浅析电气自动化设备可靠性测试及发展趋势

杨忠 李明

[摘 要]电气自动化控制设备的可靠性测试过程是复杂而又重要的，整个测试的过程需要涉及到众多的不同的领域和知识。只有尽量避免那些对于测试的结果的可靠性有影响的因素的存在，才能不断提高我们测试的能力和水平，才能更好地开发应用并发挥作用。

[关键词]电气自动化设备；测试方法；可靠性；发展趋势

由于电控及自动化设备特殊性，产量小品种多。对其进行试验室测试有一定的困难，所以采用现场测试比较实际，但现场测试也有缺点。所以，搞一些试验室测试并且通过对试验室测试所获得的可靠性数据与现场可靠性所获得数据进行比较，更准确地判定设备的可靠性程度。在测试过程中需按照流程操作、及时保养，才会有满意的成果及可靠性测试结果。现场可靠性测试实验室我国电控设备未来的发展方向，现场可靠性试验也非常适合我国电控自动化设备的发展。

一、电气控制设备的可靠性现状

控制设备可靠性指标低与工作环境、使用及维护不当有相当大的关系，电气设备所处的工作环境多种多样，影响控制设备可靠性的因素有气候条件。机械作用力和电磁干扰，气候条件中温度、湿度、气压、大气污染等因素，能使控制设备的电气性能下降，温升过高，运动不灵活，结构损坏，直至瘫痪，不能正常工作。目前元器件生产厂家众多，质量有好有坏，因此控制设备可靠性指标偏低，在小企业中，管理体系缺陷，零部件进厂检查不能得到有效实行，同时，市场中的恶性竞争，导致元器件价格相对低廉，企业不顾质量的采购，使得控制设备可靠性指标偏低，使用寿命大打折扣。

二、电气设备可靠性测试方法分析

1.试验室的测试方法。由于在试验室内有非常优异的工作、试验条件，所以我们可以通过模拟的方法，将实际的使用条件模拟出来，再进行试验，通过累计失效数以及时间等数据，来得到需要的可靠性指标，这就是试验室的可靠性试验。通过试验室试验的方法，我们得到的试验结果与实际结果更加贴近，但是这种方法存在一定的局限性，那就是投资过大，需要大量的资金、设备以及专业技术人员，因此要尽量考虑成本因素，选择是否使用此种方法，总体来说，这种试验室的测试方法比较适用于大规模的生产。

2. 保证试验方法。该方法是在产品出厂前将产品在规定条件下进行无故障的工作试验，俗称烤机，我们研究的电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的、随机的、多样化的形式显现出来的，因此它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。我们在试验室内对出厂前的产品进行烤机，实际上就是对产品的早期失效进行测试考核。通过对产品的改进，使失效率达到某项规定指标后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验，而且所需时间长，对大量生产的产品来说，它只能用于设备的样本，对小量、大系统生产的产品来说，它可用于所有产品。这种试验方法对电路复杂、可靠性要求较高、台数少的电控及自动化设备比较适用。

3.现场试验方法。通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计，参照不同的试验数据来研究出正确的方式，保证自动化设备的性能的到很好的发挥。其特点是使用的试验设备较少，工作环境与现场情况基本相同，所测试的数据能够真实反映电控设备在实际使用情况下的可靠性，维护性等参数，其工作效率高。但其遇到受控条件下也难以进行试验，容易被外界因素干扰。现场测试主要是一下几点：测试设备一直运行，在线测试；停机测试时，电控设备需中止运行；在特别设计的试验设备上进行试验，进行脱机测试，将测试部件移除现场。这三中测试方法各有各的特点，要依据实际情况来确定是哪一种测试方法。现场测试由于其设备的难以安装和连接，这也是现场测试的一大缺点。

三、可靠性测试方法的选择对策

1.场地的选择。如何对可靠性测试的方法进行选择，对于可靠性测试来说具有非常重要的作用。一般来说，可以从实验产品、实验环境、实验场地、实验程序等方面入手，进行推测。场地选择之前需要对相关环境进行一定程度的了解，选择的同时要遵循一定的原则。如果是对正常使用状况下的可靠性进行测试，需要选择较为特殊典型的工作场地，如果是为了能够提供可比性比较可靠的资料，需要选择有近似实验或者有相同条件的场地。

2.实验产品选择。实验产品的选择同样需要遵循一定原则，对于产品来说需要有一定的典型性。其涵盖的品种要多，矿井提升电动设备、纺织机电控制设备、造纸机电设备等。同时，产品需要用中小型和大型设备，不仅要有简短运行的设备还要有连续运行的设备。在进行测试之前需要对测试程序进行规划，保证现场测试人员能够严格依据规定好的程序进行测试内容的实施。

3. 实验环境的选择。因为电器自动化设备一般情况差异比较大，在对实验环境测试的时候要选择环境不过度恶劣的地区，保证测试结果的公平性。实验检测的组织工作，这个环节在实验工作中非常重要，主要是对各个场地进行组织管理的工作，肩负着对相关实验数据的确定、整理、收集，对实验工作的协调、相关检测人员的选定，可靠性设备检测工程师、制造师的选择等工作，所以在进行可靠性测试方法选择的时候，要着重考虑这方面的方法，促进可靠性检测结果的客观性。

四、综合电气自动化技术发展趋势

1.保护、控制、测量一体化。鉴于目前的运行体制、人员配备、专业分工，我国的自动化系统主要采用站内监控采集数据而保护相对独立的模式，以提供较清晰的事故分析和处理的界面。但是从技术合理性、减少设备重复配置、简化维护工作量以及发展趋势等方面考虑，将保护与控制、测量结合在一起会更有优势。

2.国际标准的应用。近年来，IED电力自动化方面有了广泛应用。为了实现不同厂家 IED 设备的信息共享和互操作性，使厂站电气综合自动化系統成为开发系统，国际电工委员会制定了IEC61850国际标准。为了与国际接轨，国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发，相信这将是未来自动化系统的一个发展方向。

五、结语

综上所述，在保证满足产品的需要时，按最经济的生产方法设计元器件及部件。根据电控设备中电路的性能的要求和工作环境条件来选取合适的元器件，元器件等部件其技术条件、技术性能、质量等，都必须满足设备工作和环境的要求，同时优先选择品质好的，质量可靠并稳定的，有发展前途的标准元器件。在设备设计阶段，进行精密的可靠性计算，从而找出正确的设计方法。控制设备的温度，使其工作在适宜的温度下，由于温度对设备的可靠性也具有一定的影响，所以设备的温度及设备所损耗的功率也是可靠性所要考虑的一个部分及条件。

自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入，这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正，传统的技术界线逐渐模糊，各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透，这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。

参考文献：

[1]李兵. 电气自动化的初步探讨[J]. 科技传播.2014.

[2]张宏喜.电气自动化控制设备可靠性测试[J]. 价值工程.2014 .