电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，包括负荷开关机械可靠性和电气可靠性评估方法，均以失效率作为可靠性特征量并采用定数截尾方式进行定级试验，步骤为：S01、选定允许失效数Ac和截尾失效数rc，其中rc＝Ac+1；S02、根据允许失效数Ac和预选的失效率等级，得到截尾次数Tc；S03、选定试品的试验截止次数tz；S04、根据Tc、Ac及tz，确定试品数n；S05、从批量生产的产品中随机抽取n个试品；S06、按规定进行试验与检测；S07、统计失效数r及各失效试品的试验次数；S08、试验结果判定。本发明的试验方法具有操作简便、检测精准等优点。
【专利说明】
电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法
技术领域
[0001] 本发明主要涉及电力设备技术领域，特指一种电能表用内置负荷开关可靠性评估 试验方法。
【背景技术】
[0002] 电能表用内置负荷开关的质量好坏直接关系到客户服务质量和电网运行安全。全 国大规模开展低压集抄建设以来，国网公司话务量巨大，受理的计量故障报修业务中，电能 表用内置负荷开关故障处于较高比例，占整个计量故障报修的60%。据统计，2014年湖南省 电力公司受理计量装置故障报修28000起，其中因内置负荷开关故障引起的报修达16800 起，内置负荷开关的质量问题已给电网公司带来了巨大的经济损失和不良的社会影响。因 此，提升内置负荷开关的可靠性，从本质上提升内置负荷开关的质量，减少因内置负荷开关 失效而导致的故障，对于提升优质服务水平，确保电网稳定，节约企业人力、物力、财力，具 有重大的社会意义和经济意义。
[0003] 通过分析，电能表用内置负荷开关操作频率较低，但对可靠性要求较高，一般在用 户欠费或短路等特殊情况下才会操作分闸，在用户缴费完成后或恢复正常时操作合闸。同 时，在用户电费充裕及状态正常时，内置负荷开关不应动作，保证用户正常用电；当线路发 生过载或短路故障时，应及时动作，断开故障电流，以保护线路及用电设备。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、操作简便以及检测精准的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0006] -种电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，包括负荷开关机械可靠性和电 气可靠性评估方法，均以失效率作为可靠性特征量并采用定数截尾方式进行定级试验，步 骤为：
[0007] SO 1、选定允许失效数Ac和截尾失效数rc，其中r c=Ac+1;
[0008] S02、根据允许失效数Ac和预选的失效率等级，从预先设定的机械及电气可靠性定 级试验表中得到截尾次数T。；
[0009] S03、选定试品的试验截止次数tz，tz应不超过产品标准中规定的电气寿命和机械 寿命次数；
[001 0] S04、根据Tc、Ac及tz，由公式（15)确定试品数η，其中
[0011] n = Tc/tz+Ac (15);
[0012] S05、从批量生产的产品中随机抽取η个试品，其中供抽样的产品数量不应小于试 品数η的10倍；
[0013] S06、按规定进行试验与检测；
[0014] S07、统计失效数r及各失效试品的试验次数，各失效试品的试验次数按试验结束 时的次数计算，并统计累积试验次数；
[0015] S08、试验结果判定：当失效数r未达到截尾失效数rc，g卩r$A。，而累积试验次数达 到或超过了截尾次数T。，则判为试验合格;当累积试验次数未达到截尾次数，而相关失效数 r达到或超过了截尾失效数r。，即r>A。，则判为试验不合格。
[0016] 优选地，在定级试验合格后，进行该失效率等级的维持试验，步骤如下：
[0017] S21、选定允许失效数A。，根据产品已试验合格的失效率等级及选定的允许失效数 A。，从预先设定的机械及电气可靠性定级试验表中得到截尾次数；
[0018] S22、选定试品的试验截止次数，确定试品数η;
[0019] S23、抽取试品，按规定进行试验与检测；
[0020] S24、统计失效数r及各失效试品的试验次数，统计累积试验次数；
[0021] S 2 5、试验结果判定:若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维 持试验;若维持试验不合格，则应重新确定其失效率等级;重新确定失效率等级时，将该产 品从首次定级试验起的全部试验数据进行累计，产品的失效率等级应根据累计的相关失效 数重新确定。
[0022] 优选地，在定级试验合格后，进行该失效率等级的升级试验，其中升级试验的数据 从定级试验和维持试验的试品进行延长试验以及为升级试验投入的试品试验得出，升级试 验的步骤如下：
[0023] S31、选定待升级的产品失效率等级，此失效率等级比定级试验中确定的失效等级 尚一级；
[0024] S32、选定允许失效数Ac;
[0025] S33、根据选定的失效率等级及允许失效数，从预先设定的机械及电气可靠性升级 试验表中查出截尾次数T。；
[0026] S34、根据T。确定延长试验的次数以及为升级试验投入的试品数和试验次数；
[0027] S35、抽取试品，按规定进行试验与检测；
[0028] S36、统计失效数r及各失效试品的试验次数，统计累积试验次数T;
[0029] S37、试验结果判定:若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持 试验;若升级试验不合格，则应重新确定其失效率等级;重新确定失效率等级时，将该产品 的全部试验数据进行累计，产品的失效率等级依据累计的失效数及累积的试验次数重新确 定。
[0030]优选地，在步骤S02中，所述机械及电气可靠性定级试验表的产生过程如下：
[0031] S41、依据可靠性抽样理论中的失效率抽样特性曲线，以及负荷开关寿命服从单指 数分布的特性，可得
[0032]
[0033] 其中 (1)
[0034] L(A〇=P (2)
[0035] λ〇 一可接收的失效率;α-生广者风险率;λι-不可接收的失效率;β-使用者风险 率；
[0036] S42、设所抽取的η个样品试验到规定次数t时失效r个，由于内置负荷开关失效率
[0037] 较低，满足nAt〈5及At〈0.1，二项分布可近似为泊松分布，即
[0038]
[0039] 将式(5)代入式(4)可得：
[0040]
^=° (6)[0041] 将式(6)代入(2)可得：
[0042] 一 (7)
[0043]设f(x，2Ac+2)为自由度等于2Ac+2的X2分布的密度函数，则
[0044]
[0045] 显然，2&T等于自由度为2Ac+2的X2分布l-β下侧分位点;^，(2為+2)，即
[0046]
[0047]
[0048] S43、采用失效率验证的抽样方案，将式（11)中的h用最大失效率Amax代替，置信度 l-β取0.9，计算出截尾次数T。，根据试验统计结果，对不同的A。值求得对应的T。，从而得到机 械及电气可靠性定级试验表。
[0049] 优选地，还包括负荷开关短路可靠性评估方法，以成功率作为可靠性特征量并采 用定数截尾方式进行定级试验，步骤为：
[0050] S51、根据允许失效数Α。和预选的成功率等级，由预先设定的短路可靠性定级试验 表中查试品数η，η-般不得小于10;
[0051 ] S52、从批量生产的产品中随机抽取η个试品，供抽样的产品数量不应小于试品数η 的10倍；
[0052] S53、按规定进行试验与检测，统计失效数r;
[0053] S54、试验结果判定：当失效数r达到或超过了截止失效数rc，即r>Ac，则判为试验不 合格。
[0054] 优选地，在定级试验合格后，进行该失效率等级的维持试验，步骤如下：
[0055] S61、选定允许失效数A。和成功率等级，由预先设定的短路可靠性维持试验表查试 品数η;
[0056] S62、抽取试品，按规定进行试验与检测，统计失效数r;
[0057] S 6 3、试验结果判定:若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维 持试验;若维持试验不合格，则应重新确定其成功率等级;重新确定成功率等级时，按定级 实验执行。
[0058] 优选地，定级试验合格的产品继续进行升级试验，升级试验的数据可从定级试验 和维持试验的试品进行延长试验以及为升级试验投入的试品试验得出，步骤如下：
[0059] S71、选定允许成功率和待升级的产品成功率等级，此成功率等级比原定的等级高 一级；
[0060] S72、根据选定的成功率等级及允许成功数，由预先设定的短路可靠性升级试验表 查出试品数，其中短路可靠性升级试验表与短路可靠性定级试验表相同；
[0061] S73、抽取试品，按规定进行试验与检测，统计成功率；
[0062 ] S 7 4、试验结果判定:若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持 试验;若升级试验不合格，则应重新确定其成功率等级;重新确定成功率等级时，直接按定 级实验执行。
[0063]优选地，在步骤S51中，所述短路可靠性定级试验表的产生过程为：
[0064] S81、依据可靠性抽样理论中的成功率抽样特性曲线，可得：
[0065] l-L(Ro) =α (11)
[0066] L(Ri)=0 (12)
[0067] 以及成功率鉴别比
[0068]
[0069] S82、以二项分布为基础，内置负荷开关短路可靠性试验的抽样验证方案可由公式 (14)表示：
[0070]
[0071]
[0072] S83、根据试验统计结果，在短路可靠性的定级试验和升级试验中，α，β取〇. 2，成功 率鉴别比Dr取3，Α。取3,则可计算出对应不同成功率的试品数，从而得到短路可靠性定级试 验表。
[0073] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0074] 本发明的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，具在以下几大特点：
[0075] (1)通过分析电能表用内置负荷开关的工作特点，提出了采用失效率作为机械可 靠性和电气可靠性的考核指标，采用成功率作为短路可靠性的考核指标。
[0076] (2)对机械可靠性、电气可靠性和短路可靠性的试验条件、试验过程中的检测量及 检测方法、试验后的检测量及检测方法、试验判据作了明确的规定，保证了试验结果的准确 性。
[0077] (3)建立并研究失效率和成功率的数学模型，提出机械及电气可靠性定级试验和 升级试验方案、机械及电气可靠性维持试验方案、短路可靠性定级和升级试验方案、短路可 靠性维持试验方案。
[0078] (4)提出了电能表用内置负荷开关三类可靠性定级试验、升级试验、维持试验的试 验程序，保证了试验方法的可操作性。
【附图说明】
[0079] 图1为本发明的失效率抽检特性曲线图。
[0080] 图2为本发明的21:11与β间的关系曲线图。
[0081] 图3为本发明的成功率抽检特性曲线图。
【具体实施方式】
[0082]以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0083]如图1至图3所示，本实施例的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，包括 负荷开关机械可靠性评估、电气可靠性评估和短路可靠性评估，其中电能表用内置负荷开 关的机械可靠性和电气可靠性采用失效率作为其可靠性特征量，短路可靠性采用成功率作 为其可靠性特征量。下面对试验的可靠性指标以及可靠性试验方法进行说明：
[0084] 1、可靠性指标：
[0085]按其最大失效率(成功率）的数值分为六个等级（三级、四级、亚五级、五级、六级、 七级）。等级的名称和最大失效率(最小成功率)见表1:
[0086] 表1:等级名称和最大失效率(最小成功率）
[0087] Tab.lGrade name and maximum failure rate(minimum success rate)
[0088]
[0089] 2、可靠性试验方法
[0090] 2.1各项可靠性评估的试验条件分别为：
[0091 ] 2.1.1机械可靠性试验条件
[0092] 进行机械可靠性试验时，试品应采用控制电路额定电压，脉宽采用120ms，内置负 荷开关触点回路加24VDC电压100mA电流监测信号，试验时，试品每小时的循环次数应少于 产品标准中的规定值，动作频率宜选取30次/min，闭合状态时间与断开状态时间比为1:1。
[0093] 2.1.2电气可靠性试验条件
[0094] 进行电气可靠性试验时，试品应采用控制电路额定电压，脉宽采用120ms，内置负 荷开关通以额定电压，以及额定工作电流，l〇s接通，20s断开。试验顺序参见表2。
[0095]表2:电气可靠性试验顺序
[0096] Tab.2Electric reliability test sequence
[0097]
[0098] 2.1.3短路可靠性试验条件
[0099] 短路可靠性的试验按照IEC62053-21和IEC 62055-31标准的要求设定试验条件， 不同额定工作电流的内置负荷开关试验条件见表3。依据IEC 62055-31标准，将内置负荷开 关按使用分类为1〇、10、10、此4，111为额定电流。
[0100] 表3:不同额定电流内置负荷开关试验条件
[0101] Tab.3Different rated current latching relay test conditions
[0102]
[0103] 短路电流耐受1试验:试验前负荷开关应在额定电压及额定工作电流条件下动作3 次，每次5s闭合、5s断开;然后将试品按安装条件的规定安装好，负荷开关处于闭合状态，按 表3规定的"短路负载条件"连续进行3次耐受，每次耐受的时间间隔lmin。
[0104] 短路电流耐受2试验:试验前负荷开关应在额定电压及额定工作电流条件下动作3 次，每次5s闭合、5s断开;然后将试品按安装条件的规定安装好，负荷开关处于闭合状态，按 表3规定的"短路负载条件"进行3次短路耐受试验，每次试验后冷却lmin，用额定激励电压 对试品进行闭合和断开操作测试，两次短路耐受试验间隔不超过5分钟。
[0105] 故障接通电流试验:试验前负荷开关应在额定电压及额定工作电流条件下动作3 次，每次5s闭合、5s断开;然后将试品按安装条件的规定安装好，负荷开关处于断开状态，按 表3规定的"短路负载条件"进行3次接通试验，电流接通的相位角应为随机，每次接通试验 后冷却lmin后，用额定激励电压对试品进行闭合和断开操作测试，两次短路耐受试验间隔 不超过5分钟。
[0106] 耐受1和耐受2试验各使用l/3n的抽样试品，且存在小数时按照四舍五入取整，其 余样品进行项目故障接通电流试验。
[0107] 2.2试品准备
[0108] 首先是试品抽取，试品应从在稳定的工艺条件下批量生产并经过检测的合格的产 品中随机抽取，且供抽样的产品数量不应小于试品数η的10倍。
[0109] 然后从试品中筛选样品，除非产品标准另有规定，筛选采用常温（15°C~35°C)下 进行，筛选条件为外观、闭合操作电压、断开操作电压、断开时间、闭合时间、介质耐压、绝缘 电阻、接触电阻等常规试验项目。试品在筛选条件下如果有不合格，应将不合格试品剔除， 并按规定补足样品。剔除掉的试品不计入相关失效数r内。
[0110] 2.3试品检测
[0111] 2.3.1试验过程中检测
[0112] (1)机械和电气可靠性试验过程中检测。除非产品标准另有规定，应对试品的所有 触点在每个动作周期内的"接通"期的40%时间内与"断开"期的40%时间内，检测闭合触点 的接触压降及断开触点间的电压。试验过程中不允许对试品进行清理和调整。
[0113] (2)短路可靠性试验过程中检测。短路电流耐受1试验在试验过程中不检测；短路 电流耐受2试验和故障电流接通试验在试验过程中检测内置负荷开关的功能。
[0114] 2.3.2试验后检测
[0115] (1)机械和电气可靠性试验后检测。除非产品标准另有规定，试验后应对所有未失 效试品的外观、闭合操作电压、断开操作电压、闭合时间、断开时间、接触电阻、介电性能、绝 缘电阻等项目进行测试。
[0116] (2)短路可靠性试验后检测。除非产品标准另有规定，短路耐受电流2试验和故障 接通电流试验后应对所有未失效试品的下列项目进行测试：
[0117] a)首次施加额定激励时，内置负荷开关的动作情况；
[0118] b)介电性能、接触电阻、冲击电压。
[0119] 2.4失效判据
[0120] 2.4.1机械可靠性失效判据：
[0121 ]当出现下列任意一种情况时，即认为该试品失效：
[0122] (1)内置负荷开关闭合时，接触压降的极限值大于触点电路开路电压的5%;
[0123] (2)内置负荷开关断开时，断开触点间的电压小于触点电路开路电压的90%;
[0124] (3)内置负荷开关不动作；
[0125] (4)试品零部件有破坏性损坏、连接导线及零部件松动；
[0126] (5)试验后接触电阻大于标称值的150% ;
[0127] (6)试品在试验后的检测中，除接触电阻外其他任一项目的检测结果不符合产品 标准的规定。
[0128] 2.4.2电气可靠性失效判据
[0129] 当出现下列任意一种情况时，即认为该试品失效：
[0130] (1)试验过程中出现的试品不能正常通断；
[0131] (2)试品零部件有破坏性损坏、连接导线及零件松动；
[0132] (3)试验后接触电阻大于标称值的150% ;
[0133] (4)试验后绝缘电阻低于标称值的10% ;
[0134] (5)试验后介电性能，触点间介电耐压小于标称耐压值的75% ;
[0135] (6)试品在试验后的的检测中，除上述项目外其它任一项目的检测结果不符合产 品标准的规定。
[0136] 2.4.3短路可靠性失效判据
[0137] 当出现下列任意一种情况时，即认为该试品失效：
[0138] (1)短路电流耐受试验1爆炸，外观有损伤；
[0139] (2)接触电阻大于标称值的150%;
[0140] (3)介电性能，触点间介电耐压小于标称耐压值的75% ;
[0141] (4)冲击电压不符合产品标准要求。
[0142] 3、在进行试验程序之前，对可靠性试验抽样方案进行确定。
[0143] 3.1抽样方案
[0144] 除非产品标准另有规定，内置负荷开关的可靠性验证试验推荐采用定数截尾试 验。对于机械可靠性及电气可靠性采用失效率验证抽样方案，短路可靠性采用成功率验证 抽样方案。
[0145] 3.1.1失效率验证抽样方案
[0146] 依据可靠性抽样理论，失效率抽样特性曲线如图1所示，表示失效率概率L(A)与失 效率λ之间的关系。
[0147] 依图1可知，当内置负荷开关失效率λ〈λ〇时，则该批产品的该项试验合格；当λ = λ〇 时，误判不接收的概率为α;当，则该批产品的该项试验被判为不合格；当A = ，产 品被误判为合格而接收的概率为β。
[0148] l-L(A〇)=a (1)
[0149] L(A〇=P (2)
[0150] 内置负荷开关寿命服从单指数分布，L(A)可用二项概率公式(3)计算
[0151]
[0152] 在确定内置负荷开关的失效率抽样方案时，根据给定的Μ、β值，取失效截尾数八。= 0，1,2...，求出抽样数η，从而得到失效率试验的抽样方案。
[0153] 在失效率验证方案中，通过试品的总操作次数Τ与允许失效数Α。之间的关系来确 定内置负荷开关的可靠性水平。设所抽取的η个样品试验到规定次数t时失效r个，由于内置 负荷开关失效率较低，满足nAt〈5及At〈0.1，二项分布可近似为泊松分布，即
[0154]
[0155] T = nt (5)
[0156] 将式(5)代入式(4)可得：
[0157]
[0158] 将式(6)代入(2)可得：
[0159] r-υ
[0160] 设以1，24。+2)为自由度等于2六。+2的乂2分布的密度函数，则
[0161] r-υ：
[0162] 其中2MT与β间的关系如图2所示。
[0163] 显然，2ΜΤ就等于自由度为2Ac+2的X2分布l-β下侧分位点/^(24 +2)，即
[0166] 对于机械可靠性及电气可靠性的定级试验和升级试验，采用失效率验证的抽样方 案，将式（10)中的λχ用表1中的最大失效率λ_ χ代替，置信度l-β取0.9,则可计算出表4中的
[0164]
[0165] 截尾次数T。，根据试验统计结果，对不同的A。值可求得对应的T。，从而得到表4(即机械及电 气可靠性定级试验和升级试验）。在维持试验时置信度l-β取0.6,计算得出表5(即机械及电 气可靠性维持试验表）。
[0167] 表4:机械及电气可靠性定级试验和升级试验方案
[0168] Tab.4Mechanical and electrical reliability grading test and upgrade test scheme
[0169]
[0170]表5:机械及电气可靠性维持试验方案
[0171] Tab.5Mechanical and electrical reliability maintain test scheme
[0172]
[0173] 4.1.2成功率验证抽样方案
[0174] 由于短路对于单个用户而言是偶然发生的事件，因此以成功率验证作为内置负荷 开关短路试验的抽样方案。成功率接收的概率。与成功率R之间的关系如图3所示。
[0175] 依图3可知，当内置负荷开关成功率R>R〇时，则该批次产品的该项试验合格；当R = Ro时，误判不接收的概率为α ;当R〈Rdt，则该批次产品的该项试验被判为不合格；当R = Ri 时，产品被误判为合格而接收的概率为β。
[0176] l-L(R〇)=a (11)
[0177] L(Ri)=0 (12)
[0178] 成功率鉴别比
[0179]
[0180] 以二项分布为基础，内置负荷开关短路可靠性试验的抽样验证方案可由公式（14) 表不。
[0181]
[0182]根据试验统计结果，在短路可靠性的定级试验和升级试验中，α，β取0.2，成功率鉴 别比Dr取3，A。取3,则可计算出对应不同成功率的试品数，具体如表6所示（即短路可靠性定 级和升级试验表）。在维持试验时α，β取0.3,成功率鉴别比D r取3，AC取2,计算得出表7(即短 路可靠性维持试验表）。
[0183]表6:短路可靠性定级和升级试验方案
[0184] Tab.6Short circuit reliability grading and upgrade test scheme
[0185]
[0186] 表7:短路可靠性维持试验方案
[0187] Tab.7Short circuit reliability maintain test scheme
[0188]
[0189] 5、在可靠性试验抽样方案确定好后，进入相应的试验程序。
[0190]其中各项负荷开关机械可靠性评估、电气可靠性评估和短路可靠性评估的试验程 序均包括定级试验、维持试验和升级试验，具体为：
[0191] 5.1机械和电气可靠性试验程序
[0192] 5.1.1定级试验
[0193] (1)选定允许失效数A。和截尾失效数^(^=六。+1)，推荐在2~5的范围内选择八。；
[0194] (2)根据选定的失效率等级和A。，由表4查出截尾次数T。；
[0195] (3)选定试品的试验截止次数tz，tz应不超过产品标准中规定的电寿命和机械寿命 次数，推荐电气可靠性宜为t z= 104次，机械可靠性宜为tz = 105次；
[0196] (4)根据ThA。及tz，由公式(15)确定试品数n，n-般不得小于10。
[0197] n = Tc/ tz+Ac (15)
[0198] (5)从批量生产的产品中随机抽取η个试品，供抽样的产品数量不应小于试品数η 的10倍；
[0199] (6)按规定进行试验与检测；
[0200] (7)统计相关失效数r及各失效试品的相关试验次数，对试验后检测出的相关失效 试品，其相关试验次数按试验结束时的次数计算，统计累积相关试验次数；
[0201] (8)试验结果判定。当相关失效数r未达到截尾失效数rJ即r$A。），而累积相关试 验次数达到或超过了截尾次数，则判为试验合格，当累积相关试验次数未达到截尾次数，而 相关失效数r达到或超过了截尾失效数卩r>A。），则判为试验不合格。
[0202] 5.1.2维持试验
[0203]定级试验合格的产品，除非产品标准另有规定，应按表5中规定的维持周数进行该 等级的维持试验，维持试验按下列程序进行：
[0204] (1)选定允许失效数A。，根据产品已试验合格的失效率等级及选定的允许失效数， 由表5查出截尾次数；
[0205] (2)选定试品的试验截止次数，确定试品数η;
[0206] (3)抽取试品，按规定进行试验与检测；
[0207] (4)统计相关失效数r及各失效试品的相关试验次数，统计累积相关试验次数；
[0208] (5)试验结果判定。若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维持 试验;若维持试验不合格，则应重新确定其失效率等级;重新确定失效率等级时，应将该产 品从首次定级试验起的全部试验数据(包括维持试验不合格的数据)进行累计，产品的失效 率等级应根据累计的相关失效数由表1确定。
[0209] 5.1.3升级试验
[0210]定级试验合格的产品可继续进行升级试验。升级试验的数据可从定级试验和维持 试验的试品进行延长试验以及为升级试验投入的试品试验得出。升级试验按下列程序进 行。
[0211] (1)选定待升级的产品失效率等级(一般比原定的等级高一级）；
[0212] (2)选定允许失效数Ac;
[0213] (3)根据选定的失效率等级及允许失效数，由表4查出截尾次数T。；
[0214] (4)根据T。确定延长试验的次数以及为升级试验投入的试品数和试验次数；
[0215] (5)抽取试品，按规定进行试验与检测；
[0216] (6)统计相关失效数r及各失效试品的相关试验次数，统计累积相关试验次数T;
[0217] (7)试验结果判定。若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持试 验;若升级试验不合格，则应重新确定其失效率等级；重新确定失效率等级时，应将该产品 的全部试验数据进行累计，产品的失效率等级应依据累计的相关失效数及累积的相关试验 次数由表1确定。
[0218] 5.2短路可靠性试验程序
[0219] 5.2.1定级试验
[0220] 定级试验按下列程序进行：
[0221] (1)根据选定的成功率等级和A。，由表6查试品数n，n-般不得小于10;
[0222] (2)从批量生产的产品中随机抽取η个试品，供抽样的产品数量不应小于试品数η 的10倍；
[0223] (3)按规定进行试验与检测，统计相关失效数r;
[0224] (4)试验结果判定。当相关失效数r达到或超过了截止失效数rJ即r>A。），则判为试 验不合格。
[0225] 5.2.2维持试验
[0226] 定级试验合格的产品，除非产品标准另有规定，应按表7中规定的维持周数进行该 等级的维持试验，维持试验按下列程序进行：
[0227] (1)选定成功率等级和A。，由表7查试品数η;
[0228] (2)抽取试品，按规定进行试验与检测，统计相关失效数r;
[0229] (3)试验结果判定。若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维持 试验;若维持试验不合格，则应重新确定其成功率等级;重新确定成功率等级时，按定级实 验执行。
[0230] 5.2.3升级试验
[0231] 定级试验合格的产品可继续进行升级试验。升级试验的数据可从定级试验和维持 试验的试品进行延长试验以及为升级试验投入的试品试验得出。升级试验按下列程序进 行。
[0232] (1)选定待升级的产品成功率等级(一般比原定的等级高一级），选定允许成功率；
[0233] (2)根据选定的成功率等级及允许失效数，由表6查出试品数；
[0234] (3)抽取试品，按规定进行试验与检测，统计相关失效数r;
[0235] (4)试验结果判定。若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持试 验;若升级试验不合格，则应重新确定其成功率等级；重新确定成功率等级时，直接按定级 实验执行。
[0236] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，包括负荷开关机械 可靠性和电气可靠性评估方法，均W失效率作为可靠性特征量并采用定数截尾方式进行定 级试验，步骤为： 501、 选定允许失效数A。和截尾失效数。，其中rc=Ac+l; 502、 根据允许失效数A。和预选的失效率等级，从预先设定的机械及电气可靠性定级试 验表中得到截尾次数Tc; 503、 选定试品的试验截止次数tz，tz应不超过产品标准中规定的电气寿命和机械寿命 次数； 504、 根据Tc、Ac及tz，由公式（15)确定试品数η，其中 n = Tc/tz+Ac (15); 505、 从批量生产的产品中随机抽取η个试品，其中供抽样的产品数量不应小于试品数η 的10倍； 506、 按规定进行试验与检测； 507、 统计失效数r及各失效试品的试验次数，各失效试品的试验次数按试验结束时的 次数计算，并统计累积试验次数； 508、 试验结果判定：当失效数r未达到截尾失效数即r《A。，而累积试验次数达到或 超过了截尾次数T。，则判为试验合格；当累积试验次数未达到截尾次数，而相关失效数r达 到或超过了截尾失效数。，即r〉A。，则判为试验不合格。2. 根据权利要求1所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，在 定级试验合格后，进行该失效率等级的维持试验，步骤如下： 521、 选定允许失效数Ac,根据产品已试验合格的失效率等级及选定的允许失效数Ac,从 预先设定的机械及电气可靠性定级试验表中得到截尾次数； 522、 选定试品的试验截止次数，确定试品数η; 523、 抽取试品，按规定进行试验与检测； 524、 统计失效数r及各失效试品的试验次数，统计累积试验次数； 525、 试验结果判定:若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维持试 验;若维持试验不合格，则应重新确定其失效率等级；重新确定失效率等级时，将该产品从 首次定级试验起的全部试验数据进行累计，产品的失效率等级应根据累计的相关失效数重 新确定。3. 根据权利要求2所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，在 定级试验合格后，进行该失效率等级的升级试验，其中升级试验的数据从定级试验和维持 试验的试品进行延长试验W及为升级试验投入的试品试验得出，升级试验的步骤如下： 531、 选定待升级的产品失效率等级，此失效率等级比定级试验中确定的失效等级高一 级； 532、 选定允许失效数Ac; 533、 根据选定的失效率等级及允许失效数，从预先设定的机械及电气可靠性升级试验 表中查出截尾次数Tc; 534、 根据Tc确定延长试验的次数W及为升级试验投入的试品数和试验次数； 535、 抽取试品，按规定进行试验与检测； 536、 统计失效数r及各失效试品的试验次数，统计累积试验次数Τ; 537、 试验结果判定:若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持试验； 若升级试验不合格，则应重新确定其失效率等级;重新确定失效率等级时，将该产品的全部 试验数据进行累计，产品的失效率等级依据累计的失效数及累积的试验次数重新确定。4. 根据权利要求1所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，在 步骤S02中，所述机械及电气可靠性定级试验表的产生过程如下： 541、 依据可靠性抽样理论中的失效率抽样特性曲线，W及负荷开关寿命服从单指数分 布的特性，可得其中 1-?Χλ〇)=α (1) L(Ai) =β (2) λ〇-可接收的失效率;α-生产者风险率;λι-不可接收的失效率;β-使用者风险率； 542、 设所抽取的η个样品试验到规定次数t时失效r个，由于内置负荷开关失效率较低， 满足nAt巧及At<0.1，二项分布可近似为泊松分布，即543、 采用失效率验证的抽样方案，将式(11 )中的λι用最大失效率Amax代替，置信度1-β取 0.9,计算出截尾次数Tc，根据试验统计结果，对不同的Ac值求得对应的Tc，从而得到机械及 电气可靠性定级试验表。5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法， 其特征在于，还包括负荷开关短路可靠性评估方法，W成功率作为可靠性特征量并采用定 数截尾方式进行定级试验，步骤为： 551、 根据允许失效数A。和预选的成功率等级，由预先设定的短路可靠性定级试验表中 查试品数n，n-般不得小于10; 552、 从批量生产的产品中随机抽取η个试品，供抽样的产品数量不应小于试品数η的10 倍； 553、 按规定进行试验与检测，统计失效数r; 554、 试验结果判定：当失效数r达到或超过了截止失效数r。，即r〉A。，则判为试验不合 格。6. 根据权利要求5所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，在 定级试验合格后，进行该失效率等级的维持试验，步骤如下： 561、 选定允许失效数A。和成功率等级，由预先设定的短路可靠性维持试验表查试品数 η； 562、 抽取试品，按规定进行试验与检测，统计失效数r; 563、 试验结果判定:若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维持试 验;若维持试验不合格，则应重新确定其成功率等级；重新确定成功率等级时，按定级实验 执行。7. 根据权利要求6所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法，其特征在于，定 级试验合格的产品继续进行升级试验，升级试验的数据可从定级试验和维持试验的试品进 行延长试验W及为升级试验投入的试品试验得出，步骤如下： 571、 选定允许成功率和待升级的产品成功率等级，此成功率等级比原定的等级高一 级； 572、 根据选定的成功率等级及允许成功数，由预先设定的短路可靠性升级试验表查出 试品数，其中短路可靠性升级试验表与短路可靠性定级试验表相同； 573、 抽取试品，按规定进行试验与检测，统计成功率； 574、 试验结果判定:若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持试验； 若升级试验不合格，则应重新确定其成功率等级;重新确定成功率等级时，直接按定级实验 执行。8. 根据权利要求5至7中任意一项所述的电能表用内置负荷开关可靠性评估试验方法， 其特征在于，在步骤S51中，所述短路可靠性定级试验表的产生过程为： 581、 依据可靠性抽样理论中的成功率抽样特性曲线，可得： l-L(Ro)=a (11) L(Ri)=0 (12) W及成功率鉴别比(13)； 582、 W二项分布为基础，内置负荷开关短路可靠性试验的抽样验证方案可由公式（14) 表不：S83、根据试验统计结果，在短路可靠性的定级试验和升级试验中，α，β取0.2,成功率鉴 别比Dr取3，Α。取3,则可计算出对应不同成功率的试品数，从而得到短路可靠性定级试验表。
【文档编号】G01R31/327GK105974303SQ201610278270
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】熊德智, 陈向群, 杨帅, 张蓬鹤, 薛阳, 李劲柏, 胡军华, 陈福胜
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司计量中心, 中国电力科学研究院