Передача, распределение и накопление электроэнергии

Расчет надёжности оптических соединителей

18 января 2017 г. в 10:31

Расчёты надежности для разрабатываемых вновь изделий обычно основываются на результатах исследовательских испытаний. В связи с этим возможна только ориентировочная оценка характеристик интенсивности отказов для разрабатываемых оптических компонентов, произведённая на основе их сопоставления с существующими аналогами, для которых доступны справочные данные. Поэтому произведем оценку надежности, для аналогов разрабатываемых вновь оптических соединителей. Оценка производится с использованием справочников по надежности [1] и работы А.Н. Чеканова [2].

Необходимые данные для расчетов были взяты из свободных источников [3-5].

Известно, что разрабатываемое изделие по характеристикам надежности аналогично сборке из следующих компонентов:

  1. Кабель оптический ОК-БС01-1Е-1,0 ТУ16-705.287;
  2. Оптический соединитель ОС-РС01/1-1/0 ФТЯИ.203733.001ТУ;
  3. Оптический соединитель ОС-РБ01/1-1/0 РФЗ.906.019ТУ.

Расчёт интенсивности отказов кабеля оптического ОК-БС01-1Е-1,0 ТУ16-705.287 производится по формуле:

Расчёт интенсивности отказов кабеля оптических соединителей ОС-РС01/1-1/0 ФТЯИ.203733.001ТУ и ОС-РБ01/1-1/0 РФЗ.906.019ТУ производится по формуле:

Определения коэффициентов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Условное обозначение Размерность Определение
λб1 (λб.с.г1)

1/ч.м

Базовая интенсивность отказов оптических волокон в процессе их наработки, отнесенная к 1м длины типа (группы) кабеля
λб2 (λб.с.г2)

1/пер.м

Базовая интенсивность внезапных отказов оптических волокон в составе оптических кабелей в процессе их многократных перемоток, отнесенная к 1м длины типа (группы) кабеля
λб3 (λб.с.г3)

1/ч.м

Базовая интенсивность внезапных отказов конструкции кабелей в процессе их наработки, отнесенная к 1м длины типа (группы) кабеля
λб4 (λб.с.г4)

1/пер.м

Базовая интенсивность внезапных отказов конструкции кабелей в процессе их многократных перемоток, отнесенная к 1м длины типа (группы) кабеля
λб5 (λб.с.г5)

1/ч

Базовая интенсивность постепенных отказов типов (групп) оптических кабелей в процессе их наработки
λб6 (λб.с.г6)

1/ч.пол

Базовая интенсивность постепенных отказов типов (групп) оптических соединителей в процессе их наработки, отнесенная к одному полюсу
λб7 (λб.с.г7)

1/сочл. пол

Базовая интенсивность постепенных отказов типов (групп) оптических соединителей в процессе их многократных сочленений и расчленений, отнесенная к одному полюсу
λб8 (λб.с.г8)

1/сочл

Базовая интенсивность внезапных отказов конструкции типов (групп) оптических соединителей в процессе их многократных сочленений и расчленений
λб9 (λб.с.г9)

1/ч

Базовая интенсивность отказов типов (групп) компонентов в процессе их наработки
λб10 (λб.с.г10)

1/сраб

Базовая интенсивность внезапных отказов конструкции типов (групп) оптических переключателей в процессе их многократных переключений
λб11 (λб.с.г11)

1/сраб. пол

Базовая интенсивность постепенных отказов типов (групп) оптических переключателей в процессе их многократных переключений, отнесенная к одному полюсу
λб12 (λб.с.г12)

1/ч

Базовая интенсивность отказов типов (групп) оптических переключателей в процессе их наработки
КТ1 Температурный коэффициент скорости деградации статической механической прочности оптических волокон
КТ2 Температурный коэффициент изменения динамической механической прочности оптических волокон и оболочек кабеля
КТ3 Температурный коэффициент скорости деградации свойств защитных и упрочняющих элементов конструкции кабеля
КТ4 Температурный коэффициент скорости изменения изгибостойкости защитных оболочек кабеля
КТ5 Температурный коэффициент скорости деструкции клеевых составов в конструкции оптических соединителей
КТ6 Коэффициент, характеризующий отношение величины интенсивности отказов изделий при эквивалентной рабочей температуре к базовой интенсивности отказов
ККГ1 Коэффициент критерия годности оптических кабелей по величине коэффициента затухания
ККГ2 Коэффициент критерия годности оптических соединителей и переключателей по величине вносимого затухания
Кm Коэффициент полюсности оптических соединителей, ответвителей и переключателей
КN Коэффициент, характеризующий относительное приращение вносимого затухания в соединителях (переключателях) при многократных сочленениях (переключениях)
КR Коэффициент пропорциональности между интенсивностью обрывов оптических волокон и радиусом их изгиба
КЭ Коэффициент жесткости условий эксплуатации для различных групп компонентов

m

шт

Количество оптических волокон в кабеле или оптических полюсов в соединителях, ответвителях и переключателях

(N/t)

Среднее значение количества сочленений (перемоток, переключений и т.д.) изделий в единицу времени их эксплуатации
Lвыв

м

Длина оптических волокон в монтажном пространстве соединителей при типовой заделке в них оптических кабелей

м

Длина оптического кабеля

Значения температурных коэффициентов КТ1, КТ3, КТ5, КТ6 определяются по формуле:

где КЕ — коэффициент, зависящий от энергии активации процессов деградации, определяемый по таблице 2 (в числителе указано значение КЕ для защитных оболочек волокон, в знаменателе — для защитных оболочек кабелей); Тэкв — эквивалентная температура эксплуатации компонентов, К.

Значения Тэкв определяются по выражениям:

где ti — суммарный интервал времени работы компонента при температуре Тi; Тмакс — максимальная температура эксплуатации, К; tТмакс — суммарный интервал времени работы компонента при максимальной температуре эксплуатации.

Таблица 2

Группа (подгруппа), тип компонента КЕ
Оптический кабель ОК-БС01 18,6 103

8,05 103

Оптические соединители, ответвители, разветвители и переключатели 10,5·103

Величина критерия годности КГ1 для определения значений коэффициента критерия годности ККГ1 рассчитывается следующим образом:

где d пред. доп. — предельно допустимое значение коэффициента затухания в оптическом кабеле, при котором еще обеспечивается функционирование ВОСП; КТ7 — температурный коэффициент, характеризующий максимально обратимые изменения коэффициента затухания в оптическом кабеле в диапазоне отрицательных рабочих температур, значения которого приведены в [3-5].

Аналогичным образом производим расчет для остальных двух оптических соединителей ОС-РС01/1-1/0 ФТЯИ.203733.001ТУ и ОС-РБ01/1-1/0 РФЗ.906.019ТУ

Так как отказ одного из элементов ведёт к отказу изделия, считается, что они включены последовательно. Тогда суммарная интенсивность отказов сборки равна:

Средняя наработка на отказ есть:

Согласно результатам расчётов суммарная интенсивность отказов сборки—аналога при 25 °С:

Время наработки до отказа при 25 °С:

Суммарная интенсивность отказов сборки—аналога при 60 °С:

Время наработки до отказа при 60 °С:

При необходимости повышения времени наработки возможно усиление конструкции и применение дополнительных средств защиты, однако для большинства применений достаточно полученных значений надежности.

Список использованной литературы:

  1. Справочник «Надежность электрорадиоизделий». Мытищи: 22 ЦНИИИ Минобороны России, 2002. 620 с.
  2. Чеканов А.Н. Расчет надежности радиоэлектронной аппаратуры. М.: КноРус, 2012. 440 с.
  3. Цуканов В.Н., Яковлев М.Я. Волоконно-оптическая техника. Практическое руководство. М.: Инфра-Инженерия, 2014. 304 с.
  4. Шарварко В. Г. Волоконно-оптические линии связи. Учебное пособие. Таганрог: Издательство ТРТУ, 2006. 170 с.
  5. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика. Теория и практика. М.: Кудиц-Образ, 2006. 320 с.

© Михайлов А.Л., Алексеев В.Н., Иваненко В.А., 2016

Источник: Международный научный журнал «Символ науки» №11-3/2016

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

АО «НПО «Каскад» — одно из самых заметных на отечественном рынке научно- производственных предприятий электротехнической отрасли; более четверти века разрабатывает и создает наукоемкую продукцию для различных областей народного хозяйства. Предприятие располагается в г. Чебоксарах. Со времени своего основания в 1991 году компания главным образом специализируется на разработках и выпуске НКУ: разнотипных разъемов и соединителей, шинодержателей, изоляторов, МВЭ, КОВЭ, аксессуаров и…
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Разъединители врубные серии Р

СЭМЗ «Электродеталь» выпускает и продает разъединители (рубильники) Р-43 Р-63 Р-103 Качество изделий и заявленных технических характеристик подтверждено сертификатами соответствия . Разъединители зарекомендовали себя как надежные, простые в конструкции, имеющие видимый разрыв всех контактных групп, ремонтнопригодные аппараты. Разъединители имеют патентную защиту.
Герасимова Ольга · ООО СЭМЗ "ЭЛЕКТРОДЕТАЛЬ" · 21 февраля · Россия · Саратовская обл
Разъединители врубные серии Р

ПРОДАМ: Вакуумный реклоузер (апс)-35 Кв.

Все электротехническое оборудование поставляется в полной готовности, пройдя монтаж, наладку и испытания в заводских условиях. Продукция компании отвечает всем современным стандартам качества и требованиям безопасности. Эталонное качество продукции завода подтверждается одобрением государственных надзорных органов, признанием экспертов и доверием наших заказчиков. Основная продукция: трансформаторная подстанция наружного исполнения КТПН , различной мощности и исполнения, как с одним , так и с двумя силовыми трансформаторами. Укомплектуем по вашему требованию. Доставим в любой регион! Пункт секционирования ПСС реклоузер Камера одностороннего обслуживания КСО, КРУН Пункт учета по высокой стороне ПКУ Ячейка карьерная ЯКНО. Установка прогрева бетона (ктпто-80) Камера (ксо,) шкафы (що-70) Ячейки (крун, якно) Трансформатор, тм, тмз, тмф, тмг (в наличии) А так же камера КСО, щкаф ЩО, ПКУ пункт учета, АПС реклоузер, КРУН, ЯКНО Короткие сроки поставки Система скидок Доставка
Гаврилов Александр · transformator-21.ru · Сегодня · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Вакуумный реклоузер (апс)-35 Кв.

ПРОДАМ: Опоры освещения НФ-4, завод Уралдорсвет

Фланцевая конструкция опоры НФ-4 используется для установки светового оборудования в разных районах и населенных пунктах. Основное отличие этих опор заключается в том, что они предназначены для подвода кабельной системы внутри и не позволяют подвесить СИП. Несмотря на это ограничение, такие опоры широко распространены благодаря своей надежности и устойчивости. Они способны выдерживать постоянное, включая агрессивное, воздействие внешней среды и защищать прокладку кабеля, которая находится внутри их полой части. Заказать такую опору можно на заводе Уралдорсвет в Екатеринбурге. Опоры можно эксплуатировать при ветровых нагрузках до четвертой степени.
Опоры освещения НФ-4, завод Уралдорсвет

ПРОДАМ: Датчик А-10 в Москве

Простой и надежный способ измерения в области исследований и разработок. Характеристики: Измерительные диапазоны от 0 ... 0,6 бар до 0 ... 1 000 бар. „„ Нелинейность 0,25 % или 0,5 % „„ Выход: 4 ... 20 мА, DC 0 … 10 В, DC 0 … 5 В и др. „„ Электрическое подключение: угловой разъем форма A и C, разъем M12 x 1, кабельный вывод 2 м „„ Присоединение к процессу G ¼ A DIN 3852-E, ¼ NPT и другие. Датчик А-10 в Москве. Преобразователь давления для общепромышленных применений, модель А-10.
Карпенко Сергей · МТД проект · Вчера · Россия · г Москва
Датчик А-10 в Москве

ПРОДАМ: Парковый светильник LV-PARK Ledvizor

Выбрал работу в парке В LV-PARK использовано несколько новых технологий. Главная из них — линзы из оптического силикона. Этот материал устойчив к экстремальным температурам, не желтеет со временем и абсолютно вандалоустойчив — линзы не разобьются, если в них чем-нибудь кинуть. Небольшая мощность и привлекательный внешний вид делают LV-PARK оптимальным решением при освещении парков, тротуаров, велосипедных дорожек.
Коммерческий отдел · Ледвизор · Вчера · Россия · Красноярский край
Парковый светильник LV-PARK Ledvizor
Завод производит широкий спектр электротехнического оборудования: - силовые трансформаторы: сухие и масляные; - комплектные трансформаторные подстанции; - многоцелевые трансформаторы; - измерительные трансформаторы тока; - устройства катодной защиты подземных металлоконструкций.