淺析電氣自動化設備可靠性測試及發展趨勢

楊忠 李明

[摘 要]電氣自動化控制設備的可靠性測試過程是復雜而又重要的，整個測試的過程需要涉及到眾多的不同的領域和知識。只有盡量避免那些對于測試的結果的可靠性有影響的因素的存在，才能不斷提高我們測試的能力和水平，才能更好地開發應用并發揮作用。

[關鍵詞]電氣自動化設備；測試方法；可靠性；發展趨勢

由于電控及自動化設備特殊性，產量小品種多。對其進行試驗室測試有一定的困難，所以采用現場測試比較實際，但現場測試也有缺點。所以，搞一些試驗室測試并且通過對試驗室測試所獲得的可靠性數據與現場可靠性所獲得數據進行比較，更準確地判定設備的可靠性程度。在測試過程中需按照流程操作、及時保養，才會有滿意的成果及可靠性測試結果。現場可靠性測試實驗室我國電控設備未來的發展方向，現場可靠性試驗也非常適合我國電控自動化設備的發展。

一、電氣控制設備的可靠性現狀

控制設備可靠性指標低與工作環境、使用及維護不當有相當大的關系，電氣設備所處的工作環境多種多樣，影響控制設備可靠性的因素有氣候條件。機械作用力和電磁干擾，氣候條件中溫度、濕度、氣壓、大氣污染等因素，能使控制設備的電氣性能下降，溫升過高，運動不靈活，結構損壞，直至癱瘓，不能正常工作。目前元器件生產廠家眾多，質量有好有壞，因此控制設備可靠性指標偏低，在小企業中，管理體系缺陷，零部件進廠檢查不能得到有效實行，同時，市場中的惡性競爭，導致元器件價格相對低廉，企業不顧質量的采購，使得控制設備可靠性指標偏低，使用壽命大打折扣。

二、電氣設備可靠性測試方法分析

1.試驗室的測試方法。由于在試驗室內有非常優異的工作、試驗條件，所以我們可以通過模擬的方法，將實際的使用條件模擬出來，再進行試驗，通過累計失效數以及時間等數據，來得到需要的可靠性指標，這就是試驗室的可靠性試驗。通過試驗室試驗的方法，我們得到的試驗結果與實際結果更加貼近，但是這種方法存在一定的局限性，那就是投資過大，需要大量的資金、設備以及專業技術人員，因此要盡量考慮成本因素，選擇是否使用此種方法，總體來說，這種試驗室的測試方法比較適用于大規模的生產。

2. 保證試驗方法。該方法是在產品出廠前將產品在規定條件下進行無故障的工作試驗，俗稱烤機，我們研究的電控設備通常由大量的元器件組成，它的故障模式是一種不以某幾種故障為主的、隨機的、多樣化的形式顯現出來的，因此它的故障服從指數分布，也就是說它的失效率具有隨著時間變化的特性。我們在試驗室內對出廠前的產品進行烤機，實際上就是對產品的早期失效進行測試考核。通過對產品的改進，使失效率達到某項規定指標后再出廠。這項試驗主要是一種可靠性保證試驗，而且所需時間長，對大量生產的產品來說，它只能用于設備的樣本，對小量、大系統生產的產品來說，它可用于所有產品。這種試驗方法對電路復雜、可靠性要求較高、臺數少的電控及自動化設備比較適用。

3.現場試驗方法。通過對設備在使用現場進行的可靠性測試記錄各種可靠性數據，然后根據數理統計，參照不同的試驗數據來研究出正確的方式，保證自動化設備的性能的到很好的發揮。其特點是使用的試驗設備較少，工作環境與現場情況基本相同，所測試的數據能夠真實反映電控設備在實際使用情況下的可靠性，維護性等參數，其工作效率高。但其遇到受控條件下也難以進行試驗，容易被外界因素干擾。現場測試主要是一下幾點：測試設備一直運行，在線測試；停機測試時，電控設備需中止運行；在特別設計的試驗設備上進行試驗，進行脫機測試，將測試部件移除現場。這三中測試方法各有各的特點，要依據實際情況來確定是哪一種測試方法。現場測試由于其設備的難以安裝和連接，這也是現場測試的一大缺點。

三、可靠性測試方法的選擇對策

1.場地的選擇。如何對可靠性測試的方法進行選擇，對于可靠性測試來說具有非常重要的作用。一般來說，可以從實驗產品、實驗環境、實驗場地、實驗程序等方面入手，進行推測。場地選擇之前需要對相關環境進行一定程度的了解，選擇的同時要遵循一定的原則。如果是對正常使用狀況下的可靠性進行測試，需要選擇較為特殊典型的工作場地，如果是為了能夠提供可比性比較可靠的資料，需要選擇有近似實驗或者有相同條件的場地。

2.實驗產品選擇。實驗產品的選擇同樣需要遵循一定原則，對于產品來說需要有一定的典型性。其涵蓋的品種要多，礦井提升電動設備、紡織機電控制設備、造紙機電設備等。同時，產品需要用中小型和大型設備，不僅要有簡短運行的設備還要有連續運行的設備。在進行測試之前需要對測試程序進行規劃，保證現場測試人員能夠嚴格依據規定好的程序進行測試內容的實施。

3. 實驗環境的選擇。因為電器自動化設備一般情況差異比較大，在對實驗環境測試的時候要選擇環境不過度惡劣的地區，保證測試結果的公平性。實驗檢測的組織工作，這個環節在實驗工作中非常重要，主要是對各個場地進行組織管理的工作，肩負著對相關實驗數據的確定、整理、收集，對實驗工作的協調、相關檢測人員的選定，可靠性設備檢測工程師、制造師的選擇等工作，所以在進行可靠性測試方法選擇的時候，要著重考慮這方面的方法，促進可靠性檢測結果的客觀性。

四、綜合電氣自動化技術發展趨勢

1.保護、控制、測量一體化。鑒于目前的運行體制、人員配備、專業分工，我國的自動化系統主要采用站內監控采集數據而保護相對獨立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術合理性、減少設備重復配置、簡化維護工作量以及發展趨勢等方面考慮，將保護與控制、測量結合在一起會更有優勢。

2.國際標準的應用。近年來，IED電力自動化方面有了廣泛應用。為了實現不同廠家 IED 設備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統成為開發系統，國際電工委員會制定了IEC61850國際標準。為了與國際接軌，國內已經開始了基于IEC61850標準的電氣綜合自動化系統的產品研發，相信這將是未來自動化系統的一個發展方向。

五、結語

綜上所述，在保證滿足產品的需要時，按最經濟的生產方法設計元器件及部件。根據電控設備中電路的性能的要求和工作環境條件來選取合適的元器件，元器件等部件其技術條件、技術性能、質量等，都必須滿足設備工作和環境的要求，同時優先選擇品質好的，質量可靠并穩定的，有發展前途的標準元器件。在設備設計階段，進行精密的可靠性計算，從而找出正確的設計方法。控制設備的溫度，使其工作在適宜的溫度下，由于溫度對設備的可靠性也具有一定的影響，所以設備的溫度及設備所損耗的功率也是可靠性所要考慮的一個部分及條件。

自動化技術在電力系統中的應用越來越廣泛而深入，這也使電網管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正，傳統的技術界線逐漸模糊，各種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透，這些推動著電力自動化系統的不斷發展和變化。

參考文獻：

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