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引 言

低壓電器的可靠性是指產品在規定的條件下及規定的光陰內完陳規定功效的才能，產品的可靠性是產品格量的一個首要組成部分。產品的質量嚴峻說起來應包含其性能及可靠性兩個方面，一個產品盡管其性能指標很高，但若其可靠性不高的話，就不能算是一個質量好的產品。一個主動操縱體系的可靠性基礎上取決于該體系所用元件的可靠性，同時體系的可靠性一般隨體系中所用元件的數量增添而降落。隨著體系向大型化方向的發展，一個主動操縱體系所用元件的數量越來越多，只要其中一個元件產生故障，一般就可導致全體主動操縱體系產生故障，并可能造成重大經濟喪失，所以主動操縱體系中所用的電氣元件的可靠性就顯得越來越首要。

電力體系與低壓配電體系中使用了各種低壓電器，如果這些低壓電器產生故障就導致電力體系與低壓配電體系產生故障而造成停電事故，甚至會危及供電線路和用電裝備的安全，它所造成的經濟喪失將更為宏大。因此，開展各種低壓電器的可靠性鉆研與利用工作具有十分首要的意義。

可靠性技能是在第二次世界大戰后發展起來的一門新技能。可靠性鉆研始于美國，在20世紀40年代美國發明軍用雷達處于故障狀況的光陰高達84%，這就促使美國深刻開展電子元件和電子裝備的可靠性鉆研，并制定了有關可靠性管理、可靠性設計及可靠性實驗等方面的尺度。到20世紀60年代，美國在電子產品的可靠性鉆研方面已逐漸成熟，這對進步美國電子產品的可靠性起到了很大作用。從20世紀70年代起可靠性工作逐漸擴大到美國的機械、電力、電工及化工等工業部門。

美國事世界上從事可靠性鉆研最早、范疇最廣、最有成效的國度。原蘇聯、日本、德、英、法等國在美國之后也積極開展了可靠性工作，并取得了不少進展。

國外電器產品可靠性工作概況

1 可靠性尺度的制定

國外的電氣公司與各種國際機構(如lEE、IEEE等)中，可靠性工作都很受器重，一些聞名的電氣公司都設有可靠性管理部門或設有專職的可靠性工程師。有些產品已規定了可靠性指標，有些產品雖還未規定可靠性指標，但在公司內部已開展可靠性鉆研工作，產品可靠性的上下已成為國外各公司間競爭的首要手法。

IEC在1965年成立了技能委員會TC56(可靠性與維修性技能委員會)，至今已宣布了不少關于可靠性與維修性方面根基性或共性的尺度：如IEC300《可靠性與維修性管理》，它為產品在制定可靠性與維修性時供應管理導則，還作為IS09000系列尺度的彌補文件供應有關可靠性方面的內容；還有IEC605《裝備可靠性實驗》與IEC706《維修性導則》

IEC605是關于裝備(既可指電子裝備，也可指電工裝備或機械裝備；既可指元件，也可指裝置)可靠性實驗方面一套較為完全的根基性尺度，它規定了裝備可靠性驗證實驗和可靠性測定實驗的總原則、具體程序及實驗計劃。

在電器產品可靠性尺度的制定方面，IEC255電氣繼電器尺度中的IEC255——0——20《電氣繼電器的觸點性能》、IEC255——0——10《電子元件質量評價體系在有或無繼電器上的利用》及IEC255——19《機電式有或無繼電器的質量評價》等尺度都有可靠性的內容IECSC41A在1988年6月發出46號文件，提出在現有IEC尺度的根基上應彌補“利用于小電流的有或無繼電器的可靠性實驗”、2002年IEC宣布的尺度IEC60050——444《電工術語基礎繼電器》的444——07節中也列入了12條關于可靠性方面的術語。

美國于1964年宣布了軍用尺度MIL——R——39016《有可靠性指標的電磁繼電器總規范》；日本于1980年宣布了日本工業尺度JISC5440《有可靠性請求的操縱用小型繼電器通則》；前蘇聯于1983年宣布的rOCTl2434-83《低壓開關電器通用技能條件》中規定了產品的可靠性請求和可靠性實驗方式；德國的VDE0660《低壓開關電器規范》中規定：“產品機械壽命和電壽命的額定值是取占90%的接觸器所能到達的極限通斷次數”，這意味著用可靠壽命(可靠度等于0.9)的概念來考查接觸器的機械壽命和電壽命。

法國在工業用操縱裝備——接觸器尺度NFC63——100中規定：“對成批生產的電器，特殊足商定發熱電流小于或等于40A的電器，機械壽命足在有代表性的樣機上以反復方法進行實驗的，制作廠在統計了實驗成果后給出產品的機械壽命值”，這實際上也是規定了用可靠性的概念來判斷接觸器的機械壽命。

2 可靠性實驗鉆研

美國、日本在繼電器的可靠性壽命實驗中已廣泛采納電子盤算機進行操縱，如日本安川公司在繼電器的接觸可靠性中采納了Inter8008型電子盤算機進行操縱的主動實驗裝置；日本松下電器公司在繼電器可靠性實驗中采納了微型盤算機操縱的全主動實驗裝置；日本富土通公司在舌簧繼電器的可靠性實驗中采納了盤算機操縱的實驗裝置，該裝置可同時進行200個舌簧管的壽命實驗。

美國、日本等國度都在對電器產品加速壽命實驗的模式、方式及數據剖析方式進行鉆研。例如，日本以負載電壓及負載電流為加速變量進行了開關的加速壽命實驗，依據實驗成果算出了不同負載電壓和負載電流值時的加速系數。

3 可靠性物理的鉆研

國外是從20世紀60年代才開端鉆研可靠性物理的，美國空軍ROME航空發展中心在20世紀60年代初首先開端對現場失效的元器件進行失效剖析。J．Vaccro首先提出用“失效物理學”這一概念來鉆研元器件的可靠性，1962年起美國每年召開一次“失效物理”會議，1967年起改稱“可靠性物理”會議。

所謂“可靠性物理學”就是專門鉆研產品失效機理的科學，它對產品怎樣失效及為什么失效的具體物理、化學歷程進行鉆研。可以看出，可靠性物理學的鉆研是進步產品可靠性的根基性辦法。美國、日本等國度對可靠性物理的鉆研都很器重。

4 可靠性學術會議

國外在可靠性學術交換方面也很活潑，涉及到可靠性的國際學術會議有：

IEEE霍姆電接觸會議(每年召開一次)；國際電接觸會議(每年召開一次)國際可靠性物理會議(每年召開一次)國際可靠性與維修性會議(每年召開一次)。

5 可靠性數據統計與調查

可靠性數據是進行產品可靠性設計(特殊足可靠性預計)、可靠性剖析及可靠性增加的基礎根據，所以國外十分器重可靠性數據的建立。如美國政府的一個工業數據交流中心(GIDEP)，它包含美國及加拿大的六百多個成員單位，共建立了失效數據庫、可靠性及維修性數據庫等；前蘇聯電工鉆研所建立了包含發電機、變壓器、斷路器、繼電維護裝置等電力裝備的可靠性數據庫。

20世紀70年代起，斷路器的可靠性鉆研工作開端受到了國際學術界的關注與器重。IEEE開關裝備技能委員會斷路器可靠性工作小組從1971年到1985年15年間在全球范疇內開展了高壓斷路器的可靠性鉆研，其中一個首要部分就是對使用中的高壓斷路器的故障進行了第一次國際性可靠性調查。此次調查中的77892個斷路器來自22個國度的102個公司，涉及額定電壓在63kV及以上的各種類別斷路器。調查中發明斷路器運行中的絕大多數故障(70%)足機械方面的原因，19%是幫助電路和操縱電路上的電故障；而絕緣問題引起的故障占所有故障的8.3%。通過剖析，該工作小組覺得特殊須要進步斷路器的機械可靠性。

1986年，IEEE開關裝備技能委員會又成立了一個新的斷路器可靠性工作組，其重要目標足進行第二次高壓斷路器可靠性國際調查。此次調查于1988年1月1日起到1991年12月31日止。調查中來自22個國度132個公司的70708個斷路器，是1978年1月1日后使的、額定電壓為72.5kV及以上的SF6斷路器。由3833張故障卡剖析看出：第二次調查中止路器的故障率比第一次調查時明顯下降。但操作機構故障(機械故障)仍是造成斷路器故障的重要原因，其次是電氣操縱和幫助電路故障。

近年來，IEEE電力體系可靠性委員會低壓斷路器可靠性工作組對低壓斷路器可靠性進行了調查。調查中脫扣器和脫扣校準故障率最高，為其他故障模式(機械故障、電觸頭故障)的兩倍或更高，而IEEE工業利用學會可靠性委員會1985年對工業用斷路器的可靠性進行的調查表明，對于使用光陰少于15年的斷路器(不包含塑殼式斷路器)來說①室外安裝斷路器的故障率比室內的高1.54倍。②具有電子脫扣器的斷路器故障分為“拒閉合”44%和“誤打開”56%。③具有機電脫扣器的斷路器故障很大比例為“拒閉合”93%。由此可見，國外已對上下壓斷路器做了較過細的可靠性調查，并歸納出了重要故障模式。但僅限于總結調查的成果，未做任何結論性評論。關于斷路器可靠性驗證實驗方式、斷路器可靠性指標的制定及評估方式等理論鉆研方面的內容未見有相干公開發表的文獻。

國內電器產品可靠性

工作概況

原機械工業部對電器產品的可靠性工作十分器重，早在1980年原機械工業部電工局委托河北工業大學舉行了兩期電器新技能學習班，可靠性技能是其中重要內容之一，1983年10月成立了中國電工技能學會電工產品可靠性鉆研會，在該學會組織下開展了電工產品可靠{生鉆研工程與學術交換運動，并多次舉行了電工產品可靠{生學習班及電工行業指導干部可靠性研究班，對我國電工行業的可靠性工作起了必定的增進作用。原機械工業部曾多次發文召開可靠性工作會議，安排在機電行業中開展“限期考查機電產品可靠指標”的工作，從1986-1991年共宣布了七批(共1189種規格)限期考查可靠性指標的機電產品清單，其中包含繼電器、接觸器、變壓器、量度繼電器、電動機、電力電子器件等產品，這對推進我國電工產品的可靠性工作有很大的作用。1994年原機械工業部又召開機械工業可靠性工作會議，會上提出可靠性必需從產品設計抓起，并規定凡是列入部或省市機械廳局開發盤算和重大技能裝備攻關的項目，應增強可靠性設計和實驗鉆研工作：請求在立項時提出可靠性設計目的和攻關內容，產品鑒定或項目驗收時應對可靠性目的進行審核評定。會上抉擇在機電產品中進一步開展可靠性認定工作。

從20世紀80年代中期至今，我國電工產品可靠性鉆研在電力電子、電機、變壓器、電器與繼電維護裝置等范疇均做了不少工作，其中在電器可靠性鉆研與利用方面大致做了以下工作。

1 電器可靠性鉆研方面

在上海電器科學鉆研所、成都機床電器鉆研所、許昌繼電器鉆研所及廣州電器科學鉆研所等單位的組織下，從20世紀80年代中期開端，開展了電器可靠性鉆研工作。電磁式中間繼電器、小容量交換接觸器、低壓斷路器、洗衣機、電冰箱的可靠性鉆研被列為原機械工業部重點項目，以產學研相聯合的方法開展了上述產品的可靠性鉆研，通過理論剖析及大批實驗數據統計剖析了產品的失效機理，研制了一些可靠性實驗裝置，提出了這些產品的可靠性指標及考查方式。通過對這些產品的可靠性考查與早期失效機理的剖析，對產品設計及制作藝提出了改良辦法，使這些產品的可靠性得到較大幅度的進步，取得了必定成效。

2 電器可靠性準的制定

制定了國度尺度GB／T15510《操縱用電磁繼電器可靠性實驗通則》(北京電工綜合技能經濟鉆研所和河北工業大學負責起草)。

制定，了國度軍用尺度GBl0962《機床電器可靠性通則》(成都機床電器鉆研所起草)。

制定了國度軍用尺度GJB65B一99《有可靠性指標的電磁繼電器總規范》(國營792廠和中國電子技能尺度化鉆研所負責起草)。

家用和相似用處的小容量交換接觸器的可靠性實驗方式、家用和相似用處的過電流維護斷路器的可靠性實驗方式、剩余電流動作斷路器的可靠性實驗方式等三個尺度已列入中國機械工業行業尺度2003年制定盤算，正在制定中。

3 可靠性實驗裝置的研制

河北工業大學建立了電器鉆研所檢測中心，該檢測中心于2001年5月通過了中國試驗室國度認可委員會的隊可，具有進行有關電器可靠性認證實驗的資歷，并研制了微機操縱的小型斷路器可靠性實驗裝置，與繼電器、接觸器可靠性實驗裝置及剩余電流動作維護器可靠性實驗裝置，河北工業大學還與許昌繼電器鉆研所合作研制了量度繼電器可靠性實驗裝置。

4 可靠性指標的考查

有幾十種規格的操縱繼電器、中間繼電器、交換接觸器、熔斷器等電器產品進行了可靠性指標的考查工作。

5對電器可靠性設計進行了初步摸索

河北工業大學等單位在電器電磁體系與觸頭的可靠性設計方面已開展了一些鉆研，在1988年美國繼電器年會與1994年第17屆國際電接觸會議上發展了其初步鉆研后果。河北工業大學與清華大學合作完成的科研項目“電工裝備現代設計理論與實驗鉆研”中對電器電磁體系的可靠性優化設計方式進一步作了鉆研。以河北工業大學為重要完成單位的科研后果“低壓電器可靠性設計與檢測技能的鉆研”獲得了2000年度國度科技提高二等獎。

電器產品可靠性工作的發展遠景與展望

我國電器產品可靠性鉆研雖然在上述幾方面做了一些工作，取得了一些進展，但由于我國電器產品可靠性鉆研工作起步較晚，不少電器產品還未開展可靠性鉆研與考查工作，在新產品開發時尚未認真開展可靠性設計與可靠性制作，特殊是我國電器行業的大多數企業對可靠性工作還器重不夠，可靠性工作尚未認真開展，我國電器產品的可靠性程度還廣泛低于發達國度產品的可靠性程度。

在市場經濟競爭中，以優取勝，以質量與可靠性取勝，必將成為共鳴。為了進一步開展電器產品的可靠性工作，以進步我國電器產品的可靠性程度，應進一步做好下列工作：

(1)除了上述已制定或正在制定的幾種電器產品可靠性實驗方式的尺度外，應盡快制訂其他重要電器產品(如低壓斷路器、熱繼電器等)可靠性實驗方式的行業尺度。

(2)由于可靠性實驗裝置是進行可靠性驗證實驗的必備手法，所以應研制各種重要電器產品的可靠性實驗裝置。

(3)開展電器產品失效剖析工作。失效剖析是指對失效產品進行剖析，找出其失效模式和失效機理。針對失效剖析中找出的問題，提出改良辦法，以進步電器產品可靠性。

(4)電器生產企業應增強可靠性管理工作。為了開展可靠性設計、可靠性生產、可靠性試驗和失效剖析工作，必需要有健全的可靠性管理組織；為了收集現場使用中的失效產品或現場失效信息，也須要健全的可靠性管理組織；為了把失效剖析得到的信息反饋給設計部門、生產部門和實驗部門，更須要健全的可靠性管理組織。因此，增強可靠性管理工作是十分必須和首要的。

(5)應增強電器產品可靠性根基知識的普及工作與可靠性方面的人才培植，有條件的電器產品鉆研機構及大型企業可恰當培植一些電器可靠性方面的碩士和博士。