關(guān)于雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性分析

廣東雅達(dá)電子股份有限公司 王文貴

1 雙電源開自動(dòng)轉(zhuǎn)換關(guān)主要故障

操作機(jī)構(gòu)、斷路器、轉(zhuǎn)換部件是雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要組成部分，因此，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要也主要來源于此。

1.1 操作機(jī)構(gòu)故障

操作機(jī)構(gòu)故障具體包括了以下四個(gè)方面：第一，就擁有手動(dòng)操作手柄的雙電源開關(guān)而言，當(dāng)通過手柄進(jìn)行相應(yīng)操作時(shí)，雙電源開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換任務(wù)。第二，在選擇雙分/再扣方式時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)備用和常用電源的斷開，也無法實(shí)現(xiàn)斷路器的再扣。第三，在選擇強(qiáng)制常用方式時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)備用電源的斷開也無法實(shí)現(xiàn)備用電源的轉(zhuǎn)換接通。第四，在選擇強(qiáng)制備用方式時(shí)，既無法實(shí)現(xiàn)常用電源的斷開，也無法實(shí)現(xiàn)備用電源的轉(zhuǎn)換接通。

1.2 斷路器故障

斷路器故障具體包括了動(dòng)作故障和操作故障。動(dòng)作故障指的包含了兩個(gè)層面的故障，一方面，當(dāng)電氣設(shè)備或是線路在發(fā)生短路、過載等故障時(shí)，斷路器未能及時(shí)采取動(dòng)作，導(dǎo)致電氣設(shè)備失去安全保障，進(jìn)而引發(fā)一系列故障。另一方面指的是電氣設(shè)備或是線路在未發(fā)生任何故障的情況下，斷路器采取了保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器無法正常工作。操作故障也包含了兩個(gè)方面，一方面，斷路器在手動(dòng)合閘時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)作，導(dǎo)致電力無法正常接通。另一方面，斷路器無法完成手動(dòng)合閘的工作，導(dǎo)致電路無法正常斷開。

1.3 自動(dòng)轉(zhuǎn)換部件故障

自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)包括了智能型雙電源開關(guān)和基本型雙電源開關(guān)，兩種類型開關(guān)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換部件故障有所不同。就基本型雙電源開關(guān)而言，其自動(dòng)轉(zhuǎn)換部件故障包括了以下幾個(gè)方面：第一，雙電源開關(guān)在自復(fù)模式下，電源恢復(fù)正常后，無法自動(dòng)恢復(fù)到常用電源供電。第二，當(dāng)雙電源開關(guān)處于不自復(fù)模式時(shí)，備用電源無法繼續(xù)供電。第三，在雙電源開關(guān)中，常用電源出現(xiàn)故障后，備用電源無法正常接上。就智能型雙電源開關(guān)而言，其除了可能出現(xiàn)以上幾種故障之外，其它功能方面還可能出現(xiàn)故障。

2 雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性指標(biāo)

在充分分析了斷路器主要故障基礎(chǔ)上，以此為依據(jù)制定了雙電源開關(guān)可靠性的標(biāo)準(zhǔn)。在具體的操作中，對(duì)雙電源開關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制定既要具有可操作性，同時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)又不宜過多，以免操作過于復(fù)雜。

2.1 雙電源轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成功率等級(jí)

在實(shí)際操作中，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成功率是確定雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性的重要指標(biāo)。假設(shè)不可接收的成功率為R1，則自動(dòng)轉(zhuǎn)換成功率可分為五個(gè)等級(jí)。所謂的成功率強(qiáng)調(diào)的是相關(guān)產(chǎn)品在特定的條件下，實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能或是實(shí)驗(yàn)成功的概率。雙電源開關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的成功率包含了四個(gè)方面的內(nèi)容。首先，當(dāng)常用電源出現(xiàn)異常情況，在經(jīng)過了已設(shè)定的延時(shí)時(shí)間之后，雙電源開關(guān)自動(dòng)斷開電源，并切換到雙分的狀態(tài)。其次，常用電源故障并斷開后，經(jīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后，雙分狀態(tài)接入備用電源。再次，當(dāng)備用電源出現(xiàn)異常后，經(jīng)事先設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后，備用電源被斷開，并切換至雙分狀態(tài)。最后，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在斷開備用電源，切換至雙分狀態(tài)后，再切換至常用電源。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成相應(yīng)的任務(wù)，其完成的概率則為成功率。

2.2 雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)機(jī)械操作故障率等級(jí)

假設(shè)λmax為最大故障率，則在雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置中，開關(guān)機(jī)械故障率的等級(jí)分為三個(gè)等級(jí)。故障率指的是設(shè)備在工作達(dá)到一定時(shí)間后，再發(fā)生操作故障的概率。就雙電源自動(dòng)開關(guān)來說，機(jī)械故障也包含了四個(gè)方面。首先，斷路器在收到合閘命令或是手動(dòng)合閘時(shí)無法完成合閘操作，導(dǎo)致電路無法正常接通。其次，斷路器在收到分閘信號(hào)后，無法完成分閘操作，導(dǎo)致備用電源無法切換至常用電源。再次，在強(qiáng)制備用狀態(tài)下，無法由常用電源切換至備用電源。最后，選擇再扣/雙分模式時(shí)，無法正常斷開常用和備用電源，也無法實(shí)現(xiàn)斷路器的再扣。

3 雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性分析

定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)和定時(shí)壽命測(cè)試是雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性分析常用的方法，其中，定數(shù)截尾壽命測(cè)試法指的是產(chǎn)品投入試驗(yàn)后，試驗(yàn)失敗的次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)，就判定試驗(yàn)結(jié)束。定時(shí)壽命測(cè)試法指的是，測(cè)試開始到達(dá)一定時(shí)間或是特定操作次數(shù)后，則判定測(cè)試結(jié)束。這兩者的基本思路就在于，對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，失敗次數(shù)、測(cè)試次數(shù)或是測(cè)試時(shí)間達(dá)到規(guī)定范圍后，若失敗次數(shù)未達(dá)到允許次數(shù)，則判定產(chǎn)品的可靠性達(dá)標(biāo)，若產(chǎn)品測(cè)試中失敗的次數(shù)超過允許次數(shù)，則判定產(chǎn)品的可靠性達(dá)不到要求。在實(shí)際操作中，在對(duì)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)提出可靠性要求后，再對(duì)其進(jìn)行可靠性檢測(cè)。為避免檢測(cè)過程的盲目性，應(yīng)提前制定測(cè)試方案，確保產(chǎn)品抽樣的科學(xué)性，這就會(huì)設(shè)計(jì)到抽樣檢查的問題。以可靠性抽樣理論為依據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)保護(hù)成功的概率小于R1時(shí)，試驗(yàn)以相對(duì)小的概率接收。在該抽樣方案中，對(duì)n個(gè)樣品進(jìn)行了n1次測(cè)試，r分別是是概率之和，當(dāng)抽檢的樣品個(gè)數(shù)大于10n時(shí)，則產(chǎn)品可接受條件如下：

在這個(gè)公式中R1、AC、β的值一般是由使用者和生產(chǎn)者共同協(xié)商的，并以此為依據(jù)確定出試驗(yàn)次數(shù)。當(dāng)總的試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到了規(guī)定次數(shù)，失敗次數(shù)未超過規(guī)定，則判定產(chǎn)品合格；當(dāng)總的試驗(yàn)次數(shù)超過規(guī)定次數(shù)，總的失敗次數(shù)又超過了規(guī)定次數(shù)，則判定產(chǎn)品不合格。

圖1為失效了抽樣特性，在該曲線圖中，α代表的是生產(chǎn)者風(fēng)險(xiǎn)率，λ1代表的是批量失效率容量，λ0所代表的是合格率失效水平，β代表的是使用者風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)失效的概率小于λ0時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)以較大概率接收，換而言之，所λ=λ0時(shí)，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的合格率為1-α。當(dāng)雙電源開關(guān)失效了大于λ1時(shí)，雙電源開關(guān)以較小概率接收，換而言之，當(dāng)λ=λ1時(shí)，β的概率被判定為合格。

圖1 失效率抽樣特性曲線

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的可靠性分析，對(duì)提高自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)性能具有積極意義，對(duì)增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展有著不可替代的作用。

[1]管松.雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(10).

[2]陳佳成,高柯,王少鵬.自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器機(jī)械可靠性分析[J].電工電氣,2015(05).

[3]周彬倩,陸繼明,毛承雄等.小波檢測(cè)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電壓凹陷策略[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2015(03).