淺談電氣自動化控制設備可靠性測試

摘 要：可靠性測試能夠及時發現設備運行存在的故障與穩定，及時采取相應的處置措施，消除設備運行的安全隱患，對于提高電氣自動化控制設備的綜合運行質量而言有重要意義，值得重視。本文依據這一實際情況，以電氣自動化控制設備的可靠性測試為研究對象，首先概括性分析了現階段可靠性測試的幾類典型方法，在此基礎之上以實例案例的方式，分析了可靠性測試方法在實踐工作中的應用情況，同時也提出了可靠性測試方法選取過程中的基本標準，旨在于引起各方工作人員的特別關注與重視。

關鍵詞：電氣自動化 控制設備 可靠性 測試 方法 選擇 分析

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0141-02

對于我國而言，電控配電設備質量監督檢驗部門對于電氣自動化控制設備可靠性測試工作的開展始終給予了重點關注與重視。認為：通過電氣自動化控制設備可靠性測試的開展，能夠發掘在電氣自動化控制設備運行過程當中，對于其可靠性指標影響最為關鍵的因素，從而為后期有關電氣自動化控制設備工藝的設計與優化改善提供一定的建議，值得重視。本文試對其作詳細分析與說明。

1 保證法在電氣自動化控制設備可靠性測試中的應用分析

開展保證實驗法能夠及時檢測得出產品在投入運行后所可能出現的早期及突發性故障，從而就這部分故障提出相應的修復措施，對于降低電氣自動化控制設備失效率而言有著重要意義。而在失效率下降至某一特定參數的情況下，則可將電氣自動化控制設備作為出廠處理。在實踐應用過程當中發現：此種可靠性測試方法在測試時間方面存在明顯的局限性，對于少量且小規模電氣自動化控制設備可靠性測試而言方可使用。與此同時，對于電力系統結構復雜，對設備有效使用壽命以及使用可靠性水平有著較高要求的測試同樣適用。

2 試驗法在電氣自動化控制設備可靠性測試中的應用分析

在環境條件可控的而基礎之上，將電氣自動化控制設備在正常使用狀態下所涉及到的各種環境及工作情況進行再現式模擬，結合環境應力實現對設備可靠性的測試與判定。與此同時，電氣自動化控制設備所對應的可靠性指標還能夠以量化方式表述，即通過數理統計方式所處理的測試對象累計失效率以及累計測試時間等指標，獲取設備運行的可靠性指標。基于以上分析，不難發現：對于試驗室測試法而言，其最為突出的特點在于能夠主動且有效的控制可靠性測試過程中的各項數據信息，同時配合高度再現性的實驗環節，獲取高質量的實驗結果。對于大批量且規模性生產的電氣自動化控制設備可靠性測試采取此種測試方法。

3 現場法在電氣自動化控制設備可靠性測試中的應用分析

在采取現場測試法，針對電氣自動化控制設備進行可靠性測試的過程當中，對于試驗及測試設備裝置的依賴較低，局限性較小。與此同時，考慮到整個可靠性測試的工作環境即為電氣自動化控制設備真正意義上的工作環境，這也就使得現場測試法作用下所獲取的可靠性數據能夠將設備可靠性真實狀態予以明確反應，是現階段綜合優勢最為顯著的可靠性測試方法。特別需要注意的一點是：進一步按照測試方法的差異性，可將現場測試法劃分為在線測試、停機測試以及脫機測試這三種類型。其中在線測試主要是指在電氣自動化控制設備不停止正常運行的前提條件下所進行的可靠性測試作業；停機測試主要是指在電氣自動化控制設備停止運行狀態下所進行的可靠性測試作業；而脫機測試則主要是在被測試零部件與電氣自動化控制設備主體相分離的基礎之上所進行的可靠性測試。

4 電氣自動化控制設備可靠性測試實例分析

針對電氣自動化控制設備進行可靠性測試的關鍵在于：首先針對電氣自動化控制設備運行單元進行調式處理，在此基礎之上進行整理相關信息數據。假定被測試的電氣自動化控制設備所對應的有效使用壽命符合指數分布一般性規模，則應當通過應用可靠性結構模型的方式，計算得出電氣自動化控制設備的可靠性特征量估計值，在于設計目標值進行綜合比較的過程當中，做出有關電氣自動化控制設備可靠性程度的判定。假定某電力系統建設項目中現場總線智能變送器設備可靠性設計目標設定為（無故障狀態下運行時間在2.5萬h單位以上）。與此同時，該變送器設備主要是由傳感器裝置、放大板、轉化板以及通信卡所構成的。在該設備設計完成后，針對個單元進行調試處理，將相關數據收集整理并利用數據模型可得到T′以及r′具體的取值數據。在此基礎之上，同樣可應用數據模型，以該變送電設備整機調試實驗數據（r′，T′）為假定條件，可獲取有關該變送電設備的總試驗結果，并查表的方式，得到點估計值在1.5萬h單位以內。最后，將點估計值與可靠性設計目標值相比較，得出該送變電設備可靠性程度未能夠滿足設計要求，需要轉入改進與完善，合格后方可投入實際使用。

5 可靠性測試方法選取標準分析

（1）從場地的角度上來說，考慮到在當前技術條件支持下，各類型電氣自動化控制設備的運行工況存在比較顯著的差異性，為最大限度的保障設備可靠性測試的精確性與有效性，需要針對可靠性測試場地進行必要的選取，確保環境條件優勢顯著，盡量在與電氣自動化設備運行工況相一致的環境下進行可靠性測試，借助于此種方式來保證可靠性測試的客觀性與有效性。與此同時，在面向可靠性測試指標不同要求的測試試驗過程當中，應當選取的可靠性測試作業場地也應當存在一定的差異性。結合當前技術條件支持下，相關領域對于電氣自動化控制設備運行可靠性要求的不同水平，場地的選取需要特別關注以下幾個方面的問題：首先，對于以檢測電氣自動化控制設備在正常工作狀態下可靠性水平的試驗作業而言，場地的選取應當具備典型特征，即遵循該類電氣自動化控制設備的一般運行環境即可；其次，對于以檢測電氣自動化控制設備在某一特定范圍之內的可靠性水平的試驗作業而言，場地的選取應當極限環境。

（2）從產品的角度上來說，可靠性測試過程中所涉及到的試驗產品類型眾多且特點各不相同。從基本性質的角度上來說，可分為大型自動化控制設備、中型自動化控制設備以及小型自動化控制設備這三種類型。與此同時，從設備運行方式的角度上來說，可分為連續式自動化控制設備以及間斷式自動化控制設備這兩種類型。要求在可靠性測試針對試驗產品進行選取的過程當中具有代表性與典型特征。特別是對于大批量及大規模設備的可靠性測試而言，選取具有代表性的設備是決定可靠性測試精確性的關鍵因素所在。

（3）從程序的角度上來說，在有關電氣自動化控制設備可靠性測試工作的開展過程當中，測試工作人員需要嚴格遵循既定的試驗程序進行各項操作。試驗程序當中涉及到可靠性測試起/止時間、數據采集、數據記錄、故障記錄以及故障排除等在內的相關指標信息。按照此種方式，才能夠從根本上確保針對電氣自動化控制設備所開展可靠性測試的準確性與真實性。

（4）從維護的角度上來說，在電氣自動化控制設備的正常運轉過程當中，設備所消耗電能絕大部分以熱能散失的方式所表現。特別是對于包括晶體管部件、變壓管部件以及電子管部件在內的大功耗零部件而言，需要針對設備在可靠性測試過程中的能耗問題進行必要的散熱維護，防止在溫度持續上升狀態下，可能造成的元器件熱擊穿事故，確保可靠性測試作業的安全性與有效性。

6 結語

通過本文上述分析需要認識到：電氣自動化控制設備的應用已深入社會大眾生活及工作的方方面面。為保障其在長時間且持續性使用過程中的可靠性水平，預先對其進行可靠性測試，及時發現缺陷，并予以合理處置，是至關重要的。總而言之，本文針對有關電氣自動化控制設備可靠性測試相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

參考文獻

[1]吳彩華，朱小冬，劉俊濤，等.基于可靠性增長模型的軟件可靠性增長測試充分性準則[J].計算機科學，2008，35（11）：281-283，292.

[2]王乾宇，朱小冬，王毅剛，等.基于TestQuest的嵌入式軟件可靠性測試環境框架研究[J].中國測試，2012，38（1）：106-109.

[3]房友園，齊璇，戰茅，等.面向通信協議故障的分布式軟件可靠性測試技術研究[J].計算機科學，2012，39（7）：132-134.

[4]黃祖廣，趙欽志，盛伯浩，等.加工中心可靠性測試電磁環境應力仿真平臺的構建[J].制造技術與機床，2008（3）：82-87.

[5]趙聯春，Engelke Heiko，Metelmann Roland，等.汽車發動機系滾動軸承潤滑脂動態可靠性測試及評價[J].軸承，2009（5）：43-47.

[6]黃春躍，吳兆華，周德儉，等.熱沖擊條件下1.27mm引腳間距塑封球柵陣列器件焊點可靠性測試與分析[J].焊接學報，2005，26（9）：31-34.