關于電氣自動化設備可靠性測試方法的探討

許衛國

浙江工大盈碼科技發展有限公司，浙江 310012

國家電控配電設備質量監督檢驗中心在結合實際情況下，研究了當前電控及自動化設備使用的可靠性，對產品設計及生產工藝進行了更為標準的更新。在長期的研究工作中制定了一套完整的電控及自動化設備的可靠性測定方法，以確保產品的可靠性。

1 可靠性測試的常用方式

測試方法的選擇是獲得電控及自動化設備的可靠性的重要前提，這樣才能保證產品使用性能的發揮。參照國家電控配電設備質量監督檢驗中心推出的測試方式，目前運用較為廣泛的測試方式包括以下幾點。

1.1 保證試驗方法

這種方式主要是在產品出廠前根據其規定的要求展開無故障的工作的試驗，即“烤機”。當前的電控設備主要是數量龐大的元器件所構成,其故障模式具有隨機性，因而是以極為復雜的形式展現在別人面前。并且這些故障的表現形式是極為多樣的，而且其失效率會伴隨著時間的變化而不斷改變。在試驗室內對出廠前的產品實施烤機主要是能測量產品的早期失效情況，當遇到不合格的情況時對產品進行優化升級，這樣在失效率達到標準后再出廠。雖然這類試驗的可靠性高，但其檢測過程耗時長，在多數生產的產品來中只適合設備的樣本，在小量或大系統生產的產品能夠得到廣泛的運用。此種試驗還在電路復雜、可靠性高的電氣設備中得到了更為有效的使用。

1.2 試驗室測試方法

用一種規定的可控的工作條件和環境條件在試驗室內進行，對現場的使用條件進行模擬，保證檢測設與遇到的環境應力互相協調后進行實驗，并把累計的時間和累計失效數等相關數據采用不同的指標來完成其這類模擬可靠性試驗，這種試驗方法的優點在于操作簡單，條件要求低，且得到的數據質量較高。經過不斷的分析后得出的準確的數據信息。不足之處在于受到試驗條件的制約，其最終得到的實驗數據很多情況下都是準確性較低的，其實驗消耗的成本較大。此外，為了要考慮到被試產品的生產批量及成本，這種方式能夠在大批量生產的產品中得到廣泛的運用。

1.3 現場測試方法

設備在使用現場的可靠性測試主要是相關數據進行實驗，并且參照不同的試驗數據來研究出正確的方式，以保證自動化設備的性能得到發揮。這種測試的主要特點在于試驗用到的試驗設備少，工作效率高，在測試中得到的數據能夠對產品的問題進行真實地反映，對產品使用情況下的可靠性、維護性進行不斷地優化。其缺點在于，當遇到受控條件下則難以進行試驗，以及被外界因素所干擾后則無法保證實驗結果的準確性。現場測試主要包含以下幾點：1）在線測試，測試設備持續運行；2）停機測試，測試設備中止運行；3）脫機測試，把測試部件移除現場，在專門配置的實驗設備上進行實驗。以測試技術難度分析，后面兩種更為適合測試。遇到復雜的系統來時對于故障的診斷則要進行在線測試，這樣才能保證獲得的數據更加具準確可靠。而測試方式的選擇必須要根據現場的實際情況進行，參照故障狀況過程中是否允許立即停機。

現場測試和試驗室測試區別在于測試設備的安裝和連接方式的不同，線路板封閉在機箱使得測試信號線難以連接，并且傳統的在線仿真器在現場測試中難以發揮作用。此外，現場與實驗室相比缺少了需要的設備及儀器，使得測試過程難以順利進行。

2 可靠性測試方法的選擇

2.1 試驗產品的選擇

選擇的產品必須要有代表性，其涉及到的品種也是多方面的,主要包括了：造紙機電控設備、紡織機電控設備、礦井提升機電控設備等。在性質上，產品包括大型、中型、小型設備。在運行形式上，包括連續運行設備、間斷運行設備。

2.2 試驗環境的選擇

考慮到電控產品的工況存在很大的差異性,因而試驗在非惡劣的場地進行，設備運行需配合一定的應力，這樣才能使得測試結果具備較好的客觀性。

2.3 試驗場地的確定

在選擇實驗場地的過程中需要根據相關的標準進行，一般情況要選擇最為合適的實驗場所才能保證測定的可靠性是最為準確的。通常為了測定正常使用條件下的可靠性水平的場地應該符合以下標準：工作環境具有代表性的試驗場地，若能夠收集到相關的實驗資料則需要確定相同或近似的試驗條件的場地。

2.4 試驗的測試程序

實驗程序的好壞直接影響了最終的實驗結果，這是需要實驗人員嚴格按照標準進行的。主要程序大致包括以下幾點：試驗起始時間、周期間隔、收集數據、指標記錄等等，在必要的時候可以對相關的故障進行排除。只有嚴格參照相關的標準進行才能使得可靠性得到保證。

3 測試現場可靠性的措施

測試現場可靠性的方式主要包括了數據的收集，接著對數據進行相關的處理，當發現故障等異常情況時能夠對此進行相關的評估及考核。

3.1 現場可靠性試驗的前提

這類實驗一般要求其建立完整的設備生產管理制度，并找出符合標準的工藝要求，在產品質量得到保證的前提下能夠使其技術含量不斷提升。在元器件進貨環節必須是通過正常渠道獲取，這樣不僅保證的用戶的利益，對于工廠的生產的也是一個很好的保證。這就需要設備的工作條件能達到技術標準的要求，一般情況是用戶使用的電控及自動化設備量較大些,這樣就會使得統計出的數據更具有可靠性。

3.2 現場可靠性測試的作用

對現場的可靠性數據進行收集之后實施可靠性評估，其主要作用是為了考核指標的建立，能提供較為真實的資料依據；對現場收集到的可靠性數據進行數理統計能夠得出可靠性數據指標；收集設備上元器件的可靠性數據能對元器件的運用提供可靠性指標；收集現場的設備維修性數據則對維修評估有幫助；核查設備的壽命特點能夠為設備的確定烤機時間。

3.3 可靠性數據統計分析

在獲取相關的可靠性數據后需要根據電控設備可靠性指標體系的標準進行處理。參照收集到的數據經過統計計算說明了標準的國產電控及自動化設備的平均無故障工作時間情況。

4 結論

總而言之，電氣自動化設備在實施試驗過程中存在著一定的難度，這就需要對試驗室測試所獲得的可靠性數據進行分析，并結合現場可靠性測試所獲得數據進行對比，以獲得設備的可靠性程度。

[1]賀家李，沈從炬.電力系統繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]范輝，陸學謙.電氣監控系統納入DCS的幾點體會[J].電力自動化設備，2001，3.