下降；B6：立軸變形、徑向移動；B7：立軸軸承碎裂；B8：立軸上部減震彈簧斷裂或受力不均；B9：立軸裝配不當(dāng)；

B10：橫軸裝配不當(dāng)；B11：橫軸變形、徑向移動；B12：橫軸上齒輪承板變形、徑向移動；

B13：橫軸軸承碎裂；B14：摩擦離合器摩擦片損壞；B15：齒輪箱油不足；B16：齒輪箱油變質(zhì)；B17：傳動齒輪變形；B18：中間滾軸損壞。

4.故障樹定性分析

根據(jù)構(gòu)筑好的分油機異常聲音或振動的故障樹，可以看出導(dǎo)致其產(chǎn)生的因素是多方面的。為了更有效的找出故障的原因，我們有必要對故障樹進行定性分析，找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因和原因事件的組合，即最小割集。在故障樹中，若所有的基本事件全部發(fā)生，則頂事件必然發(fā)生。但在多數(shù)情況下，只要某個或某幾個基本事件發(fā)生，頂事件就會發(fā)生。通常把故障樹中使頂事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集，能使頂事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合稱為最小割集。

按照圖2故障樹所示的各個事件之間的關(guān)系，根據(jù)邏輯運算求得所建故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)的布爾代數(shù)表達式為：

T=B1+B2+B3+B4+B5+B6+B7+B8+B9+B10+B11+B12+B13+B14+B15+B16+B17+B18

由上式可知，共有18個最小割集，即：{B1}；{B2}；{B3}；{B4}；{B5}；{B6}；{B7}；{B8}；{B9}；{B10}；{B11}；{B12}；{B13}；{B14}；{B15}；{B16}；{B17}；{B18}?？梢妼?dǎo)致分油機異常聲音或振動的因素有18種。

5.應(yīng)用構(gòu)筑的故障樹分析排除故障

筆者在船上工作時，遇到一臺三菱SJ60燃油分油機，該分油機在運轉(zhuǎn)過程中偶爾出現(xiàn)排渣口和出水口跑油，并伴有一定的振動和異常的聲音，同時在運轉(zhuǎn)過程中電流也出現(xiàn)波動。經(jīng)查輪機日志，發(fā)現(xiàn)此分油機經(jīng)常拆裝且僅拆裝分油機本體上部分、清洗、更換密封圈等，均未能解決上述問題?？梢娬駝雍彤惓５穆曇舨攀枪收系年P(guān)鍵，經(jīng)查實，該分油機已在船上間斷使用近二十年，于是決定對立軸和橫軸進行檢查，最終發(fā)現(xiàn)是由立軸下端的軸承箱底部與鋼球接觸部位有一定的磨損致使立軸下沉，橫軸軸承滾珠破裂，導(dǎo)致立軸在轉(zhuǎn)動中晃動。

可見，遇到分油機出現(xiàn)故障，不要盲目地一開始就進行拆裝。應(yīng)分析故障現(xiàn)象，根據(jù)構(gòu)建的故障樹，按照故障診斷程序，由頂至下、逐級分解、先重要后次要、先人因后硬件、先后內(nèi)部的原則對底事件進行排查。只有這樣，才能有效地準(zhǔn)確找出故障的原因，及時排除故障。

6.結(jié)束語

本文通過對分油機振動與異常聲音故障構(gòu)筑故障樹，采用故障分析法準(zhǔn)確查找到了故障的原因并及時排除。實踐證明，故障樹分析法能從故障現(xiàn)象著手理清各種原因及其邏輯關(guān)系，它相對于直接經(jīng)驗方法而言，具有邏輯性強，不易遺漏各種可能故障原因等特點，對復(fù)雜故障的分析和故障點定位具有較好適用性，值得提倡和采用。

參考文獻：

[1] 李媛媛. 激光雷達測量系統(tǒng)故障樹分析[J] .紅外與激光工程， 2009， 38 （2）： 335-339.

[2] 鄭銘界. 船用分油機的故障分析及排除[J] .科技縱橫，2000.3.

[3] 詹玉龍. 船舶分油機故障分析和防范措施[J]. 航海技術(shù)，2006.2.

篇3

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);可靠性;故障樹;繼電保護

1.引言

目前，國內(nèi)外關(guān)于各類機組、變壓器、電網(wǎng)等電力系統(tǒng)一次設(shè)備的可靠性研究已逐步走向成熟。電力系統(tǒng)其二次系統(tǒng)的繼電保護、自動裝置等能自動、快速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運行與可靠性。在電力系統(tǒng)其二次系統(tǒng)可靠性的研究中，繼電保護的可靠性顯得尤其重要，其不正確動作便會使電力系統(tǒng)的故障擴大，甚至可能發(fā)生不良連鎖反應(yīng)而造成電力系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致大面積停電，造成重大經(jīng)濟損失。因此，研究繼電保護系統(tǒng)的可靠性十分重要，本文運用故障樹分析法對電力繼電保護系統(tǒng)可靠性進行如下研究和分析。

2.繼電保護系統(tǒng)的可靠性模型

繼電保護系統(tǒng)是一個由繼電保護裝置、測量裝置、斷路器及其操作機構(gòu)及二次回路，由繼電器、電器元件和連接不同電器設(shè)備的導(dǎo)線及電纜所組成.構(gòu)成的統(tǒng)一整體，繼電保護系統(tǒng)簡化邏輯圖如圖1所示。

圖1 繼電保護系統(tǒng)簡化邏輯圖

電力系統(tǒng)微機繼電保護系統(tǒng)可以分為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，按照軟硬件系統(tǒng)分類分別找出影響其可靠性的因素并建立相應(yīng)的計算模型，最后用馬爾科夫狀態(tài)法綜合求解出保護的可用度和失效率。

2.1 保護系統(tǒng)硬件失效因素及模型

保護系統(tǒng)硬件由電壓電流互感器、繼電保護裝置、二次回路、繼電保護的輔助裝置、裝置的通信、通道及接口、斷路器及其操作機構(gòu)組成。

（1）繼電保護裝置。繼電保護裝置實際上是1臺特殊的計算機，可分為7個模塊：電源供應(yīng)模塊、中央處理模塊、數(shù)字量輸人模塊、模擬量輸人模塊、數(shù)字量輸出模塊、通信模塊、人機接口模塊。

（2）二次回路。保護系統(tǒng)二次回路主要包括測量回路、繼電保護回路、開關(guān)控制及信號回路、操作電源回路、斷路器和隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路等全部低壓回路。二次回路因線路絕緣不良、老化、容易導(dǎo)致接地或者元件連接接觸不良、松動而造成故障。

（3）電壓/電流互感器。電壓/電流互感器將高壓側(cè)的電壓電流變換成適用于二次回路的電壓電流。

其采集量的誤差主要在于二次接線錯誤和接線的連接松動，所以要求互感器引出端子的極性必須正確，從電流/電壓互感器二次端子引至保護裝置的接線也必須正確。

（4）繼電保護的輔助裝置。包括交流電壓切換箱、三相操作繼電器箱及分相操作繼電器箱等，其主要用作二次回路的切換及作為斷路器操作的輔助控制，以滿足斷路器的控制操作。

（5）裝置的通信、通道及接口。高頻保護的收發(fā)訊機、縱聯(lián)差動保護的光纖、微波的通信接口及綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與接口是這些裝置系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，容易發(fā)生通信阻斷故障，直接影響裝置的正確動作。

（6）斷路器及其操作機構(gòu)。斷路器及其操作機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性比較低，它與繼電保護系統(tǒng)是否配合完好直接影響著故障能否完全切除。

本文采用故障樹分析法，把保護系統(tǒng)硬件失效分為兩部分，即保護的失效和斷路器的失效。設(shè)今表示保護正確，B表示斷路器正確。則系統(tǒng)失效可表示為：

（1）

因此，以保護系統(tǒng)硬件失效為頂事件建立的故障樹。設(shè)事件a：表示斷路器可靠動作率b：表示斷路器失效;c：表示二次回路、接線失效;d：表示繼電保護輔助裝置失效事件e：表示電因電流互感器失效;f：表示裝置的通信、通道及接口失效;g：表示繼電保護裝置失效。

分別表示這7個事件的失效率，用下行法求最小割集，步驟如表1所示。

則硬件失效率為Y：

Y=a（c+d+e+f+g）+b=ac+ad+ae+af+ag+b （2）

各模塊的概率重要度見表2。從表2可以看出，保護裝置所占比例最大，其次為二次回路。所占比例越大對硬件系統(tǒng)的失效貢獻也就越大，反過來說由保護裝置引起的硬件系統(tǒng)失效可能性最大，所以在保護硬件系統(tǒng)中，保護裝置還是最薄弱的環(huán)節(jié)，其次是二次回路。

為了計算各個模塊的失效率，本文采用美國軍用標(biāo)準(zhǔn)中的電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊MIL.HDBK-217E來計算裝置中元器件和各硬件模塊的失效率。

2.2 保護系統(tǒng)軟件失效及模型

在微機繼電保護中，軟件算法是實現(xiàn)保護功能的核心，軟件出錯將導(dǎo)致保護裝置出現(xiàn)誤動或拒動。導(dǎo)致軟件出錯的主要因素有：需求分析定義不夠準(zhǔn)確，軟件開發(fā)人員和用戶對需求的理解不同;軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計失誤和算法原理誤差;編碼錯誤;測試不規(guī)范;定值輸人出錯。在研究軟件可靠性時可以認(rèn)為軟件可靠性也是一個隨機過程，可用概率分布來描述。但軟件可靠性與硬件可靠性的分析又有許多本質(zhì)的不同：硬件存在老化，其可靠性隨著時間增長而遞減，但軟件不會老化，而且軟件失效隱患在測試和運行過程中將會不斷被排除;硬件可靠性通常依賴于構(gòu)成的元器件，軟件由于其自身的復(fù)雜性和軟件設(shè)計錯誤而影響其可靠性，所以，對軟件可靠性的建模和測量問題比硬件可靠性更具挑戰(zhàn)性。針對微機保護軟件的這種特點，本文采用Logarithmic Exponential模型來研究保護軟件的可靠性。

2.3 保護系統(tǒng)可靠性分析

隨機過程可以按照其狀態(tài)分為連續(xù)型或離散型。一個隨機過程x（t），如果集合（t1，t2，…， tn）中的時刻按次序排列，在條件X（t1）=Xi，i=1，2，….，n-1下，X（tn）-Xn的分布函數(shù)恰好等于X（tn-1）-Xn-1條件下的分布函數(shù)，則稱具有這種性質(zhì)的隨機過程為馬爾科夫過程。繼電保護裝置的工作過程則是馬爾柯夫過程，采用狀態(tài)空間法綜合求解繼電保護系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

3.算例及分析

本文以1個220kV繼電保護系統(tǒng)為例，收集有關(guān)可靠性材料，并運用上述模型進行可靠性評估。其中，硬件模型中的繼電保護裝置模塊、二次回路模塊、輔助裝置模塊及通信模塊的失效率計算，得到保護裝置故障率為23.75×10-6電壓/電流互感器故障率為9.86×10-6，二次回路故障率為10.56x10-6，輔助裝置故障率為0.84×10-6，通信系統(tǒng)故障率為1.27×10-6，斷路器故障率為1.1244x10-4，硬件故障可自檢修復(fù)率m1為0.25，硬件故障不可自檢修復(fù)率腳為6.85×10-4，軟件修復(fù)率為0.25，初始故障概率m0為120.0×10-4，系統(tǒng)運行中累計發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)u為22，故障減少率系數(shù)e為0.126。根據(jù)實際運行的經(jīng)驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定保護硬件失效自檢檢出的概率c=0.9。將上述參數(shù)代人式（2）和式（5）可得：

n=47.342×10-610-4

n1=cn=42.608×10-6

n1=（1-c）n=4.734×10-6

n3=n（u）=120×e0.126×222=7.5044×10-6

再將n，n1，n2，n3帶入公式9得：保護系統(tǒng)的可用度A=Po=98.67%，失效度=1-A=1.33%。

4.結(jié)論

對比之前的評估結(jié)果，其計算出的保護系統(tǒng)的可用度為97.87%，本文在考慮了更多的因素后算得繼電保護系統(tǒng)的可用度為98.67%。參考2000年―2003年全國220 kV系統(tǒng)的正確動作率數(shù)據(jù)：95.56%、99.19%、99.15%、99.14%、將上述數(shù)據(jù)與本文方法得出的結(jié)果相比較，可知本文方法更全面、更加符合實際情況、結(jié)果合理。

參考文獻

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故障樹分析又稱事故樹分析，是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法，事故樹分析從一個可能的事故開始，自上而下、一層層的尋找頂事件的直接原因和間接原因事件，直到基本原因事件，并用邏輯圖把這些事件之間的邏輯關(guān)系表達出來。

1961年，由美國貝爾電報公司的電話實驗室于開發(fā)，它采用邏輯的方法，形象地進行危險的分析工作，特點是直觀、明了，思路清晰，邏輯性強，可以做定性分析，也可以做定量分析。體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一，在航空和航天的設(shè)計、維修，原子反應(yīng)堆、大型設(shè)備以及大型電子計算機系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，目前，故障樹分析法雖還處在不斷完善的發(fā)展階段，但其應(yīng)用范圍正在不斷擴大，是一種很有前途的故障分析法。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

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【關(guān)鍵詞】膠帶運輸機；常見故障；處理方法

1、膠帶運輸機概述

膠帶運輸機是一種摩擦驅(qū)動的連續(xù)動作式運輸機械，由一條環(huán)形膠帶繞在傳動滾筒與改向滾筒之上，且由固定于機架的上下托輥支撐，由膠帶、主動滾筒、拉緊裝置（包括拉緊滾筒）、拖輥以及傳動裝置等部分組成。膠帶靠張緊裝置，在兩滾筒之間拉緊，驅(qū)動裝置帶動滾筒轉(zhuǎn)動時，依靠傳動滾筒與膠帶之間摩擦力帶動膠帶運行，傳動滾筒底部安裝彈簧清掃器，膠帶回程上段一側(cè)安裝有清掃器，以清除膠帶兩面粘附物料、撒料和浮灰。膠帶運輸機是以膠帶為牽引和承載機構(gòu)的一種固定式運輸設(shè)備，它不僅具有運輸能力大、工作阻力小、耗電量低、單機運送距離長、而且還具有自動化程度高，拆裝方便，輸送線路適應(yīng)性強又靈活等優(yōu)良性能。但如果使用不當(dāng)會出現(xiàn)很多問題，使用過程中常見故障包括膠帶跑偏、撒料、打滑等許多問題，影響正常的安全生產(chǎn)。為了運輸機的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，就出現(xiàn)的各種常見故障進行及時準(zhǔn)確的處理是使其安全運行的保證。

2、膠帶運輸機的常見故障及原因與處理方法

（1）膠帶跑偏原因及處理方法

膠帶運輸機運行時，膠帶跑偏是最常見的故障。引起膠帶跑偏的根本原因是膠帶所受外力在膠帶寬度方向上的合力不為零或垂直膠帶寬度方向上的拉應(yīng)力不均勻。

①頭、尾部傳動滾筒與運輸機中心線不垂直。由于安裝時機頭或機尾傳動滾筒軸線同膠帶中心線不垂直，機頭與機尾的中心線沒有在同一直線上，或安裝時托輥組軸線與膠帶中心線不垂直等也是造成膠帶跑偏的主要原因。這就要求在安裝時注意調(diào)整，機頭架及機尾架的安裝要正確，使機頭傳動滾筒軸向中心線與機尾滾筒軸向中心線保持平行，并且讓機頭與機尾中心線保持在一條直線上。在調(diào)整頭部滾筒時，若輸送機向滾筒右側(cè)跑偏，則右側(cè)軸承座應(yīng)向前移動，反之左軸承座向前移動，尾部滾筒調(diào)整和頭部滾筒剛好相反。

②滾筒表面不平。當(dāng)原煤濕度較大時，易在滾筒表面粘有物料，引起滾筒直徑發(fā)生不規(guī)則變化，滾筒上哪邊有物料，哪邊直徑就大，膠帶就向哪邊跑。處理的方法是加強膠帶的滾筒表面清掃，以減少物料的粘附或灰塵在膠帶上的積聚，因為膠帶的清掃效果，對延長輸送帶的使用壽命和穩(wěn)定運行有很大影響。開機前應(yīng)檢查滾筒，若有粘結(jié)物必須加以清除。如果是滾筒表面直徑因機加工而造成的誤差，則應(yīng)重新加工滾筒外圓或更換滾筒，以糾正膠帶運行時的跑偏現(xiàn)象。

③張緊裝置的張緊力不夠。張緊裝置是保證膠帶始終保持足夠的張緊力的有效裝置，張緊力不夠，膠帶的穩(wěn)定性就很差，受外力干擾的影響就越大。所以膠帶無載時或少量載荷時不跑偏，當(dāng)載荷稍大時就會出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。處理方法是對于使用重錘張緊裝置的帶式運輸機可添加配重來解決，但不應(yīng)添加過多，以免使皮帶承受不必要的過大張力而降低皮帶的使用壽命。對于使用螺旋張緊的帶式運輸機可調(diào)整張緊行程來增大張緊力。若張緊行程不夠，皮帶出現(xiàn)了永久性變形，這時可將皮帶截去一段重新膠接。實踐證明，當(dāng)張緊裝置兩端載荷相差超過10kg時，膠帶就會發(fā)生跑偏，可見拉緊力的不同對膠帶跑偏影響極大。

④托輥軸線與運輸機中心線不垂直。承載托輥組安裝位置與輸送機中心線的垂直度誤差較大，導(dǎo)致膠帶在承載段向一則跑偏。此時，可調(diào)整托輥組的位置來調(diào)整跑偏，應(yīng)將跑偏側(cè)托輥向輸送帶運行方向調(diào)整，且每組調(diào)整角度不應(yīng)過大?；蛘呤前惭b調(diào)心托輥組，調(diào)心托輥組有多種類型，如四連桿式、中間轉(zhuǎn)軸式、立輥等，其原理是采用阻擋或托輥在水平面內(nèi)方向轉(zhuǎn)動阻擋或產(chǎn)生橫向推力使皮帶自動向心達到調(diào)整皮帶跑偏的目的。

⑤膠帶本身的問題。膠帶使用時間長，產(chǎn)生老化變形、邊緣磨損或接頭不正，這些都會使膠帶兩側(cè)邊所受拉力不一致而導(dǎo)致跑偏。處理方法是對膠帶中心不正的接頭重新制作，老化變形的膠帶給予更換處理。

⑥受料點位置不對引起跑偏。轉(zhuǎn)載點處物料的落料位置對膠帶的跑偏有非常大的影響，尤其在上條運輸機與本條運輸機在水平面的投影成垂直時影響更大。通常應(yīng)當(dāng)考慮轉(zhuǎn)載點處上下兩條皮帶機的相對高度，相對高度越低，物料的水平速度分量越大，對下層皮帶的側(cè)向沖擊力也越大，同時物料也很難居中。在設(shè)計過程中應(yīng)盡可能地加大兩部膠帶輸送機的相對高度，在受空間限制的漏料嘴、導(dǎo)料槽等件的形式與尺寸更應(yīng)認(rèn)真考慮。

（2）膠帶運輸機撒料的原因及處理方法

①轉(zhuǎn)載點處的撒料。轉(zhuǎn)載點處撒料主要原因是溜槽擋料橡膠裙板損壞或運輸機嚴(yán)重過載。如膠帶運輸機嚴(yán)重過載，膠帶運輸機的導(dǎo)料槽擋料橡膠裙板損壞，導(dǎo)料槽處鋼板設(shè)計時距皮帶較遠橡膠裙板比較長使物料沖出導(dǎo)料槽。處理方法是加強控制運送能力，加強維護保養(yǎng)。

②凹段皮帶懸空時撒料。凹段皮帶區(qū)間當(dāng)凹段曲率半徑較小時會使皮帶產(chǎn)生懸空，皮帶已經(jīng)離開了槽形托輥組，一般槽角變小，使部分物料撒出來。處理方法是在設(shè)計階段應(yīng)盡可能地采用較大的凹段曲率半徑。

③皮帶跑偏時的撒料。皮帶跑偏時的撒料是因為皮帶在運行時兩個邊緣高度發(fā)生了變化，一邊高，而另一邊低，物料從低的一邊撒出。

（3）膠帶過早磨損的原因及處理方法

①不良給料造成磨損。逆向給料、垂直給料都會造成物料下落速度過快，沖擊力過大。處理方法是調(diào)整給料方向和角度，減少物料速度和沖擊力，必要時在給料處安裝緩沖托輥。

②托輥不轉(zhuǎn)、清掃器等摩擦力過大造成磨損。處理方法是應(yīng)加強日常檢查，確保膠帶運輸機在運行時清掃器的可靠，回程膠帶上應(yīng)無物料，及時更換托輥，減少對膠帶的磨損。

（4）膠帶打滑

若驅(qū)動滾筒打滑得不到，不僅會降低運輸能力，影響生產(chǎn)，還可能會發(fā)生因摩擦生熱而造成膠帶著火的重大事故。處理方法是先停機，然后查找原因，再進行處理，若使用重錘張緊裝置的膠帶運輸機在皮帶打滑時可添加配重來解決，添加到皮帶不打滑為止，對于螺旋式拉緊裝置可調(diào)整張緊形成來增大張緊力，磨損滾筒應(yīng)進行包膠處理使之達到設(shè)計參數(shù)的要求，落料口處如有卡阻造成負(fù)荷大應(yīng)及時排除。

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數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通常由機床基礎(chǔ)部件、傳送部件、定位裝置和具有輔助功能的系統(tǒng)、裝置，以及一些具有特殊功能的裝置組成。數(shù)控機床是一種較為高級的自動化機械，具體操作中基本不需要人為控制。作為一臺合格的數(shù)控機床，應(yīng)滿足一定的要求——具有一定的剛度，在生產(chǎn)過程中應(yīng)具備良好的抗震性；在生產(chǎn)中產(chǎn)生一定的熱量時，應(yīng)具有一定的熱穩(wěn)定性。數(shù)控機床作為一種精密儀器，在工作過程中必然有一定的精度要求，且在操作方面需要具有一定的安全防護功能。數(shù)控機床是機電一體化的機械設(shè)備，因此，其故障可分為機械故障和電氣故障。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，絕大多數(shù)數(shù)控機床的故障是因機械部分的零件失效，進而導(dǎo)致精度下降引起的。因此，在排除故障的過程中，應(yīng)先排除機械方面的故障，再排除電氣方面的故障。

2數(shù)控機床機械故障的診斷方法

數(shù)控機床機械故障的診斷過程大體可分為3步：①識別數(shù)控機床的運行狀態(tài)，檢查是否存在異常。②檢測數(shù)控機床的運行過程，在動態(tài)過程中觀察運行情況。③判斷故障的發(fā)展趨勢，從而預(yù)測未來一段時間內(nèi)數(shù)控機床的運行狀態(tài)。有經(jīng)驗的操作人員可通過機床機械部分的某些特征或參數(shù)判斷故障，這些特征或參數(shù)包括振動、聲音和溫度等。如果特征和信息正常，處于合理范圍，則證明數(shù)控機床運行正常；如果特征和信息不正常，處于不合理范圍，則證明機械存在一定的故障。

2.1簡易故障診斷法

2.1.1用眼睛觀察

該方法利用人的視覺觀察機床機械部分的運行情況，比如查看機床機械的部件是否松動、零件是否損傷、油是否充足、是否存在漏油現(xiàn)象等；觀察機床機械外部的顏色，從而判斷機床機械的溫度；觀察機械油箱中油料的黏稠度、顏色，從而判斷油箱內(nèi)部積淀物的量；根據(jù)金屬廢棄物的量判斷相關(guān)機件的磨損情況；觀察機械內(nèi)部的關(guān)鍵軸承部位是否完好。

2.1.2用耳朵聽

該方法利用人的聽覺判斷數(shù)控機床運行情況。由于數(shù)控機床屬于精密機械，在運行過程中會發(fā)出有規(guī)律的聲音，其節(jié)奏具有一定的穩(wěn)定性。而存在故障的機床發(fā)出的聲音紊亂，比如出現(xiàn)重音、雜音等。如果出現(xiàn)無規(guī)則、渙散的聲音，則機床內(nèi)部的零件可能已松動；如果出現(xiàn)碰撞的聲音，則機床內(nèi)部可能正在遭受撞擊。一些有經(jīng)驗的維修人員會敲擊數(shù)控機床的零件，從而判斷機床零件是否存損傷。

2.1.3用手去觸碰

使用皮膚觸碰的方式可判斷機床的運行溫度。在人的皮膚觸碰機床時，可先用手指或手指指節(jié)處對機床表面進行試探性觸碰，如果溫度較低，再使用手掌碰觸機床表面，從而確定具體的溫度。此外，使用皮膚觸碰的方式還可以感受機床的振動程度，從而判斷故障位置。

2.1.4用鼻子嗅

利用人的嗅覺可判斷機床高溫部位的故障位置。機床上溫度較高的部位往往是因機械劇烈的摩擦而造成的，當(dāng)可燃物高溫氧化時，會發(fā)出一定的氣味，維修人員可根據(jù)氣味找到故障位置。由于不同材料燃燒發(fā)出的氣味不同，因此，采用該方法還可以快速找到故障原因。

2.2故障檢測中的油樣分析法

在數(shù)控機床的運行中，通常會使用油和液壓油。根據(jù)油樣分析結(jié)果可獲得大量的數(shù)控機床運行信息。機床的運行離不開機械間的互相摩擦，而油在摩擦中發(fā)揮了重要的作用。油在機床內(nèi)部的流動過程中，常產(chǎn)生一定的碎屑，工作人員通過對油樣的檢驗和分析，可間接地判斷一些機械內(nèi)部磨損的程度，從而找出磨損部位。

2.3機械故障的無損探傷法

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床 常見故障 分析

中圖分類號：F4 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.11.184

數(shù)控機床是一種技術(shù)含量很高的機、電、儀一體化高效的自動化機床，以其精度高、效率高、能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工等優(yōu)點，越來越多地得到推廣及應(yīng)用。其產(chǎn)生故障的復(fù)雜原因也經(jīng)常給維修人員造成不少困難。下面對數(shù)控機床經(jīng)常出現(xiàn)的一般故障進行檢測分析，以期提高數(shù)控機床的工作效率。

一、感官分析法

感官分析法就是利用感官分析來判斷故障可能產(chǎn)生的部位。這是一種最基本、最常用的方法，利用該方法進行檢測分析，通常需要細致、認(rèn)真地觀察機床故障的現(xiàn)場狀態(tài)。這種方法看似簡單，卻是數(shù)控機床故障分析的首要切入點，不僅適用有故障報警系統(tǒng)的較為先進的設(shè)備，而且也適用于沒有故障報警系統(tǒng)的早期數(shù)控機床。

二、利用數(shù)控系統(tǒng)的硬件報警功能

現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中設(shè)置了眾多的硬件報警指示裝置。因此在處理數(shù)控連續(xù)過程中，如果直觀法不能奏效，可以借助審視報警裝置，觀察有無報警指示，報警指示燈可判斷故障所在。在數(shù)控系統(tǒng)硬件電路板上有很多的報警指示燈，借此可大致判斷出故障所在的位置。

三、利用數(shù)控系統(tǒng)的軟件報警功能

CNC系統(tǒng)都具有自診斷功能。在系統(tǒng)工作期間，能用自診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進行快速診斷，一旦檢測到故障，立即將故障以報警方式顯示在顯示屏上。維修時可根據(jù)報警內(nèi)容提示，檢查機床的故障所在。

四、利用狀態(tài)顯示的診斷功能

數(shù)控系統(tǒng)不但能將故障診斷信息顯示出來，而且能以診斷地址和診斷數(shù)據(jù)的形式提供機床診斷的各種狀態(tài)。這可以幫助檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸入到機床，或機床的開關(guān)信息是否已輸入到數(shù)控系統(tǒng)。總之，可將故障區(qū)分出是在機床一側(cè)還是在數(shù)控系統(tǒng)一側(cè)，從而縮小數(shù)控機床故障的檢查范圍。

五、及時核對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)

系統(tǒng)參數(shù)變化會直接影響到機床的性能，甚至使機床發(fā)生故障，整臺機床不能工作，而外界的干擾有可能引起存儲器內(nèi)個別參數(shù)的變化，所以當(dāng)機床發(fā)生一些莫名其妙的故障時，可對數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)進行核對。

六、備件更換法

對機床故障進行分析發(fā)現(xiàn)，電路板有故障時，可用備件板進行更換，迅速確定故障電路板。但是，用這一方法時需注意到下述兩點：第一，要注意電路板上的可調(diào)開關(guān)的位置，換板時應(yīng)注意使被交換的兩塊電路板的設(shè)定狀態(tài)要完全一致，否則將使系統(tǒng)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至出現(xiàn)報警；第二，更換某些電路板之后，需對機床的參數(shù)和程序進行重新設(shè)定或輸入。

七、利用電路板上的檢測端子

在電路板上有供測量電路電壓和波形的檢測端子，以便在調(diào)試和維修時確定該部分電路工作是否正常。但是，在檢測該部分電路時，應(yīng)熟悉電路原理與電路的邏輯關(guān)系。在電路邏輯關(guān)系不熟的情況下，可用兩塊一樣的電路板對比進行檢測，從而發(fā)現(xiàn)電路板的故障所在。

八、分析機械傳動部分

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關(guān)鍵詞：石化動設(shè)備 獨立分量分析 故障診斷 分離降噪 快速不動點算法

注水泵是我國部分油田采油的主要生產(chǎn)設(shè)備，它是保證順利完成向地層注水任務(wù)的關(guān)鍵，其技術(shù)性能的好壞直接影響到采油的順利進行。隨著油田后期注水開發(fā)的持續(xù)進行，注水量成倍增加，注水泵的負(fù)荷日趨加重，注水泵故障率也越來越高，嚴(yán)重制約著油田的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。因此，對注水站注水泵進行現(xiàn)場監(jiān)控，提高設(shè)備管理水平和生產(chǎn)效率，是保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和油田正常生產(chǎn)重要保證。

利用振動信號對設(shè)備進行故障診斷是最常用和有效的方法，但在進行設(shè)備故障診斷時，實際采集獲取的信號一般為多源混合信號，通常情況下，源信號是未知的，其混合過程也是不明確的。因此，在診斷之前，先對混合信號進行分離預(yù)處理工作，將有利于提高設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性。而分離混合信號的過程則是“盲源分離”的問題，盲源分離技術(shù)是用來提高信噪比，保障故障診斷準(zhǔn)確性和可靠性的重要手段。在有關(guān)盲源分離的理論方法中，獨立分量分析技術(shù)（Independent Component Analysis，ICA）是其中應(yīng)用較為普遍的一種方法。

一、獨立分量分析原理與算法

1.ICA基本原理

獨立分量分析方法是盲源分離算法中的一種，它最早是由法國的Jutten和Herault提出的，后來更多的研究者對該算法進行了研究和改進。目前，ICA算法已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)信號處理、混合語音信號分離、盲源分離等方面得到應(yīng)用。

當(dāng)多個信號源同時發(fā)射信號時，每個傳感器的觀測信號是多個信號的混合，有時需要在源信號未知的情況下，對其中的一組信號進行分離提取，這就是盲源分離過程。盲源分離是指無法利用混合通道與源信號信息的情況下，從觀測信號中恢復(fù)獨立源信號的一種方法。而ICA處理的對象是是一組相互獨立統(tǒng)計的信源經(jīng)線性組合而產(chǎn)生的混合信號，最終目的是從混合信號中提取出各獨立的信號分量。ICA算法的關(guān)鍵是要找到一個線性變換，使變換后的各信號之間盡可能統(tǒng)計獨立。設(shè)為觀測值，對應(yīng)于一個維離散時間信號，且是源信號的線性組合，即

式中，、分別為觀測信號向量和源信號向量，為混合矩陣。線性ICA處理就是在獨立信號源和混合矩陣都未知的情況下，希望能夠?qū)ふ业揭粋€分解矩陣，從而從觀測信號中進行源信號分離，即

分離的結(jié)果是對源信號的良好逼近。

需要說明的是，若沒有混合矩陣和源信號的任何先驗信息，僅從觀測信號不能恢復(fù)出。一般作如下假設(shè)：源信號為相互統(tǒng)計獨立的平穩(wěn)隨機信號；det≠0，即混和矩陣為滿秩矩陣；，即傳感器數(shù)目大于或等于源信號數(shù)目。

ICA方法能夠較好地解決盲源分離問題，關(guān)鍵是建立可以度量分離結(jié)果獨立性的目標(biāo)函數(shù)及相應(yīng)的優(yōu)化算法。近年來，研究者已從不同角度提出了多種目標(biāo)函數(shù)和分離算法。本文探討了一種基于負(fù)熵（Negentropy）的判據(jù)和快速不動點算法（FastICA），該算法具有收斂速度快且解相對精確等優(yōu)勢，是目前ICA技術(shù)應(yīng)用中較常見一種方法。

2.FastICA算法

ICA模型具有非高斯性，根據(jù)中心極限定理，一隨機量如由許多相互獨立的隨機量之和組成，只要各獨立的隨機量具有有限的均值和方差，則不論各獨立隨機量為何種分布，該隨機量必接近高斯分布。對ICA過程來說，混合信號是多個獨立源信號的線性混合，故混合信號較各獨立源信號更接近高斯分布。因此可以通過對分離結(jié)果的非高斯性（或高斯性）的度量來監(jiān)測分離結(jié)果之間的相互獨立性，當(dāng)各分離結(jié)果的非高斯性達到最強（或高斯性達到最弱）時，表明已完成對各獨立分量的分離。

Hyvarinen等提出的FastICA算法，也是一種最小化估計分量信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，要求對負(fù)熵（或微熵）進行估計，利用最大熵原理來近似負(fù)熵，即

式中，為一些非負(fù)二次函數(shù)；為數(shù)學(xué)期望；為常數(shù)；為一個標(biāo)準(zhǔn)化的（即零均值單位方差的）高斯變量；假設(shè)為具有零均值單位方差的隨機變量，。

將代入式（3），得

式中為維（權(quán)）向量，并且滿足約束條件。

由式（4）可知，負(fù)熵的極大值相當(dāng)于的極大值。在滿足約束條件下，取得極大值時得到

式中是的導(dǎo)數(shù)；b為拉格朗日乘子。

利用牛頓迭代法解方程式（5），得到解，進一步得ICA遞推公式

根據(jù)迭代公式（6），可遞推求得，進而得到一分離出的獨立分量。

二、實例分析

往復(fù)注水泵是我國大多數(shù)油田注水的關(guān)鍵性設(shè)備，對于提高油田原油開采率起到重要作用。由于往復(fù)注水泵既有旋轉(zhuǎn)運動部件，又有往復(fù)運動部件，且其負(fù)載大，工況惡劣，因而動態(tài)響應(yīng)較為復(fù)雜。2011年10月，在利用機械故障診斷系統(tǒng)對某采油廠一組注水泵機組進行振動監(jiān)測時，發(fā)現(xiàn)其中一組注水泵泵體振動信號出現(xiàn)異常。其中異常兩組信號主要是由安裝在泵體上互成90°的2個加速度傳感器中采集。經(jīng)歸一化后的振動波形如圖1所示，圖2為其對應(yīng)的頻譜。觀察發(fā)現(xiàn)，Y方向的信號比較平穩(wěn)，其頻率主要為機組轉(zhuǎn)動工頻49.8Hz，相對較規(guī)則，而X方向的信號則相對比較復(fù)雜，其頻譜除工頻外，還存在77.1Hz的頻率，信號幅值隨時間不斷變化，屬于典型的非平穩(wěn)信號。

以上述兩路振動信號為混合信號，根據(jù)前面介紹的FastICA算法，利用Matlab編程語言對其進行了盲源分離處理，結(jié)果如圖3所示，圖4為其對應(yīng)的頻譜。分離結(jié)果表明，該泵體兩個方向振動信號的源信號主要有兩個，獨立源信號1是以77.1Hz為主的振幅隨時間不斷變化的非平穩(wěn)信號，獨立源信號2是以工頻為主的振幅變化不大的平穩(wěn)信號。與圖3、圖4對比表明：Y方向主要是由獨立源信號2組成，獨立源信號1在其中反映不明顯；X方向則是兩個獨立源信號的線性疊加，因此在X方向的振動頻譜中有明顯的兩個峰值存在。

通過以上分析可知，在該注水泵泵體垂直截面上存在兩個獨立的振動激勵源。獨立源信號2可以認(rèn)為主要是由機組轉(zhuǎn)子不平衡造成的以工頻為主的振動信號，而獨立源信號1的主要頻率77.1Hz既不是機組工頻的整數(shù)倍頻，也不是分?jǐn)?shù)倍頻，屬于異常頻率。如果獨立源信號1也是由泵體故障引起的，則該信號在X、Y兩個方向都會有所表現(xiàn)，然而事實并非如此，在Y方向的振動信號（圖1（b））中沒有發(fā)現(xiàn)幅值明顯變化的非平穩(wěn)的獨立源信號1，在對應(yīng)的頻譜圖2（b）也沒有明顯的77.1Hz譜值。根據(jù)上述分析，初步判定為機身某處松動，后通知廠方維修人員檢查了該機組機身安裝情況，最終發(fā)現(xiàn)是泵體某端一地腳螺栓發(fā)生松動。獨立源信號1正是由于該處松動而產(chǎn)生的X方向上非平穩(wěn)振動信號。可見，ICA算法對這兩個獨立源信號進行了完美的分離。

三、結(jié)論

利用ICA技術(shù)對石化動設(shè)備多源振動混合信號進行分離降噪處理，分離出的源信號比觀測信號包含更多和更精確的故障源信息，從而可以降低故障診斷難度，提高故障診斷的精確性。另外，ICA的降噪方法與相干平均法和小波變換等降噪方法相比，具有一定的優(yōu)勢，不管觀測信號的信噪比高低如何，即便信號被噪聲完全淹沒，只要使用合適的ICA算法，即可快速有效分離觀測信號，從而得到降噪以后的源信號信息。實驗研究表明該方法在故障診斷中是一種有效的信號預(yù)處理方法。

參考文獻：

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篇9

【關(guān)鍵詞】故障樹；建筑；法律風(fēng)險

Abstract：With the rapid development of the construction industry in our country, the law on the construction industry continuously improve, in construction enterprise happened in the legal dispute also more and more frequent, how to identify the construction enterprise construction process legal risk source establish a legal risk management system and prevention law the core issue of the disputes.For the law risk source's identity, using the fault tree, the qualitative evaluation of the legal risk source with the combination of conditional expectation triggered both subjective and objective weight, the advantages of empowerment many of the target of the analysis and evaluation, and improve the accuracy of the evaluation results. Example to prove that through the fault tree method FTA qualitative and quantitative analysis, we can be more accurate evaluation, comprehensive and detailed determine the construction enterprise legal risk source analysis to identify.

Keywords: The fault tree；Architecture；The law risk

1.引言

我國的建筑市場正在不斷的走向法制化、規(guī)范化、有序化的軌道，與之相伴的是各種各樣的相關(guān)的法律糾紛的頻繁的出現(xiàn)，加強建筑企業(yè)的法律風(fēng)險控制并分析找出重點的源頭加以排查成為了當(dāng)前的熱門話題。

故障樹模型的分析方法FTA是1961年由美國貝爾實驗室的華生(H．A．Watson)和漢塞爾(D．F．Hansl)首先提出的，并用于“民兵”導(dǎo)彈的發(fā)射系統(tǒng)控制。此后，許多人對故障樹分析的理論與應(yīng)用進行了研究。目前丌A是公認(rèn)的對復(fù)雜系統(tǒng)進行安全性、可靠性分析的一種好方法，在航空、航天、核化工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用【1】。故障樹分析評價法師系統(tǒng)安全分析的主要方法之一，可以定性定量的對系統(tǒng)進行分析，它可以被用來鑒別系統(tǒng)中的潛在的弱點和導(dǎo)致出現(xiàn)風(fēng)險的最可能因素，是一種逐步演繹分析，也可以作為一種很有價值的設(shè)計或是診斷工具[2]。

2.風(fēng)險故障樹分析評價模型

2.1 故障樹FTA工作流程

故障樹FTA工作流程如圖1所示：

2.2 故障樹結(jié)構(gòu)分析奇函數(shù)構(gòu)造

設(shè)Xi表示底事件的狀態(tài)變量，僅取0和1兩種狀態(tài)。

Φ表示頂事件的狀態(tài)變量，也僅取0和1兩種狀態(tài)，則有：

故障樹中各基本事件對頂上事件影響程度不同。結(jié)構(gòu)重要度分析是分析基本事件對頂上事件的影響程度，它是為改進系統(tǒng)安全性提供信息的重要手段。結(jié)構(gòu)重要度判斷方法一般利用最小割集分析判斷方法。

對故障樹進行定量的計算可以通過底事件發(fā)生的概率直接求頂事件發(fā)生的概率，也可利用最小割集求頂事件發(fā)生的概率(分精確解法和近似解法)等。該文章用如下公式計算：

上式中：Xi―基本事件；qi ―基本事件發(fā)生概率。

得出頂端事件發(fā)生概率后，可用以下公式計算出底端事件關(guān)鍵重要度，底端事件關(guān)鍵重要度越大說明對頂端事件影響越大。

3.施工企業(yè)法律糾紛發(fā)生的形式及原因

3.1 施工企業(yè)法律糾紛發(fā)生的形式

通過對上海某施工企業(yè)進行實際調(diào)查，并通過訪談和調(diào)查問卷分析，得出已發(fā)生法律風(fēng)險的風(fēng)險源頭，并通過專家打分評價的方法對其發(fā)生概率進行了統(tǒng)計，如下表1所示：

3.2 法律風(fēng)險故障模型建立及定性分析

施工企業(yè)法律風(fēng)險故障樹模型如圖2所示：

圖2中字母所代表的含義如下：

X1：勘察、設(shè)計及施工等圖紙問題

X2：手續(xù)（單位資質(zhì)、施工許可等）齊全問題

X3：社會周邊關(guān)系（拆遷、周邊關(guān)系等）處理問題

X4：合同執(zhí)行問題

X5：施工過程中質(zhì)量問題

X6：施工過程中安全問題

X7：施工過程中不可抗力等

X8：竣工驗收中質(zhì)量糾紛

X9：竣工驗收中工期糾紛

X10：竣工驗收中費用糾紛

X11：系統(tǒng)風(fēng)險預(yù)警機制不完善

X12：事先未考慮沒有應(yīng)急預(yù)案

X13：未足夠的重視采取相應(yīng)處理措施

X14：風(fēng)險控制措施不當(dāng)

定性分析計算，對施工法律風(fēng)險進行FTA分析，首先運用布爾代數(shù)法簡化計算：

（4）

通過以上計算分析得出該故障樹的最小割集共3*4*3*4=144個，得出，該施工企業(yè)法律風(fēng)險發(fā)生的潛在因素共144個。

根據(jù)式（1）、（2）、（4）可以計算出頂端事件發(fā)生的概率P(T)：

根據(jù)上面公式（3）可以計算出各底事件的關(guān)鍵重要度，如下所示：

由上計算可以得出建立施工企業(yè)法律風(fēng)險機制的關(guān)鍵重要度最大，想要有效的控制施工企業(yè)的法律風(fēng)險最終的的關(guān)鍵部位是建立切實可靠的風(fēng)險預(yù)警機制。

4.結(jié)語

目前，對于建筑施工企業(yè)領(lǐng)域的法律風(fēng)險控制研究的相對較少，建筑企業(yè)發(fā)生法律糾紛，不僅對自身的企業(yè)效益影響巨大，而且?guī)頍o法估量的無形損失，該文章通過故障樹FTA法分析找出企業(yè)自身關(guān)于法律風(fēng)險控制存在的不足，確定引起法律糾紛風(fēng)險的關(guān)鍵部位和重點部位加以控制和預(yù)警，并對薄弱的環(huán)節(jié)進行控制和風(fēng)險規(guī)避，減少施工企業(yè)法律糾紛風(fēng)險的存在和威脅，對建筑施工企業(yè)有積極的作用，值得進一步的加以推廣利用。

參考文獻：

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篇10

1概述

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的電力設(shè)施越來越完善。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電力變壓器的單機容量和安裝容量隨之不斷增加，電壓等級也在不斷地提高。近年來，電力變壓器雖然由于材料的改進、設(shè)計方法和制造技術(shù)的提高，運行可靠率有所提高，但仍會發(fā)生料想不到的事故。造成變壓器故障的原因主要包括以下幾個方面：

（1）設(shè)計不合理、制造質(zhì)量不良、運輸安裝缺陷造成變壓器發(fā)生故障；

（2）運行和維護不當(dāng)；

（3）異常電壓；

（4）絕緣老化。這一方面是由于絕緣材料的自然老化而造成的;另一方面，當(dāng)變壓器過負(fù)荷運行或內(nèi)部出現(xiàn)某些異常(如局部放電、局部過熱等)時，將會加速變壓器絕緣材料的老化，從而引發(fā)故障；

（5）自然災(zāi)害、小動物事故等。

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，而油浸電力變壓器又是目前使用最多、最廣的的電力變壓器，它的故障對電力系統(tǒng)和用戶造成重大的危害和影響。因此，減少和預(yù)防油浸式電力變壓器故障具有重要意義。

2變壓器故障的種類

油浸式電力變壓器的故障常被分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。故障可能發(fā)生在鐵芯、繞組、引線、分接開關(guān)、套管及附屬設(shè)備等各個部件的不同部位。變壓器故障可能是大范圍的、整體性的，也可能是局部性的。就性質(zhì)而言變壓器故障可以分為機械故障、熱故障、和電故障。機械故障包括振動、導(dǎo)線斷股、繞組變形、墊塊松動、瓷套損傷等。熱故障通常為變壓器內(nèi)部局部過熱、溫度升高。電故障通常指變壓器內(nèi)部在高電場強度的作用下，造成絕緣性能下降或劣化的故障。對變壓器故障科學(xué)的分類，有助于我們對變壓器故障的產(chǎn)生和發(fā)展的原因進行有效的分析，有助于我們對變壓器故障的診斷與定位。但是變壓器故障的產(chǎn)生和發(fā)展是一個非常復(fù)雜的過程，故障的性質(zhì)和類別也不盡相同，有的表現(xiàn)為熱故障，有的則表現(xiàn)為電故障，有的則反映過熱故障同時又存在電故障。這些故障可能互相影響、轉(zhuǎn)化使故障惡化。

3分析變壓器故障的作用和方法

3.1分析變壓器故障的作用

運行中的變壓器發(fā)生不同程度的故障時，會產(chǎn)生異?，F(xiàn)象或信息。故障分析就是收集變壓器的異常現(xiàn)象或信息，根據(jù)這些現(xiàn)象或信息進行分析，從而判斷故障的類型、嚴(yán)重程度和部位。應(yīng)視不同情況進行處理：嚴(yán)重的可造成惡性事故，使保護動作，將變壓器從電力系統(tǒng)切除；有些故障雖不會使保護動作，但繼續(xù)運行將可能造成嚴(yán)重后果，運行人員應(yīng)盡快使變壓器退出運行；有些故障雖不太嚴(yán)重，但應(yīng)進行密切監(jiān)視，在必要時安排檢修；有些輕微的故障，還可以繼續(xù)運行，運行中應(yīng)加強監(jiān)視，觀察故障的變化情況。從而對癥下藥，防止變壓器的損壞，延長變壓器的檢修周期，提高電力系統(tǒng)運行可靠性，減少損失。此外，故障分析還可能發(fā)現(xiàn)一些運行中的問題和產(chǎn)品質(zhì)量問題，分別為改進運行維護措施和改進設(shè)計制造工藝提供了依據(jù)。

3.2檢測變壓器故障的方法

檢測、診斷變壓器故障的方法有很多，歸納起來可分為三大類: 直觀檢查、物理化學(xué)方法、非破壞性電氣試驗。

3.2.1直觀檢查

包括外觀檢查和必要時吊罩進行內(nèi)部直觀檢查，可以發(fā)現(xiàn)人們能看到或感到的故障。外觀檢查包括觀察變壓器是否有震動、異響、氣味異常、變色，瓷套管表面是否出現(xiàn)規(guī)律、外傷和放電痕跡，油溫計、繞組油溫計、油位計的讀數(shù)是否正常。但是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象時，變壓器的故障往往已經(jīng)發(fā)展到了比較嚴(yán)重的程度。需要馬上安排停電檢修。

3.2.2物理化學(xué)方法

根據(jù)故障時所表現(xiàn)的特征，通過物理、化學(xué)分析來發(fā)現(xiàn)故障。例如，用油色譜分析法來發(fā)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)熱及放電故障，用紅外熱成像法來發(fā)現(xiàn)熱故障等。

3.2.2.1油色譜分析法

油色譜分析法的全稱是油中氣體氣相色譜分析法，對發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效，這已為大量故障診斷的實踐所證明。

油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度而變化，在特定溫度下，往往有某一種氣體的產(chǎn)氣率會出現(xiàn)最大值；隨著溫度升高，產(chǎn)氣率最大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對應(yīng)的關(guān)系。而局部過熱、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中產(chǎn)生故障特征氣體的主要原因。變壓器在正常運行狀態(tài)下，由于油和固體絕緣會逐漸老化、變質(zhì)，并分解出極少量的氣體(主要包括氫H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多種氣體)。

這些氣體大部分溶解在絕緣油中，油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質(zhì)及程度直接有關(guān)。因此在設(shè)備運行過程中，按周期測量溶解于油中的氣體成分和含量，對于及早發(fā)現(xiàn)充油電力設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障有非常重要的意義和現(xiàn)實的成效。

3.2.2.2紅外熱成像法

紅外熱成像技術(shù)是隨著近代光電技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一門新興技術(shù)，其主要原理是任何高于絕對零度的物體都會因其自身的分子運動而向外輻射出紅外線。當(dāng)紅外線從物體向外輻射時必然和能量同時發(fā)射，則必然載有物體的溫度特征信息。紅外熱成像技術(shù)因此可以測量各種被測物的溫度高低和熱場的分布。紅外熱成像法主要是通過發(fā)熱點與周圍、同一設(shè)備的不同相別的同一位置、同型號設(shè)備的同一位置、歷史記錄等對比來判斷變壓器是否存在過熱型故障。因為變壓器的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，附件多，產(chǎn)生的過熱故障的種類也多種多樣。

3.2.3電氣試驗

通過電氣試驗可以發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣內(nèi)部的缺陷和故障，也可以發(fā)現(xiàn)其他類型的故障。下面簡單的論述一下常用的電氣試驗方法。

測量繞組的直流電阻

測量繞組的直流電阻在變壓器的所有試驗項目中是一項較為方便而有效的考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗，它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷股、分接開關(guān)接觸狀態(tài)以及導(dǎo)線電阻的差異和接頭接觸不良等缺陷故障，也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開關(guān)檔位是否正確的有效手段。長期以來，繞組直流電阻的測量一直被認(rèn)為是考查變壓器縱絕緣的主要手段之一。

測量電壓比

測量電壓比可以發(fā)現(xiàn)繞組間和匝間是否有短路故障

3．空載試驗

空載試驗可以發(fā)現(xiàn)繞組的短路故障。在設(shè)備交接投運是進行該試驗，可以及時發(fā)現(xiàn)在出廠、運輸、安裝中產(chǎn)生的缺陷。若空載電流比出廠試驗有明顯增加或各相的空載損耗有差別，則可判斷繞組有短路故障?？蛰d損耗增加而空載電流增加不明顯，也可能存在鐵芯絕緣故障。

4.測量繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)

測量繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)，能夠有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，套管表面受潮或污穢，以及貫穿性的集中性缺陷，如瓷件破裂、引線接殼、器身內(nèi)有金屬接地等缺陷。

5.測量繞組連同套管的直流泄漏電流

泄漏電流試驗的原理與絕緣電阻試驗相試，只是試驗電壓較高，用微安表監(jiān)視，測量靈敏度更高。實踐證明泄漏電流試驗除了可以發(fā)現(xiàn)絕緣受潮外還能有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的局部缺陷和弱點，如變壓器套管密封不好進水，高壓套管有裂紋等。

6.測量繞組連同套管一起的介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ

測量tgδ對于判斷變壓器絕緣老化、受潮等整體狀況有一定作用，但對發(fā)現(xiàn)局部受潮等缺陷作用不明顯。

7. 進行繞組連同套管的交流耐壓試驗

交流耐壓試驗是直接變壓器的絕緣強度進行考驗，對發(fā)現(xiàn)變壓器主絕緣的局部缺陷十分有效。

8.測量鐵芯（有外引接地線的）的絕緣電阻

鐵芯和夾件必須一點接地。若不接地，便產(chǎn)生懸浮電位，使絕緣放電。若再產(chǎn)生一點及以上接地，則接地點間會形成環(huán)流，產(chǎn)生局部過熱，燒損鐵芯。所以必須保證鐵芯和夾件對地絕緣良好，要定期測量。

總結(jié)

由于變壓器故障類型眾多，原因復(fù)雜，故障類型還可能轉(zhuǎn)化，對變壓器故障的綜合判斷，還必須結(jié)合變壓器的運行情況、歷史數(shù)據(jù)、故障特征，通過采取針對性的色譜分析及多項電氣檢測手段等各種有效的方法和途徑，科學(xué)而有序地對故障進行綜合分析。才能準(zhǔn)確的判斷出故障的類型、程度、部位和原因，做出合適的處理。

【參考文獻】

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