МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Номенклатура показателей надежности и функциональной безопасности

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ), Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ОАО «НИИАС») и Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр ТРАНСПРОЕКТ» (ООО «НТЦ ТРАНСПРОЕКТ»)

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 «Железнодорожный транспорт»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. № 91-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Россгаидар!

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2016 г. № 1682-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33947-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2017 г.

5    Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 55444-2013

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Введение

Представленную в настоящем стандарте номенклатуру показателей надежности и функциональной безопасности используют для принятия решений по управлению объектами железнодорожного электроснабжения в целом, без деления их на составляющие устройства и элементы.

Ill

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Номенклатура показателей надежности и функциональной безопасности

Railway power supply.

Nomenclature of dependability and functional safety indices

Дата введения — 2017—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на объекты железнодорожного электроснабжения и устанавливает для них номенклатуру показателей надежности и функциональной безопасности.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 18322-78 Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения

ГОСТ 32192-2013 Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 32895-2014 Электрификация и электроснабжение железных дорог. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарт ы» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 18322, ГОСТ 32192, ГОСТ 32895, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    вероятность безопасной работы (объекта железнодорожного электроснабжения): Вероятность того, что в пределах заданной наработки опасный отказ объекта железнодорожного электроснабжения не возникнет.

3.2    вероятность безотказной работы (объекта железнодорожного электроснабжения): Вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта железнодорожного электроснабжения не возникнет.

3.3    вероятность опасного отказа (объекта железнодорожного электроснабжения): Вероятность того, что в пределах заданной наработки объекта железнодорожного электроснабжения возникнет хотя бы один опасный отказ.

Издание официальное

3.4    вероятность отказа (объекта железнодорожного электроснабжения): Вероятность того, что в пределах заданной наработки возникнет отказ объекта железнодорожного электроснабжения определенного вида.

3.5    среднее время возврата к безопасному состоянию (объекта железнодорожного электроснабжения): Среднее время до восстановления объекта железнодорожного электроснабжения после опасного отказа.

3.6    гамма-процентный ресурс (объекта железнодорожного электроснабжения): Ресурс объекта железнодорожного электроснабжения, в течение которого объект железнодорожного электроснабжения не достигнет предельного состояния с вероятностью, выраженной в процентах.

3.7    гамма-процентный срок службы (объекта железнодорожного электроснабжения): Срок службы, в течение которого объект железнодорожного электроснабжения не достигнет предельного состояния с вероятностью, выраженной в процентах.

3.8    железнодорожное электроснабжение: Подсистема инфраструктуры железнодорожного транспорта, включающая в себя комплекс технических сооружений и устройств, обеспечивающих электроснабжение потребляющих электроэнергию подсистем инфраструктуры железнодорожного транспорта, а также электроснабжение тягового подвижного состава на электрифицированных железных дорогах.

Примечание — Термин приведен в соответствии с национальными стандартами и нормативными документам. действующими на территории государства, принявшего стандарт

3.9    интенсивность опасных отказов (объекта железнодорожного электроснабжения):

Условная плотность вероятности возникновения опасного отказа объекта железнодорожного электроснабжения. определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени опасный отказ не возник.

3.10    интенсивность предотказов (объекта железнодорожного электроснабжения): Отношение числа предотказов объекта железнодорожного электроснабжения за его наработку к значению этой наработки.

3.11    коэффициент простоя (объекта железнодорожного электроснабжения): Вероятность того, что в произвольный момент времени возникла задержка поездов вследствие перехода объекта железнодорожного электроснабжения в неработоспособное состояние, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта железнодорожного электроснабжения по назначению не предусматривается.

3.12    коэффициент технической готовности (объекта железнодорожного электроснабжения): Отношение времени нахождения объекта железнодорожного электроснабжения в работоспособном состоянии к общей продолжительности эксплуатации в заданном интервале времени, включая все виды технического обслуживания и ремонта.

3.13    объект железнодорожного электроснабжения: Устройства, оборудование, сооружения и строения специального назначения, обеспечивающие функционирование подсистемы железнодорожного электроснабжения, или их совокупность.

Примечание — К объектам железнодорожного электроснабжения относят:

-    тяговые и трансформаторные подстанции;

-    контактную сеть;

-    линейные устройства системы тягового железнодорожного электроснабжения.

-    линии электропередачи для электроснабжения нетяговых железнодорожных потреби телей.

3.14    опасный отказ (объекта железнодорожного электроснабжения): Отказ объекта железнодорожного электроснабжения, вследствие которого возникает риск причинения вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических и юридических лиц. государственному и муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни и здоровью животных и растений, превышающий допустимый уровень риска.

3.15    параметр потока отказов (объекта железнодорожного электроснабжения): Отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта железнодорожного электроснабжения за достаточно малую его наработку к значению этой наработки.

3.16    предотказ (объекта железнодорожного электроснабжения): Событие, при котором объект железнодорожного электроснабжения переходит в предотказное состояние.

В Российской Федерации действует Технический регламент ТР ТС 003/2011 «О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта», утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. N0 710.

2

ГОСТ 33947-2016

Примечание — Под предотказным состоянием объекта железнодорожною электроснабжения понимают неисправное состояние, при котором вероятность перехода объекта железнодорожною электроснабжения в неработоспособное состояние не превышает допустимого значения.

3.17    среднее время до восстановления (объекта железнодорожного электроснабжения):

Математическое ожидание интервала времени от момента отказа объекта железнодорожного электроснабжения до момента восстановления его работоспособного состояния.

3.18    среднее время контроля функционирования (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание времени, затраченного на выполнение действий для подтверждения возможности выполнения объектом железнодорожного электроснабжения части или всех предусмотренных техническими требованиями функций после устранения неисправности.

3.19    среднее время простоя (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание продолжительности неработоспособного состояния объекта железнодорожного электроснабжения из-за возникновения его отказов и нахождения его на планово-предупредительном техническом обслуживании и плановом ремонте.

3.20    средний ресурс (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание ресурса объекта железнодорожного электроснабжения.

3.21    средний срок службы (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание срока службы объекта железнодорожного электроснабжения.

3.22    средняя наработка до опасного отказа (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание наработки объекта железнодорожного электроснабжения до первого опасного отказа.

3.23    средняя наработка между видами планово-предупредительного технического обслуживания (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание наработки между действиями планово-предупредительного технического обслуживания объекта железнодорожного электроснабжения.

3.24    средняя наработка между видами планового ремонта (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание наработки между действиями планового ремонта объекта железнодорожного электроснабжения.

3.25    средняя наработка на отказ (объекта железнодорожного электроснабжения): Отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта железнодорожного электроснабжения к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.

3.26    средняя продолжительность ремонта (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание продолжительности ремонта объекта железнодорожного электроснабжения данного вида за наработку или определенный период эксплуатации.

3.27    средняя продолжительность технического обслуживания (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание продолжительности технического обслуживания объекта железнодорожного электроснабжения данного вида за наработку или определенный период эксплуатации.

3.28    средняя трудоемкость ремонта (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание трудоемкости одного ремонта объекта железнодорожного электроснабжения данного вида за определенные период эксплуатации или наработку.

3.29    средняя трудоемкость технического обслуживания (объекта железнодорожного электроснабжения): Математическое ожидание трудоемкости одного технического обслуживания объекта железнодорожного электроснабжения данного вида за определенные период эксплуатации или наработку.

3.30

3

4    Общие положения

4.1    Надежность объектов железнодорожного электроснабжения характеризует их способность обеспечивать в расчетных режимах преобразование, распределение и/или передачу электрической энергии тяговым и нетяговым потребителям железнодорожного транспорта в требуемом количестве и нормируемого качества.

Функциональная безопасность объектов железнодорожного электроснабжения характеризует их способность обеспечивать преобразование, распределение и/или передачу электрической энергии без возникновения опасных отказов. Показатели функциональной безопасности, приведенные в 5.2, характеризуют полноту безопасности в отношении опасных отказов.

4.2    Объекты железнодорожного электроснабжения являются восстанавливаемыми объектами, подвергаемыми техническому обслуживанию и ремонту.

4.3    Показатели надежности и функциональной безопасности не подлежат инструментальному измерению, их определяют вероятностными или статистическими расчетами на основе анализа надежности и функциональной безопасности, а также испытаний опытных образцов.

5    Номенклатура показателей надежности и функциональной безопасности

5.1    Номенклатура показателей надежности

5.1.1    Номенклатура показателей надежности объектов железнодорожного электроснабжения приведена в таблице 1.

Таблица 1 — Номенклатура показателей надежности объектов железнодорожного электроснабжения

Наименование показателя Обозначение показателя Размерность показателя Наименование характеризуемого свойства контактная сеть тятовые и трансформаторные подстанции, линейные устройства тягового электроснабжения. линии электропередачи для электроснабжения нотятоеых железнодорожных потребителей 1 Показатели безотказности 1.1 Средняя наработка на отказ млн т брутто млрд кВт ч Безотказность 1.2 Параметр потока отказов вновь введенного объекта <*х) 1/млн т брут то(1/ч) 1/млрд кВт ч (1/ч) Безотказность 1.3 Параметр потока отказов после модернизации оГ(х) 1/млн т брутто{1/ч) 1/млрд кВт ч(1/ч) Безотказность 1.4 вероятность безотказной работы Р(х) — — Безотказность 1.5 Вероятность отказа 0(х) Безотказность 1.6 Интенсивноеть предотказов У*> 1/млн т брутто (1/4) 1/млрД кВт ч (1/ч) Безотказность 2 Показатели ремонтопригодности 2.1 Среднее время простоя Т. ч ч Ремонтопри годность 2.2 Среднее время до восстановления Т. ч ч Ремонтопри годность 2.3 Средняя наработка между видами планово-предупредительного технического обслуживания *«яТО млн т брутто млрд кВт ч Ремонтопри годность

ГОСТ 33947-2016

Окончание таблицы 1

Наименование показателя Обозначение показателя Размерность показателя Наименование характеризуемого свойства контактная сеть тяговые и трансформаторные подстанции, линейные устройства тягового электроснабжения, линии электропередачи для электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей 2.4 Средняя наработка между видами плановою ремонта К* млн т брутто млрд кВт • ч Ремонтопри годность 2.5 Средняя продолжительность технического обслуживания данного вида тто* ч ч Ремонтопри годность 2.6 Средняя продолжительность ремонта данного вида тр-* ч ч Ремонтопри годность 2.7 Средняя трудоемкость технического обслуживания данного вида ^TO-v чел ч чел ч Ремонтопри годность 2.8 Средняя трудоемкость ремонта данного вида Sp-K чел ч чел ч Ремонтопри годность 2.9 Среднее время контроля функционирования тк ч ч Ремонтопри годность 3 Показатели долговечности 3.1 Средний срок службы г. год (месяц) год (месяц) Долговеч ность 3.2 Гамма-процентный срок службы ГРт год (месяц) год (месяц) Долговеч ность 3.3 Средний ресурс Гр млн т брутто млрд кВт ч Долговеч ность 3.4 Гамма-процентный ресурс Грт млн т брутто млрд кВт ч Долговеч ность 4 Показатели готовности 4.1 Коэффициент готовности — — Комплексный 4.2 Коэффициент оперативной готовности *0((ЛХ) — — Комплексный 4.3 Коэффициент технической готовности Kt, — — Комплексный 4.4 Коэффициент простоя X, — — Комплексный Примечания 1    Для контактной сети наработкой является объем пропущенного груза, измеряемый млн т брутто, для тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств системы тягового железнодорожного электроснабжения и линий электропередачи — значение переработанной электроэнергии в млрд кВт-ч. Это следует учитывать для всех показателей, зависящих от наработки. 2    Знак «—» обозначает, что величина безразмерная. 3    Формулы для расчета интенсивности предотказов и комплексных показателей надежности приведены в приложении А.

5.2 Номенклатура показателей функциональной безопасности

5.2.1 Показатели функциональной безопасности для объектов железнодорожного электроснабжения приведены в таблице 2.

5

Таблица 2 — Номенклатура показателей функциональной безопасности объектов железнодорожного электроснабжения

Наименование показателя Обозначение показателя Размерность показателя контактная сеть тяговые и трансформаторные полстанции, линейные устройства тягового электроснабжения, линии электропередачи для электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей 1 Средняя наработка до опасного отказа млн т брутто млрд кВт ч 2 Интенсивность опасных отказов KJM 1/млн т брутто (1/ч) 1/млрдкВт ч(1/ч) 3 Вероятность безопасной работы Р^х) — _ 4 Вероятность опасного отказа QJx) — — 5 Среднее время возврата к безопасному состоянию г.. ч ч

Примечания 1    Знак «—» обозначает, что величина безразмерная. 2    Формулы для расчета показателей функциональмой безопасности приведены в приложении А.

Приложение А (справочное)

Формулы расчета комплексных показателей надежности и показателей функциональной безопасности

А.1 Интенсивность продотказов

Интенсивность предотказов объекта железнодорожного электроснабжения вычисляют по формуле

где d — число предотказов объекта железнодорожного электроснабжения за период наблюдения, X — наработка объекта железнодорожного электроснабжения за период наблюдения.

А.2 Коэффициент готовности

Коэффициент готовности объекта железнодорожного электроснабжения вычисляют по формуле

где Х₀ — средняя наработка на отказ объекта железнодорожного электроснабжения, ч;

Т_а — среднее время до восстановления объекта железнодорожного электроснабжения, ч.

Примечание — Среднюю наработку на отказ объекта железнодорожного электроснабжения, измеряемую в часах, используют только для расчета комплексных показателей надежности.

Коэффициент готовности характеризует готовность объекта железнодорожного электроснабжения к функционированию. т. е. применению по назначению, в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта железнодорожного электроснабженияпоназначениюне предусматривается. Под планируемыми периодами, в течение которых применение объекта железнодорожного электроснабжения по назначению не предусматривается, имеют в виду простои объекта железнодорожного электроснабжения при

6

ГОСТ 33947-2016

планово-предупредительном техническом обслуживании и плановом ремонте, а также хранении и транспортировании. При расчете коэффициента готовности учитывают только оперативное время устранения отказа. Простои по организационным причинам (вызов ремонтной бритады. поиск и доставка запасных частей и др.) не учитывают. На практике иногда используют показатель «коэффициент неготовности» К_иГ который равен

А.З Коэффициент оперативной готовности

Коэффициент оперативной готовности обьекта железнодорожного электроснабжении вычисляют по формуле

*<>.(**) = —г    ^(А4)

^Л0 ♦ д,

тдв Р[х) — вероятность безотказной работы обьекта железнодорожного электроснабжения в интервале времени Дх.

При экспоненциальном законе распределения наработки между отказами с интенсивностью формула (А.З) может быть преобразована в выражение

К_0Г(ДХ)= К, Р(Дх).    (А. 5)

А.4 Коэффициент технической готовности

Коэффициент технической готовности характеризует долю времени нахождения обьекта железнодорожного электроснабжения в работоспособном состоянии с учетом простоя на планово-предупредительном техническом обслуживании (плановом ремонте) и устранении отказов.

Коэффициент технической готовности вычисляют по формуле

'т-6

^f ^пптКЦР) * \

тде 7_рвв— среднее время пребывания объекта железнодорожного электроснабжения в работоспособном состоянии за рассматриваемый период эксплуатации;

^г¥»*нТО<Р) — среднее время пребывания обьекта железнодорожного электроснабжения на планово-предупредительном техническом обслуживании и в плановом ремонте за этот же период эксплуатации;

Т_ь — среднее время до восстановления объекта железнодорожного электроснабжения за этот же период эксплуатации.

А.5 Коэффициент простоя

Коэффициент простоя показывает влияние отказов объекта железнодорожного электроснабжения на перевозочный процесс.

Коэффициент простоя вычисляют по формуле

где — время простоя объекта железнодорожного электроснабжения вследствиеу-го отказа;

г — число отказов объекта железнодорожного электроснабжения за рассматриваемый период эксплуатации;

Т^_л — рассматриваемый период эксплуатации.

А.6 Вероятность безопасной работы

Так как наступление опасных отказов обьекта железнодорожного электроснабжения относится к редким событиям и удовлетворяет условиям стационарности, ординарности и отсутствия последействия, можно сделать допущение, что поток опасных отказов является простейшим. Следовательно, число опасных отказов распределено по закону Пуассона, а наработка до опасного отказа — по экспоненциальному закону:

Р₆(х) = ехр<- Я*, х). при ^(х) = const.    (А.8)

где х — наработка объекта железнодорожного электроснабжения (переменная величина).

А.7 Вероятность опасного отказа

Опасный отказ и безопасная работа обьекта железнодорожного электроснабжения являются событиями несовместными и противоположными, поэтому

(А-9) 7