電器發(fā)展歷史與新技術(shù)帶頁(yè)碼

1電器發(fā)展歷史與新技術(shù)河北工業(yè)大學(xué)陸儉國(guó)

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2一、電器的定義二、電器的分類三、能源發(fā)展對(duì)電器產(chǎn)品的需求四、低壓電器的發(fā)展方向五、電器新技術(shù)

1.電器智能化技術(shù)與可通信技術(shù)

2.接觸器的智能化技術(shù)

3.電器CAD技術(shù)

4.電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)在電器中的應(yīng)用

5.電器可靠性技術(shù)

6.電器測(cè)試技術(shù)

7.電器EMC技術(shù)3一、電器的定義能對(duì)電力電路實(shí)行通斷操作的電氣設(shè)備是電器；對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)行起動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)完成控制任務(wù)的是電器；對(duì)電路負(fù)載、電工設(shè)備或電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、過(guò)壓、短路、斷相等故障進(jìn)行保護(hù)的也是電器；在電路中傳遞、變換、放大電的或非電的信號(hào)達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)的也是電器。簡(jiǎn)言之，凡是根據(jù)外界指定信號(hào)和要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備都屬電器的范疇。4二、電器的分類

１、按工作職能，電器可分為(１)手動(dòng)操作電器—如刀開(kāi)關(guān)，隔離開(kāi)關(guān)，按鈕等；(２)自動(dòng)切換電器—如高壓斷路器，低壓斷路器等；(３)自動(dòng)控制電器—如交流接觸器，直流接觸器，各種控制繼電器等；(４)起動(dòng)調(diào)速電器—如電磁起動(dòng)器，星－三角起動(dòng)器，自藕補(bǔ)償起動(dòng)器，調(diào)速裝置等；(５)自動(dòng)保護(hù)電器—如保護(hù)繼電器，熔斷器，避雷器等；(６)穩(wěn)壓與調(diào)壓電器—如自動(dòng)調(diào)壓器，自動(dòng)穩(wěn)壓器；(７)測(cè)量、放大與變換元件—如傳感器，磁放大器，高低壓電流互感器，電壓互感器等；(８)傳動(dòng)元件—如各種牽引電磁鐵，電磁離合器等。52、按結(jié)構(gòu)工藝和生產(chǎn)部門(mén)，電器可分為(１)高壓開(kāi)關(guān)電器—如高壓斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，避雷器，電壓互感器，電流互感器；(２)低壓開(kāi)關(guān)電器—如接觸器，起動(dòng)器，低壓斷路器；(３)自動(dòng)電磁元件—如閥用電磁鐵，電磁離合器，磁放大器，磁性邏輯元件，微型繼電器，傳感器等；(４)成套電器和自動(dòng)化裝置—如高壓成套開(kāi)關(guān)柜，電力用自動(dòng)化繼電保護(hù)屏，低壓開(kāi)關(guān)柜，低壓傳動(dòng)屏和自動(dòng)化成套裝置等。6３、按元件與使用系統(tǒng)的關(guān)系，電器可分為(１)電力系統(tǒng)用電器—如高壓斷路器，高壓熔斷器，低壓斷路器，低壓熔斷器以及電抗器和避雷器；(２)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)用電器—如接觸器，起動(dòng)器，繼電器等；(３)自動(dòng)化通信用弱電電器—如微型繼電器，舌簧管，磁性元件等。7４、按使用場(chǎng)合和工作條件，電器可分為(１)一般工業(yè)企業(yè)用電器—適用于大部分工業(yè)企業(yè)環(huán)境；(２)特殊工礦企業(yè)用電器—適用于礦山、冶金、化工等特殊環(huán)境，如礦用防爆電器和化工用電器；(３)農(nóng)用電器—適用于農(nóng)村環(huán)境；(４)熱帶用電器和高原用電器—適用于熱帶、亞熱帶地區(qū)以及高原山區(qū)的電器；(５)船舶、航空、陸地交通等電器—如船用電器，航空電器，用于電氣鐵道的牽引電器，汽車電器等。8５、按執(zhí)行元件，電器可分為(１)有觸點(diǎn)電器—電器通斷的執(zhí)行功能由觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)；(２)無(wú)觸點(diǎn)電器—通斷的執(zhí)行功能不是由觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是根據(jù)開(kāi)關(guān)元件輸出信號(hào)的高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)；(３)混合式電器——有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)結(jié)合的電器。9三、能源發(fā)展對(duì)電器產(chǎn)品的需求

國(guó)家經(jīng)貿(mào)委2001年全國(guó)發(fā)電量預(yù)期調(diào)控目標(biāo)規(guī)定2001年發(fā)電量：14500億kW·h，比2000年增加7.41％，“十五”期間新增裝機(jī)容量１億kW。2000年至2010年發(fā)電量及總裝機(jī)容量及組成情況如表１：10發(fā)電量總裝機(jī)容量水電裝機(jī)容量火電裝機(jī)容量核電裝機(jī)容量可再生發(fā)電裝機(jī)容量２０００年1.4萬(wàn)億度2.9億kW0.65億kW2.2億kW0.03億kW0.01億kW２０１０年2.6萬(wàn)億度5.7億kW1.15億kW4.4億kW0.1億kW0.03億kW表１注：可再生能源（除水力發(fā)電外）包括：風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電（太陽(yáng)熱發(fā)電及太陽(yáng)光伏發(fā)電）、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電（潮汐發(fā)電）等。11四、低壓電器的發(fā)展方向1、提高低壓電器的技術(shù)性能（1）提高額定電壓

50年代我國(guó)低壓電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：交直流電壓為1000V及以下者屬低壓電器。由于采礦工業(yè)的需要，60年代我國(guó)將交流電壓等級(jí)由380V提高到660V，70年代又提高到1140V。隨著硅整流與晶閘管整流裝置的容量與使用范圍的不斷提高與擴(kuò)大，1985年我國(guó)修訂的低壓電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：交流電壓為1200V、直流電壓為1500V及以下者屬低壓電器。目前，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：交流電壓為1000V、直流電壓為1500V及以下者屬低壓電器，但從發(fā)展趨勢(shì)看，低壓電器的額定電壓有可能進(jìn)一步提高。12（2）提高額定電流由于用電設(shè)備功率日益增大，電器的額定電流也相應(yīng)增大。我國(guó)70年代的低壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)中，最大額定電流為4000A。1985年修訂的新標(biāo)準(zhǔn)已將最大額定電流提高到12500A，其他電器元件額定電流等級(jí)，也在逐步增加。（3）提高通斷能力用電設(shè)備的功率增大后，除采用大容量的單臺(tái)變壓器供電外，也采用多臺(tái)配電變壓器并聯(lián)供電。回路額定電流增大后，相應(yīng)的短路電流也增大，它對(duì)電器的分?jǐn)嗄芰μ岢隽烁叩囊?。目前?guó)外的交流420V低壓線路中，短路電流的有效值可達(dá)200kA。因此，對(duì)低壓斷路器的分?jǐn)嗄芰μ岢隽烁叩囊蟆?3（4）提高壽命為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的壽命有重要意義，對(duì)于操作特別頻繁的電器，如接觸器、控制繼電器、主令電器等，要求它們的機(jī)械壽命高達(dá)1000~3000萬(wàn)次，相應(yīng)它們的電壽命也要求高達(dá)數(shù)百萬(wàn)至上千萬(wàn)次。142、提高電器產(chǎn)品的可靠性

提高低壓電器產(chǎn)品的工作可靠性是電器的發(fā)展方向之一。如開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換工作時(shí)出現(xiàn)的失誤；熔斷器由于熔體材料性能隨時(shí)間老化，使時(shí)間—電流特性變化；漏電保護(hù)斷路器觸電保護(hù)的失靈等均會(huì)造成事故的擴(kuò)大。可靠性技術(shù)問(wèn)題的研究已擴(kuò)大到許多領(lǐng)域，越來(lái)越被人們重視。153、提高低壓電器的經(jīng)濟(jì)性能提高產(chǎn)品質(zhì)量與縮小產(chǎn)品的體積，降低產(chǎn)品的重量與成本是低壓電器的發(fā)展方向。由于新結(jié)構(gòu)、新工藝及新材料的應(yīng)用，電器的體積與安裝尺寸逐漸減小，因而成套電器設(shè)備的尺寸與重量也趨于減小。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝方式的設(shè)計(jì)中，趨向發(fā)展組裝方便、便于大量生產(chǎn)、成本低的產(chǎn)品，如積木式結(jié)構(gòu)的電器，同時(shí)應(yīng)盡量降低產(chǎn)品的安裝、運(yùn)行與維修等方面的費(fèi)用。4、發(fā)展與使用新材料和新工藝電器元件性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了使用的材料及其加工工藝。例如開(kāi)關(guān)電器的通斷能力與使用的觸頭材料和工藝密切相關(guān)。新的優(yōu)質(zhì)觸頭材料，可提高開(kāi)關(guān)電器的分?jǐn)嗄芰碗妷勖?65、加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)的研究

（1）電磁機(jī)構(gòu)的研究如電磁鐵磁場(chǎng)分布；銜鐵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中磁場(chǎng)的變化以及電磁鐵吸力的計(jì)算；電磁鐵動(dòng)特性的計(jì)算等。（2）電接觸理論的研究如研究電接觸的物理化學(xué)過(guò)程；接觸電阻的物理本質(zhì)及其計(jì)算等。（3）電弧理論的研究。（4）電器的發(fā)熱和電動(dòng)力理論。17五、電器新技術(shù)1、電器智能化技術(shù)與可通信技術(shù)（1）智能化電器的特征隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在電器中采用微處理器來(lái)增強(qiáng)電器功能成為新的發(fā)展趨勢(shì)，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和傳感技術(shù)等高新技術(shù)與傳統(tǒng)的電器技術(shù)相融合的產(chǎn)物。智能化電器應(yīng)具有下列特征：181）對(duì)電力系統(tǒng)監(jiān)控能力主要是指能準(zhǔn)確反映被監(jiān)控系統(tǒng)、線路的運(yùn)行情況，并能及時(shí)、準(zhǔn)確地切除各種故障，以及按照運(yùn)行人員的要求進(jìn)行各種操作。2）對(duì)電器本身的監(jiān)控能力主要是指對(duì)電器本身的檢測(cè)和故障的自我診斷。3）控制技術(shù)的智能化將新的智能化控制理論（如模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）引入到電器控制中。4）可通信功能智能化電器應(yīng)當(dāng)是可以和系統(tǒng)進(jìn)行通信的產(chǎn)品，這樣才能構(gòu)成整個(gè)智能化的控制系統(tǒng)。19（2）現(xiàn)場(chǎng)總線的逐步推廣應(yīng)用促進(jìn)了智能化電器與可通信電器的發(fā)展1）目前現(xiàn)場(chǎng)總線的主要應(yīng)用場(chǎng)合①現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化中的應(yīng)用目前，現(xiàn)場(chǎng)總線已越來(lái)越廣泛應(yīng)用在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中。此外，我國(guó)已經(jīng)在10kV以下的配電網(wǎng)的配電自動(dòng)化中廣泛應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，如在電力調(diào)度自動(dòng)化、用戶側(cè)負(fù)荷管理自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化。20②現(xiàn)場(chǎng)總線在智能建筑中的應(yīng)用智能建筑是二十世紀(jì)８０年代末的新產(chǎn)物，它是將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、運(yùn)營(yíng)相互聯(lián)系全面綜合，達(dá)到最優(yōu)組合，以獲得一個(gè)節(jié)能、高效、便捷、舒適的生活和工作的空間環(huán)境。全球第一座智能建筑大廈始于１９８４年，位于美國(guó)康涅狄格州的哈特福德市，日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、泰國(guó)、新加坡、臺(tái)灣和香港等國(guó)家和地區(qū)都積極發(fā)展智能大廈。中國(guó)智能大廈建筑已達(dá)上千幢，北京、上海都超過(guò)百幢。有代表性的如上海金茂大廈，由美國(guó)主設(shè)計(jì)，地上共８８層，高度為４２０.５m。金茂大廈的樓宇智能化建設(shè)幾乎包含了世界上所有最先進(jìn)的設(shè)施，包括綜合布線系統(tǒng)，數(shù)字程控交換系統(tǒng)，保安監(jiān)視系統(tǒng)，自動(dòng)消防系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等。21我國(guó)把“住宅智能化集成技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”列為重大科技項(xiàng)目。近幾年來(lái)，由政府發(fā)布的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)有：上海市政府頒布的“上海智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。江蘇省政府頒布的“江蘇省建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。建設(shè)部頒布的“建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)管理暫行規(guī)定”。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程規(guī)范》。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》也即將頒布。22智能建筑的定義目前沒(méi)有權(quán)威性的規(guī)定。一般可對(duì)智能建筑進(jìn)行如下的描述：“通過(guò)對(duì)建筑物的四個(gè)基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及他們之間的內(nèi)在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)（Computer）、控制技術(shù)（Control）、通信技術(shù)（Communication）和圖形顯示技術(shù)（CRT）的所謂４Ｃ技術(shù)，建立一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理的一體化集成系統(tǒng)，提供一個(gè)投資合理又擁有高效的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間?！?3智能建筑一般由以下幾部分組成：大樓設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（ＢＡ）辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（ＯＡ）通信自動(dòng)化系統(tǒng)（ＣＡ）綜合集成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ＣＮ）結(jié)構(gòu)化綜合布線（ＰＤＳ）③現(xiàn)場(chǎng)總線在過(guò)程控制及工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中也逐步得到推廣應(yīng)用24２）現(xiàn)場(chǎng)總線的基本概念現(xiàn)場(chǎng)總線是一種數(shù)據(jù)總線，它是在自動(dòng)化領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)通信最底層的控制網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)IEC的標(biāo)準(zhǔn)定義：“安裝在制造和過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室內(nèi)的自動(dòng)化裝置之間的數(shù)字式雙向串行傳輸、多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線”?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制系統(tǒng)即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)和轉(zhuǎn)換技術(shù)，將逐步取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，是21世紀(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。25現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)際上的現(xiàn)場(chǎng)總線不僅種類繁多，而且各有優(yōu)缺點(diǎn)，因而在今后一段時(shí)間內(nèi)多種總線并存，相互競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的情況不可避免。所以現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158中采用8種類型：①FoundationFieldBus

(基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線)的HI 即FF-HI總線②ControlNet(美國(guó)Rockwell公司支持)③Profibus(德國(guó)Siemens公司支持)④P-Net(丹麥ProcessData公司支持)⑤FFHSE(美國(guó)FisherRosemount公司支持)⑥SwiftNet(美國(guó)波音公司支持)⑦WorldFIP(法國(guó)Alstom公司支持)⑧Interbus(德國(guó)Phoenixcontact公司支持)26由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)至今尚未制定出統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，各大公司又爭(zhēng)先發(fā)展自己的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，目前帶有總線接口的低壓電器產(chǎn)品和智能型低壓配電與控制系統(tǒng)中普遍采用多種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。因此，如何解決融合多種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、充分發(fā)揮不同總線的優(yōu)勢(shì)是今后迫切需要研究的課題。27（3）可通信低壓開(kāi)關(guān)電器現(xiàn)場(chǎng)總線主要應(yīng)用于過(guò)程控制、生產(chǎn)自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電系統(tǒng)和樓宇自動(dòng)化等場(chǎng)合，因此對(duì)系統(tǒng)中的低壓電器產(chǎn)品提出了可通信、能與現(xiàn)場(chǎng)總線相連接的要求。近幾年來(lái)，可通信低壓電器發(fā)展很快，這種電器都和一定的現(xiàn)場(chǎng)總線相連接。國(guó)外許多大公司（西門(mén)子公司、西屋公司、ABB公司、金鐘-默勒公司等）均有這方面產(chǎn)品。如西門(mén)子公司SIRIUSNET、西屋公司的DigitripRMS、ABB公司的MSG、Rockwell公司的Bulletin、Schneider公司的ATV58等產(chǎn)品。28西門(mén)子公司把所有該公司生產(chǎn)的帶通信技術(shù)的低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備稱為SIRIUSNET，它以Profibus作為現(xiàn)場(chǎng)總線，如：3WN6型萬(wàn)能式斷路器其額定電流為630-3200A，額定電壓至690V，500V時(shí)短路分?jǐn)嚯娏髂芰_(dá)80kA，內(nèi)嵌有通信接口的電子式過(guò)流脫扣器。3WN6斷路器與Profibus總線相連需通過(guò)DP/3WN6接口單元，由該接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Profibus-DP的規(guī)范以便與主站進(jìn)行通信。通信數(shù)據(jù)包括：模擬量檢測(cè)；事故信息；運(yùn)行狀態(tài)；遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)距離參數(shù)設(shè)置等。292、接觸器的智能化技術(shù)關(guān)于智能化接觸器目前尚無(wú)明確定義，目前國(guó)內(nèi)外一些公司研制出的智能接觸器產(chǎn)品或樣品也大多是在某些方面優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁式接觸器，如：德國(guó)金鐘—默勒（K-M）公司開(kāi)發(fā)了新一代的DIL-M系列智能控制型接觸器（額定工作電流為185A以上DILM185至DILM820），它采用電子線路來(lái)控制電磁系統(tǒng)的軟接通并具有智能化通斷功能，它的電子線路可產(chǎn)生寬度可調(diào)的脈沖電壓，根據(jù)儲(chǔ)存在CPU中的能滿足最佳吸反力特性配合的吸力特性曲線來(lái)調(diào)節(jié)脈沖電壓寬度，使接觸器在吸合過(guò)程中線圈所加電壓為脈沖寬度較大的電壓，使磁系統(tǒng)與觸頭迅速閉合，而在接觸器吸合后保持過(guò)程中線圈所加電壓為脈沖寬度較窄的電壓，30這樣不僅可提高電壽命，又達(dá)到節(jié)能，同時(shí)還具有不同規(guī)格接觸器的磁系統(tǒng)尺寸相同（僅線圈及電子模塊不同）的優(yōu)點(diǎn)。此外，該接觸器還具有自診斷功能，即其監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)到本身電子線路失效時(shí)可使接觸器自動(dòng)斷開(kāi)，該接觸器除可用控制按鈕控制外，還可用PLC直接控制。日本富士電機(jī)公司研制的NewSC系列接觸器采用專用的電子線路，不僅能在線圈電壓降至50%額定電壓時(shí)保證可靠吸合，而且在線圈電壓為額定電壓時(shí)其吸力特性較老產(chǎn)品有較大下降，使吸反力特性配合更佳，從而減少了磁系統(tǒng)閉合時(shí)的沖擊，提高了接觸器的機(jī)械壽命與電壽命。31

美國(guó)西屋公司研制的“advantage”新系列智能化電磁接觸器，它的電流等級(jí)為27A至540A，它的附件包括機(jī)械聯(lián)鎖、報(bào)警模塊、控制模塊（測(cè)量顯示模塊、通信接口模塊等），它在線圈出線端位置裝有一塊帶有單片機(jī)的電子線路板（SURE線路板），該接觸器具有下列特點(diǎn)：其觸頭壓力提高至原有產(chǎn)品的2倍以上；使觸頭彈跳減少，提高了電壽命；具有線圈功率的智能化控制功能；利用能量平衡原理，借助監(jiān)測(cè)線圈電流的變化選取最佳的動(dòng)態(tài)特性曲線，使閉合過(guò)程中的線圈消耗功率最小，當(dāng)觸頭閉合后使線圈功率迅速下降，使動(dòng)鐵芯與靜鐵芯閉合瞬間的速度幾乎為零，從而大大減少動(dòng)鐵芯閉合時(shí)的撞擊，從而減少了觸頭的二次彈跳；32電子線路板上裝有三個(gè)電流互感器來(lái)檢測(cè)三相主電路電流，可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)，此外該接觸器還可實(shí)現(xiàn)雙向通信功能，一方面可輸出工作狀態(tài)參數(shù)、電動(dòng)機(jī)負(fù)載參數(shù)、信息報(bào)警等，另一方面可接受PLC或主計(jì)算機(jī)發(fā)出的接通、斷開(kāi)、再扣等控制指令。上述幾種國(guó)外的智能化接觸器主要是在接觸器接通過(guò)程中比原有產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)。國(guó)內(nèi)在接觸器接通過(guò)程中的智能化控制的研究方面也進(jìn)行了一些工作。但迄今還未有成熟的產(chǎn)品問(wèn)世。在接觸器智能化分?jǐn)嗟难芯糠矫妫瑖?guó)內(nèi)外也做了不少探索工作，主要思路之一是實(shí)現(xiàn)定相分?jǐn)?，但由于?dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)時(shí)間很難準(zhǔn)確控制，另外在同一批產(chǎn)品中的分散性也很難控制，所以在產(chǎn)品大量生產(chǎn)時(shí)很難保證所有產(chǎn)品的觸頭正好在電路電流過(guò)零時(shí)分?jǐn)唷?3

近年來(lái)國(guó)外在探索用其他的途徑來(lái)減少觸頭的電磨損，根據(jù)B.Capp提出的理論，認(rèn)為當(dāng)觸頭間距離為0.1mm時(shí)兩個(gè)電極從電弧中接受相等的能量，因而使觸頭的電磨損最小。根據(jù)這一理論，美國(guó)西普格蘭大學(xué)的T.S.Dabvis等研制了一個(gè)U=240V、I=10A的接觸器模型，其電磁系統(tǒng)由一個(gè)電子線路供電。該電子線路在電源通電的第一個(gè)半波中以小電流激磁，使動(dòng)鐵芯的運(yùn)動(dòng)速度接近10mm/s，這樣使在第一個(gè)激磁半波（10ms）結(jié)束瞬間，觸頭的開(kāi)距正好為0.1mm左右，從而使電弧對(duì)觸頭造成的電磨損最小，而在第一個(gè)激磁半波之后，電子線路使線圈激磁電流迅速增大，從而使觸頭快速斷開(kāi)。34

T.S.DDabvis等在240V、10A的條件下，對(duì)該接觸器進(jìn)行了2000次的通斷后觀察其觸頭表面受電弧侵蝕的程度，并與無(wú)電子線路的原有產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了帶有這種電子線路的接觸器模型的觸頭表面平整，電磨損明顯減少。3、電器CAD技術(shù)一些專用軟件已在電器行業(yè)逐步得到應(yīng)用，如UGⅡ

、PROE等CAD軟件，能實(shí)現(xiàn)電器零部件三維實(shí)體造型、裝配和自動(dòng)生成工程圖；ANSYS公司的ANSYS軟件包括應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)等分析模塊，可以進(jìn)行場(chǎng)分析；ADAMS軟件可用于機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析；VACTORFIELDS公司的電磁場(chǎng)軟件用于各種電磁場(chǎng)分析。35電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)在電器中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，較成熟的產(chǎn)品是接近開(kāi)關(guān)、固態(tài)繼電器、混合式繼電器、電子式時(shí)間繼電器等，并不斷更新?lián)Q代。以電子式時(shí)間繼電器為例，從晶體管式發(fā)展到集成電路式。在二十世紀(jì)七十年代也已研制出半導(dǎo)體式接觸器（即用可控硅來(lái)代替觸頭作為執(zhí)行元件），并使用于軋鋼行業(yè)，但由于當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體器件質(zhì)量與可靠性較差，價(jià)格也高，所以一直沒(méi)有形成批量生產(chǎn)。近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是電力電子器件（GTO、IGBT）質(zhì)量與可靠性不斷提高，電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)在電器中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，如：4、電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)在電器中的應(yīng)用36（１）固態(tài)斷路器

G.TaKamu提出了一種用于400V低壓電路的固態(tài)斷路器，它的執(zhí)行元件由可關(guān)斷晶閘管GTO與真空開(kāi)關(guān)并聯(lián)而成，接通、分?jǐn)嚯娐酚蒅TO完成，長(zhǎng)期通電時(shí)由真空開(kāi)關(guān)流通電流，以減少GTO的功率損耗，其原理圖如圖1所示。37

圖１當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載或短路故障時(shí)，保護(hù)繼電器迅速給出信號(hào)接通GTO裝置并同時(shí)打開(kāi)真空開(kāi)關(guān)，真空開(kāi)關(guān)上出現(xiàn)的電弧電壓使故障電流迅速轉(zhuǎn)移到GTO回路中，隨后，GTO快速關(guān)斷故障電流，以實(shí)現(xiàn)斷路器切斷故障電路的功能。38（２）混合式接觸器

在國(guó)外，混合式接觸器已形成產(chǎn)品，所謂混合式接觸器就是將電力電子器件與接觸器的主觸頭并聯(lián)作為執(zhí)行元件，由電力電子器件承擔(dān)接通與分?jǐn)嚯娐返娜蝿?wù)，而接觸器長(zhǎng)期通電時(shí)由主觸頭承擔(dān)流通電流的任務(wù)，從而減少觸頭的電磨損，大大提高了接觸器的電壽命。如德國(guó)K—M公司采用并聯(lián)雙向晶閘管的DIL系列混合式交流接觸器，額定電壓至380V、電流250～400A、操作頻率600次/h、電壽命300萬(wàn)次。法國(guó)CEM公司的H系列混合式接觸器，是將晶閘管等器件并聯(lián)在主觸頭上，電流至1000A。39（3）采用PTC（正溫度系數(shù)）元件實(shí)現(xiàn)接觸器、繼電器、小型斷路器等電器產(chǎn)品的無(wú)弧分?jǐn)啵源蠓忍岣咂潆妷勖牧暇哂蠵TC效應(yīng)是指在工作溫度范圍內(nèi)，材料的電阻率隨著溫度的增加而增加。一般地，類似于金屬電導(dǎo)性的材料的電阻率變化與溫度變化成正比的線性緩變效應(yīng)，我們稱之為線性PTC效應(yīng)。有的材料存在一臨界溫度，在低于這一臨界溫度的一個(gè)范圍內(nèi)，其電阻率基本不受溫度的影響，電阻基本保持不變，在高于這一臨界溫度的一個(gè)范圍內(nèi)，其電阻率隨溫度的升高而急劇上升，這種效應(yīng)稱之為非線性PTC效應(yīng)。40圖2PTC熱敏電阻的阻—溫特性示意圖

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圖2為PTC熱敏電阻的電阻溫度關(guān)系曲線示意圖。當(dāng)溫度T小于T1時(shí)，溫度靈敏度很小。當(dāng)溫度T大于T2時(shí)，呈現(xiàn)低靈敏正溫度系數(shù)。當(dāng)溫度T滿足T1<T<T2時(shí)，其電阻值隨溫度迅速變化，且當(dāng)T=TC可獲得最大的溫度系數(shù)。有機(jī)聚合物PTC材料、陶瓷鈦酸鋇PTC材料等都具有這種非線性PTC效應(yīng)，這種具有非線性PTC效應(yīng)的器件現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用在過(guò)電流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、溫度補(bǔ)償、控溫等方面。

42圖3為接觸器主觸頭并聯(lián)PTC元件以實(shí)現(xiàn)無(wú)弧分?jǐn)嗟氖疽鈭D：圖3

圖中：JZ——接觸器主觸頭

Jf——輔助觸頭或固態(tài)開(kāi)關(guān)元件電路接通時(shí)，觸頭JZ兩端的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PTC元件的電阻，故而PTC元件上無(wú)電流通過(guò)，當(dāng)觸頭斷開(kāi)電路時(shí)，觸頭兩端的電阻將大于PTC元件的電阻，電流將流過(guò)PTC元件，PTC元件被加熱，其電阻迅速增加，最后使電路電流完全被切斷。PTC元件吸收了大部分甚至全部的分?jǐn)嗄芰??？赏ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)找出最佳的參數(shù)配合，最終實(shí)現(xiàn)接觸器的無(wú)弧分?jǐn)?。PTCJfJz43（4）電子式過(guò)載保護(hù)繼電器1）概述低壓電器發(fā)展方向是電子化、模塊化、小型化和高可靠及高壽命。電子式過(guò)載保護(hù)繼電器的產(chǎn)生體現(xiàn)了當(dāng)今世界過(guò)載保護(hù)繼電器的一種發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)、德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的許多繼電器制造公司投入大量資金和眾多科研人員研制出了具有各自特點(diǎn)的電子式過(guò)載保護(hù)繼電器。例如，美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化公司的MCS-E1電子式過(guò)載保護(hù)繼電器，西門(mén)子公司的3UB系列電子式過(guò)載保護(hù)繼電器，松下公司的PT-10，OMRON公司的J7T等等。國(guó)內(nèi)一些繼電器研制單位也研制出了電子式過(guò)載保護(hù)繼電器。例如，天水213機(jī)床電器廠研制的JRD1電子式過(guò)載保護(hù)繼電器。442）國(guó)外電子式過(guò)載保護(hù)繼電器產(chǎn)品本文以美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化公司的MCS-E1系列電子式過(guò)載保護(hù)繼電器為例，介紹國(guó)外電子式過(guò)載保護(hù)繼電器產(chǎn)品的主要特點(diǎn)、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)。

MCS-E1電子式過(guò)載保護(hù)繼電器的設(shè)計(jì)原理及性能體現(xiàn)了當(dāng)今世界過(guò)載保護(hù)繼電器的一種發(fā)展趨勢(shì)。它符合下列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：IEC60947-4、IEC60801和NEMAICS2，并通過(guò)了CE、UL、CSA認(rèn)證。MCS-E1電子式過(guò)載保護(hù)繼電器的外觀見(jiàn)圖4。45圖4MCS-E1電子式過(guò)載保護(hù)繼電器46

MCS-E1的主要特點(diǎn)

MCS-E1主要用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)，其主要特點(diǎn)：a.實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在滿載運(yùn)行時(shí)如果發(fā)生斷相，MCS-E1將在2s內(nèi)脫扣，而傳統(tǒng)的雙金屬型過(guò)載保護(hù)繼電器則要經(jīng)過(guò)40s才能脫扣；b.重復(fù)精度高達(dá)5%。傳統(tǒng)的雙金屬型過(guò)載保護(hù)繼電器的重復(fù)精度一般為10%；c.功耗低。MCS-EI功耗只有150mW，遠(yuǎn)氏于雙金屬型過(guò)載保護(hù)繼電器（6W），從而去除了配電柜的一個(gè)重要熱源，減少不必要的冷卻設(shè)施降低配電柜的總費(fèi)用；47d.調(diào)整電流范圍寬。用9個(gè)電流范圍就可覆蓋0.1~85A，傳統(tǒng)雙金屬型過(guò)載保護(hù)繼電器一般要20個(gè)電流范圍才能覆蓋；e.與MCS交流接觸器的專門(mén)協(xié)調(diào)化結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)計(jì)，可將過(guò)載繼電器直接插入接觸器，無(wú)需連接導(dǎo)線及單獨(dú)固定；f.具有溫度補(bǔ)償性能。48MCS-E1工作原理圖5為MCS-E1電子型過(guò)載保護(hù)繼電器的工作原理框圖。

電流互感器ASIC/邏輯電源輸出觸點(diǎn)圖5工作原理框圖49

MCS-EI通過(guò)電流互感器將三相電流轉(zhuǎn)換為三相交流信號(hào)，然后再變換為直流信號(hào)，送至ASIC（見(jiàn)圖5）。ASIC為一專用芯片，它可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)功能（即具有熱慣性）。由于ASIC的供電電源由主回路直接提供，所以不需要單獨(dú)對(duì)其供電。另外，采用電子元件亦使得整個(gè)過(guò)載保護(hù)繼電器的功耗大大降低。50

主要附件及功能

a.DIN導(dǎo)軌配接底座。當(dāng)與其他公司、廠家的接觸器進(jìn)行配用時(shí)，要通過(guò)此附件對(duì)MCS-EI進(jìn)行接線；

b.遠(yuǎn)程復(fù)位電磁線圈。實(shí)現(xiàn)MCS-EI的遠(yuǎn)程復(fù)位操作；

c.外部復(fù)位按鈕。羅克韋爾自動(dòng)化公司專門(mén)為MCS-EI提供一種安裝于配電柜面板上的外部復(fù)位按鈕及相應(yīng)的操作桿。513）國(guó)內(nèi)電子式過(guò)載保護(hù)繼電器產(chǎn)品

JRD1電子式熱過(guò)載繼電器是天水213機(jī)床電器廠研制的新產(chǎn)品。它設(shè)計(jì)成與雙金屬片熱繼電器相似結(jié)構(gòu)形式，方便用戶選用。該產(chǎn)品主要適用于交流50Hz（60Hz）額定電壓至660V，電流0.1A至15A的電路中，與交流接觸器配合使用，做交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載與斷相保護(hù)。JRD1電子式熱過(guò)載繼電器工作原理電動(dòng)機(jī)的兩相經(jīng)電流互感器后進(jìn)行阻抗變換放大，檢波等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)I-V變換，然后進(jìn)入后級(jí)RC充放電電路及比較器，取得所需的反時(shí)限延時(shí)特性，再傳送到輸出環(huán)節(jié)（包括LED顯示與功率輸出）。52JRD1技術(shù)參數(shù)額定絕緣電壓Vi：660V；額定工作電壓Ue：660V；電流規(guī)格及整定電流范圍：電流規(guī)格代號(hào)整定電流范圍

1

0.1~0.3A 2

0.2~0.6A 3

0.5~1.5A 4

1~3A 5

2~6A 6

5~15A534）結(jié)論電子式過(guò)載保護(hù)繼電器與傳統(tǒng)的雙金屬型過(guò)載保護(hù)繼電器相比，具有安裝方便、脫扣動(dòng)作快而且準(zhǔn)確、誤差小，重復(fù)性好，參數(shù)調(diào)節(jié)方便、消耗功率小等優(yōu)點(diǎn)。是一種更為理想的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家80年代末開(kāi)始研制該產(chǎn)品，現(xiàn)已到實(shí)用階段，美國(guó)、德國(guó)等一些公司已經(jīng)將產(chǎn)品系列化。但其缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。國(guó)內(nèi)一些單位90年代后期開(kāi)始研究電子式過(guò)載保護(hù)繼電器，其借鑒國(guó)外同類產(chǎn)品性能，具有規(guī)格廣泛，性能齊全，價(jià)格較低等特點(diǎn)。但是，要達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品系列化方面，還有許多工作要做。54５、電器可靠性技術(shù)（1）前言電器產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時(shí)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(gè)重要組成部分。產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)格說(shuō)起來(lái)應(yīng)包括其性能及可靠性兩個(gè)方面，一個(gè)產(chǎn)品盡管其性能指標(biāo)很高，但若其可靠性不高的話，就不能算是一個(gè)質(zhì)量好的產(chǎn)品。一個(gè)自動(dòng)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(shí)，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(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)所用元件的數(shù)量越來(lái)越多，只要其中一個(gè)元件發(fā)生故障，一般就可導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障，而可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失，所以自動(dòng)控制系統(tǒng)中所用的電氣元件的可靠性就顯得越來(lái)越重要。55

電力系統(tǒng)與高低壓配電系統(tǒng)中使用了各種大型電器產(chǎn)品，如果這些大型電器產(chǎn)品發(fā)生故障就導(dǎo)致電力系統(tǒng)與高低壓配電系統(tǒng)發(fā)生故障而造成停電事故，甚至?xí)＜肮╇娋€路和用電設(shè)備的安全，它所造成的經(jīng)濟(jì)損失將更為巨大。因此，開(kāi)展各種電器產(chǎn)品的可靠性研究與應(yīng)用工作具有十分重要的意義?？煽啃约夹g(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)?？煽啃匝芯渴加诿绹?guó)，在20世紀(jì)40年代美國(guó)發(fā)現(xiàn)軍用雷達(dá)處于故障狀態(tài)的時(shí)間高達(dá)84%，這就促使美國(guó)深入開(kāi)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(jì)及可靠性鑒定等方面的標(biāo)準(zhǔn)。56

到20世紀(jì)60年代，美國(guó)在電子產(chǎn)品的可靠性研究方面已逐漸成熟，這對(duì)提高美國(guó)電子產(chǎn)品的可靠性起了很大作用。美國(guó)從20世紀(jì)70年代起可靠性工作逐漸擴(kuò)展到機(jī)械、電力、電工及化工等工業(yè)部門(mén)。美國(guó)是世界上從事可靠性研究最早、范圍最廣、最有成效的國(guó)家。原蘇聯(lián)、日本、德、英、法等國(guó)在美國(guó)之后也積極開(kāi)展了可靠性工作，并取得了不少進(jìn)展。57（2）國(guó)外電器產(chǎn)品可靠性工作概況1）可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂國(guó)外的電氣公司與各種國(guó)際機(jī)構(gòu)（如IEC、IEEE等）中，可靠性工作都很受重視，一些著名的電氣公司都設(shè)有可靠性管理部門(mén)或設(shè)有專職的可靠性工程師。有些電工產(chǎn)品已規(guī)定了可靠性指標(biāo)，有些電工產(chǎn)品雖還未規(guī)定可靠性指標(biāo)，但在公司內(nèi)部已開(kāi)展可靠性研究工作，產(chǎn)品可靠性的高低已成為國(guó)外各公司間競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。58IEC在1965年成立了技術(shù)委員會(huì)TC15（可靠性與維修性技術(shù)委員會(huì)），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(biāo)準(zhǔn)：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(shí)提供管理導(dǎo)則，還作為ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)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(yàn)》與IEC706《維修性導(dǎo)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(jī)械設(shè)備；既可指元件，也可指裝置）可靠性試驗(yàn)方面一套較為完整的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了設(shè)備可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)和可靠性測(cè)定試驗(yàn)的總原則、具體程序及試驗(yàn)方案。59

在電器產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂方面，IEC255電氣繼電器標(biāo)準(zhǔn)中的IEC255-0-20《電氣繼電器的觸點(diǎn)性能》、IEC255-0-10《電子元件質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)在有或無(wú)繼電器上的應(yīng)用》及IEC255-19《機(jī)電式有或無(wú)繼電器的質(zhì)量評(píng)價(jià)》等標(biāo)準(zhǔn)都有可靠性的內(nèi)容；IECSC41A在1988年6月發(fā)出46號(hào)文件，提出在現(xiàn)有IEC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上應(yīng)補(bǔ)充“應(yīng)用于小電流的有或無(wú)繼電器的可靠性試驗(yàn)”，IEC今年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)IEC60050-444“電工術(shù)語(yǔ)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(yǔ)。60

美國(guó)于1964年發(fā)布了軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-R-39016《有可靠性指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)JISC5440《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гO(shè)CT12434-83《低壓開(kāi)關(guān)電器通用技術(shù)條件》中規(guī)定產(chǎn)品的可靠性要求和可靠性試驗(yàn)方法；德國(guó)的VDE0660《低壓開(kāi)關(guān)電器規(guī)范》中規(guī)定：“產(chǎn)品機(jī)械壽命和電壽命的額定值是取占90%的接觸器所能達(dá)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(lái)考核接觸器的機(jī)械壽命和電壽命。61法國(guó)在工業(yè)用控制設(shè)備——接觸器標(biāo)準(zhǔn)NFC63-100中規(guī)定：“對(duì)成批生產(chǎn)的電器，特別是約定發(fā)熱電流小于或等于40A的電器，機(jī)械壽命是在有代表性的樣機(jī)上以重復(fù)方式進(jìn)行試驗(yàn)的，制造廠在統(tǒng)計(jì)了試驗(yàn)結(jié)果后給出產(chǎn)品的機(jī)械壽命值”，這實(shí)際上也是規(guī)定了用可靠性的概念來(lái)確定接觸器的機(jī)械壽命。622）可靠性試驗(yàn)研究美國(guó)、日本在繼電器的可靠性壽命試驗(yàn)中已普遍采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)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(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)試驗(yàn)裝置；日本松下電器公司在繼電器可靠性壽命試驗(yàn)中采用了微型計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)試驗(yàn)裝置；日本富士通公司在舌簧繼電器的可靠性試驗(yàn)中采用了計(jì)算機(jī)控制的試驗(yàn)裝置，該裝置可同時(shí)進(jìn)行200個(gè)舌簧管的壽命試驗(yàn)；美國(guó)、日本等國(guó)家都在對(duì)電器產(chǎn)品加速壽命試驗(yàn)的模式、方法及數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行研究。例如，日本以負(fù)載電壓及負(fù)載電流為加速變量進(jìn)行了開(kāi)關(guān)的加速壽命試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果算出了不同負(fù)載電壓和負(fù)載電流值時(shí)的加速系數(shù)。633）可靠性物理的研究國(guó)外是從60年代才開(kāi)始研究可靠性物理的，美國(guó)空軍ROME航空發(fā)展中心在60年代初首先開(kāi)始對(duì)現(xiàn)場(chǎng)失效的元器件進(jìn)行失效分析。J.Vaccro首先提出用“失效物理學(xué)”這一概念來(lái)研究元器件的可靠性，1962年起美國(guó)每年召開(kāi)一次“失效物理”會(huì)議，從1967年起改稱“可靠性物理”會(huì)議。所謂“可靠性物理學(xué)”就是專門(mén)研究產(chǎn)品失效機(jī)理的科學(xué)。它對(duì)產(chǎn)品怎樣失效及為什么失效的具體物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行研究?？梢钥闯?，可靠性物理學(xué)的研究是提高產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)性措施。美國(guó)、日本等國(guó)家對(duì)可靠性物理的研究都很重視。644）可靠性設(shè)計(jì)與提高產(chǎn)品可靠性方面的研究美國(guó)、日本等國(guó)家很重視提高電工產(chǎn)品可靠性的研究工作。如德國(guó)的R型繼電器在觸點(diǎn)附近裝設(shè)了能吸收有機(jī)氣體的材料后，能減少觸頭的污染，從而減少觸頭的接觸電阻并提高了繼電器的可靠性。5）可靠性學(xué)術(shù)會(huì)議

國(guó)外在可靠性學(xué)術(shù)交流方面也很活躍，涉及到可靠性的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議主要有：IEEE霍姆電接觸會(huì)議（每年召開(kāi)一次）國(guó)際電接觸會(huì)議（每?jī)赡暾匍_(kāi)一次）國(guó)際可靠性物理會(huì)議（每年召開(kāi)一次）國(guó)際可靠性與維修性會(huì)議（每年召開(kāi)一次）65（3）國(guó)內(nèi)電器產(chǎn)品可靠性工作概況原機(jī)械工業(yè)部對(duì)電器產(chǎn)品的可靠性工作十分重視，早在1980年原機(jī)械工業(yè)部電工局委托河北工業(yè)大學(xué)舉辦了兩期電器新技術(shù)學(xué)習(xí)班，可靠性技術(shù)是其中主要內(nèi)容之一，1983年10月成立了中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電工產(chǎn)品可靠性研究會(huì)，在該學(xué)會(huì)組織下開(kāi)展了電工產(chǎn)品可靠性研究工作與學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，并多次舉辦電工產(chǎn)品可靠性學(xué)習(xí)班及電工行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)干部可靠性研討班，對(duì)我國(guó)電工行業(yè)的可靠性工作起了一定的促進(jìn)作用。原機(jī)械工業(yè)部曾多次發(fā)文召開(kāi)可靠性工作會(huì)議，部署在機(jī)電行業(yè)中開(kāi)展“限期考核機(jī)電產(chǎn)品可靠性指標(biāo)”的工作，從1986~1991年共發(fā)布了七批（共1189種規(guī)格）限期考核可靠性指標(biāo)的機(jī)電產(chǎn)品清單，其中包括繼電器、接觸器、變壓器、量度繼電器、電動(dòng)機(jī)、電力電子器件等不少電器產(chǎn)品，這對(duì)推動(dòng)我國(guó)電器產(chǎn)品的可靠性工作有很大作用。661994年原機(jī)械工業(yè)部又召開(kāi)機(jī)械工業(yè)可靠性工作會(huì)議，會(huì)上提出可靠性必須從產(chǎn)品設(shè)計(jì)抓起，并規(guī)定凡是列入部或省市機(jī)械廳局開(kāi)發(fā)計(jì)劃和重大技術(shù)裝備攻關(guān)的項(xiàng)目，應(yīng)加強(qiáng)可靠性設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究工作，要求在立項(xiàng)時(shí)提出可靠性設(shè)計(jì)目標(biāo)和攻關(guān)內(nèi)容，產(chǎn)品鑒定或項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)應(yīng)對(duì)可靠性目標(biāo)進(jìn)行審核評(píng)定。會(huì)上還決定在機(jī)電產(chǎn)品中進(jìn)一步開(kāi)展可靠性認(rèn)定工作。原電子工業(yè)部、原國(guó)防科工委、信息產(chǎn)業(yè)部及總裝備部等部門(mén)對(duì)電子元器件（包括繼電器）的可靠性也十分重視。67

GB2689.1-81 恒定應(yīng)力壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)方法總則GB2689.2-81 壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的圖估計(jì)法（用于威布爾分布）GB2689.3-81 壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的簡(jiǎn)單線性無(wú)偏估計(jì)法（用于威布爾分布）GB2689.4-81 壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的最好線性無(wú)偏估計(jì)法（用于威布爾分布）GB3187-82 可靠性基本名詞術(shù)語(yǔ)及定義GB4888-85 故障樹(shù)名詞術(shù)語(yǔ)和符號(hào)在可靠性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)方面我國(guó)已制訂了下列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：68GB5080.1-86 設(shè)備可靠性試驗(yàn)總要求GB5080.2-86 設(shè)備可靠性試驗(yàn)試驗(yàn)周期設(shè)計(jì)導(dǎo)則GB5080.4-85 設(shè)備可靠性試驗(yàn)可靠性測(cè)定試驗(yàn)的點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)方法（指數(shù)分布）GB5080.5-85 設(shè)備可靠性試驗(yàn)成功率的驗(yàn)證試驗(yàn)方案GB5080.6-85 設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗(yàn)GB5080.7-86 設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無(wú)故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案69GB6992-86 可靠性與維修性管理GB6993-86 系統(tǒng)和設(shè)備研制生產(chǎn)中的可靠性程序 GB7288.1-87設(shè)備可靠性試驗(yàn)推薦的試驗(yàn)條件室內(nèi)便攜設(shè)備——粗模擬GB7288.2-87 設(shè)備可靠性試驗(yàn)推薦的試驗(yàn)條件固定使用在有氣候防護(hù)場(chǎng)所設(shè)備——精模擬GB7289-87 可靠性、維修性與有效性預(yù)計(jì)報(bào)告編寫(xiě)指南GB7826-87 系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)失效模式和效應(yīng)分析（FMEA）程序GB7827-87 可靠性預(yù)計(jì)程序GB7828-87 可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審GB7829-87 故障樹(shù)分析程序70

從80年代中期至今，我國(guó)電器產(chǎn)品可靠性研究在電力電子、電機(jī)、變壓器、電器與繼電保護(hù)裝置等領(lǐng)域均做了不少工作，其中在電器可靠性研究與應(yīng)用方面大致做了以下工作：1）電器可靠性研究方面在上海電器科學(xué)研究所，成都機(jī)床電器研究所、許昌繼電器研究所及廣州電器科學(xué)研究所等單位的組織下，從80年代中期開(kāi)始，開(kāi)展了電器可靠性研究工作。電磁式中間繼電器、小容量交流接觸器、低壓斷路器、洗衣機(jī)、電冰箱的可靠性研究被列為原機(jī)械工業(yè)部重點(diǎn)項(xiàng)目，以產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式開(kāi)展了上述產(chǎn)品的可靠性研究，通過(guò)理論分析及大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析了產(chǎn)品的失效機(jī)理，研制了一些可靠性試驗(yàn)裝置，提出了這些產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及考核方法。71通過(guò)對(duì)這些產(chǎn)品的可靠性考核與早期失效機(jī)理的分析，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造工藝提出了改進(jìn)措施，使這些產(chǎn)品的可靠性得到較大幅度的提高，取得了一定成效。722）電器可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂①制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15510“控制用電磁繼電器可靠性試驗(yàn)通則”（北京電工綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所和河北工業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)起草）；②制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10962“機(jī)床電器可靠性通則”（成都機(jī)床電器研究所起草）；③制訂了國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB65B-99“有可靠性指標(biāo)的電磁繼電器總規(guī)范”（國(guó)營(yíng)792廠和中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所負(fù)責(zé)起草）；④制訂了小容量交流接觸器及量度繼電器等可靠性方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；⑤小型斷路器可靠性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)及剩余電流動(dòng)作保護(hù)器等可靠性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中。733）可靠性試驗(yàn)裝置的研制

河北工業(yè)大學(xué)建立了電器研究所檢測(cè)中心，該檢測(cè)中心于2001年5月通過(guò)了中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)的認(rèn)可，具有進(jìn)行有關(guān)電器可靠性認(rèn)證試驗(yàn)的資格，并研制了微機(jī)控制的繼電器、接觸器可靠性試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖6）、小型斷路器可靠性試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖7）、剩余電流動(dòng)作保護(hù)器可靠性試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖8），河北工業(yè)大學(xué)還與許昌繼電器研究所合作研制了量度繼電器可靠性試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖9）。其中，繼電器、接觸器可靠性試驗(yàn)裝置的功能：既能控制直流線圈又能控制交流線圈的可靠性試驗(yàn)裝置，既可進(jìn)行繼電器可靠性試驗(yàn)，也可進(jìn)行接觸器可靠性試驗(yàn)。該裝置采用抗干擾能力強(qiáng)的工業(yè)控制機(jī)，能同時(shí)控制16臺(tái)試品進(jìn)行試驗(yàn)，能同時(shí)對(duì)64對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能監(jiān)測(cè)觸點(diǎn)壓降及觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)的端電壓，具有故障報(bào)警功能、計(jì)數(shù)功能和打印功能。74圖6a繼電器、接觸器可靠性試驗(yàn)裝置（帶面板）75圖6b繼電器、接觸器可靠性試驗(yàn)裝置（不帶面板）76圖7a小型斷路器可靠性試驗(yàn)裝置（帶面板）77圖7b小型斷路器可靠性試驗(yàn)裝置（不帶面板）78圖8剩余電流動(dòng)作保護(hù)器可靠性試驗(yàn)裝置79圖9a量度繼電器可靠性試驗(yàn)裝置（帶面板）80圖9b量度繼電器可靠性試驗(yàn)裝置（不帶面板）814）對(duì)電器可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步探索河北工業(yè)大學(xué)等單位在電器電磁系統(tǒng)與觸頭的可靠性設(shè)計(jì)方面已開(kāi)展了一些研究，在1988年美國(guó)繼電器年會(huì)與1994年第17屆國(guó)際電接觸會(huì)議上發(fā)表了其初步研究成果。河北工業(yè)大學(xué)與清華大學(xué)合作完成的科研項(xiàng)目“電工設(shè)備現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與試驗(yàn)研究”中對(duì)電器電磁系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)一步作了研究。以河北工業(yè)大學(xué)為主要完成單位的科研成果“低壓電器可靠性設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)的研究”獲得了2000年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。82（4）電器產(chǎn)品可靠性工作的發(fā)展前景與展望我國(guó)電器產(chǎn)品可靠性研究雖然在上述的幾方面做了一些工作，取得了一些進(jìn)展，但由于我國(guó)電器產(chǎn)品可靠性研究工作起步較晚，不少電器產(chǎn)品還未開(kāi)展可靠性研究與考核工作，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)尚未認(rèn)真開(kāi)展可靠性設(shè)計(jì)與可靠性制造，特別是我國(guó)電工行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)對(duì)可靠性工作還重視不夠，可靠性工作尚未認(rèn)真開(kāi)展，我國(guó)電器產(chǎn)品的可靠性水平還普遍低于發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品的可靠性水平。

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在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中，以優(yōu)取勝，以質(zhì)量與可靠性取勝，必將成為共識(shí)。不僅要開(kāi)發(fā)高性能的電器產(chǎn)品，而且要開(kāi)發(fā)出高可靠性的電器產(chǎn)品，這將是我國(guó)電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，特別是我國(guó)即將加入WTO，在國(guó)際上面臨更大的競(jìng)爭(zhēng)，可靠性工作更顯得重要。相信在電器產(chǎn)品可靠性學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、電器產(chǎn)品科研機(jī)構(gòu)及電工行業(yè)的共同努力下，我國(guó)電器產(chǎn)品可靠性研究與應(yīng)用工作一定會(huì)更好地開(kāi)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在新世紀(jì)中，我國(guó)電器產(chǎn)品的可靠性水平一定會(huì)得到大幅度的提高，以滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

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為了進(jìn)一步開(kāi)展電器產(chǎn)品的可靠性工作，以提高我國(guó)電器產(chǎn)品的可靠性水平，應(yīng)進(jìn)一步做好下列工作：1）盡快制訂主要電器產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)。如果產(chǎn)品未訂出可靠性指標(biāo)，就無(wú)法對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行考核，也無(wú)法定量地去提高產(chǎn)品的可靠性，所以規(guī)定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)是可靠性工作的首要任務(wù)。因此，對(duì)于有條件并有代表性的電器產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)其工作特點(diǎn)盡快制訂其可靠性指標(biāo)。2）制訂主要電器產(chǎn)品的失效判據(jù)及可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法。失效判據(jù)的寬嚴(yán)程度對(duì)產(chǎn)品能否達(dá)到規(guī)定的可靠性指標(biāo)密切相關(guān)，所以應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際工作情況及特點(diǎn)制訂失效判據(jù)，并根據(jù)抽樣理論制訂出其可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法。853）進(jìn)一步研制各種主要電器產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)裝置?？煽啃栽囼?yàn)裝置是進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的必備手段，所以應(yīng)研制各種主要電器產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)裝置。864）開(kāi)展電器產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)。可靠性設(shè)計(jì)是指事先考慮產(chǎn)品可靠性的一種設(shè)計(jì)方法，它是保證產(chǎn)品可靠性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。應(yīng)該指出，規(guī)定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)、失效判據(jù)及可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法雖然很重要，但僅靠這些還不能提高產(chǎn)品的可靠性，所以有人說(shuō)產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)的、制造出來(lái)的、管理出來(lái)的。因此，必須重視產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)工作。對(duì)于帶電子線路的電器產(chǎn)品，可開(kāi)展可靠性分配、可靠性預(yù)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)以及采用FTA、FMEA、FMECA等可靠性分析方法；對(duì)于電器產(chǎn)品中的電磁系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件可采用應(yīng)力—強(qiáng)度干涉模型進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。875）開(kāi)展電器產(chǎn)品失效分析工作。失效分析是指對(duì)失效產(chǎn)品進(jìn)行分析，找出其失效模式和失效機(jī)理。針對(duì)失效分析中找出的問(wèn)題，提出改進(jìn)措施，以提高電器產(chǎn)品的可靠性。886、電器測(cè)試技術(shù)低壓電器測(cè)試技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的重要手段，衡量一個(gè)試驗(yàn)站（或檢測(cè)中心、試驗(yàn)室）的水平高低，大致有以下幾個(gè)方面：（１）試驗(yàn)項(xiàng)目是否齊全；（２）分?jǐn)嗄芰Γ耗壳笆澜缟戏謹(jǐn)嗄芰ψ畲蟮脑囼?yàn)站是德國(guó)的K-M公司試驗(yàn)站，其分?jǐn)嗄芰_(dá)400kA（有效值），其他如著名的荷蘭KEMA試驗(yàn)站的分?jǐn)嗄芰?00V時(shí)200kA，美國(guó)、日本、意大利的一些電器試驗(yàn)站，其分?jǐn)嗄芰σ部蛇_(dá)200kA；我國(guó)國(guó)家低壓電器檢測(cè)中心的分?jǐn)嗄芰?00kA，其他如天津市電器研究所、天水長(zhǎng)城電器試驗(yàn)研究所、遵義長(zhǎng)征電器試驗(yàn)研究所、湖南電器研究所等5個(gè)試驗(yàn)站的分?jǐn)嗄芰蛇_(dá)100kA；89（３）試驗(yàn)站的自動(dòng)化水平：目前都由繼電－接觸控制向PLC控制并進(jìn)一步向計(jì)算機(jī)控制發(fā)展；此外，手動(dòng)電器的自動(dòng)操作也是衡量試驗(yàn)站自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。（４）各種試驗(yàn)、特別是電壽命試驗(yàn)中，電氣參數(shù)的采集與處理技術(shù)，下面對(duì)此作較詳細(xì)的闡述。90電器試驗(yàn)室對(duì)瞬態(tài)信號(hào)的傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備主要是光線示波器，即以感光紙為記錄體的光線示波器，它的優(yōu)點(diǎn)是：記錄時(shí)間長(zhǎng)，各通道電氣完全隔離（有一定耐壓水平），通道多（達(dá)16個(gè)），使用操作簡(jiǎn)單方便，但其固有的缺點(diǎn)滿足不了測(cè)試工程愈來(lái)愈高的要求；它的X方向靠走紙機(jī)械傳動(dòng)速度為基礎(chǔ)，其Y方向靠不同信號(hào)大小的電動(dòng)力使振子偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致光點(diǎn)在紙面上移動(dòng)記錄訊號(hào)，因而受到頻率響應(yīng)和精度的限制難以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。但其示波圖需人工劃線讀數(shù)處理，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度慢，人工讀數(shù)誤差大，特別是無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。91早在八十年代初，國(guó)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)站已在努力探索應(yīng)用電子技術(shù)的最新科技成果－瞬態(tài)波形記錄儀于電器試驗(yàn)中。瞬態(tài)波形記錄儀的基本組成是：A／D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器加接口。同傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備最大的差別是：從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)變。即來(lái)自隔離放大器的訊號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到數(shù)字量，存儲(chǔ)及通過(guò)接口向計(jì)算機(jī)傳送，通過(guò)專門(mén)開(kāi)發(fā)的專用軟件進(jìn)行處理，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的計(jì)算及分析功能，總之瞬態(tài)波形記錄儀的應(yīng)用使電器實(shí)驗(yàn)站的測(cè)試水平從五十年代的模擬量測(cè)試一躍進(jìn)入現(xiàn)代的數(shù)字化測(cè)試，為進(jìn)一步提高試驗(yàn)水平創(chuàng)造了前所未有的良好測(cè)試手段和工具。92

電器試驗(yàn)參數(shù)采集與處理系統(tǒng)（也可稱為瞬態(tài)波形記錄儀）在國(guó)外已形成產(chǎn)品的有美國(guó)NICOLET公司的BE256系列以及荷蘭Bakker公司的產(chǎn)品，但其價(jià)格都很昂貴（約15~20萬(wàn)美元）。河北工業(yè)大學(xué)于2000年研制成了“電器試驗(yàn)數(shù)據(jù)高速采集與處理系統(tǒng)”，其性能與國(guó)外產(chǎn)品相近，完全滿足電器試驗(yàn)的需要，但性能價(jià)格比很高，其價(jià)格遠(yuǎn)低于國(guó)外產(chǎn)品，與國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的該產(chǎn)品相比，其性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品，且價(jià)格低。河北工業(yè)大學(xué)研制的這套系統(tǒng)于2000年10月通過(guò)了由中科院院士任鑒定委員會(huì)主任委員的鑒定，并得到很高的評(píng)價(jià)，認(rèn)為其技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該系統(tǒng)的功能如下：93①能同時(shí)采集8個(gè)通道的交流的電信號(hào)；②能同時(shí)采集4個(gè)通道的直流的電信號(hào)；③8個(gè)通道同時(shí)采樣時(shí)采樣頻率為1~125kHz（可調(diào)）；④2個(gè)通道同時(shí)采樣時(shí)采樣頻率高達(dá)1MHz，以供電器進(jìn)行研究性試驗(yàn)時(shí)采集觸點(diǎn)兩端在電流過(guò)零時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電壓信號(hào)；⑤所采集的信號(hào)可存貯、打??；⑥可對(duì)下列參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示：U、I、Cos、T、I2t、t燃弧、t通電、過(guò)電壓值該系統(tǒng)的外形圖、結(jié)構(gòu)框圖及采集的波形圖分別如圖10、圖11、圖12所示。94圖10外形圖95圖11高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖96圖11采集的波形圖977、電器EMC（電磁兼容）技術(shù)

電磁兼容（ElectromagneticCompatibility，即EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法容忍的電磁騷擾的一種能力。因此EMC包含兩個(gè)方面要求：一方面是指設(shè)備在運(yùn)行時(shí)對(duì)環(huán)境的電磁騷擾（ElectromagneticDisturbance）不能超過(guò)一定的限值；另一方面設(shè)備對(duì)其所在電磁環(huán)境中存在的電磁騷擾具有一定的抗擾度，即電磁敏感性（ElectromagneticSusceptibility，即EMS）。所謂電磁騷擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的電磁現(xiàn)象，而所謂電磁干擾（ElectromagneticInterference，即EMI）是指因電磁騷擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降，故EMC包含EMI和EMS兩個(gè)方面。98

目前國(guó)外對(duì)智能化電器和機(jī)電一體化產(chǎn)品的EMC問(wèn)題非常重視，因?yàn)殡姶鸥蓴_會(huì)引起這類系統(tǒng)失靈而誤動(dòng)作，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。智能化電器和其保護(hù)、監(jiān)護(hù)系統(tǒng)把敏感的數(shù)字電器元件處于強(qiáng)電流及高電壓電磁場(chǎng)中，使這些設(shè)備的電磁抗干擾能力在設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中成為不可忽視的因素，因而在國(guó)外智能化電器和其系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初始階段即制定嚴(yán)格的電磁兼容控制與管理計(jì)劃，該計(jì)劃主要包括產(chǎn)品或系統(tǒng)EMC分析，制定EMC設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施計(jì)劃與測(cè)試方法等，并把這一計(jì)劃作為產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。EMC分析和設(shè)計(jì)是為了達(dá)到EMC技術(shù)要求的關(guān)鍵工作，包括分析電子線路的輻射程度及抗干擾能力以及系統(tǒng)集成的電磁兼容性能，EMC設(shè)計(jì)包括電磁屏蔽，接地，導(dǎo)線間距的確定，以及考慮印刷電路板布線之間的電磁耦合等。99

國(guó)際上對(duì)EMC的重視加快了我國(guó)電磁兼容的理論研究特別是EMC標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證工作，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局96年2月在北京召開(kāi)了“電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證研討會(huì)”，3月在廣州召開(kāi)“96電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證研討會(huì)”，11月在上海召開(kāi)了EMC認(rèn)證專家咨詢工作組會(huì)議，提出我國(guó)EMC認(rèn)證工作的模式、程序和方案等初步設(shè)想。國(guó)家進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫局和對(duì)外貿(mào)易經(jīng)濟(jì)合作部在1998年12月聯(lián)合分布“關(guān)于對(duì)六種進(jìn)口商品實(shí)施電磁兼容強(qiáng)檢的通知”，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)電氣和電子產(chǎn)品實(shí)施電磁兼容檢驗(yàn)。100

由于涉及電磁兼容性產(chǎn)品品種繁多，電磁兼容技術(shù)要求項(xiàng)目龐雜，我國(guó)不同產(chǎn)品技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)狀參差不齊，市場(chǎng)要求各異，各部門(mén)實(shí)驗(yàn)室條件不同，所以在我國(guó)開(kāi)展EMC認(rèn)證要分期分批逐步開(kāi)展，考慮先期從以下產(chǎn)品開(kāi)始：聲音與電視廣播接收機(jī)；信息技術(shù)設(shè)備電動(dòng)工具家用電器熒光照明裝置低壓電器和電機(jī)汽車101（１）EMC國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織國(guó)際上研究和制定EMC標(biāo)準(zhǔn)有2個(gè)技術(shù)組織，一個(gè)是IEC國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)（CISPR），成立于1934年，下設(shè)A、B、C、D、E、F、G7個(gè)分技術(shù)委員會(huì)，其中F分會(huì)從事家用電器、電動(dòng)工具及熒光燈和照明裝置的EMC，主要研究和制定9kHz以上的電磁干擾和抗干擾標(biāo)準(zhǔn)；另一個(gè)是IEC所屬的技術(shù)委員會(huì)（TC），根據(jù)各自歸屬產(chǎn)品的貿(mào)易發(fā)展需要，制定EMC標(biāo)準(zhǔn)，其中IECTC65和TC77，從事研究和制定9kHz以下的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。102

CISPR已經(jīng)頒布、出版了28個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。從1992年起，IECTC77開(kāi)始引用TC65頒布的IEC801.1~IEC801.6系列標(biāo)準(zhǔn)，制定了IEC100-4標(biāo)準(zhǔn)，目前稱為IEC61000-4標(biāo)準(zhǔn)，共計(jì)14項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。將TC77制定的IEC555系列標(biāo)準(zhǔn)修訂為IEC61000-2和IEC61000-3標(biāo)準(zhǔn)，形成了比較完整的、比較有影響的IEC61000系列EMC基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)EMC發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。歐洲標(biāo)準(zhǔn)，代號(hào)為EN，由歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)負(fù)責(zé)制定，為便于國(guó)家貿(mào)易和國(guó)際交流，采用如下編號(hào)原則：EN50歐洲自己制定標(biāo)準(zhǔn)；EN55等同于CISPR出版物標(biāo)準(zhǔn)；EN60等同于IEC出版物標(biāo)準(zhǔn)。103我國(guó)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)是1986年成立的“全國(guó)無(wú)線電