單相智能電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是涉及一種居民用單相智能電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)的方法。屬于計(jì)量設(shè)備 運(yùn)行檢定檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，智能電能表作為我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)工程終端的一環(huán)， 其結(jié)構(gòu)和功能變得越來越復(fù)雜。按照國(guó)家電網(wǎng)的規(guī)劃，2015年將安裝智能電表2. 3億只。 如此龐大數(shù)量的計(jì)量表計(jì)，其運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定可靠，將直接關(guān)系到百姓的切身利益與社 會(huì)的和諧穩(wěn)定。智能電能表的可靠性評(píng)價(jià)涉及生產(chǎn)前設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、招標(biāo)驗(yàn)收和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行 等多個(gè)壽命環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響電能表的可靠性。然而國(guó)內(nèi)對(duì)單相智能電能表可靠性 研究水平只是針對(duì)單個(gè)環(huán)節(jié)孤立地開展，因此有必要從智能電能表全壽命周期的角度建立 整體的可靠性評(píng)價(jià)體系。
[0003] 評(píng)價(jià)體系能更好的在驗(yàn)收過程中確認(rèn)電能表是否符合國(guó)家電網(wǎng)的可靠性定量要 求。還可以從方案設(shè)計(jì)原理、元器件選擇和生產(chǎn)工藝控制方面給電能表廠家做進(jìn)一步的質(zhì) 量提升建議，降低研制成本，從源頭控制電能表質(zhì)量。評(píng)價(jià)體系的建立可以降低設(shè)備故障率 和設(shè)備更換頻率，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，有利于延長(zhǎng)輪換周期，進(jìn)而降低電網(wǎng)運(yùn)維成本。
[0004] 本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有智能電能表可靠性研究方法只能單點(diǎn)進(jìn)行、單相表輪換策略不 靈活、不具有針對(duì)性、現(xiàn)有可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)只關(guān)心電能表整機(jī)失效等問題，提出利用可靠性 預(yù)計(jì)、初步可靠性評(píng)估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)等多方面可 靠性水平信息，不斷的逼近、修正智能電能表的失效率曲線（浴盆曲線），來進(jìn)行智能電能 表全壽命周期內(nèi)的可靠性水平評(píng)價(jià)的一種方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是利用可靠性預(yù)計(jì)、初步可靠性評(píng)估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試 驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)等多方面可靠性水平信息，建立基于全壽命周期的智能電能表可 靠性綜合評(píng)價(jià)方法。
[0006] 本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 單相智能電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)的方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0008] (1)可靠性預(yù)計(jì)：根據(jù)本批次智能電能表的元器件清單、元器件設(shè)計(jì)參數(shù)、可靠性 相關(guān)工藝控制措施或/和設(shè)計(jì)原理圖相關(guān)資料，選擇預(yù)計(jì)方法、預(yù)計(jì)手冊(cè)和預(yù)計(jì)模型對(duì)智 能電能表進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)，出具可靠性預(yù)計(jì)報(bào)告，確定該階段評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0009] (2)可靠性初步估計(jì)：基于智能電能表廠家提供的可靠性試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和老化 篩選試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行智能電能表的可靠性初步估計(jì)，確定該階段評(píng)價(jià)結(jié)果，得到老化曲線；
[0010] (3)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)：供貨驗(yàn)收時(shí)在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)，出具檢 驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果給出該階段評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0011] (4)加速退化試驗(yàn)：按照GB/T17215. 931方法進(jìn)行加速退化試驗(yàn)，計(jì)算出各組應(yīng) 力下各失效模式的威布爾分布參數(shù)、加速因子和可靠度函數(shù)，得到智能電能表的偽失效壽 命和失效曲線偶然段，根據(jù)該段失效曲線的參數(shù)給出該階段評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0012] (5)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析：在智能電能表運(yùn)行過程中，對(duì)智能電能表進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督， 收集運(yùn)行智能電能表的投運(yùn)時(shí)間、運(yùn)行狀況和運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)；當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，收集故障智能 電能表，分析故障原因和失效機(jī)理，統(tǒng)計(jì)失效率，根據(jù)統(tǒng)計(jì)和失效率計(jì)算結(jié)果對(duì)失效曲線做 進(jìn)一步的修正，根據(jù)修正結(jié)果確定該階段評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0013] (6)綜合評(píng)價(jià)：綜合可靠性預(yù)計(jì)、可靠性初步評(píng)估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試 驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)建立智能電能表可靠性綜合評(píng)估模型，完成智能電能表可靠性的綜合評(píng) 價(jià)。
[0014] 將經(jīng)可靠性預(yù)計(jì)、可靠性初步評(píng)估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù) 據(jù)分析的五個(gè)環(huán)節(jié)最后所得的失效數(shù)據(jù)與失效曲線、失效曲線的兩個(gè)時(shí)間參數(shù)t、t2建立 定量聯(lián)系，其中，h為早期故障期和偶然失效期分界點(diǎn)，t2為偶然失效期和耗損失效期的分 界點(diǎn)；
[0015] 在可靠性初步評(píng)估階段，根據(jù)老化篩選試驗(yàn)的結(jié)果初步確定h點(diǎn)的位置；將加速 退化試驗(yàn)階段得到的失效曲線偶然段的結(jié)束位置初步定為失效曲線的t2點(diǎn)位置，連接t t2，得到修正一次后的失效曲線偶然失效期；現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析階段將實(shí)際運(yùn)行出現(xiàn)故障 的失效率疊加到加速退化試驗(yàn)后得到的失效曲線偶然段相應(yīng)時(shí)刻的失效率上，得到調(diào)整 后t時(shí)刻的失效率：
[0016]
[0017] 其中，下角標(biāo)t表示故障發(fā)生時(shí)刻；At為加速退化試驗(yàn)后得到的失效曲線偶然段 上t時(shí)刻的失效率；A't為調(diào)整后的t時(shí)刻的失效率；a為調(diào)整系數(shù)。
[0018] 若該批智能電能表在不同時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)相同原因的故障，則在新的故障發(fā)生時(shí)刻 按上述方法進(jìn)行計(jì)算；
[0019] 若該批智能電能表在不同時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)不同原因的故障，則在新的故障發(fā)生時(shí)刻 按上述方法進(jìn)行計(jì)算；
[0020] 若該批智能電能表在相同時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)不同原因的故障，也就是說同時(shí)出現(xiàn)了兩 種或兩種以上的故障現(xiàn)象，則調(diào)整后t時(shí)刻的失效率按下式計(jì)算：
[0021]
[0022] 其中，a 因故障1失效電能表的調(diào)整系數(shù)，a2為因故障2失效電能表的調(diào)整系 數(shù)，依次類推；不斷對(duì)運(yùn)行電表進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障智能電能表及時(shí)按上述方法處理；
[0023] 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析階段根據(jù)得到的X%值進(jìn)行失效曲線的修正，仍以老化曲線 的終點(diǎn)作為起點(diǎn)，以（A't，t)坐標(biāo)為終點(diǎn)作圖；如有多個(gè)（A't，t)，則用最小二乘法進(jìn)行 曲線擬合。
[0024] 可靠性預(yù)計(jì)結(jié)果根據(jù)平均失效前時(shí)間值計(jì)算評(píng)價(jià)參數(shù)，確定可靠性預(yù)計(jì)階段的評(píng) 價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
[0025] 在抽取相同百分比的情況下，初步評(píng)估將廠家老化篩選試驗(yàn)結(jié)果通過率作為可靠 性初步估計(jì)階段的評(píng)價(jià)參數(shù)，確定可靠性預(yù)計(jì)階段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
[0026] 可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)驗(yàn)收情況確定該階段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；驗(yàn)收結(jié)果合格為A 等，驗(yàn)收結(jié)果不合格直接為C等。
[0027] 加速退化試驗(yàn)的評(píng)價(jià)表為：
[0028]
[0030] 修正后的t2點(diǎn)相對(duì)原來的位置有一定的位移，根據(jù)該位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析 階段的可靠性評(píng)價(jià)：
[0031]
[0032] 步驟（6)，綜合評(píng)價(jià)方法為：采用專家訪談法，將綜合可靠性預(yù)計(jì)、可靠性初步評(píng) 估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分配權(quán)重指標(biāo)，提取與可靠性質(zhì)量管理 相關(guān)的指標(biāo)體系，以查值表的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)各指標(biāo)評(píng)分細(xì)則的設(shè)計(jì)；根據(jù)評(píng)分表和批次電能 表在每個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)，給批次電能表打分，最終得到電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)結(jié) 果。
[0033] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
[0034] 1.本發(fā)明在智能電能表全壽命周期范圍內(nèi)制定可靠性的綜合評(píng)價(jià)方法。國(guó)家規(guī) 定的居民用單相智能電能表的輪換周期為6年，而裝出的電能表由于廠家、批次等的不同， 可靠性不盡相同，輪換周期并不具有針對(duì)性。本發(fā)明全面考慮了可靠性預(yù)計(jì)、初步可靠性 評(píng)估、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)五個(gè)電能表全壽命周期內(nèi)的可靠性環(huán) 節(jié)，與電子產(chǎn)品的固有失效特性浴盆曲線相結(jié)合，不僅在每個(gè)可靠性環(huán)節(jié)給出了評(píng)價(jià)方法， 還在五個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)結(jié)果之間建立了定性、定量聯(lián)系。所得的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果給批次單相表 的質(zhì)量壽命管理政策的制定提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，有利于延長(zhǎng)輪換周期，進(jìn)而降低 電網(wǎng)運(yùn)維成本。
[0035] 2.本發(fā)明從批次電能表的全壽命周期可靠性角度出發(fā)，給出了一種確定失效曲線 上"早期故障期和偶然失效期分界點(diǎn)"位置和"偶然失效期和耗損失效期的分界點(diǎn)"位置兩 個(gè)失效率變化的重要時(shí)間點(diǎn)的定量計(jì)算方法。
[0036] 3.本發(fā)明能更好的在驗(yàn)收過程中確認(rèn)電能表是否符合國(guó)家電網(wǎng)的可靠性定量要 求。還可以從方案設(shè)計(jì)原理、元器件選擇和生產(chǎn)工藝控制方面給電能表廠家做進(jìn)一步的質(zhì) 量提升建議，降低研制成本，從源頭控制電能表質(zhì)量。
[0037] 本發(fā)明細(xì)化了在各個(gè)可靠性執(zhí)行環(huán)節(jié)需要收集的信息以及收集方法，有利于清晰 化可靠性工作在實(shí)施過程中的具體工作任務(wù)。
【附圖說明】
[0038] 圖1為單相智能電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)方法總體框架；
[0039] 圖2為單相智能電能表的浴盆曲線；
[0040] 圖3為單相智能電能表可靠性預(yù)計(jì)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 圖1所示為智能電能表可靠性綜合評(píng)價(jià)方法的總體框架。評(píng)價(jià)方法分為兩大模 塊：可靠性分析和可靠性驗(yàn)證。其中，可靠性分析又包括兩個(gè)內(nèi)容：可靠性預(yù)計(jì)和可靠性初 步評(píng)估?？煽啃则?yàn)證包括三方面內(nèi)容：可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析。最 后綜合五方面數(shù)據(jù)來源，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，給出可靠性評(píng)估。建立綜合評(píng)價(jià)方法的目的是跟蹤 和了解批次電能表的全壽命周期，更好地預(yù)計(jì)其運(yùn)行剩余壽命，合理安排輪換時(shí)間，優(yōu)化運(yùn) 維成本。圖1所示兩大模塊五項(xiàng)內(nèi)容在電能表生命周期內(nèi)自左到右地發(fā)生，時(shí)間上有著先 后關(guān)系，可靠性數(shù)據(jù)在評(píng)價(jià)系統(tǒng)逐環(huán)節(jié)推進(jìn)過程中逐步積累和增加，可靠性結(jié)果的可信性 逐步提高