低压电器可靠性大概情况及其开展.docx

低压电器可靠性大概情况及其开展低压电器的可靠性是指产品在规定的条件下及规定的时间内完成规定功能的才能，产品的可靠性是产品质量的一个重要组成局部。产品的质量严格讲起来应包括其性能及可靠性两个方面，一个产品尽管其性能指标很高，但假设其可靠性不高的话，就不能算是一个质量好的产品。一个自动控制系统的可靠性根本上取决于该系统所用元件的可靠性，同时系统的可靠性一般随系统中所用元件的数量增加而下降。随着系统向大型化方向的开展，一个自动控制系统所用元件的数量越来越多，只要其中一个元件发生故障，一般就可导致整个自动控制系统发生故障，并可能造成重大经济损失，所以自动控制系统中所用的电气元件的可靠性就显得越来越重要。电力系统与低压配电系统中使用了各种低压电器，假如这些低压电器发生故障就导致电力系统与低压配电系统发生故障而造成停电事故，甚至会危及供电线路和用电设备的平安，它所造成的经济损失将更为宏大。因此，开展各种低压电器的可靠性研究与应用工作具有特别重要的意义。可靠性技术是在第二次世界大战后开展起来的一门新技术。可靠性研究始于美国，在20世纪40年度代美国发现军用雷达处于故障状态的时间高达84%，这就促使美国深化开展电子元件和电子设备的可靠性研究，并制订了有关可靠性管理、可靠性设计及可靠性试验等方面的标准。到20世纪60年度代，美国在电子产品的可靠性研究方面已逐渐成熟，这对进步美国电子产品的可靠性起到了很大作用。从20世纪70年度代起可靠性工作逐渐扩展到美国的机械、电力、电工及化工等工业部门。美国是世界上从事可靠性研究最早、范围最广、最有成效的国家。原苏联、日本、德、英、法等国在美国之后也积极开展了可靠性工作，并获得了不少进展。国外电器产品可靠性工作大概情况1可靠性标准的制订国外的电气公司与各种国际机构如lEE、IEEE等中，可靠性工作都很受重视，一些著名的电气公司都设有可靠性管理部门或者设有专职的可靠性工程师。有些产品已规定了可靠性指标，有些产品虽还未规定可靠性指标，但在公司内部已开展可靠性研究工作，产品可靠性的上下已成为国外各公司间竞争的重要手段。IEC在1965年度成立了技术委员会TC56可靠性与维修性技术委员会，至今已发布了不少关于可靠性与维修性方面根底性或者共性的标准：如IEC300（）可靠性与维修性管理），它为产品在制订可靠性与维修性时提供管理导那么，还作为IS09000系列标准的补充文件提供有关可靠性方面的内容；还有IEC605（）设备可靠性试验）与IEC706（）维修性导那么）IEC605是关于设备既可指电子设备，可以指电工设备或者机械设备；既可指元件，可以指装置可靠性试验方面一套较为完好的根底性标准，它规定了设备可靠性验证试验和可靠性测定试验的总原那么、详细程序及试验方案。在电器产品可靠性标准的制订方面，IEC255电气继电器标准中的IEC255020（）电气继电器的触点性能）、IEC255010（）电子元件质量评价系统在有或者无继电器上的应用）及IEC25519（）机电式有或者无继电器的质量评价）等标准都有可靠性的内容IECSC41A在1988年度6月发出46号文件，提出在现有IEC标准的根底上应补充“应用于小电流的有或者无继电器的可靠性试验、2002年度IEC发布的标准IEC60050444（）电工术语根本继电器）的44407节中也列入了12条关于可靠性方面的术语。美国于1964年度发布了军用标准MILR39016（）有可靠性指标的电磁继电器总标准）；日本于1980年度发布了日本工业标准JISC5440（）有可靠性要求的控制用小型继电器通那么）；前苏联于1983年度发布的rOCTl2434-83（）低压开关电器通用技术条件）中规定了产品的可靠性要求和可靠性试验方法；德国的VDE0660（）低压开关电器标准）中规定：“产品机械寿命和电寿命的额定值是取占90%的接触器所能到达的极限通断次数，这意味着用可靠寿命可靠度等于0.9的概念来考核接触器的机械寿命和电寿命。法国在工业用控制设备接触器标准NFC63100中规定：“对成批消费的电器，十分足约定发热电流小于或者等于40A的电器，机械寿命足在有代表性的样机上以重复方式进展试验的，制造厂在统计了试验结果后给出产品的机械寿命值，这实际上也是规定了用可靠性的概念来确定接触器的机械寿命。2可靠性试验研究美国、日本在继电器的可靠性寿命试验中已普遍采用电子计算机进展控制，如日本安川公司在继电器的接触可靠性中采用了Inter8008型电子计算机进展控制的自动试验装置；日本松下电器公司在继电器可靠性试验中采用了微型计算机控制的全自动试验装置；日本富土通公司在舌簧继电器的可靠性试验中采用了计算机控制的试验装置，该装置可同时进展200个舌簧管的寿命试验。美国、日本等国家都在对电器产品加速寿命试验的形式、方法及数据分析方法进展研究。例如，日本以负载电压及负载电流为加速变量进展了开关的加速寿命试验，根据试验结果算出了不同负载电压和负载电流值时的加速系数。3可靠性物理的研究国外是从20世纪60年度代才开场研究可靠性物理的，美国空军ROME航空开展中心在20世纪60年度代初首先开场对现场失效的元器件进展失效分析。JVaccro首先提出用“失效物理学这一概念来研究元器件的可靠性，1962年度起美国每年度召开一次“失效物理会议，1967年度起改称“可靠性物理会议。所谓“可靠性物理学就是专门研究产品失效机理的科学，它对产品如何失效及为什么失效的详细物理、化学经过进展研究。可以看出，可靠性物理学的研究是进步产品可靠性的根底性措施。美国、日本等国家对可靠性物理的研究都很重视。4可靠性学术会议国外在可靠性学术沟通方面也很活泼，涉及到可靠性的国际学术会议有：IEEE霍姆电接触会议每年度召开一次；国际电接触会议每年度召开一次国际可靠性物理睬议每年度召开一次国际可靠性与维修性会议每年度召开一次。5可靠性数据统计与调查可靠性数据是进展产品可靠性设计十分足可靠性预计、可靠性分析及可靠性增长的根本根据，所以国外特别重视可靠性数据的建立。如美国政府的一个工业数据交换中心GIDEP，它包括美国及加拿大的六百多个成员单位，共建立了失效数据库、可靠性及维修性数据库等；前苏联电工研究所建立了包括发电机、变压器、断路器、继电保护装置等电力设备的可靠性数据库。20世纪70年度代起，断路器的可靠性研究工作开场受到了国际学术界的关注与重视。IEEE开关设备技术委员会断路器可靠性工作小组从1971年度到1985年度15年度间在全球范围内开展了高压断路器的可靠性研究，其中一个重要局部就是对使用中的高压断路器的故障进展了第一次国际性可靠性调查。此次调查中的77892个断路器来自22个国家的102个公司，涉及额定电压在63kV及以上的各种类别断路器。调查中发现断路器运行中的绝大多数故障70%足机械方面的原因，19%是辅助电路和控制电路上的电故障；而绝缘问题引起的故障占所有故障的8.3%。通过分析，该工作小组认为十分需要进步断路器的机械可靠性。1986年度，IEEE开关设备技术委员会又成立了一个新的断路器可靠性工作组，其主要目的足进展第二次高压断路器可靠性国际调查。此次调查于1988年度1月1日起到1991年度12月31日止。调查中来自22个国家132个公司的70708个断路器，是1978年度1月1日后使的、额定电压为72.5kV及以上的SF6断路器。由3833张故障卡分析看出：第二次调查中断路器的故障率比第一次调查时显著降低。但操作机构故障机械故障仍是造成断路器故障的主要原因，其次是电气控制和辅助电路故障。近年度来，IEEE电力系统可靠性委员会低压断路器可靠性工作组对低压断路器可靠性进展了调查。调查中脱扣器和脱扣校准故障率最高，为其他故障形式机械故障、电触头故障的两倍或者更高，而IEEE工业应用学会可靠性委员会1985年度对工业用断路器的可靠性进展的调查说明，对于使用时间少于15年度的断路器不包括塑壳式断路器来讲室外安装断路器的故障率比室内的高1.54倍。具有电子脱扣器的断路器故障分为“拒闭合44%和“误翻开56%。具有机电脱扣器的断路器故障很大比例为“拒闭合93%。由此可见，国外已对上下压断路器做了较细致的可靠性调查，并归纳出了主要故障形式。但仅限于总结调查的结果，未做任何结论性评论。关于断路器可靠性验证试验方法、断路器可靠性指标的制订及评估方法等理论研究方面的内容未见有相关公开发表的文献。国内电器产品可靠性工作大概情况原机械工业部对电器产品的可靠性工作特别重视，早在1980年度原机械工业部电工局委托河北工业大学举办了两期电器新技术学习班，可靠性技术是其中主要内容之一，1983年度10月成立了中国电工技术学会电工产品可靠性研究会，在该学会组织下开展了电工产品可靠生研究工程与学术沟通活动，并屡次举办了电工产品可靠生学习班及电工行业指导干部可靠性研讨班，对我国电工行业的可靠性工作起了一定的促进作用。原机械工业部曾屡次发文召开可靠性工作会议，部署在机电行业中开展“限期考核机电产品可靠指标的工作，从1986-1991年度共发布了七批共1189种规格限期考核可靠性指标的机电产品清单，其中包括继电器、接触器、变压器、量度继电器、电动机、电力电子器件等产品，这对推动我国电工产品的可靠性工作有很大的作用。1994年度原机械工业部又召开机械工业可靠性工作会议，会上提出可靠性必须从产品设计抓起，并规定但凡列入部或者省市机械厅局开发方案和重大技术设备攻关的工程，应加强可靠性设计和试验研究工作：要求在立项时提出可靠性设计目的和攻关内容，产品鉴定或者工程验收时应对可靠性目的进展审核评定。会上决定在机电产品中进一步开展可靠性认定工作。从20世纪80年度代中期至今，我国电工产品可靠性研究在电力电子、电机、变压器、电器与继电保护装置等领域均做了不少工作，其中在电器可靠性研究与应用方面大致做了以下工作。1电器可靠性研究方面在上海电器科学研究所、成都机床电器研究所、许昌继电器研究所及广州电器科学研究所等单位的组织下，从20世纪80年度代中期开场，开展了电器可靠性研究工作。电磁式中间继电器、小容量沟通接触器、低压断路器、洗衣机、电冰箱的可靠性研究被列为原机械工业部重点工程，以产学研相结合的方式开展了上述产品的可靠性研究，通过理论分析及大量试验数据统计分析了产品的失效机理，研制了一些可靠性试验装置，提出了这些产品的可靠性指标及考核方法。通过对这些产品的可靠性考核与早期失效机理的分析，对产品设计及制造艺提出了改良措施，使这些产品的可靠性得到较大幅度的进步，获得了一定成效。2电器可靠性准的制订制订了国家标准GBT15510（）控制用电磁继电器可靠性试验通那么）北京电工综合技术经济研究所和河北工业大学负责起草。制订，了国家军用标准GBl0962（）机床电器可靠性通那么）成都机床电器研究所起草。制订了国家军用标准GJB65B一99（）有可靠性指标的电磁继电器总标准）国营792厂和中国电子技术标准化研究所负责起草。家用和类似用处的小容量沟通接触器的可靠性试验方法、家用和类似用处的过电流保护断路器的可靠性试验方法、剩余电流动作断路器的可靠性试验方法等三个标准已列入中国机械工业行业标准2003年度制订方案，正在制订中。3可靠性试验装置的研制河北工业大学建立了电器研究所检测中心，该检测中心于2001年度5月通过了中国实验室国家认可委员会的队可，具有进展有关电器可靠性认证试验的资格，并研制了微机控制的小型断路器可靠性试验装置，与继电器、接触器可靠性试验装置及剩余电流动作保护器可靠性试验装置，河北工业大学还与许昌继电器研究所合作研制了量度继电器可靠性试验装置。4可靠性指标的考核有几十种规格的控制继电器、中间继电器、沟通接触器、熔断器等电器产品进展了可靠性指标的考核工作。5对电器可靠性设计进展了初步探究河北工业大学等单位在电器电磁系统与触头的可靠性设计方面已开展了一些研究，在1988年度美国继电器年度会与1994年度第17届国际电接触会议上开展了其初步研究成果。河北工业大学与清华大学合作完成的科研工程“电工设备当代设计理论与试验研究中对电器电磁系统的可靠性优化设计方法进一步作了研究。以河北工业大学为主要完成单位的科研成果“低压电器可靠性设计与检测技术的研究获得了2000年度度国家科技进步二等奖。电器产品可靠性工作的开展前景与展望我国电器产品可靠性研究固然在上述几方面做了一些工作，获得了一些进展，但由于我国电器产品可靠性研究工作起步较晚，不少电器产品还未开展可靠性研究与考核工作，在新产品开发时尚未认真开展可靠性设计与可靠性制造，十分是我国电器行业的大多数企业对可靠性工作还重视不够，可靠性工作尚未认真开展，我国电器产品的可靠性程度还普遍低于兴旺国家产品的可靠性程度。在市场经济竞争中，以优取胜，以质量与可靠性取胜，必将成为共识。为了进一步开展电器产品的可靠性工作，以进步我国电器产品的可靠性程度，应进一步做好以下工作：1除了上述已制订或者正在制订的几种电器产品可靠性试验方法的标准外，应尽快制定其他主要电器产品如低压断路器、热继电器等可靠性试验方法的行业标准。2由于可靠性试验装置是进展可靠性验证试验的必备手段，所以应研制各种主要电器产品的可靠性试验装置。3开展电器产品失效分析工作。失效分析是指对失效产品进展分析，找出其失效形式和失效机理。针对失效分析中找出的问题，提出改良措施，以进步电器产品可靠性。4电器消费企业应加强可靠性管理工作。为了开展可靠性设计、可靠性消费、可靠性实验和失效分析工作，必需要有健全的可靠性管理组织；为了采集现场使用中的失效产品或者现场失效信息，也需要健全的可靠性管理组织；为了把失效分析得到的信息反应给设计部门、消费部门和试验部门，更需要健全的可靠性管理组织。因此，加强可靠性管理工作是特别必需和重要的。5应加强电器产品可靠性根底知识的普及工作与可靠性方面的人才培养，有条件的电器产品研究机构及大型企业可适当培养一些电器可靠性方面的硕士和博士。