关于电气自动化设备可靠性测试方法的探讨

许卫国

浙江工大盈码科技发展有限公司，浙江 310012

国家电控配电设备质量监督检验中心在结合实际情况下，研究了当前电控及自动化设备使用的可靠性，对产品设计及生产工艺进行了更为标准的更新。在长期的研究工作中制定了一套完整的电控及自动化设备的可靠性测定方法，以确保产品的可靠性。

1 可靠性测试的常用方式

测试方法的选择是获得电控及自动化设备的可靠性的重要前提，这样才能保证产品使用性能的发挥。参照国家电控配电设备质量监督检验中心推出的测试方式，目前运用较为广泛的测试方式包括以下几点。

1.1 保证试验方法

这种方式主要是在产品出厂前根据其规定的要求展开无故障的工作的试验，即“烤机”。当前的电控设备主要是数量庞大的元器件所构成,其故障模式具有随机性，因而是以极为复杂的形式展现在别人面前。并且这些故障的表现形式是极为多样的，而且其失效率会伴随着时间的变化而不断改变。在试验室内对出厂前的产品实施烤机主要是能测量产品的早期失效情况，当遇到不合格的情况时对产品进行优化升级，这样在失效率达到标准后再出厂。虽然这类试验的可靠性高，但其检测过程耗时长，在多数生产的产品来中只适合设备的样本，在小量或大系统生产的产品能够得到广泛的运用。此种试验还在电路复杂、可靠性高的电气设备中得到了更为有效的使用。

1.2 试验室测试方法

用一种规定的可控的工作条件和环境条件在试验室内进行，对现场的使用条件进行模拟，保证检测设与遇到的环境应力互相协调后进行实验，并把累计的时间和累计失效数等相关数据采用不同的指标来完成其这类模拟可靠性试验，这种试验方法的优点在于操作简单，条件要求低，且得到的数据质量较高。经过不断的分析后得出的准确的数据信息。不足之处在于受到试验条件的制约，其最终得到的实验数据很多情况下都是准确性较低的，其实验消耗的成本较大。此外，为了要考虑到被试产品的生产批量及成本，这种方式能够在大批量生产的产品中得到广泛的运用。

1.3 现场测试方法

设备在使用现场的可靠性测试主要是相关数据进行实验，并且参照不同的试验数据来研究出正确的方式，以保证自动化设备的性能得到发挥。这种测试的主要特点在于试验用到的试验设备少，工作效率高，在测试中得到的数据能够对产品的问题进行真实地反映，对产品使用情况下的可靠性、维护性进行不断地优化。其缺点在于，当遇到受控条件下则难以进行试验，以及被外界因素所干扰后则无法保证实验结果的准确性。现场测试主要包含以下几点：1）在线测试，测试设备持续运行；2）停机测试，测试设备中止运行；3）脱机测试，把测试部件移除现场，在专门配置的实验设备上进行实验。以测试技术难度分析，后面两种更为适合测试。遇到复杂的系统来时对于故障的诊断则要进行在线测试，这样才能保证获得的数据更加具准确可靠。而测试方式的选择必须要根据现场的实际情况进行，参照故障状况过程中是否允许立即停机。

现场测试和试验室测试区别在于测试设备的安装和连接方式的不同，线路板封闭在机箱使得测试信号线难以连接，并且传统的在线仿真器在现场测试中难以发挥作用。此外，现场与实验室相比缺少了需要的设备及仪器，使得测试过程难以顺利进行。

2 可靠性测试方法的选择

2.1 试验产品的选择

选择的产品必须要有代表性，其涉及到的品种也是多方面的,主要包括了：造纸机电控设备、纺织机电控设备、矿井提升机电控设备等。在性质上，产品包括大型、中型、小型设备。在运行形式上，包括连续运行设备、间断运行设备。

2.2 试验环境的选择

考虑到电控产品的工况存在很大的差异性,因而试验在非恶劣的场地进行，设备运行需配合一定的应力，这样才能使得测试结果具备较好的客观性。

2.3 试验场地的确定

在选择实验场地的过程中需要根据相关的标准进行，一般情况要选择最为合适的实验场所才能保证测定的可靠性是最为准确的。通常为了测定正常使用条件下的可靠性水平的场地应该符合以下标准：工作环境具有代表性的试验场地，若能够收集到相关的实验资料则需要确定相同或近似的试验条件的场地。

2.4 试验的测试程序

实验程序的好坏直接影响了最终的实验结果，这是需要实验人员严格按照标准进行的。主要程序大致包括以下几点：试验起始时间、周期间隔、收集数据、指标记录等等，在必要的时候可以对相关的故障进行排除。只有严格参照相关的标准进行才能使得可靠性得到保证。

3 测试现场可靠性的措施

测试现场可靠性的方式主要包括了数据的收集，接着对数据进行相关的处理，当发现故障等异常情况时能够对此进行相关的评估及考核。

3.1 现场可靠性试验的前提

这类实验一般要求其建立完整的设备生产管理制度，并找出符合标准的工艺要求，在产品质量得到保证的前提下能够使其技术含量不断提升。在元器件进货环节必须是通过正常渠道获取，这样不仅保证的用户的利益，对于工厂的生产的也是一个很好的保证。这就需要设备的工作条件能达到技术标准的要求，一般情况是用户使用的电控及自动化设备量较大些,这样就会使得统计出的数据更具有可靠性。

3.2 现场可靠性测试的作用

对现场的可靠性数据进行收集之后实施可靠性评估，其主要作用是为了考核指标的建立，能提供较为真实的资料依据；对现场收集到的可靠性数据进行数理统计能够得出可靠性数据指标；收集设备上元器件的可靠性数据能对元器件的运用提供可靠性指标；收集现场的设备维修性数据则对维修评估有帮助；核查设备的寿命特点能够为设备的确定烤机时间。

3.3 可靠性数据统计分析

在获取相关的可靠性数据后需要根据电控设备可靠性指标体系的标准进行处理。参照收集到的数据经过统计计算说明了标准的国产电控及自动化设备的平均无故障工作时间情况。

4 结论

总而言之，电气自动化设备在实施试验过程中存在着一定的难度，这就需要对试验室测试所获得的可靠性数据进行分析，并结合现场可靠性测试所获得数据进行对比，以获得设备的可靠性程度。

[1]贺家李，沈从炬.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]范辉，陆学谦.电气监控系统纳入DCS的几点体会[J].电力自动化设备，2001，3.