電子式電能表的可靠性評估方法研究

周麗君 陳冰

華立科技股份有限公司 浙江杭州 310000

隨智能電網建設的快速發展，人們在享受便利的同時，也對其提出了更多的要求。其中，電子式電能表作為智能電網基礎設備中的必要組成部分，有著安裝量大和分布區域廣的特點。而將其應用到現實生活中不僅可以確保電網在應用時輪換周期得到準確計量，還可以為人民生活提供優質的服務。所以說，本文對電子式電能表的可靠性評估方法研究具有一定的理論意義和現實意義。

1 電子式電能表可靠性評估方法的研究現狀

多數情況下可將產品的可靠性理解為，在規定的條件和時間下將規定功能的能力有所完成。現階段，我國國內對電子式電能表可靠性評估方法的多是圍繞兩個方面進行，與國外研究相比依舊不夠深入，其不僅具備專業的試驗裝備，同時也具備完備的標準體系。如，英國燃氣和電氣行業監管機構根據SN29500 標準及專業的軟件預計電能表和氣表，并通過定時定數截尾加速老化壽命試驗驗證電能表的可靠壽命[1]。雖然現階段國內的電能表可靠性要求和考核方法都有所提高且對電子式電能表具有一定的促進作用，但是卻依舊與國際水平存在差距。國內現使用的電子設備可靠性預計手冊GJB/Z299C-2006作為軍用標準，因其制度嚴格且與民用之間存在差別，所以用此對民用商品進行考核也就會不太適用。之后，相關部門發布了很多相關準則，如T17215．911-GB/T17215《電量設備可行性》系列國家標準，其對于幫助企業理解和執行電表可靠性標準都具有一定的積極作用。

2 電能表可靠性預計

2.1 可靠性預計方法

一般情況下，可靠性預計即對最終可以使用的產品的可靠性水平進行定量預測。其作為電子設備可靠性從定性向定量轉入的關鍵部分，對于保證產品的可靠性是一項必要的技術手段[2]。其中，系統可靠性預計方法可分為元器件計數法、元器件應力法、失效物理分析法等等。上述幾種預計方法既有優點也有缺點，而且各種方法在不同階段也有不同的側重點。所以，這也就需要相關工作人員根據具體情況來進行選擇和應用。具體如表1 所示。

表1 可靠性預計方法比較

2.2 基于元器件應力法的電能表可靠性預計

與電子式電能表的特點、預計目的以及應用經驗等多種因素進行結合，最終通過研究分析可以發現，現階段電能表可靠性預計的最佳工程應用方法是元器件應力法。該方法主要通過對大量樣品的統計分析來判斷元器件失效模型和失效因子，將影響電子式電能表的多種因素獨立定量化并反映平均水平。目前，雖然電能表已被投入應用，但其研究均是圍繞元器件組成而進行的失效率分析，并沒有全面地考慮軟件的可靠性；再加上不同預計手冊的側重范圍不同，其結果也就會有所偏差。因此，針對上述問題應該同時兼顧其軟件和硬件的可靠性，只有這樣才可以有效地提高電子表整體的考核準確性和完善可靠性預計工作。

3 電能表可靠性加速試驗

伴隨著科學技術的發展，具有壽命長、可靠性高特點的產品越來越多。如，電能表。若依舊采用傳統的壽命試驗技術對產品使用時間以及可靠性進行評估，那么很難在可行的時間內完成。所以，為了有效地解決此類問題，相關研究者提出加速試驗法并將其廣泛應用，其主要是將產品在高應力水平試驗下獲得的信息通過合理的統計方法外推并得到常規應力條件下可靠性或壽命評估的試驗方法。該方法可分為加速壽命試驗和加速退化試驗兩個部分，其對于激發產品問題、縮短試驗時間等都非常有效用。具體如表2 所示。

表2 加速壽命試驗與加速退化試驗比較分析

通過表2 可以看出，加速壽命試驗方法不僅有著完善的理論方法，同時也是目前最為試用的可靠性評估方法。雖然將加速壽命試驗與加速退化試驗結合在一起，可對加速壽命試驗的局限性進行彌補和擴充，但因其數據精度有誤差。所以，在后期進行可靠性評估的過程中需要優化試驗方法，從而保證退化方程的合理性和問題討論的準確性。

4 結語

綜上所述，可靠性預計與可靠性加速試驗作為電子式電能表可靠性預測的重要方法，二者之間相輔相成，互相驗證，互相補充，無論是解決電能表可靠性還是題號電能表可靠性水平都具有非常重要的應用價值。而且本文分別對可靠性預計與可靠性加速試驗方法等兩種方法的介紹與分析，并結合電能表的特點對其可靠性評估技術進行了展望，最終得出元器件應力法預計與加速試驗是未來發展的重點，其對于電能表可靠性評估和提升電能表可靠性水平等都具有非常明顯的價值。