電能表可靠性

可靠度:當(dāng)t小于元件的壽命T時，元件在［0,t］內(nèi)能正常工作。一般情況下，R(t)隨七的增大而下降，即智能電能表可靠度隨時間的增加而降低。若已知元件壽命T的概率密度f(t),那么對于給定的t,則有潤)=廣tf(t》”由于元件壽命的概率密度f(t)0無法事先知道，在實際應(yīng)用中，R(t)的計算經(jīng)常通過壽命試驗取得。失效率智能電能表失效特征，也就是失效率隨時間變化的曲線形似浴盆，分為早期失效階段、使用壽命階段和疲勞失效階段三部分。第一階段為早期失效期，其人。為下降函數(shù)，產(chǎn)品失效的原因可能是由于產(chǎn)品設(shè)計和不良加工所造成的缺陷，隨著使用時間的增加將不斷被發(fā)現(xiàn)和排除，從而導(dǎo)致失效率下降。第二階段為偶然失效期，又稱隨機(jī)失效期，其人(t)近似為常數(shù)，此時產(chǎn)品性能十分穩(wěn)定，在這一時期產(chǎn)品的失效可以認(rèn)為是偶然發(fā)生的。第三階段為耗損失效期，其人(t)呈上升趨勢，主要是由于材料老化、疲勞、磨損等引起的失效，其特點是失效率急劇增加，大部分都會失效。平均無故障工作時間平均壽命同樣難以事先獲得，一般是在實際裝置生產(chǎn)后，通過統(tǒng)計方法與實驗數(shù)據(jù)分析計算得出元器件計數(shù)法和元器件應(yīng)力法屬于以數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)的可靠性預(yù)計方法。在預(yù)計之前，需要詳細(xì)了解智能電能表的結(jié)構(gòu)信息、工作條件和元器件的可靠性數(shù)據(jù)。對電子產(chǎn)品開展預(yù)計時，其基本設(shè)想是系統(tǒng)各組成部分同等重要，任何一部分的失效都假定將會引起系統(tǒng)的失效。對智能電能表的預(yù)計沿用此思想，其系統(tǒng)模型采用串聯(lián)模型，整表失效率等于子單元或元器件失效率的加和。（當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)的元器件之間是簡單的串聯(lián)關(guān)系時，元器件失效率的加和即為設(shè)備的失效率。智能電能表內(nèi)大部分元器件的失效率在計算時，需要根據(jù)元器件所屬的類別和子類別查找預(yù)計手冊，這部分元器件首先需要根據(jù)手冊的信息需求，匯編其具備應(yīng)力數(shù)據(jù)的元器件清單，包括元器件名稱、型號、規(guī)格、性能額定值，及有關(guān)的設(shè)計、工藝、結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作應(yīng)力等數(shù)據(jù)。然后，根所列出的基本信息，查找預(yù)計手冊得到元器件應(yīng)力因子參數(shù)值，從而代入失效率模型求出元器件的工作失效率。P為元器件工作失效率，表征實際工況下的失效率；T溫度因子s電應(yīng)力Q質(zhì)量因子G為基本失效率，是元器件在給定參考條件下的失效率E環(huán)境因子智能電能表內(nèi)各功能模塊中的元器件一般采用全串聯(lián)結(jié)構(gòu)，失效率的計算公式為人=z人如果有功能模塊存在元器件冗余，則冗余部分采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，圖中的元器件、即為冗余結(jié)構(gòu)，在計算時，可將冗余結(jié)構(gòu)整體看作一個獨立的元器件，公式為1_1 1 1F-xB+XC1總體評價智能電能表的可靠性，指導(dǎo)設(shè)計；依據(jù)整表的失效率、和可靠度總體評價電能表是否滿足規(guī)定可靠性要求，進(jìn)一步指導(dǎo)電能表設(shè)計、招標(biāo)、采購等工作。2發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案的潛在問題，以實現(xiàn)可靠性增長；分析可靠性預(yù)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)出其高失效率單元，進(jìn)一步分析引起高失效率的原因，從而有針對性的提出改進(jìn)措施，降低失效率。在設(shè)計階段，通過可靠性預(yù)計發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中的潛在問題，以進(jìn)行方案改進(jìn)，優(yōu)化電路設(shè)計，逐步優(yōu)化使設(shè)備達(dá)到規(guī)定的可靠性要求。3分析應(yīng)力對電能表及其元器件失效率的影響；基于可靠性預(yù)計結(jié)果，根據(jù)需求，分析、繪制整表、各單元、以及元器件失效率隨溫度變化的柱狀圖或曲線。分析圖形，鑒別電能表的溫度敏感單元和元器件，從而發(fā)現(xiàn)其隨溫度變化的薄弱環(huán)節(jié)，在隨后的設(shè)計中此組件或元器件的采用熱設(shè)計。在預(yù)計過程中，應(yīng)用計算出元器件實際電應(yīng)力以及參考額定電應(yīng)力進(jìn)一步計算得到的實際電應(yīng)力比，分析比較，鑒別出設(shè)計方案中存在的高應(yīng)力、甚至過應(yīng)力元器件，從而有針對性的修改設(shè)計方案，降低電應(yīng)力；或者重新選擇元器件，提高其額定值、降低電應(yīng)力比。恒定應(yīng)力加速壽命試驗恒定應(yīng)力加速壽命試驗，簡稱恒加試驗，它是將從總體樣本中隨機(jī)抽得的樣品分成k組（k為應(yīng)力水平組數(shù)），分別對應(yīng)k個應(yīng)力水平，其中SvSv...vS且每組應(yīng)力水平均高于正常工作應(yīng)力水平s。，各組1 2 K 0樣品在對應(yīng)的恒定應(yīng)力水平下進(jìn)行壽命試驗，一直進(jìn)行到規(guī)定的截尾時問或達(dá)到失效數(shù)為止。步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗，簡稱步加試驗。它是從總體樣本中隨機(jī)抽出一定數(shù)的樣品置于選定一組加速應(yīng)力水平S1（高于正常應(yīng)力水平S0）下，進(jìn)行壽命試驗經(jīng)過一段時間，如\小時后，把應(yīng)力提高到S2，將未失效的樣品在S2下繼續(xù)進(jìn)行壽命試驗如此繼續(xù)下去直到街規(guī)定數(shù)最的樣品失效為止，序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗，簡稱序加試驗，它與步加試驗基本相同，不用之處儀在于它施加的加速應(yīng)力水平將隨寸間連續(xù)上升。最簡的上升方式是線性上升。加速壽命試驗就是通過高應(yīng)力水乎下的壽命