低壓電器可靠性概況及其發(fā)展
低壓電器的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力,產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要組成部分。產(chǎn)品的質(zhì)量嚴格說起來應(yīng)包括其性能及可靠性兩個方面,一個產(chǎn)品盡管其性能指標很高,但若其可靠性不高的話,就不能算是一個質(zhì)量好的產(chǎn)品。
引 言
低壓電器的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力,產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要組成部分。產(chǎn)品的質(zhì)量嚴格說起來應(yīng)包括其性能及可靠性兩個方面,一個產(chǎn)品盡管其性能指標很高,但若其可靠性不高的話,就不能算是一個質(zhì)量好的產(chǎn)品。一個自動控制系統(tǒng)的可靠性基本上取決于該系統(tǒng)所用元件的可靠性,同時系統(tǒng)的可靠性一般隨系統(tǒng)中所用元件的數(shù)量增加而下降。隨著系統(tǒng)向大型化方向的發(fā)展,一個自動控制系統(tǒng)所用元件的數(shù)量越來越多,只要其中一個元件發(fā)生故障,一般就可導致整個自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障,并可能造成重大經(jīng)濟損失,所以自動控制系統(tǒng)中所用的電氣元件的可靠性就顯得越來越重要。
電力系統(tǒng)與低壓配電系統(tǒng)中使用了各種低壓電器,如果這些低壓電器發(fā)生故障就導致電力系統(tǒng)與低壓配電系統(tǒng)發(fā)生故障而造成停電事故,甚至會危及供電線路和用電設(shè)備的安全,它所造成的經(jīng)濟損失將更為巨大。因此,開展各種低壓電器的可靠性研究與應(yīng)用工作具有十分重要的意義。
可靠性技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一門新技術(shù)??煽啃匝芯渴加诿绹?,在20世紀40年代美國發(fā)現(xiàn)軍用雷達處于故障狀態(tài)的時間高達84%,這就促使美國深入開展電子元件和電子設(shè)備的可靠性研究,并制訂了有關(guān)可靠性管理、可靠性設(shè)計及可靠性試驗等方面的標準。到20世紀60年代,美國在電子產(chǎn)品的可靠性研究方面已逐漸成熟,這對提高美國電子產(chǎn)品的可靠性起到了很大作用。從20世紀70年代起可靠性工作逐漸擴展到美國的機械、電力、電工及化工等工業(yè)部門。
美國是世界上從事可靠性研究zui早、范圍zui廣、zui有成效的國家。原蘇聯(lián)、日本、德、英、法等國在美國之后也積極開展了可靠性工作,并取得了不少進展。
國外電器產(chǎn)品可靠性工作概況
1 可靠性標準的制訂
國外的電氣公司與各種機構(gòu)(如lEE、IEEE等)中,可靠性工作都很受重視,一些的電氣公司都設(shè)有可靠性管理部門或設(shè)有專職的可靠性工程師。有些產(chǎn)品已規(guī)定了可靠性指標,有些產(chǎn)品雖還未規(guī)定可靠性指標,但在公司內(nèi)部已開展可靠性研究工作,產(chǎn)品可靠性的高低已成為國外各公司間競爭的重要手段。
IEC在1965年成立了技術(shù)委員會TC56(可靠性與維修性技術(shù)委員會),至今已發(fā)布了不少關(guān)于可靠性與維修性方面基礎(chǔ)性或共性的標準:如IEC300《可靠性與維修性管理》,它為產(chǎn)品在制訂可靠性與維修性時提供管理導則,還作為IS09000系列標準的補充文件提供有關(guān)可靠性方面的內(nèi)容;還有IEC605《設(shè)備可靠性試驗》與IEC706《維修性導則》
IEC605是關(guān)于設(shè)備(既可指電子設(shè)備,也可指電工設(shè)備或機械設(shè)備;既可指元件,也可指裝置)可靠性試驗方面一套較為完整的基礎(chǔ)性標準,它規(guī)定了設(shè)備可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗的總原則、具體程序及試驗方案。
在電器產(chǎn)品可靠性標準的制訂方面,IEC255電氣繼電器標準中的IEC255——0——20《電氣繼電器的觸點性能》、IEC255——0——10《電子元件質(zhì)量評價系統(tǒng)在有或無繼電器上的應(yīng)用》及IEC255——19《機電式有或無繼電器的質(zhì)量評價》等標準都有可靠性的內(nèi)容IECSC41A在1988年6月發(fā)出46號文件,提出在現(xiàn)有IEC標準的基礎(chǔ)上應(yīng)補充“應(yīng)用于小電流的有或無繼電器的可靠性試驗”、2002年IEC發(fā)布的標準IEC60050——444《電工術(shù)語基本繼電器》的444——07節(jié)中也列入了12條關(guān)于可靠性方面的術(shù)語。
美國于1964年發(fā)布了軍用標準MIL——R——39016《有可靠性指標的電磁繼電器總規(guī)范》;日本于1980年發(fā)布了日本工業(yè)標準JISC5440《有可靠性要求的控制用小型繼電器通則》;前蘇聯(lián)于1983年發(fā)布的rOCTl2434-83《低壓開關(guān)電器通用技術(shù)條件》中規(guī)定了產(chǎn)品的可靠性要求和可靠性試驗方法;德國的VDE0660《低壓開關(guān)電器規(guī)范》中規(guī)定:“產(chǎn)品機械壽命和電壽命的額定值是取占90%的接觸器所能達到的極限通斷次數(shù)”,這意味著用可靠壽命(可靠度等于0.9)的概念來考核接觸器的機械壽命和電壽命。
法國在工業(yè)用控制設(shè)備——接觸器標準NFC63——100中規(guī)定:“對成批生產(chǎn)的電器,特別足約定發(fā)熱電流小于或等于40A的電器,機械壽命足在有代表性的樣機上以重復方式進行試驗的,制造廠在統(tǒng)計了試驗結(jié)果后給出產(chǎn)品的機械壽命值”,這實際上也是規(guī)定了用可靠性的概念來確定接觸器的機械壽命。
2 可靠性試驗研究
美國、日本在繼電器的可靠性壽命試驗中已普遍采用電子計算機進行控制,如日本安川公司在繼電器的接觸可靠性中采用了Inter8008型電子計算機進行控制的自動試驗裝置;日本松下電器公司在繼電器可靠性試驗中采用了微型計算機控制的全自動試驗裝置;日本富土通公司在舌簧繼電器的可靠性試驗中采用了計算機控制的試驗裝置,該裝置可同時進行200個舌簧管的壽命試驗。
美國、日本等國家都在對電器產(chǎn)品加速壽命試驗的模式、方法及數(shù)據(jù)分析方法進行研究。例如,日本以負載電壓及負載電流為加速變量進行了開關(guān)的加速壽命試驗,根據(jù)試驗結(jié)果算出了不同負載電壓和負載電流值時的加速系數(shù)。