控制与保护开关电器辅助模块模糊故障树分析

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1、《电气自动化}2011年第33卷第4期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation控制与保护开关电器辅助模块模糊故障树分析章敏娟郭其一(同济大学电气工程系，上海200331)摘要：以控制与保护开关电器的辅助模块为例，利用模糊故障树方法进行了可靠性分析。简要介绍了该辅助模块的基本结构与功能，通过FMEA及FTA方法得到该模块的故障模式并完成故障树的建造，引入三角模糊数对故障树进行定量分析及重要度计算，结果证明模糊故障树方法相比传统故障树分析结果具有更高的参考及应用价值，且适用于该类低压电器的可靠性分析。关键词：模糊故障树重要度辅助模块

2、可靠性[中图分类号]TM56；TM52[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2011)04—0028—04FuzzyFaultTreeAnalysisofCPS’SAuxiliaryModuleZhangMi~uanGuoQiyi(ElectricalEngineering，TongfiUnive~ity，Shanghai200331，China)Abstract：AnfuzzyfaulttreeanalysisforauxiliarymodulesofControlandProtectiveSwitchingdevicewaspropos

3、ed．ThefaulttreewasestablishedwithFMEAandVIAapproaches．Employedtriangularfuzzynumberstodescribethefaultprobabilityofthebasiceventsandfinishedthequantitativeanalysisandimportanceanaly8isofFTA．Theresultshowsfuzzy—VIAissuitableforsuchlow—voltagedevices’reliabilityanalysis．Keywords：

4、fuzzyfaulttreeanalysisimportanceauxiliarymodulereliability0引言电路发生短路故障的警示，见图4。(4)备妥信号触头——当主体内部线圈控制电路连通，即低压开关电器在完成对线路的各种控制与保护功能的同时可通过远程自动控制的方法实现对主体工作状态控制时，带动备也须提供各种控制及报警信号以实现对电器本身及线路工作状妥信号推杆使备妥信号触头闭合，见图4。态的指示及远程控制，因此辅助信号的正常工作值得关注。现有低压电器可靠性工作仅关注电器主体，而产品质量反馈数据显示辅助模块是故障较为多发的一个部件，开展辅

5、助模块的可靠性研究也是十分重要的。在采用传动故障树方法进行定量分析时，一般将故障树各底事件发生概率视为精确值。但在实际工程情况中，对于高可靠性的系统相关概率值较难取得，并且故障的发生概率往往会因为随机事件、人为或环境因素的参与而存在一定程度的不确定性和模糊性。为避免上述问题，本文以控制与保护开关电器的辅助模块为例，结合模糊数完成故障树定量分析并求取图2辅助触头示意图重要度，完成对该模块的可靠性分析。1辅助模块组成及功能控制与保护开关电器侧挂辅助模块以实现各种工作状态、故障信号的指示及电路控制功能，见图1。主要由以下四大信号模块组成：(1)辅助触头模块

6、——由多对电气上分开的常开闭触头通过电路连接于主电路触头实现联动，通过触头从常开／闭状态转图3故障信号模块图4短路／备妥信号模块换为常闭／开状态实现对主电路的电气控制及指示功能，见图2。(2)故障信号模块——当主电路发生的过载、过流、断相及2辅助模块的故障模式分析及故障树建立短路故障时，主体动作带动故障信号转轮使故障报警触头闭合连2．1辅助模块的故障模式及影响分析通故障信号灯线路，对故障做出警示，见图3。故障模式及影响分析(FaultModeEfectAnalysis，简称(3)短路信号模块——当主电路发生短路故障时，主体动FMEA)，它以产品的元件

7、、零件或系统为分析对象，通过对逻辑作带动短路推杆使连通短路信号报警电路的触头闭合，实现对主分析结构元件或零件在生产、装配及使用中可能发生的问题及各问题的潜在原因进行比较全面的定性分析，以求在设计阶段就消收稿日期：2010—12—29除可能导致严重后果的故障隐患，提高产品质量和可靠性。《电气自动化》2011年第33卷第4期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation结合辅助模块原理图、设计图纸及现场技术员的经验资料对表5备妥信号模块FMEA分析模块进行FMEA分析后得到FMEA表，见表1—6。表1辅助模块FMEA分析。以典型的F212

8、辅助模块为分析对象可靠性工作内容功能潜在失效模式潜在失效后果表7辅助触头F1VIEA分析系统模块功能潜在失效