电磁继电器寿命评估方法与流程

1.本技术涉及电子器件测试领域，具体而言，涉及一种电磁继电器寿命评估方法。


背景技术：

2.电磁继电器作为一种二次元件，被广泛应用在电力系统中，继电器的固有可靠性和使用可靠性直接会影响到电力系统的整体可靠性。电磁继电器作为一种损耗性的元器件，其稳定性会随着使用时间的延长而逐步降低。因此有必要对电磁继电器的寿命进行评估，以制定相应的维修策略。
3.当前的继电器寿命评估主要为电耐久性和机械耐久性，该方法脱离于继电器的实际应用环境，评价结果与实际结果有一定的偏差，导致其评估准确度低。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种电磁继电器寿命评估方法，用以对电磁继电器的寿命进行评估，并提高评估结果准确性。
5.为此，本技术公开一种电磁继电器寿命评估方法，所述方法包括：
6.根据温度条件的不同将所述待测继电器的高温加速寿命试验分为低温组和高温组，其中，所述低温组选取的温度为所述待测继电器在使用环境中的最高温度，所述高温组为所述待测继电器的上限工作温度+10℃；
7.将所述待测继电器的输入端与时间继电器电性连接，所述待测继电器的输出端与阻性负载电性连接；
8.将所述待测继电器放入高温箱中，所述高温箱的温度设置为预设温度；
9.按照试验周期向所述待测继电器间歇性供电，并监测所述待测继电器的线圈电流、线圈电压、触点电流、触点电压；
10.根据所述线圈电流和所述线圈电压计算得到所述待测继电器的线圈电阻的阻值；
11.根据所述触点电流和所述触点电压计算得到所述待测继电器的触点接触电阻的阻值；
12.当所述待测继电器的线圈电阻的阻值大于第一预设阈值时，或待测继电器的触点接触电阻的阻值大于第二预设阈值时，确定所述待测继电器失效并记录所述待测继电器的失效数据；
13.根据最优拟合原则和所述待测继电器的失效数据，分别预估所述低温组和所述高温组的寿命分布曲线；
14.基于所述寿命分布曲线获取所述低温组的中位寿命和高温组的中位寿命；
15.根据所述低温组的中位寿命、所述低温组的温度、所述高温组的中位寿命、所述高温组的温度代入阿伦尼乌斯模型，求解阿伦尼乌斯模型的未知参数。
16.根据所述待测继电器的使用环境温度代入已求解的阿伦尼乌斯模型，计算得到所述待测继电器的寿命评估结果。
17.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述基于所述寿命分布曲线获取所述低温组的中位寿命和高温组的中位寿命，包括：
18.根据所述低温组的寿命分布曲线，选取80％的可靠度，确定所述低温组的中位寿命；
19.根据所述高温组的寿命分布曲线，选取80％的可靠度，确定所述高温组的中位寿命。
20.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述将所述第一中位寿命数值和所述第二中位寿命数值、所述低温组的温度、所述高温组的温度代入所述阿伦尼乌斯模型中，计算得到所述待测继电器的寿命评估结果，包括：
21.将所述第一中位寿命数值和所述第二中位寿命数值、所述低温组的温度、所述高温组的温度代入所述阿伦尼乌斯模型中；
22.获取所述待测继电器的使用环境温度；
23.根据所述待测继电器的使用环境温度代入已求解的阿伦尼乌斯模型，使得所述阿伦尼乌斯模型输出所述待测继电器的寿命评估结果。
24.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的使用环境温度为25℃。
25.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的输入端的电压为所述待测继电器线圈的额定电压，所述待测继电器的通电时间和断电时间的比值选取为1:2。
26.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器线圈的额定电压为220v。
27.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的通电时间为10s。
28.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器在使用环境中的最高温度为50℃，所述待测继电器的上限工作温度为115℃。
29.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述阻性负载的电流为20ma。
30.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，在将所述待测继电器放入高温箱步骤中，所述低温组合所述高温组的试验样品数量均在10只至20只。
31.本技术的技术效果在于：能够基于温度条件的不同将所述待测继电器的高温加速寿命试验分为低温组和高温组，进而将所述待测继电器放入高温箱中，所述高温箱的温度设置为预设温度，进而按照试验周期向所述待测继电器间歇性供电，并监测所述待测继电器的线圈电流、线圈电压、触点电流、触点电压，进而根据所述线圈电流和所述线圈电压计算得到所述待测继电器的线圈电阻的阻值，进而根据所述触点电流和所述触点电压计算得到所述待测继电器的触点接触电阻的阻值，进而当所述待测继电器的线圈电阻的阻值大于第一预设阈值时，或待测继电器的触点接触电阻的阻值大于第二预设阈值时，确定所述待测继电器失效并记录所述待测继电器的失效数据，进而根据最优拟合原则和所述待测继电器的失效数据，分别预估所述低温组和所述高温组的寿命分布曲线，进而选取80％的可靠度，基于所述寿命分布曲线获取低温组的中位寿命和高温组的中位寿命，进而根据所述低温组的中位寿命、所述低温组的温度、所述高温组的中位寿命、所述高温组的温度代入阿伦
尼乌斯模型，求解阿伦尼乌斯模型的未知参数。最终根据电磁继电器的使用环境温度代入已求解的阿伦尼乌斯模型，计算得到待测继电器的寿命评估结果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1是本技术实施例公开的电磁继电器寿命评估方法的流程示意图
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
35.请参阅图1，图1是本技术实施例公开的电磁继电器寿命评估方法的流程示意图。如图1所示，本技术实施例的电磁继电器寿命评估方法包括以下步骤：
36.101、根据温度条件的不同将所述待测继电器的高温加速寿命试验分为低温组和高温组，其中，所述低温组选取的温度为所述待测继电器在使用环境中的最高温度，所述高温组为所述待测继电器的上限工作温度+10℃；
37.102、将所述待测继电器的输入端与时间继电器电性连接，所述待测继电器的输出端与阻性负载电性连接；
38.103、将所述待测继电器放入高温箱中，所述高温箱的温度设置为预设温度；
39.104、按照试验周期向所述待测继电器间歇性供电，并监测所述待测继电器的线圈电流、线圈电压、触点电流、触点电压；
40.105、根据所述线圈电流和所述线圈电压计算得到所述待测继电器的线圈电阻的阻值；
41.106、根据所述触点电流和所述触点电压计算得到所述待测继电器的触点接触电阻的阻值；
42.107、当所述待测继电器的线圈电阻的阻值大于第一预设阈值时，或待测继电器的触点接触电阻的阻值大于第二预设阈值时，确定所述待测继电器失效并记录所述待测继电器的失效数据；
43.108、根据最优拟合原则和所述待测继电器的失效数据，分别预估所述低温组和所述高温组的寿命分布曲线；
44.109、基于所述寿命分布曲线获取所述低温组的中位寿命和高温组的中位寿命
45.110、根据低温组的中位寿命、低温组的温度、高温组的中位寿命、高温组的温度代入阿伦尼乌斯模型，求解阿伦尼乌斯模型的未知参数；
46.111、根据所述待测继电器的使用环境温度代入已求解的阿伦尼乌斯模型，计算得到所述待测继电器的寿命评估结果。
47.能够基于温度条件的不同将所述待测继电器的高温加速寿命试验分为低温组和高温组，进而将所述待测继电器放入高温箱中，所述高温箱的温度设置为预设温度，进而按照试验周期向所述待测继电器间歇性供电，并监测所述待测继电器的线圈电流、线圈电压、
触点电流、触点电压，进而根据所述线圈电流和所述线圈电压计算得到所述待测继电器的线圈电阻的阻值，进而根据所述触点电流和所述触点电压计算得到所述待测继电器的触点接触电阻的阻值，进而当所述待测继电器的线圈电阻的阻值大于第一预设阈值时，或待测继电器的触点接触电阻的阻值大于第二预设阈值时，确定所述待测继电器失效并记录所述待测继电器的失效数据，进而根据最优拟合原则和所述待测继电器的失效数据，分别预估所述低温组和所述高温组的寿命分布曲线，进而选取80％的可靠度，基于所述寿命分布曲线获取低温组的中位寿命和高温组的中位寿命，进而根据所述低温组的中位寿命、所述低温组的温度、所述高温组的中位寿命、所述高温组的温度代入阿伦尼乌斯模型，求解阿伦尼乌斯模型的未知参数。最终根据电磁继电器的使用环境温度代入已求解的阿伦尼乌斯模型，计算得到待测继电器的寿命评估结果。
48.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，
49.所述基于所述寿命分布曲线获取所述低温组的中位寿命和高温组的中位寿命，包括：
50.根据所述低温组的寿命分布曲线，选取80％的可靠度，确定所述低温组的中位寿命；
51.根据所述高温组的寿命分布曲线，选取80％的可靠度，确定所述低温组的中位寿命。
52.在本技术实施例中，待测继电器为主流的继电器厂家的一款常用电磁继电器。
53.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述将所述第一中位寿命数值和所述第二中位寿命数值、所述低温组的温度、所述高温组的温度代入所述阿伦尼乌斯模型中，计算得到所述待测继电器的寿命评估结果，包括：
54.将所述第一中位寿命数值和所述第二中位寿命数值、所述低温组的温度、所述高温组的温度代入所述阿伦尼乌斯模型中；
55.获取所述待测继电器的使用环境温度；
56.根据所述待测继电器的使用环境温度求解所述阿伦尼乌斯模型，使得所述阿伦尼乌斯模型输出所述待测继电器的寿命评估结果。
57.在本技术实施例中，阿伦尼乌斯模型表述为：
[0058][0059]
式中，ttf为故障前工作时间，也可以是其他对寿命的度量；a为常数，通过对元器件的试验确定；e为自然对数的底；e为激活能(电子伏，能量的一个度量)每种失效机理，激活能都是不同的；k为波尔兹曼常数，8.62
×
10
‑
5ev/k；t为温度(kelvin)。
[0060]
阿伦尼乌斯模型中故障前工作时间ttf通过寿命分布函数可以获取，自然对数的底e和波尔兹曼常数k已知，模型中仅常数a、激活能e未知，通过两组试验所得即可建立方程组，求解阿伦尼乌斯模型的未知参数(常数a、激活能e)。
[0061]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的使用环境温度为25℃。
[0062]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的输入端的电压为所述待测继电器线圈的额定电压，所述待测继电器的通电时间和断电时间的比值选取为
1:2。
[0063]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器线圈的额定电压为220v。
[0064]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器的通电时间为10s。
[0065]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述待测继电器在使用环境中的最高温度为50℃，所述待测继电器的上限工作温度为115℃。
[0066]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述阻性负载的电流为20ma。
[0067]
在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，在将所述待测继电器放入高温箱步骤中，所述低温组合所述高温组的试验样品数量均在10只至20只。
[0068]
在本技术实施例中，试验样品数不少于3只，因此，所述低温组合所述高温组的试验样品数量均在10只至20只，满足这一条件。
[0069]
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0070]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。