故障树分析十篇

故障树分析篇1

【关键词】飞机氧气系统 故障树分析法 可靠性

对民用飞机而言，氧气系统一旦发生故障就有可能导致航班延误影响正点率，更严重的可能会危及飞行安全以及机组人员与乘客生命安全。因此，对飞机氧气系统的常见故障进行分析，提高飞机氧气系统的可靠性、安全性和有效性就具有非常重要的现实意义。

一、A320氧气系统

飞机的氧气系统作为飞机主要系统之一，它的任务就是在飞机座舱增压失效时为机组，乘务员和乘客提供生命活动所必需的氧气，保障生命安全。飞机氧气系统可分为机组氧气系统，旅客氧气系统和便携式氧气系统。如果驾驶舱压力突然减少或者有烟雾以及危险气体时，机长，副驾驶和观察员可以在任意时刻根据自身的需要选择是否使用氧气面罩；而只有在座舱失压时，乘务人员和旅客才能允许使用氧气面罩。便携是氧气系统主要用于急救和一些特殊需求的人员。下图为A320机组氧气系统原理图。

二、故障树分析法

故障树分析法（Fault Tree Analysis）简称FTA，是目前我们在研究系统可靠性中一种比较常用的方法。1961年由美国贝尔电话研究室的华特先生提出，其后在航空领域，原子反应堆等复杂动态系统中得到了充分利用。FTA是一种从系统到部件，再到零件的分析方法。它将系统失效和各种硬件软件因素用恰当的逻辑符号连接起来，构成一幅倒立树状图形，来分析系统失效发生的概率。FTA不仅可以对系统失效做出定性分析同时也可以做定量的分析，定性分析即找出各种底事件对系统失效的传播途径，而定量分析则是根据底事件对整个系统影响的轻重程度来计算系统失效的概率。

首先要确定顶事件，即导致系统失效的故障状态。确立好顶事件后，对其进行分析从而找出引起它发生的直接原因，并将所有找出的直接原因与顶事件用恰当的逻辑符号联系起来。然后分析每一个造成系统失效的直接原因，若还能进行进一步分解，则将其作为下一级的输入事件，如果对顶事件那样进行分析处理寻找其间接原因。循环往复逐级向下分解直到所有输入事件不能再分解为止，就构成了一幅完整的故障树图。

三、A320飞机氧气系统典型故障的分析

本文以A320的氧气系统为例，来进一步说明故障树分析法在飞机氧气系统失效时排除故障的具体方法。通过对A320氧气系统的工作原理和故障原因进行综合分析后，总结出氧气系统故障可以分为下列几种情况：首先，故障可分为机组氧气系统故障和旅客氧气系统故障；其次，机组氧气系统故障又可分为机组氧气系统丧失供氧能力和氧气管道压力低且警告系统失效两种情况：而旅客氧气系统故障可分为座舱失压氧气系统无法供氧和单个旅客服务组件（PSU）故障。机组氧气系统丧失供氧能力故障树见图1。

如图1所示，该故障树清晰明了的表达在机组氧气系统丧失供氧能力和两个中部时间以及四个底事件之间的逻辑关系。此时，对飞机而言，会导致其失去控制而损毁；对于机组而言，飞行员可能由于高空缺氧造成晕厥，甚至窒息死亡；而对于乘客来说，绝大多数无法幸免。从上图可以看出，造成该故障的主要原因为氧气渗漏及氧气瓶组件故障，对于驾驶舱氧气面罩无法使用的问题，其发生的概率是比较小的，所以应根据AMM35-12-41PB401中的规定排除故障。

图2显示为飞机氧气管道压力低且警告功能失效，这种情况与机务在航前检查时没有仔细检查氧气管路是否渗漏有关，会降低紧急情况下机组的工作能力，直接影响了安全飞行裕度。对于渗漏和氧气瓶组件故障，可以按照图1方法进行排故；对于低压开关故障，应按IPC35-32-09-10检查开关，重新安装后，测试是否正常。

故障树图3显示，单个PSU故障是由氧气面罩不能收放，氧气化学发生器故障和输送电缆及连接器故障造成的。氧气化学发生器故障通常是旅客在使用完氧气面罩后，机务人员应及时参考IPC35-32-09-33更换新氧气瓶及面罩，依据AMM35-32-42-210-001/002对氧气瓶以及压力检查，对其充氧使其压力达到规定水平；对于面罩不能收放，应依据AMM35-21-00重新整理和收纳氧气面罩，并检查其容器。对于A320来说，全机共有54套PSU，其中26套有3个氧气面罩，28套有4个氧气面罩，总共有190个氧气面罩可供使用，而A320客舱座位数为150个，根据CCAR25（运输类飞机适航标准）规定的客舱氧气面罩的总数必须比座位数多10%以上。也就是说在A320客舱中，比规定值10%还要富裕17%，即不会造成灾难性或危险事件的发生。

四、结束语

通过对飞机氧气的典型失效形式用故障树的方法进行分析，显而易见，故障树分析法与传统的排故方法相比，具有其独特的优势。传统的维修方法是在其发生故障后，一一检查所有可能失效的部件，而故障树分析法则是根据故障形式及故障原因直接找出最根本的失效事件，节约了维修的时间和成本，提高了排除故障的速度和精度。综合故障树分析在飞机氧气系统中实践的成功性，建议可以将这种分析方法用在更多的复杂动态系统中。

参考文献：

[1] AMM操作手册[M]. ATA-35.2004.

[2] 陈，王晓春. A320 飞机机组氧气系统[J].科技资讯，2012（27）：44-45.

[3] 李洪宁.基于CBR与FTA的飞机故障诊断专家系统的研究与设计[D].山东：青岛科技大学，2012.

[4] 汤旭. 民用飞机氧气系统故障树分析[J]. 民用飞机设计与研究，2012（S1）：174-177.

故障树分析篇2

【关键词】 故障树分析法 飞机维修

1 故障树分析法简介

故障树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）是一种自上而下逐层展开的图形分析方法，是通过对可能造成系统故障的硬件、软件、环境、人为因素等进行分析，画出逻辑框图，也就是故障树，再对整个系统中发生的故障事件，由总体至部分地按树状逐级进行细化分析，这样能够判明基本故障、确定故障发生的原因、故障的影响和故障发生的概率等。故障树分析法的步骤常因分析对象、分析目的等地不同而略有区别。但一般可以按以下四个步骤进行，即；

（1）建立故障树；

（2）建立故障树的数学模型；

（3）故障树的定性分析和定量分析。

故障树分析法用机各系统的故障诊断，是因为它具有如下几个特点：

（1）故障树分析法可以针对某一特定的故障作层层深入的分析，用清晰的图形直观、形象地表述系统的内在联系，指出部件故障与系统故障之间的逻辑关系。

（2）故障树可以清楚地表明，系统故障与哪些部件有关系，有什么关系，以及关系的紧密程度。同时，也可以从故障树看出元部件发生故障后，对整个系统的工作有无影响，有什么影响，有多大的影响，以及通过何种途径产生影响。

（3）故障树建成以后，对于没有参与过系统设计与试制的管理与维修人员来说，是一个形象的直观的维修指南，在实际维修应用中可以大大缩短维修人员的培训时间，节约对维修人员的培训费用[1]。

2 建立故障树的方法与步骤

先选定系统中最不希望发生的故障事件作为顶事件，接下来第一步是找出直接导致该事件发生的各种可能的因素或各因素的组合，比如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等等。第二步是找出导致第一步中各因素的直接原因。按照此方法向下演绎，一直追溯到引发系统故障发生的全部原因，即分析到不需要再分析的底事件为止。然后，再把各种事件用对应的符号和适用于它们的逻辑关系的逻辑门和顶端事件相连，这样就构成了一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的有若干级的倒置的故障树。

3 故障树分析的数学模型

故障树是由所有底事件的“并”和“交”的逻辑关系连接构成，因此可以用结构函数作为数学工具，来建立故障树的数学表达式，以便对故障事件作出定性分析和定量计算。为了简化分析起见，假设分析的零部件和系统只有两种状态，正常或故障；且假设零部件的故障是相对独立的。以由n个相互独立的底事件构成的故障树作为研究对象。

设是表示底事件的状态变量，取值0或l，设表示顶事件的状态变量，也取值0或1，则有如下定义：

=

=

因故障树顶事件是系统所不希望发生的故障状态，即=1与此状态相对应的底事件状态为零部件故障状态，即=1。显而易见，顶事件状态完全取决于底事件，即顶事件的状态必须是底事件状态的函数，则有=（X）=（，，…，），称（X）为故障树的结构函数，它表示系统状态的一种逻辑函数，其自变量为该系统各组成单元的状态。

3.1 与门结构函数

如果一与门故障树，=1，=1，…，，则其结构函数为（x）=1，表示当全部零部件都发生故障时，系统才发生故障。反之，只要其中一个=0，则（x）=0，表示只要有一个零部件不发生故障，则顶事件不发生，即系统正常。

3.2 或门结构函数

如果一个或门故障树，=1，而其它=0，则其结构函数为（x）=1，表示当一个零部件发生故障，则系统就发生故障。反之，全部=0，则（x）=0，表示所有零部件不发生故障，则顶事件不会发生，即系统正常。

4 故障树的定性分析和定量计算

4.1 定性分析

对故障树定性分析的主要目的是：寻找导致与系统有关的不希望事件发生的原因和各种原因的组合，即寻找导致顶事件发生的所有故障模式。从中确定系统的最薄弱的环节，从而采取相应的措施，予以补救。比如对关键的零部件采取故障监测与诊断的措施就可以减少排除故障的时间。

割集是导致故障树顶事件发生的若干底事件集合。一个割集代表了系统故障发生的一种可能性，即一种失效模式。若将割集中含底事件任意去掉一个就不成为割集，则称此为最小割集。路集是故障树中一些底事件的集合。若将路集中所含底事件任意去掉一个就不能称为路集，而称为最小路集。由于一个最小割集是包含有最少数量而又最必须的底事件的集合，而全部最小割集的完整集合则代表了给定系统的全部故障。因此，最小割集的意义在于它描述出处于故障状态的系统中所必须排除的故障，显示出系统中最薄弱环节。对故障树进行定性分析的主要目的是查清系统出现某种故障有多少种可能性，从而确定系统的最小割集，以便发现系统的最薄弱环节[2]。

4.2 故障树的定量计算

故障树的定量计算就是利用故障树这一逻辑图形作为模型，计算或估计顶事件发生的概率及系统的可靠性指标，从而对系统的可靠性及其故障进行定量分析。

一般情况下，故障分布假定为指数分布，根据底事件的发生概率，按照故障树的逻辑结构逐渐向上运算，即可计算出顶事件的发生概率。假设事件，，…，的发生概率为，，，由这些底事件组成的不同逻辑门结构及其顶事件发生的概率可按照下列公式进行计算：

（1） 与门结构事件发生概率

（2） 或门结构事件发生概率

（3） 顶事件发生概率

如果某故障树的全部最小割集，，…，，并假设不考虑同时发生两个或两个以上零部件故障，各最小割集中没有重复出现的底事件。在此前提下，顶事件发生概率为：

式中，为在t时刻第j个最小割集存在的概率；为t时刻第j个最小割集中第t个部件的故障概率；为最小割集数；为顶事件的发生概率，即系统的不可靠度。

5 故障树分析法分析飞机故障举例

5.1 PACK出口超温故障分析

当PACK组件出口温度传感器探测到PACK的出口温度大于 95℃时，此故障就会被激发。此故障出现时，一般只有ECAM的警告信息和ECS报告。和压气机超温故障一样，在出现此类故障时，都应该先检查CFDS上有无相关信息，如果有，直接根据CFDS上的提供的信息进行排故。当CFDS上没有信息时，也要检查ECS的报告。PACK出口超温故障会导致空调系统中区域温度控制部分出现问题，因此出现此类故障时，必须马上排除。下面就针对PACK出口超温故障进行故障树的分析[3]。

5.2 故障树的建立

（1）顶事件。在空调系统中，PACK出口超温故障会导致客舱或驾驶舱的温度不能调节，飞机客舱不能进行正常的增压，飞机驾驶舱的仪表和电子设备舱的设备得不到正常的冷却，在故障等级中属于危险性的故障，要求飞机设计时发生此类故障的概率为10-7每飞行小时。一旦发生此类故障，将极大地降低飞机的安全裕度，极大地加重了机组的负担与压力，使其无法正确完成操作，有可能引起飞机损坏或人员伤亡。建立此故障树的边界条件为：不考虑导线故障、环境因素和人为因素造成的故障，只考虑空调系统自身的故障。

（2）中间事件。参考A320ASM手册21-61-00（PACK组件温度控制）可以看出，PACK出口温度超温故障的触发要使PACK出口温度传感器感受到95℃才会激发警告。因此，除了PACK出口温度传感器本身故障以外，只有可能是从防冰活门或旁通活门出来的热引气才会使PACK出口温度出现超温。

（3）底事件。根据A320的ASM手册21-61-00可以知道，如果旁通活门位置非正常的打开，那么引起此现象的原因是旁通活门机械故障或控制它的PACK 控制器发出错误的控制信号。如果是防冰活门非正常打开造成，那么引起防冰活门不正常打开的原因一般有两个，一个是防冰活门本身故障，二是控制防冰活门的气动传感器有故障。

5.3 定性分析

通过以上的PACK出口温度传感器、防冰活门机械故障、旁通活门机械故障的分析，可以得出PACK组件出口超温的故障树如下图1所示。表1列出了故障树中各符号的具体含义。

6 结语

故障树分析法是系统可靠性研究中常用的一种分析方法。故障树分析法是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出系统故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导维修，防止事故的发生。故障树分析法本身作为故障分析的一种行之有效的方法与飞机现有的故障监控系统相结合，可以弥补飞机内部故障监控系统无法将环境因素与人为因素计算在内的缺陷，提高维修能力，为提高航空公司的竞争力提供了强有力的技术支持。

参考文献：

[1]虞和济.故障诊断的基本原理.北京：冶金工业出版社，1991.

故障树分析篇3

故障树分析又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法，事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。

1961年，由美国贝尔电报公司的电话实验室于开发，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用，目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。

（来源：文章屋网 ）

故障树分析篇4

关键词：液压舵机 故障 故障树分析法 故障树

中图分类号：U664.41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02

液压舵机作为中小型船舶最重要的辅机之一，其具有体积紧凑、惯性小、运转平稳等优点，目前已被广泛应用[1]。据笔者不完全统计，北部湾地区拥有中小型船舶2～3万艘，约有八成船舶安装了液压舵机。液压舵机的质量与性能好坏直接关系到船舶安全航行，据相关资料分析，相当大比例的海损事故是与液压舵机的故障有关，因此，如何准确、快速地查找出其故障发生的原因至关重要。液压舵机融合了机械结构、液压系统和电气控制系统，故障原因繁多，该文选用故障树分析法对液压舵机的故障进行分析。在故障发生的前期做出及时、准确的判断，判明故障发生的薄弱环节，找出故障原因和排除方法，这样可大大减少修理的盲目性，提高经济性和安全性。

1 故障树分析法

故障树分析法简称FTA（Fault Tree Analysis）是一种将系统故障形成的原因作为总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，它可以围绕一个或一些特定的故障模式，进行层层追踪，从而在清晰的故障树下，表达了系统故障事件的内在联系，并提出了单元故障之间的逻辑关系，有利于找出系统的薄弱环节[2]。在该文中应用故障树理论对液压舵机的故障进行分析研究，绘出故障树图，从而可以看出事件的成因与形成过程，能发现潜在的问题，有利于液压舵机整个系统故障的预防、预测和控制[3]。

2 液压舵机常见故障分析

2.1 液压舵机常见故障分类

对于液压舵机日常比较容易出现的故障主要分为两大部分：一是软件类故障，亦即是与舵机运行有关的管理制度和船员对舵机的操作存在的问题。二是硬件类故障，是指与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍。

2.2 液压舵机硬件故障分析

硬件类故障是舵机故障的主要原因，根据故障导致的结果分为以下8小类：

2.2.1 舵不能转动导致舵不能转动的原因主要有：1）舵令信号输出，常见原因是电控线路故障和机械杠杆故障；2）主泵不能正常供液，变量机构故障、储能弹簧太软、辅泵连锁故障等都会导致到主泵不能正常供液；3）主油路故障，备用油泵反转、控制阀调整不当、接口处不密封导致的严重泄露都会形成旁通导致主油路无油；4）液压缸油路不通，检查液压缸阀、泵阀、锁舵阀是否没开，或者安全阀机械故障

2.2.2 单向舵，不回舵导致单向舵和不能回舵的原因主要有：1）一侧电磁阀磁铁故障或伺服液压缸一侧泄露导致只有单向舵令信号；2）主泵只能单向供液；3）换向阀故障；4）主油路单向不通或旁通。

2.2.3 转舵过慢1）转舵速度的快慢取决于供入转舵油缸的油量，所以故障多由主泵流量不足引起；2）主油路有旁通泄露，旁通阀和安全阀关闭不严，也会使转舵速度下降；3）舵令输出滞后也会影响转舵的速度。

2.2.4 滞舵滞舵是指舵的转动明显滞后于操舵动作，其主要原因有：1）主油路空气过多；2）舵令输出滞后，电液式系统内有空气、机械杠杆间隙过大、激磁电流不足或反馈信号过强；3）主油路泄露严重或有旁通现象。

2.2.5 冲舵造成冲舵的原因有：1）换向阀不能及时回中；2）反馈机构故障，比如机械杠杆连续松动、反馈电路故障等；3）泵变量机构不能及时回中；4）主油路锁闭不严。

2.2.6 跑舵跑舵是指在没有发出操舵动作的情况下自动转舵，导致的原因主要有：1）主油路泄露；2）双泵工作时中位不一致。

2.2.7 空舵空舵即舵轮空转一定角度后才来舵，主要原因是油路中有空气，转动舵轮时必须先压缩空气，带系统压力上升到一定值时才能推动舵。另一个原因是主油路泄露、旁通阀或安全阀关闭不严，也会产生空舵，管理中不可忽视。

2.2.8 异常噪声与振动异常噪声分两种：一是液体噪声，主要是油位过低、吸入管漏气和换向冲击过大引起。二是机械噪声，由于联轴器不对中、管路固定差和运动件不好都会产生噪声。

3 液压舵机故障树的建立

液压舵机故障树的建立按如下步骤

进行。

（1）收集资料

广泛收集液压舵机产品设计、运行、维修等技术资料。通过分析故障实例，整理出液压舵机尽可能多的故障以及故障原因。

（2）选择和确定顶事件

顶事件是系统最不希望发生的事件，就液压舵机而言最不希望的事情就是“舵机故障”，因此文中把它定为顶事件。

（3）分析顶事件

液压舵机的构成涉及到机械结构、液压系统和电气控制系统，出现故障的范围广泛，任何一部分工作不良或相互配合不协调均能产生故障，故障与症状的关系并非一一对应，多数情况下有并发症出现。寻找导致液压舵机故障发生的直接的必要和充分原因，并将它们置为顶事件的输入事件，由于成因后果的多层次性，从而形成一连串的因果链[3]。

（4）分析输入事件

像分析顶事件一样，把能继续分解的输入事件作为下一级的顶事件进行处理。

（5）建树

在故障树建立过程中，首先将顶事件作为第一行；所有导致顶事件发生的原因为第二行，重复以上步骤，逐级向下分解，直到所有导致舵机故障的原因不能再分解或不必要再分解为止。这样即建成了一棵倒置的故障树，如图1所示。

4 结语

通过建立液压舵机故障的故障树，不仅能够说明液压舵机故障形成的原因、诸原因之间的层次和因果关系，还能够进一步说明诸原因之间的逻辑关系。故障树分析理论还可以进一步将常规的诊断方法、专家的经验知识和计算机技术有机地结合在一起，形成专家诊断系统。

参考文献

[1] 郑士君，孙永明.船舶辅机教程[M].大连：大连海事大学出版社，2003.

故障树分析篇5

【关键词】故障树；农商行；IT项目风险

在系统故障树分析中，要确定系统的故障模式，以及组合方式，确定这个内容后，进行分析。在项目风险管理中，这种方式比较常用，针对农商行IT项目风险，工作人员要使用系统故障树分析方法，从不同角度分化故障，得到全面的风险信息，改善其设计问题。这种方式，为项目风险管理奠定较好的基础。

一、农商行IT项目管理中存在的风险

（一）外部风险

一般情况下，超出项目预期或是整个项目组织控制范围的因素，被称为外部风险，主要类型有发展迅速的IT行业，变化较快的市场和政策，IT项目中的安全因素，以及自然灾害等。在IT行业中，其发展速度过快，出现了很多新的标准和规范，所以缺乏固定的准则，导致项目无法得到较好的管理。

（二）成本风险

在企业发展中，没有盈利相当于没有实现好的经营，而利润的提升，可以通过降低成本的方式实现。这种方式就会导致成本风险的出现，效益的出现，需要进行完善的成本管理。

（三）进度风险

农商行IT项目风险中，存在进度风险，这个内容是对项目开发人员和项目经理的重大考验。进度风险的大小，会直接反应项目管理的程度[1]。在项目实施中，工作人员应不断调整项目计划，合理利用时间，确保项目进度符合实际发展。

（四）技术风险和运营风险

在项目运行中，存在技术风险，其主要表现在不熟悉或是选用工具不当；项目开发周期的测试不充分；系统应用的软件没有与硬件相协调等。

运营风险主要是指项目无法达到的预期收益，所以相关人员将此称为运营风险。在这个过程中，人员沟通不善，没有进行合理的权限分配，都会导致运营风险。在多项目管理中，运营风险也会出现，主要是以项目为基础的管理型组织，出现项目多、任务重、资源紧所带来的全面铺开但是全面滞后甚至全面失败的结果。

二、故障树的农商行IT项目风险分析

（一）故障树分析基础理论

在故障树分析中，主要应用的树形图的方式，有机的将系统故障和系统部件的问题联系起来。工作人员首先将系统完好作为目标，也称之为顶事件。然后运营演绎分析的手段，从顶事件逐级向下，阐述故障的原因，也被称为基本事件。工作人员要认识遵循彼此之间的逻辑关系。不同事件可以使用固定的符号连接，达到要求的深度，体现故障与其他事件的交互关系。

（二）故障树建模

通过故障树进行分析，首先要进行故障树建模，寻找系统和促使系统出现原因，然后分析这些原因之间的逻辑关系，使用图形符号进行连接[2]。在建成故障树模型之后，工作人员要想较好的计算顶事件的出现几率，要对故障树进行简化，将多余的事件消除。特别是不同位置的故障树，工作人员必须使用布尔代数对整个过程进行描述与分析，然后计算顶上事件的概率，避免出现定性分析和定量分析的错误问题。

（三）故障树分析主要步骤

工作人员建立故障树，然后进行故障树的规范，并对整个过程进行简化，充分体现不同模块的作用，定性或定量分析故障树。工作人员建设故障树的过程中，要选定顶事件，详细了解系统故障，将不需要或不能分解的事件消除，绘制出一张树形的逻辑图，也就是故障树。其中定性分析，主要是为了更好的分析系统或设备出现的故障几率，详细列举出那些因素，会导致系统出现故障。定量分析更加关注底事件相互独立或已知的条件下，或是知道出现的概率，要增加确定顶事件出现的几率，这个过程中，常用的标准有顶事件发生的概率、底事件重要度等。

（四）实例分析

某农商行现有的IBM RS/6000系列服务器，其硬件故障来源主要包括：机房内环境（温度、湿度）、电源、系统硬件等多种故障因素，我们将其设为中间事件，在中间事件的下面又可分别细化，以下称底事件。

1.按其故障对系统的影响程度分：

（1）其损坏对系统产生致命影响（将使机器宕机或无法启动）的硬件故障（底事件）。

主板、CPU、I/O柜（包含本地盘、光驱、PCI插槽等的柜子）或CEC柜（包含CPU/MEMORY等的柜子）、I/O柜I/O柜与CEC柜的接线、电源模块、风扇、本地硬盘、内存损坏等等[3]。

（2）其损坏仅对系统产生功能影响（机器不会宕机并能正常启动）的硬件故障（底事件）。

网卡、本地硬盘有坏块、显卡、SSA卡和其他设备。这些设备的损坏只影响特定功能，如网络功能、显示功能、访问磁阵的功能等，对于本地硬盘有坏块的情况，则要看坏块中是否包含了重要的系统文件，如果不是重要系统文件，则系统功能不受影响，但也建议立即更换该硬盘。

2.具体建树分析过程：

（1）工作人员要找出，用户无法解决的故障，如出现信息丢失，软件系统的有错报或是漏报存在。这些故障都会给用户带来损失，这里主要指的故障是系统故障，能够完成每个功能，可能出现的潜在障碍。

（2）在故障树的分解中，工作人员要找出故障出现的几率，然后在软件系统中，基本事件的可能产生不正确的结果[4]。这种情况下，软件模块会拥有不正确的参数初始化，有一定几率出现内存溢出。工作人员要进行彻底测试，并给出可靠且稳定的错误检测，制定恢复机制。如果工作人员使用彻底测试，要在测试后，确定这个模块不会在出现问题。如果无法确定无故障出现，要设计一个错误检测或是恢复模块，对错误进行专项处理。

（3）工作人员要分析所有故障模块的关键模块，并对该模块可能出现问题进行分析，记录其生产的几率。针对关键模块，在编程过程中，应得到合理的处理，工作人员要在测试中进行彻底测试，覆盖所有语句和路径，对关键节点进行恢复。

（4）故障树的逻辑结构可以帮助确定在哪些基本事件或环节进行穷举测试或提供检测恢复模块。例如，若故障树中一个不期望的事件是一个或门的输出，则该或门的每一个输入都应被穷举测试或提供检测恢复模块，才能避免不期望事件的发生；可是，如果故障树中一个不期望的事件是一个与门的输出，则对其中一个输入的保护就可避免不期望事件的发生。在故障树的低层，测试或出错处理程序可以用来避免导致系统失效的中间事件的发生，在故障树中接近顶层的测试和出错处理效率比较高，该方法在一些故障危害性不是很高的系统中应用，可以付出较小的代价达到系统的可靠性要求。

结束语

故障树是农商行IT项目风险分析中，经常使用的一种方式。通过这种方式，工作人员能够掌握不同故障之间的逻辑关系，有层次的解决所有问题。IT项目中有多种风险，工作人员要掌握风险的种类，然后采取合适的手段进行分析，绘制故障树，针对不同情况，选用定量分析或是定性分析的方式，从而有效解决这些故障。

参考文献：

[1]杨太华，郑庆华. 基于故障树方法的项目安全风险分析[J]. 系统管理学报，2009，05：511-515.

[2]刘静，张学军. 基于故障树分析的档案信息风险评估方法的研究[J]. 软件，2013，01：72-74.

故障树分析篇6

【关键词】RCV系统净化支路；故障树分析；浮动式核电站

0 概述

化学和容积控制系统（RCV）净化支路是浮动式核电站一回路系统重要的辅助系统之一，主要功能是去除反应堆冷却剂中的部分可溶性杂质和部分悬浮物，使冷却剂中的杂质浓度低于允许值，以降低安全壳内的放射性剂量水平。RCV系统净化支路的性能和可靠性对浮动式核电站运行的安全性和可靠性有重要影响。

本文利用Risk-Spectrum软件对RCV系统净化支路进行了故障树分析。根据分析结果确定了影响可靠性和安全性的因素，并针对性地提出了相应的改进措施，以提高RCV系统净化支路的固有可靠性和安全性。

1 系统简介

RCV系统净化支路，包括两台除盐泵、一台再生式热交换器、一台下泄热交换器、一台混床除盐器、一台过滤器及相应的管道、阀门和仪表等。

反应堆冷却剂系统正常运行期间，除盐泵驱动流经RCV系统净化支路的冷却剂以实现净化功能，串联设置的再生式热交换器和下泄热交换器将高温冷却剂降低到离子交换树脂允许的工作温度。混床除盐器是一个内部装有以一定比例混合的核级阴阳树脂的立式圆柱形压力容器，低温冷却剂在其中通过离子交换完成水质净化，并通过过滤方式除掉部分悬浮杂质，净化后的冷却剂经再生式热交换器升温后返回反应堆冷却剂系统。

RCV系统净化支路与设备冷却水系统和可靠供电系统存在相关性。设备冷却水系统为除盐泵提供冷却水，并为下泄热交换器提供冷源；可靠供电系统为两台除盐泵及相关电动阀门提供电力支持。

2 故障树分析

2.1 顶事件

根据RCV系统净化支路的功能和运行工况，并结合事件序列分析中的边界条件和成功准则，确定RCV系统净化支路需要分析的故障树顶事件：正常运行期间，净化功能失效。

成功准则：正常运行期间，RCV净化支路无法连续净化冷却剂。

2.2 建模假设及简化

为了简化和压缩故障树规模，本文故障树分析过程中，对系统按如下原则进行简化和建模假设。

2.2.1 简化原则

a.对失效不会直接或间接导致顶事件发生的设备，不予考虑，明确建树的边界条件；

b.与安全无关的测量仪表被简化掉，在建模中不予考虑；

c.明确定义前沿系统与支持系统之间的接口，相应的水源、电源、气源和信号等支持系统均以转移门的形式转到相应的支持系统故障树中。

2.2.2 建模假设

a.认为系统是不可修复的；

b.部件仅有两种状态：成功或失效；

c.在始发事件范围之外，不考虑系统管道的失效；

d.正常运行期间，RCV净化支路连续运行，系统运行中需要进行动作的能动设备均为自动控制，故不考虑人因误操作。

2.2.3 系统状态约定

RCV净化支路投入运行前，除盐泵RCV001PO和RCV002PO均停运，电动闸阀RCV001VP、RCV013VP、电磁阀RCV007VP、止回阀RCV002VP、RCV003VP，RCV025VP、截止止回阀RCV009VP的止回功能均处于关闭状态，净化支路中其他阀门均处于开启状态。

RCV净化支路正常运行期间，除盐泵RCV001PO和RCV002PO中的一台处于运转状态。电动闸阀RCV001VP、RCV013VP、电磁阀RCV007VP、净化支路中其他阀门均处于开启状态

2.3 故障树构造

基于上述基本假设和对系统的分析，建立了RCV净化支路故障树，并用Risk-Spectrum 1.1.3.0程序进行了分析。

2.4 故障树分析结果

采用Risk-Spectrum 1.1.3.0程序对RCV净化支路故障树模型进行分析，顶事件发生概率为2.39E-03。

3 结论

通过故障树模型的定量计算得到故障树顶事件发生概率及支配性最小割集，从中可以看出：净化功能失效的概率为2.39E-03。其中混床除盐器出口管线上过滤器RCV001FI堵塞、混床除盐器RCV001DE堵塞的影响最大，两事件的失效概率占顶事件发生概率的30.1%。其次，除盐泵RCV001PO、RCV002PO共因启动失效、截止止回阀RCV009VP止回功能不能开启、止回阀RCV025VP不能开启的失效概率占顶事件发生概率的百分比相同，均为8.36%。因此，要保证净化功能有效，保证过滤器和混床除盐器不堵塞是关键，还要提高除盐泵、截止止回阀RCV009VP以及止回阀RCV025VP的可靠性。

针对以上分析得出的影响RCV净化支路净化功能成功实现的重要影响因素，应从以下方面采取措施提高其可靠性：

（1）对于过滤器和混床除盐器，设计中应采用经试验和在役核电站运行考核验证的技术方案和成熟工艺，充分分析和总结同类型产品在研制、生产、出厂试验、调试试验以及在役核电站运行中发生故障的原因及改进经验。同时在运行过程中连续监测净化支路流量，可提高过滤器和混床除盐器的可靠性，预防过滤器和混床除盐器发生堵塞。

故障树分析篇7

本文主要结合西安煤机厂的MG300/730-WD型交流电牵引采煤机在具体工作过程中的故障停机问题进行细致拆解，同时配合变频器故障变化规律进行树模型的建设工作。将制备结果延展完全并综合鉴定变频器故障隐患的位置，沿着特定规则方向制定对应的检修方案，将过程中的重点维护对象提取完全，全面提升电牵引采煤机的工作效率。

前言

MG300/730-WD型交流电牵引采煤机主要运用高压箱结构与牵引控制设备进行组装规划。作为牵引控制箱体，其具体职责范围主要集中于采煤机械行走环节之中，变频器则安置在内部控制媒介的右侧位置，其主体功能是维持整体设备的行走速度。这种控制方案全面调整了过往液压牵引工作机理条件，稳定了操作的简单绩效水准，后期维修工作布置起来也显得轻便许多；最主要的是提升采煤机运行的稳定效能，维持相关工序的合理经济开发价值，整体符合现代高产综合开发行业的界定标准。

1.变频控制器疏导理念论述

变频器主要借助中心整流回馈机制、逆变模块和控制回路完善整体机组模型，同时将牵引变压器输出的特定电压以及频率交付给交流电能制备机械。该机械在工作面搭接调整环节中，因为左右牵引动作会沿着工作面波动效果产生一定程度的受力不均衡结果，严重时容易衍生牵引电机负载电流混乱现象。为具体稳固牵引电机在负载状态下的绩效稳定效果，技术设计人员有必要借用特定材质的平衡板进行相关调整工作布置。后期不同输入信号利用比较装置实现PLC媒介的灌输，当其中某种结构电流突破既定标准之后，比较装置会将这部分信息内容及时反馈给PLC设备之中；与此同时变频器会针对右电机电流形态调整手段进行负载平衡效能补充。疏导过程中一旦加速活动开始延展，信号经过PLC内部并借助科学计算工具进行叠加运算和数模转换处理，之后将制备结果传输到左右变频器实现速度稳定管理。过程中如若产生任何故障问题，PLC媒介会对此类信号进行封闭，并回传给监控中心审查，由其执行牵停工作，并将特定内容借助显示器全面展现。借用电牵引途径实现搭接的采煤机械是煤矿产业开放综合管控格局的主体依靠设备，变频装置作为该类设备内部系统的有机组成单元，其整体结构质量的维护和完善工作将是全面归控采煤机械合理运行状况的必要保障。

2.电牵引采煤机变频器故障分析与相关调节措施分析

2.1单向牵引故障

在单向牵引装置结构中，采煤机实现左右方向调换过程中容易限制内部动力的反应频率，但涉及具体功能和变频效果等却基本显示正常。此类变频器与功率调节媒介之间主要利用PB08插座进行连接，当机械向左行走时，有关牵引会出现停滞现象，这部分控制信号属于不正常规划研讨项目。产生这类问题，主要是采煤机进行方向转换过程中，机械振动产生线头虚接故障，并影响控制信号的流畅衔接效果，造成既定方向的牵引力度不足隐患。针对此类问题，技术检验人员首先需要认真核对联线正常状态，针对产生虚接结果的线头进行重新布置；如若端头站在方向扭转过程中产生按钮卡住结果，采煤机单向牵引速度会瞬间提升，这期间需要经过按钮装置的重复性按压，一直到其恢复具体节点位置之后，各类隐患问题便实现有效清除。在处理固定插座维护工作过程中，要注意控制线压接环节中要稳定控制力度；环节中线头压得过紧会造成断丝结果，释放线头虚接隐患能动效应。

2.2病态牵引隐患

这类现象的滋生主要是指采煤机运行环节中能够产生牵引效应，但是机械在落实行走任务环节中，经常产生无故停机现象，而后期故障显示精准效果也处于不定向状态之中。针对这类故障问题进行细化分析：首先是功率平衡板结构损坏，影响信息输出的平衡效果；再就是两类逆变向参数形态存在差异性效果，也会滋生一系列输出波动效应。

2.2.1工作现场的有机调整

对变频器上逆形态的控制线与触发信号线连接位置进行重新检验和插接，同时将左右逆变格式的参数进行有机调整，稳固相关结构能效的一致性潜力。在采煤环节中，采煤机自身负荷条件由于经受地质复杂问题的制约，会滋生一系列电压波动问题，电源模块在经受特定电压波动效应之后会带动保护电路的响应灵敏度，造成平衡板信号控制力度的延缓，影响工程相关牵引能效质量。此类电源模块主要表现为易损器件问题，需要在现场提供一定数量的备用部件，一旦类似事故发生还可及时进行更换处理，借此稳固采煤机实际工作质量效益。

2.2.2相关维护经验梳理

根据这类隐患状况，工作人员首先需要稳定阵脚，主动向采煤机控制人员进行工作情况和故障隐患信息的查询，同时仔细检查特定功能参数的显示状态；时常记录采煤机运行现象，维持故障范围的有效确定力度，接着规划从点到面的树形分析形态；之后对具体事故实现科学处理，稳定采煤机械的长期工作绩效水准。

故障树分析篇8

关键词：可靠性理论；发动机附件；故障树分析法（FTA）；可靠性指标；可靠度

0 引言

Cessna 172R型飞机采用的是由莱康明公司生产的IO-360-L2A活塞式航空发动机，其各个附件系统（如滑油系统、点火起动系统、燃油系统和传动系统等）工作的正常与否，对发动机的正常运行以及飞机的飞行安全有着至关重要的作用。同时，可靠性理论也在机务维修工作中得到充分运用，为发动机附件可靠性分析提供了扎实的理论基础和指导。本文收集了某训练单位飞机机队发动机2006年9月至2009年10月间的大量故障数据，以可靠性分析为切入点，对典型故障部件进行可靠度数学方法计算得出其故障发生规律，最终得到该部件平均故障间隔时间这样的可靠性指标。

1 发动机附件系统

发动机的主要附件系统包括：滑油系统、燃油系统、点火起动系统以及传动系统等。其中航空发动机上滑油系统为发动机主轴轴承、径向驱动轴轴承、变速箱齿轮和轴承的和冷却；起动系统帮助高压转子增速到接近慢车转速大约50%后脱开从而起动发动机；燃油系统是一个液压机械式系统，主要包括燃油分配系统、燃油控制系统和燃油指示系统；点火系统的作用是确定点火电嘴点火的时刻和点火能量；附件传动装置的功用就是将涡轮的轴功率传递给各个附件，并满足各附件对转速、转向和功率的要求。

2 附件典型故障树分析

故障树分析法就是在装备系统设计过程中，通过对可能造成系统故障的各种因素进行分析，画出逻辑框图（即故障树），其主要步骤包括：故障树的建立、故障树的数学描述、进行定性分析和定量分析。

对于燃油系统，喷嘴的损伤和堵塞都会造成燃油雾化效果，造成发动机汽缸间的燃烧不平衡；同理分配器的堵塞和渗漏；导管松动或密封圈破损引起进气系统空气渗漏或者燃油在导管或分配器内汽化；燃调系统的内部故障而引起的发动机在贫油或富油状态下工作等，都属于燃油系统故障。

对于点火系统而言，点火电嘴污染、搭铁、积炭、积铅、间隙不正确、瓷管损伤等，都会影响点火效果；而磁电机而言，由于其主要功能是提供点火电能，所以其本身性能和与其相连的高压导线等都有可能影响其点火效果，同时磁电机的点火角度控制着发动机的点火时机，也非常重要。

根据所采集数据（2006年9月1日至2009年10月6日）进行故障基本处理发现，附件中故障率最高的部件为磁电机，其故障率高达48.6%。故以磁电机故障作为典型故障分析。

图1 磁电机故障

3 磁电机故障定量分析

平均故障间隔时间θ的定义为：产品寿命的算术平均值，由下式给出

（1）

式中t1=母体中每个产品发生故障前的工作时间

n=母体中总产品数

将研究对象进行处理得到磁电机故障间隔时间数据，整理成故障间隔时间（表1），单位按天计量（t）。

表1 故障间隔时间表

对上表数据进行可靠性评估，确定其参数类型

1）将上述记录的数据按序排列见表2.

2）根据平均秩次法求出中位秩数值，这里i=1， n=17时，中位值

（2）

各个失效数据代入式（2）其结果形成表2。

表2 计算数值表

3）将表2所列的故障间隔时间ti所对应的失效概率估计值F（ti）描在正态概率坐标纸上，得到图2中各点。

4）将图2中各点人工拟合出直线AB。观察AB直线，如果第三步所描的各点基本在一条直线上，就可以认为该部件故障失效概率分布在可用正态概率密度函数来描述。

5）利用拟合的直线AB，估计该正态分布的特性参数，即均值μ与标准差σ。

图2 正态概率纸检验

由图2所示的正态数值特征可以看出，在均值μ处，失效概率为0.5；因此，我们只需要在正态概率图的纵轴上0.5的地方作一条平行于横轴的直线，使它与直线AB相交于C，再由C作垂线交与横轴的E点，则E点便是μ值，本例中μ=75天。

标准正态分布有表可查。可令

（3）

则有F（t）=Φ（t）。在正态分布表上可以查到z和Φ（t）的对应关系，如表3所示。

表3 z与φ（t）的对应关系表

根据上表求正态分布参数中的σ，同样在图2的纵轴上的0.159处作一条平行横轴的直线使它与直线AB交与D点，再由D点作垂直于横轴的直线交点F，则F点的值就相当于（μ-σ）的数值。因此，只要将μ的值减去（μ-σ）（本组处理的数据此值为20天），就得到标准离差的数值。本例的标准差55天。于是，从概率上就可以估计正态分布的特征参数。

6）根据上图可以确定该正态分布的特性参数，即均值μ与标准差σ。

μ=75，σ=55

于是，从概率纸上就可以估计正态分布的特征参数，则失效概率分布函数为

（4）

上述故障数据研究的磁电机的平均故障时间间隔为75天。

4 分析结果应用及展望

本文通过对起动机可靠性进行分析，并得出上述的分析结果。其结果可以为很多机务维修工作提供依据，在平时的机务维修过程中：

1）可根据其时间间隔为航材的供应和订货提供依据，节约航材成本。

2）确定维修时间间隔：即根据可靠性分析结果确定定时维修的时间间隔或者寿命件的寿命。

3）评价维修水平和质量：即可以将可靠性分析结果同其他维修单位的结果相比较，比较平均寿命、失效数据的离散程度、可靠度和失效率等指标，评价自身维修水平的高低和维修质量。

4）本文得出系统可靠度表达式，可应用于各种机械可靠性的研究领域，在今后的系统可靠性研究中，具有理论指导作用。

参考文献：

[1] 发动机状态监控与故障诊断讲义.中国民航飞行学院.

[2] 罗贯火，卜继兴.CFM56-3发动机MEC可靠性分析[J].南方航空航天大学学报，2001.

[3] 不完全数据秩分布理论[J].航空学报，1993（11）.

[4] 李应波，姚卫星.基于SFEM的结构元件疲劳可靠性分析. 南方航空航天大学学报，2007.

[5] 王明珠，姚卫星.随机振动载荷下缺口件疲劳寿命分析频域法.南方航空航天大学学报，2008.

[6] 谬红.飞机附件监控可靠性管理[J].航空工程与维修，2002（2）.

[7] 王长高.以可靠性为中心的维修研究[J].北京航空航天大学学报，1999（1）.

故障树分析篇9

关键词：变压器；动态故障树；故障诊断；专家系统

中图分类号：TM411；TP311.5 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2016)01-05-040

引言

随着我国智能电网建设的推进，电力系统已迈向了大电网、高电压的发展阶段，这对电网供电的安全性与可靠性提出了更高的要求。变压器作为电力系统最关键的设备之一，起着变换电压、传输能量的重要作用，其运行状况直接影响到电力系统的安全稳定运行。若一台大容量变压器发生故障，而其检修周期又长，将会造成巨大的经济损失和不良的社会影响，特别是与发电机直接相连接的变压器将迫使发电机停止发电而造成更大的损失。据统计，2006年-2011年云南电网110kV及以上变压器发生跳闸故障14次，严重影响了云南电网的安全运行[1]。因此，研究变压器发生故障的类型与特征，分析故障发生的原因与机理，研究一个实用性强、可靠性高的诊断分析系统，及时掌握变压器的运行状况，提高其平均无故障时间和运行可靠性，对推进云南电网公司设备状态检修、提高电力系统安全性和可靠性都具有重要的意义。本文通过分析变压器的故障形式、症状、原因，以动态故障树分析法为理论基础，初步构建了变压器的故障树，实现了一个较为实用的变压器故障诊断分析系统，对提高变压器安全可靠运行起到了一定的积极作用。

1系统功能设计

1.1系统业务流程

故障诊断分析的目的是根据变压器的运行参数、试验数据与基本台账等状态信息，判断设备的健康状态，并对发生故障的原因进行分析，为运行工作人员提供有力的检修依据[2-3]。当系统对接入的在线监测数据、试验数据（停电试验、带电检测等）、巡检数据等原始数据，一方面存储到原始数据库，另一方面结合历史数据和设备基本资料，经过阈值判断、坏点剔除、趋势分析等处理与分析后得到系统能够识别的故障状态量，然后再根据系统所建立的诊断知识库进行诊断分析，实现设备的故障原因分析及定位，并将分析诊断结果保存到诊断分析结果库中。简单的说，系统数据流为：原始数据—故障状态量诊断分析。如图1所示。

1.2功能模块设计

依据结构化设计方法，结合系统业务需求，系统主要包括基础数据管理、试验数据、诊断分析和权限管理四大模块。⑴基础数据管理。基础管理包括设备设备管理与试验数据录入两部分，分别实现设备台账信息与试验、巡检等基础数据的录入与管理功能，是系统实现变压器故障诊断分析的基础。⑵权限管理。权限管理实现对系统用户基本信息及操作权限进行管理和控制，从而保证系统的信息安全。本系统中支持用户组和用户两种设置权限的方法，且可以同时使用，两者的交集作为用户的最终权限。⑶试验数据展示。试验数据展示是以折线图、柱状图、雷达图或大卫三角、立体图等形式展示设备原始数据或分析处理之后的数据，供用户查看与分析。⑷诊断分析。诊断分析是系统的核心模块，包括故障树和故障分析两个部分。其中，故障树模块实现对变压器故障树的编辑与动态维护，是系统诊断专家知识库的管理入口；诊断分析依据设备的运行状态信息，利用系统诊断知识库判断设备运行状态，分析发生故障的可能原因并进行定位，为运行和检修人员提供支持。

2变压器故障诊断

2.1DFTA与专家系统

故障树是一种特殊的树状逻辑因果关系图，它用图形演绎逻辑推理方法，用图清晰地说明了系统的失效原因，把系统的故障与组成系统的部件的故障有机地联系在一起，可以找出系统全部的失效状态和传播路径[4-5]。DFTA是至少包含一个动态逻辑门的故障树，具有动态的系统性能，能对具有顺序相关、资源共享、可修复和冷热备份的系统进行故障分析的方法[6]。本文所研究的动态故障树分析法与其传统概念有所不同，其“动态”主要体现在该诊断系统中故障树的动态构建、维护与更新，也是系统自学功能的体现。专家系统是结合人工智能技术和计算机技术，利用专家的知识和经验，进行推理判断，模拟专家作出决策的智能化信息系统[7]。本文所研究的变压器故障诊断专家系统，其专家知识库是以故障树为理论基础和载体，通过故障树这种特殊的图形化方式形象而直观的表达了专家诊断知识，将之前的专家知识库的黑匣子公开化、透明化，方便用户查看与分析。

2.2变压器常见故障

故障诊断的实质是运行状态的模式识别过程，主要包括故障状态量信息获取与预处理、特征信息提取和故障识别三个步骤。变压器结构复杂，故障形式、症状、原因和演变机理的复杂多样，在运行中发生的故障很难以某一判据判断故障的类型和位置。熟悉变压器的常见故障、故障现象及原因对于本文构建变压器故障树和实现变压器故障诊断分析具有重要的意义。油浸式电力变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。内部故障主要有相间短路、匝间短路、局部放电、局部过热、绝缘油异常等；外部故障主要有油箱或套管渗漏油、套管闪络、引出线故障等。内部故障根据常见的故障易发部位可分为绝缘故障、铁心故障、分接开关故障、绕组故障等，这些故障的发生可能同时伴随着热故障和电故障两种类型；外部故障虽然更为常见，但比较容易发现及诊断。变压器绕组故障模式可分为短路、断路、松动、变形、移位、烧损，其中绕组短路又可分为层间短路、匝间短路、饼间短路、股间短路。绕组故障大部分由于绕组本身结构和绝缘不合理引起，以绕组短路出现概率最高，不仅涉及绕组本身，还对铁心、引线、绝缘屏等有极大影响。绕组短路时，变压器内部会出现局部高温或高能放电。变压器绕组松动、变形、失稳、绝缘损伤，会使抗短路能力变差，若遭到外部短路、雷击等不良工况，会使绕组松散、场强分布不均，导致局部放电；松散导线在电磁力作用下，互相摩擦划破绝缘，引起绕组烧损，绝缘局部碳化，最终形成绕组短路。由于篇幅所限，其他故障类型的故障模式不再一一分析说明。

2.3构建变压器故障树

构建故障树是实现故障诊断的最为关键的一步，故障树直接决定了系统诊断结果的准确性与可靠性。故障树的构建过程实质上是建立系统专家诊断知识库的过程，也是用树形结构图形化展示变压器故障与导致其发生原因之间逻辑关系的过程。变压器结构复杂，故障形式和原因多样，使得其故障树层级多，显得较为庞大。为了方便用户建树与查看分析，故障树必须有一个清晰明了的结构，可以根据故障类型和结构组成将变压器故障树分解为多个子树，子树又可以再进行分解。在本系统中，组成故障树的基本元素是故障节点，每一个故障节点包含名称、逻辑、阈值、试验建议和故障描述等基本属性，且故障节点可以绑定相关的判据变量和故障发生的部件。与节点绑定的判据变量具有一定的权重，当异常变量的权重大于节点的阈值时，该节点将被认定为发生故障的节点。其中，故障节点之间有“与”、“或”、“非”等关系，变量之间有“与”和“或”的关系，如图2所示。根据前文对变压器主要故障模式的整理与分析，可以依据故障树理论构建变压器故障树。放电故障中的局部放电故障子树如图3所示。

3系统典型应用

3.1诊断分析实例

⑴原始数据现场某一台220kV变压器具有以下几种现场运行及试验数据如表1-表3。⑵数据分析处理系统经过分析，三比值法计算得编码102，为高能量放电；绕组绝缘电阻，吸收比和极化指数正常；高中-低地电容量比异常前试验增长16.2%（原为15350pF），低-高中地电容量比异常前试验增长13%（原为24070pF），稳定绕组电容量无明显变化。最终，系统得到故障状态量为：本体放电故障、绕组电容量。⑶分析诊断结果以系统得到的状态量结果为输入量，系统依据诊断知识库得出诊断结果为绕组变形和绕组放电，故障节点以红色背景突出显示。事后经过吊罩解体检查，发现该变压器中压绕组三相都存在不同程度的变形，但都没有发现放电痕迹，从而证实了系统诊断分析结果的正确性。

3.2系统特点

⑴案例库比对分析与自学功能。当系统进行诊断分析时，若不能给出诊断分析结果，则系统将会自动启动案例库比对分析，将当前输入的诊断变量与案例库进行匹配分析，并输出匹配结果，用户可以根据匹配结果自行查看相应的案例分析。若没有找到与其相匹配的案例，当前诊断案例将作为一新的案例补充到案例库中。⑵人机交互性。系统诊断分析之后，将分析结果按可能原因的概率从高到低以表格的形式提供给用户，用户若对诊断结果有所怀疑或发现诊断变量值有明显错误，可以人工修改诊断变量的值进行重新诊断并保存结果。此外，系统还会依据统计学的理论和原理，利用预先设定的算法对该类变压器故障树知识库中各个可能原因的概率进行动态的更新，从而提高下次诊断结果的准确性和可靠性。⑶实时性。当系统接到原始数据之后，会立即对其进行阈值判断、趋势分析和比对分析的等处理，得出与其对应的状态量，再由系统进行诊断分析，这样能够使运行人员及时掌握设备的运行状况与健康状态。

4总结

本文以DFTA和专家系统为基础，阐述了变压器诊断分析的思路，构建了一个实用化的变压器诊断知识库和诊断平台，以图形化的方式向研究人员再现了故障的演变过程和机理，对推进云南电网公司设备状态检修、提高电力系统安全性和可靠性都具有重要的意义。随着系统的长期运行，系统的诊断知识将不断地积累而变得更为丰富，其诊断可靠性也将进一步提高。由于时间和条件的限制，有些工作需要进一步研究，如故障树优化与完善、DFTA的定量分析与计算等。

参考文献(References)：

[1]刘娜,高文胜,谈克雄等.大型电力变压器故障树的构建与分析[J].中国电力,2003.36(11):33-36

[2]高顺川.动态故障树分析方法及其实现[D].国防科技大学,2005.

[3]王美铃.基于多知识库电力变压器故障诊断专家系统[D].中南大学,2011.

[4]孙喆.电力变压器的常见故障分析及处理措施[J].黑龙江科技信息,2009.28.

[5]张启清.电力变压器故障诊断专家系统的研究[J].重庆大学,2002.

[6]王晓莺.变压器故障与监测[M].机械工业出版社,2004.

故障树分析篇10

关键词：民用飞机；机载设备；故障定位；排故

引言

在民用飞机研制的试飞过程中，经常会遇到一些机载设备/系统的故障，对于一些简单的设备/系统故障，我们可以运用一些常见的方法快速定位故障原因，如故障树、机上复现试验、试验室试验、仿真计算等。若故障比较复杂，难以定位时，我们可以组合运用上述的方法进行故障定位。

1 故障树定位法

故障分析（FTA）技术是美国贝尔电话试验室于1962年开发的，该方法是系统安全工作的主要分析方法，通过图形演绎，故障事件在一定条件下的逻辑推理，可针对某一故障事件，作层层追踪分析（自上而下），典型的故障树如图1所示。

这种图形化的方法清楚易懂，使排故人员对与故障相关的事件之间的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻辑关系进行深入的定性和定量分析。故障树将系统/设备故障的各种可能因素联系起来，可有效找出系统薄弱环节和系统的故障谱。

故障树分析故障原因一般按如下步骤进行：

（1）故障树的建造；（2）故障树规范化、简化和模块分解；（3）定性分析；（4）定量分析；（5）编写故障分析报告。

通过故障树的分析，对于一些简单的系统/设备故障很容易的就可以进行定位、排除。

2 机上试验

一般情况下，试飞期间若发现问题，排故人员会第一时间去机上了解故障现象，对故障进行复现。

为了定位故障原因，通常采用的方法就是对调故障设备，若故障转移，则可直接定位为相关设备故障；若故障现象不转移，则需要进一步分析故障原因。此时，可以结合故障树分析方法，确定故障原因。

3 试验室试验

对于一些空中闪现，在航后无法在地面复现的故障。首先，需要详细了解故障时飞机所处的状态、故障现象等信息。其次，根据当时的现象，通过试验室的RIG台，模拟各种当时的飞行状态，进行各种设置的组合试验来复现当时的故障现象。由于民用飞机的机载设备间一般由ARINC 429总线进行连接，必要时，我们需要借助429总线分析仪等相关设备进行故障分析。

4 仿真计算与其他方法综合

对于一些复杂故障，通过故障树的分析、机上试验和试验室试验，最后筛选下往往只剩电磁兼容相关的故障原因，如静电放电、电磁辐射干扰等。我们可以通过仿真计算来确定相关因素对飞机或者机载设备的影响，可以更加直接的定位故障原因，并制定相关措施来解决故障。排故流程如图2所示。

5 结束语

在民用飞机的试飞研制阶段，各个机载系统/设备还不稳定，会暴露出各种各样的问题。在问题暴露后，我们需要C合运用各种排故方法，多管齐下，从而可以及时、有效的定位故障原因。

参考文献

[1]《飞机设计手册》编委会.飞机设计手册第17册：航空电子系统及仪表[M].航空工业出版社，2001.