摘要: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能力,产品的可靠性是产品质量的一个重要组成部分。产品的质量严格说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,但若其可靠性不高的话,就不能算是一个质量好的产品。
电力系统与低压配电系统中使用了各种低压电器,如果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安全,它所造成的经济损失将更为巨大。因此,开展各种低压电器的可靠性研究与应用工作具有十分重要的意义。
1、可靠性标准的制订
IEC605是关于设备(既可指电子设备,也可指电工设备或机械设备;既可指元件,也可指装置)可靠性试验方面一套较为完整的基础性标准,它规定了设备可靠性验证试验和可靠性测定试验的总原则、具体程序及试验方案。
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IEC255——0——20《电气继电器的触点性能》、IEC255——0——10《电子元件质量评价系统在有或无继电器上的应用》及IEC255——19《机电式有或无继电器的质量评价》等标准都有可靠性的内容IECSC41A在1988年6月发出46号文件,提出在现有IEC标准的基础上应补充“应用于小电流的有或无继电器的可靠性试验”、2002年IEC发布的标准IEC60050——444《电工术语基本继电器》的444——07节中也列入了12条关于可靠性方面的术语。
所谓“可靠性物理学”就是专门研究产品失效机理的科学,它对产品怎样失效及为什么失效的具体物理、化学过程进行研究。可以看出,可靠性物理学的研究是提高产品可靠性的基础性措施。美国、日本等国家对可靠性物理的研究都很重视。
工作概况
原机械工业部对电器产品的可靠性工作十分重视,早在1980年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{生研究工程与学术交流活动,并多次举办了电工产品可靠{生学习班及电工行业领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。原机械工业部曾多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,并规定凡是列入部或省市机械厅局开发计划和重大技术设备攻关的项目,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标和攻关内容,产品鉴定或项目验收时应对可靠性目标进行审核评定。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年代中期开始,开展了电器可靠性研究工作。电磁式中间继电器、小容量交流接触器、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项目,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进措施,使这些产品的可靠性得到较大幅度的提高,取得了一定成效。
2、电器可靠性准的制订
制订了国家标准GB/T15510《控制用电磁继电器可靠性试验通则》(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《机床电器可靠性通则》(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规范》(国营792厂和中国电子技术标准化研究所负责起草)。
家用和类似用途的小容量交流接触器的可靠性试验方法、家用和类似用途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年制订计划,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5月通过了中国实验室国家认可委员会的队可,具有进行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、交流接触器、熔断器等电器产品进行了可靠性指标的考核工作。
5、对电器可靠性设计进行了初步探索
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年美国继电器年会与1994年第17届国际电接触会议上发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项目“电工设备现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年度国家科技进步二等奖。
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,以提高我国电器产品的可靠性水平,应进一步做好下列工作:
(1)除了上述已制订或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。
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