關于雙電源自動轉換開關可靠性分析

廣東雅達電子股份有限公司 王文貴

1 雙電源開自動轉換關主要故障

操作機構、斷路器、轉換部件是雙電源自動轉換開關的主要組成部分，因此，雙電源自動轉換開關的主要也主要來源于此。

1.1 操作機構故障

操作機構故障具體包括了以下四個方面：第一，就擁有手動操作手柄的雙電源開關而言，當通過手柄進行相應操作時，雙電源開關無法實現轉換任務。第二，在選擇雙分/再扣方式時，無法實現備用和常用電源的斷開，也無法實現斷路器的再扣。第三，在選擇強制常用方式時，無法實現備用電源的斷開也無法實現備用電源的轉換接通。第四，在選擇強制備用方式時，既無法實現常用電源的斷開，也無法實現備用電源的轉換接通。

1.2 斷路器故障

斷路器故障具體包括了動作故障和操作故障。動作故障指的包含了兩個層面的故障，一方面，當電氣設備或是線路在發生短路、過載等故障時，斷路器未能及時采取動作，導致電氣設備失去安全保障，進而引發一系列故障。另一方面指的是電氣設備或是線路在未發生任何故障的情況下，斷路器采取了保護動作，導致斷路器無法正常工作。操作故障也包含了兩個方面，一方面，斷路器在手動合閘時，無法實現相應動作，導致電力無法正常接通。另一方面，斷路器無法完成手動合閘的工作，導致電路無法正常斷開。

1.3 自動轉換部件故障

自動轉換開關包括了智能型雙電源開關和基本型雙電源開關，兩種類型開關的自動轉換部件故障有所不同。就基本型雙電源開關而言，其自動轉換部件故障包括了以下幾個方面：第一，雙電源開關在自復模式下，電源恢復正常后，無法自動恢復到常用電源供電。第二，當雙電源開關處于不自復模式時，備用電源無法繼續供電。第三，在雙電源開關中，常用電源出現故障后，備用電源無法正常接上。就智能型雙電源開關而言，其除了可能出現以上幾種故障之外，其它功能方面還可能出現故障。

2 雙電源自動轉換開關可靠性指標

在充分分析了斷路器主要故障基礎上，以此為依據制定了雙電源開關可靠性的標準。在具體的操作中，對雙電源開關可靠性標準的制定既要具有可操作性，同時其標準又不宜過多，以免操作過于復雜。

2.1 雙電源轉動轉換開關自動轉換成功率等級

在實際操作中，自動轉換成功率是確定雙電源自動轉換開關可靠性的重要指標。假設不可接收的成功率為R1，則自動轉換成功率可分為五個等級。所謂的成功率強調的是相關產品在特定的條件下，實現相關功能或是實驗成功的概率。雙電源開關自動轉換的成功率包含了四個方面的內容。首先，當常用電源出現異常情況，在經過了已設定的延時時間之后，雙電源開關自動斷開電源，并切換到雙分的狀態。其次，常用電源故障并斷開后，經實現設定的延時時間后，雙分狀態接入備用電源。再次，當備用電源出現異常后，經事先設定的延時時間后，備用電源被斷開，并切換至雙分狀態。最后，雙電源自動轉換開關在斷開備用電源，切換至雙分狀態后，再切換至常用電源。在規定的時間內，完成相應的任務，其完成的概率則為成功率。

2.2 雙電源自動轉動轉換開關機械操作故障率等級

假設λmax為最大故障率，則在雙電源自動轉換開關裝置中，開關機械故障率的等級分為三個等級。故障率指的是設備在工作達到一定時間后，再發生操作故障的概率。就雙電源自動開關來說，機械故障也包含了四個方面。首先，斷路器在收到合閘命令或是手動合閘時無法完成合閘操作，導致電路無法正常接通。其次，斷路器在收到分閘信號后，無法完成分閘操作，導致備用電源無法切換至常用電源。再次，在強制備用狀態下，無法由常用電源切換至備用電源。最后，選擇再扣/雙分模式時，無法正常斷開常用和備用電源，也無法實現斷路器的再扣。

3 雙電源自動轉換開關可靠性分析

定數截尾壽命試驗和定時壽命測試是雙電源自動轉換開關可靠性分析常用的方法，其中，定數截尾壽命測試法指的是產品投入試驗后，試驗失敗的次數達到規定次數，就判定試驗結束。定時壽命測試法指的是，測試開始到達一定時間或是特定操作次數后，則判定測試結束。這兩者的基本思路就在于，對相關產品進行監測，失敗次數、測試次數或是測試時間達到規定范圍后，若失敗次數未達到允許次數，則判定產品的可靠性達標，若產品測試中失敗的次數超過允許次數，則判定產品的可靠性達不到要求。在實際操作中，在對雙電源自動轉換開關提出可靠性要求后，再對其進行可靠性檢測。為避免檢測過程的盲目性，應提前制定測試方案，確保產品抽樣的科學性，這就會設計到抽樣檢查的問題。以可靠性抽樣理論為依據，我們可以發現，當保護成功的概率小于R1時，試驗以相對小的概率接收。在該抽樣方案中，對n個樣品進行了n1次測試，r分別是是概率之和，當抽檢的樣品個數大于10n時，則產品可接受條件如下：

在這個公式中R1、AC、β的值一般是由使用者和生產者共同協商的，并以此為依據確定出試驗次數。當總的試驗次數達到了規定次數，失敗次數未超過規定，則判定產品合格；當總的試驗次數超過規定次數，總的失敗次數又超過了規定次數，則判定產品不合格。

圖1為失效了抽樣特性，在該曲線圖中，α代表的是生產者風險率，λ1代表的是批量失效率容量，λ0所代表的是合格率失效水平，β代表的是使用者風險。當失效的概率小于λ0時，自動轉換開關以較大概率接收，換而言之，所λ=λ0時，雙電源自動轉換開關的合格率為1-α。當雙電源開關失效了大于λ1時，雙電源開關以較小概率接收，換而言之，當λ=λ1時，β的概率被判定為合格。

圖1 失效率抽樣特性曲線

4 結語

總而言之，雙電源自動轉換開關的可靠性分析，對提高自動轉換開關性能具有積極意義，對增強企業競爭力，促進企業健康發展有著不可替代的作用。

[1]管松.雙電源自動轉換開關可靠性試驗系統的設計[J].科技創新與應用,2015(10).

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[3]周彬倩,陸繼明,毛承雄等.小波檢測雙電源自動轉換開關電壓凹陷策略[J].電力系統及其自動化學報,2015(03).