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(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)格說起來應(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。
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(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)格說起來應(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,并可能造成重大經(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(dǎo)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?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)。可靠性研究始于美國(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)及可靠性試驗(yàn)等方面的標(biāo)準(zhǔn)。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)品的可靠性起到了很大作用。從20世紀(jì)70年代起可靠性工作逐漸擴(kuò)展到美國(guó)的機(jī)械、電力、電工及化工等工業(yè)部門。
美國(guó)是世界上從事可靠性研究zui早、范圍zui廣、zui有成效的國(guó)家。原蘇聯(lián)、日本、德、英、法等國(guó)在美國(guó)之后也積極開展了可靠性工作,并取得了不少進(jìn)展。
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機(jī)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(biāo),有些產(chǎn)品雖還未規(guī)定可靠性指標(biāo),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(guó)外各公司間競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。
IEC在1965年成立了技術(shù)委員會(huì)TC56(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IS09000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。
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)在有或無繼電器上的應(yīng)用》及IEC255——19《機(jī)電式有或無繼電器的質(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繼電器的可靠性試驗(yàn)”、2002年IEC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)。
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《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(yàn)方法;德國(guó)的VDE0660《低壓開關(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)的概念來考核接觸器的機(jī)械壽命和電壽命。
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,特別足約定發(fā)熱電流小于或等于40A的電器,機(jī)械壽命足在有代表性的樣機(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確定接觸器的機(jī)械壽命。
2 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;日本富土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)。