邢金麓

摘要：電氣自動化控制設(shè)備能夠降低生產(chǎn)成本，減少人力成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量。但是，在對電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行使用時首先要保證自身的可靠性。本文主要介紹了電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的主要方法，論述了電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試方法的選擇，同時以電力設(shè)備為例進(jìn)行了具體的分析，最后談?wù)摿思訌婋姎庾詣踊刂圃O(shè)備可靠性的措施。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性測試

中圖分類號： TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

電氣自動化技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。目前，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性和安全性研究已經(jīng)是一個重要的課題。因此，掌握電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的方法，合理選擇電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試條件，是加強其可靠性的重要途徑。

1、電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的主要方法

1.1、試驗室測試方法

這種方法要求試驗室必須滿足特定的條件，利用相關(guān)測試工具進(jìn)行現(xiàn)場模擬，使被測的電氣自動化控制達(dá)到在實際中應(yīng)該遇到的環(huán)境壓力，將試驗累計的耗費時間和失效數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)處理分析，得到一系列相關(guān)的可靠性指標(biāo)。這種實驗方法對于實驗條件有嚴(yán)格的要求，實驗數(shù)據(jù)的真實性、準(zhǔn)確性很大的原因取決于實驗條件是否與現(xiàn)實生活和工作中的接近程度。但是大部分情況下，由于客觀條件的限制，實驗數(shù)據(jù)很難與真是情況達(dá)到一致，并且實驗需要較高的費用。此方法需要測試的樣品多，顧應(yīng)該考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量和成本，較適用于生產(chǎn)批量較多的產(chǎn)品。

1.2、保證實驗法

保證實驗法，又被稱為“烤機”，主要工作原理是在產(chǎn)品沒有出廠的情況下對其進(jìn)行故障測試，保證產(chǎn)品投入使用后可以正常運行。就實質(zhì)而言，“烤機”其實就是對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行測試，但這一方法在實際操作中所耗費的時間和精力是非常巨大的，所以對于大中型產(chǎn)品就需要采取隨機調(diào)查的方式來進(jìn)行，這樣能夠有效的節(jié)省時間，還可以保證測試的準(zhǔn)確率，然后根據(jù)隨機調(diào)查結(jié)果對整體設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行分析評價，如果產(chǎn)品數(shù)量較少，就進(jìn)行全面調(diào)查，對全部商品都進(jìn)行實驗，這種測試方法其實最真實有效，但因為條件限制，只適用于數(shù)量較少的產(chǎn)品規(guī)模中。由上述情況可知，保證實驗法更適用于較小規(guī)模的產(chǎn)品的可靠性檢測中。

1.3、現(xiàn)場測試方法

現(xiàn)場測試方法是在真實工作環(huán)境下、在實際使用情況下對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性等參數(shù)進(jìn)行收集測試的方法。這種現(xiàn)場測試的方法不僅可以盡可能降低直接費用，還可以在設(shè)備生產(chǎn)運行中直接進(jìn)行測試，不影響電氣自動化控制設(shè)備的正常運行。但是，在相比較于實驗室測試方法，由于缺乏各種可靠性測試的測試儀器和設(shè)備，得到的數(shù)據(jù)并不能達(dá)到完全準(zhǔn)確的程度。另外，現(xiàn)場測試由于各種環(huán)境的影響，傳統(tǒng)的在線仿真器在現(xiàn)場測試中無法使用，現(xiàn)場測試必須要尋找更好的方法和手段來完成。

表1可作為進(jìn)行可靠性測試時選擇測試方法的依據(jù)

表1

2、電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試條件的選擇

2.1、場地選擇

一般情況下，應(yīng)該在已有的環(huán)境中選擇比較適合控制設(shè)備運行的環(huán)境來進(jìn)行實驗測試，因為在這種環(huán)境中工作的設(shè)備測試結(jié)果具有一定的客觀性。進(jìn)行測試實驗時，針對不同的可靠性指標(biāo)的要求，測試場地的選擇也有所不同，例如，要檢測控制設(shè)備在正常條件下的工作指標(biāo)，就應(yīng)該選擇比較典型的場地進(jìn)行測試；要檢測的控制設(shè)備可靠性規(guī)定在某一范圍間，就應(yīng)該選擇比較惡劣的試驗場地來進(jìn)行；想要得到控制設(shè)備比較真實的測試數(shù)據(jù)，就應(yīng)該選擇無大差異的試驗場地。

2.2、實驗環(huán)境的選擇

鑒于不同工作環(huán)境狀況下電氣自動化控制設(shè)備工作效果有很大差異，所以在實驗場地合適的條件下，保證設(shè)備在一般感應(yīng)力作用下進(jìn)行測試，避免選取惡劣實驗環(huán)境，以確保測試結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確性。這就要求測試人員在對電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行試驗前，必須做好實驗環(huán)境的選擇，依據(jù)不同設(shè)備的不同情況，具體分析與設(shè)備工作狀況要求相符合的環(huán)境，以便能得到較符合其工作狀態(tài)下的可靠性測試結(jié)果。

2.3、試驗產(chǎn)品選擇

選擇的電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試要選擇典型的設(shè)備進(jìn)行檢測。根據(jù)設(shè)備的不同性質(zhì)通?？梢苑譃榇笮驮O(shè)備和中小型設(shè)備兩種；對電氣自動化控制設(shè)備的運行情況來看主要可以分為連續(xù)運行的設(shè)備以及間斷運行的設(shè)備這兩種?？傊?，對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試要選擇例如造紙機電控設(shè)備以及礦井提升機電控設(shè)備等具有代表性的試驗產(chǎn)品。

2.4、組織工作選擇

在設(shè)備的試驗中，最為重要的一點就是組織工作。測試組織部門要對場地的選擇和試驗的管理工作負(fù)責(zé)，另外，還要在試驗過程中收集和整理數(shù)據(jù)信息。這個部門必須要保證試驗工作順利進(jìn)行，對人員選擇，資料分析，結(jié)果斷定都要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。

3、案例分析

下面以某一水電站的電氣設(shè)備進(jìn)行的分析：

3.1、對發(fā)電控制設(shè)備分析

勵磁系統(tǒng)是由功率柜、勵磁控制系統(tǒng)、滅磁開關(guān)子系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器等構(gòu)成，每個系統(tǒng)息息相關(guān)，缺一不可，當(dāng)其中的一個出現(xiàn)問題后，勵磁系統(tǒng)就不能正常的運行了，由此可以看出，這幾個子系統(tǒng)之間是存在一個或門關(guān)系的。不僅如此，這幾個子系統(tǒng)內(nèi)部也是存在或門關(guān)系的，功率柜是由整流部件和開關(guān)組成，勵磁控制系統(tǒng)是由電源和繼電器組成，電器部分和機械部門組成了滅磁開關(guān)，而調(diào)節(jié)器系統(tǒng)和切換板構(gòu)成了勵磁調(diào)節(jié)器。

3.2、電氣元件的可靠性特征量

3.2.1、不可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)

時間和壽命都是不可修復(fù)的元件，因此在對元件進(jìn)行不可修復(fù)元件進(jìn)行分析時，壽命T就是最重要的一個量。T是一個連續(xù)性隨機變量，因此我們可以用一定的概率分布函數(shù)來描述它的分布規(guī)律，這個累積概率函數(shù)為F(t)=P{T≤ t}，這里面的t其實就是理論上這個元件的使用壽命。

3.2.2、可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)

在對于元件進(jìn)行分析的時候，其實大部分還是一個可修復(fù)性的，不然消耗就會太大了。

（1）可用率。就是隨著時間的推移，元件在能保持正常工作的條件下正常工作的概率。

（2）可靠度。就是元件隨著時間的推移，在一定的時間內(nèi)不會出現(xiàn)任何問題，一直正常工作的概率。一般來說開始工作到第一次發(fā)生故障的時間是這樣元件可靠度的最好的數(shù)據(jù)。

（3）不可用率。這是對于可修復(fù)元件來說的，就是在其能正常工作的情況下，在某一個時間點會不正常工作的概率?？捎寐屎筒豢捎寐势鋵嵤腔パa的，兩個相加是等于1的。

（4）不可靠度。就是元件在開始工作后，在能正常工作的狀態(tài)下，在某個時間段內(nèi)第一次沒有正常工作的概率。這個不可靠度和可靠度也是一個互補值，相加也是等于1的。

4、電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試應(yīng)注意的問題

4.1、加強控制設(shè)備的散熱防護(hù)

溫度是影響電氣設(shè)備可靠性的一個普遍因素。電氣設(shè)備在正常運行的時候，會產(chǎn)生大量熱量，其功率的損失主要是以熱能的形式散發(fā)出來的，特別是一些好散功率較大地元器件。當(dāng)空氣中的溫度過高的時候，設(shè)備產(chǎn)生的熱量就會很難散發(fā)出去，導(dǎo)致設(shè)備的溫度過高。為了有效的降低設(shè)備的溫度，一般在大功率的設(shè)備上安裝散熱器，散熱器的肋片要沿其長度垂直安裝，散熱器上有多個肋片的時候，要選擇肋片間距大地散熱器，更有利于熱量的發(fā)散。

表2

4.2、加強對電氣設(shè)備的氣候防護(hù)

空氣的濕度、溫度以及霉菌等對電氣設(shè)備的影響非常大，其中影響最大的因素是空氣中的濕度?？諝庵械臐穸纫话阍诘蜏氐臈l件下就會達(dá)到飽和，一旦濕度飽和，就會使設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，凝露現(xiàn)象的出現(xiàn)會對設(shè)備的使用性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并會增加設(shè)備發(fā)生事故的幾率。空氣中的濕度太高，就會使設(shè)備長期處于潮濕的環(huán)境下，設(shè)備表面的水膜就會滲透到設(shè)備的內(nèi)部，從而腐蝕設(shè)備內(nèi)部的零件，損壞設(shè)備結(jié)構(gòu)。所有的設(shè)備的表面都有保護(hù)皮層，長期潮濕的空氣環(huán)境會使設(shè)備的保護(hù)皮層脫落，使設(shè)備失去自身的保護(hù)作用。為了避免外界環(huán)境對設(shè)備的損壞，通常情況下采用的措施是將設(shè)備密封、灌封或浸漬。

結(jié)語

總而言之，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性檢測是一項非常重要的工作，因此我們要重視對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測試，選擇合適的測試方法，加強對設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，控制設(shè)備工作的環(huán)境，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，延長產(chǎn)品壽命。

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