1、试论电气自动化控制设备可靠性【摘要】：近几年，随着社会科学技术的快速发展，电气自动化控制技术也随之得到飞速进步，现在电气工程和电气自动化已经广泛应用于各行各业中，对社会主义市场的健康发展做出了突出贡献，电气自动化控制设备的稳定性与可靠性，直接关系到整个电力系统的正常运行，由此可见加强对电气自动化控制设备可靠性测验对于维持电力系统稳定运行的重大意义，本文对电气自动化控制设备可靠性测验的方法和问题进行了研究和探讨，希望能对同行提供相关参考。 【关键词】：电气自动化；电力系统；可靠性；测试方法 中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号： 前言 电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要
2、标志，同时，自动化技术也是经济运行的重要技术手段。电气自动化具有有效提高工作的可靠性、提高运行的经济性、充分保证电能质量、改善劳动条件等有着积极的作用。伴随着电气自动化的不断提高，设备的可靠性问题也变得非常的突出。控制设备的可靠性是可靠性学科的一个重要的组成部分。 一、电气设备可靠性定义 电气自动化控制设备可靠性指在规定的环境条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。该定义不仅适用于一个系统，同时也适用于一台设备或者是一个单元。故障的出现具有随机性，在数学表达中，可靠性用“概率”体现。 二、加强电子自动化控制设备可靠性研究的意义 1、可靠性能够增加市场的份额 随着经济的不断发展，用户不仅仅要求
3、产品的性能要好，同时还要求产品的可靠性水平要高。通过研究发现，只有具有可靠性指标的产品，才能够在日益激烈的竞争当中取胜。随着电气自动化控制设备的自动化程度越来越高，可靠性已经成为企业获取市场份额的有力工具。 2、可靠性能够提高产品质量 产品的质量就是能够使得产品实现其价值，满足要求的特征和特质。概括其特性，包括：性能、可靠性、经济性和安全性。因此，可靠性在产品的质量当中占据着主导的地位。只有可靠性高，事故率才会少，维修的费用就会少。安全性也就随之提高了。所以，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。 三、电气自动化控制设备可靠性现状的分析 1、元器件质量较差是控制设备可靠性指标偏低
4、的一个重大的原因。当前，元器件生产厂家比较多，参差不齐。假如控制设备的使用企业的规模不是很大，质量体系不健全，那么会导致零件出现漏洞；同时，元器件厂家之间的恶性竞争，使得产品的价格低廉，迫使企业不顾及元件质量进行采购，这些都是导致元件控制设备指标偏低的重要原因。 2、工作环境、使用不当是控制设备可靠性指标偏低的原因。电气设备所在的环境是多种多样的，机械力、气候及其电磁干扰是影响设备可靠性的非常重要的因素。机械设备的条件主要指的是电气设备在不一样的运载工具当中使用时受到的各种作用，如振动、冲击、离心及其加速度等，会使设备损坏失效，结构件断裂，有的甚至会变形；气候主要包括温度、湿度、气压、大气污染
5、等因素，对于控制设备的影响表现在使得电气性能不断的下降，温升过高，结构损坏，不能够正常工作；控制设备工作的周围充满了因各种原因产生的电磁波，造成了干扰。因为电磁干扰的存在，使得设备的输出噪声增大，工作不稳定，不能够安全的工作。此外，操作人员在没有掌握设备原理就去工作，导致了对控制设备不能够熟练且正确的操作，不能够对设备及时的维护和保养，导致了控制设备可靠性指标降低。 四、控制设备可靠性影响因素 电气自动控制设备可靠性受到多方面因素的影响，包括工作环境、使用和维护情况、元件质量等。 首先，电气设备所处的环境多种多样，气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。气候条件对控制设备
6、的影响主要表现在使设备电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构受到损坏等方面，甚至可能造成设备不能正常工作。机械条件主要是设备运行中收到的震动、冲击和离心加速等机械作用，可能导致控制元件受损失效或者电气参数改变，或者是物理结构受到破坏等。另外，设备运行环境中充满了各种原因产生的电磁波，可能对设备造成内部或者外部的干扰。电磁干扰，可能造成设备输出噪声增大，影响工作稳定性，甚至造成安全隐患。此外，操作维护人员错误或者不正当的操作维护，都会导致自动控制设备可靠性降低。 其次，元器件本身质量也是影响控制设备可靠性的一大原因。现在市场上，生产厂家众多，产品质量参差不齐。元器件厂家间的恶性价格竞争可能导致
7、产品质量降低，必然导致控制设备可靠性降低。而企业规模也是影响因素之一，如果企业规模较小，质量管理体系不够健全，那么在产品零部件进厂前的检查工作可能出现漏洞，可能导致控制设备可靠性进一步降低。 五、电气自动化控制设备可靠性的主要测试方法 1、现场进行测试的方法 这种测试的方法主要是指在运行设备的过程中进行一定的控制，以对其可靠性进行检验。在测验的过程中，需要对各种数据进行详细认真的记录、并在对记录的资料和数据进行一定的计算和统计、对评价设备可靠性的指标进行编制，从而对设备可靠性进行真实的评估。现场进行测试的方法有很多优点，主要包括设备工具的使用较少，对设备真实的性能能够进行准确的反应并且成本非常
8、低。但是这种测试方法也存在一定的缺点，主要是指其容易受到外界的干扰、容易受到一定条件的限制并且再现的条件比较差。 2、试验室进行测试的方法 这种测试的方法主要是指在对各种工作环境和条件进行模拟的前提下，对需要的环境应力和外力影响做出尽量的测试。在进行试验时，应对实验的时间、失败的次数做出详细认真的记录，在测试完成以后对上述内容进行统计和分析，并且结合统计分析的内容来对电气自动化控制设备的可靠性标准进行编制。这种测试方法具有一定的优点，主要为容易对试验条件进行控制、通过试验能得到质量较高的数据、允许再见试验的结果等等。但是其缺点也非常明显：测试所需要的成本非常大、试品通常情况下的数量很多等等。
9、3、保证试验的方法 这种测试的方法主要是指在产品的出厂以前，应在合理的条件下测试产品是否有故障。这种方法主要是为了考核那些在早期已经失效的产品，在其出厂以前通过改进完善使产品变得有效。保证试验的方法试验室试验的方法存在很多的不同，这种测试方法的电控设备往往需要大量的元器件，所以它的故障具有多样性、随机性等特点，而不简单表现为几种故障，时间的变化对保证试验方法的失效率具有一定的影响，其主要服从于指数的分布情况。 六、提高控制设备可靠性的对策 要提高电气自动化设备的可靠性，必须根据设备自身的特点，根据具体的运行环境，采取相对应的可靠性设计方法。提高系统可靠性，具体需要从元器件的正确选择和使用、散热
10、防护、气候防护等几方面入手。1、从生产部门看，应该分别从设计和生产两个方面入手。在设备设计阶段，对产品使用条件和环境的分析尤为重要，分析、讨论、制定正确的设计方案，也同时应该根据产量设定产品的结构和类型。在满足产品使用条件时，选择最经济合理的原材料，以降低产品生产成本。周密设计、全面构思，使得设计的产品具有良好的操作性和维护、使用性能，这样可以降低设备的维修费用和使用费用。生产中，设备的零部件和元器件应该尽量做到品种少、用量少，并且尽量采用专业厂家生产的通用零部件。在满足指标的前提下，应该尽量降低设备精度等级，简化装配，以便于流水线作业。 2、对使用企业来说，应该根据电路性能的要求和工作环境条
11、件选择合适的元器件。在选择时应该注意使元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应该满足设备工作条件和环境的要求，并且留有足有的余量；优先选用实践证明运行可靠稳定、有发展前途的标准元器件，不应该采用淘汰或者禁用的元器件；优先选用售后服务技术良好、供货及时且价格合理的厂家的产品；无特殊情况时，所有元器件都应该经过可靠性筛选后才能进行采用。 3、在使用维护过程中，应该注意对设备进行散热防护和气候防护，才能进一步提高设备的可靠性。电子设备在运行过程中，其功率损耗都会以热能的形式散发出来。另外，环境的温度较高时，可能导致设备自身产生的热不能得到及时的散失，使得设备温度升高。当设备对温度反映较为灵敏时，过
12、高的温升可能会使得器件稳定性降低，工作点漂移、信号失真等，严重时会引起器件热化学击穿，破坏器件。此外，恶劣的环境条件对电子设备影响也较大，如潮湿、盐雾、霉菌以及气压、环境污染等对设备影响较大。 结束语 在当前技术条件支持下，有关电气自动化控制设备生产及应用过程中的可靠性问题备受各个行业及领域的重点关注与重视，生产方及使用方均采取了相应的措施来强化电气自动化控制设备运行状态下的可靠性。现阶段我们接触较多的试验室可靠性测试、保证实验可靠性测试以及现场可靠性测试均有着较为突出的应用优势，在可靠性测试方法的合理选择支持下，有关电气自动化控制设备的运行可靠性问题均能够得到充分展现与突出，值得各方关注与重视。 参考文献： 1吴东昕.赵炳全.周绍杰等.简化贝叶斯方法在核电厂设备可靠性研究中的应用.J.原子能科学技术.2000.34.（03）.193-198. 2雷航.马成功.Markov 模型的软件可靠性测试充分性问题的研究.J.电子科技大学学报.2010.39.（01）.101-105. 3于谦.大庆油田电控及自动化设备运行的可靠性测试.J.中国石油和化工标准与质量.2012.32.（04）.184. 4刘剑豪.刘晓明.黄松等.软件可靠性测试充分性的多准则判定及应用.J.华中科技大学学报（自然科学版）.2007.35.（09）.129-132.
