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低压电器继电器检测装置及远程控制方法的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-03  浏览次数: 928
核心提示:随着工业技术的不断发展,继电器在白动控制、电力系统保护等领域中的应用变得越来越广泛了。给我们提供方便的同时,在使用继电器过程中也带来了一些问题。所以,在充分肯定继电器使用价值的同时,要积极围绕它开展一系列提高其性能的研究,那就是继电器可靠性方面的研究。
   随着工业技术的不断发展, 继电器在白动控制、电力系统保护等领域中的应用变得越来越广泛了。给我们提供方便的同时,在使用 继电器过程中也带来了yi些问题。所以,在充分肯定 继电器使用价值的同时,要积极围绕它开展yi系列提高其性能的研究,那就是 继电器可靠性方面的研究。

  继电器是yi种基本的低压电器元件。它又被分成有或无继电器(all-or-nothing relay)和量度继电器(measuring relay)两大类。有或无继电器是yi种受某种激励量激励的电气继电器,实际上该类继电器是yi种开关式传递信号的继电器,根据其输出机构不断变化,来控制或转换其他硬件电路,它属于控制类低压电器。根据结构不同有或无继电器可以分为电磁式继电器(EMR)和固体(固态)继电器(SSR)两种。电磁式继电器具有体积小、可以控制多种对象、输入输出隔离、耐受过电压和过电流能力强等特点,在工业控制中作为中问逻辑控制环节,并逐渐演变为zui终的控制环节。

  随着各工业领域对继电器需求不断增加,继电器的生产数量也日益增多。上世纪90年代,全球继电器断路器市场年销售额增长了10亿美元,2000年达到47. 49亿美元。由于2000年yi2003年全球经济萧条,特别是通信业的急剧下滑,使2000年yi2003年继电器销售额年均降幅达9%,由2000年的47. 49亿美元跌至2003年的35. 30亿美元。2003年下半年,全球继电器市场开始复苏,据VDC (Venture Development Corporation)公司数据,2003年下半年和2004年上半年全球继电器销售额平均增幅高达10% ~15%, VDC预测2004年全球继电器销售额将反弹到38. 87亿美元。如果以未来全球经济复苏为中等速度来预测,在未来3--5年内,全球继电器销售额的年均增长速率将达4%左右,而平均售价将以3%~5%的幅度持续下降。VDC预测,到2007年全球断路器继电器销售额将达到44. 03亿美元。2004年EMR(电磁继电器)、SSR(固体继电器)和RF/Microwave(高频/微波继电器)全球总销售额约为39亿美元。在全球继电器市场中,PCB(印制电路板)安装的EMR所占份额zui大(44. 0% ),电磁式继电器是继电器市场的主流产品,有着广泛的需求,未来儿年仍将继续平稳增长,处于市场主导地位。

  为保证继电器产品能够可靠的工作,提高产品的质量就显得非常重要和必要,而提高产品的质量和可靠性的关键手段之yi是继电器产品的可靠性试验和分析。国内外电器方面的学者,在继电器可靠性试验研究方面做了许多工作。国际上每两年yi次的国际电接触会议、每年yi次的工EEE霍姆电接触会议、每年yi次的国际继电器年会、国际可靠性与质量年会以及国内的低压电器学术年会和全国电接触学术年会上,都发表了有关于继电器可靠性试验研究方面的文章,以及关于继电器试验的新方法和新设备的学术论文。

  继电器电寿命试验技术研究,是继电器检测和可靠性分析研究的yi个贡要方而,继电器电寿命试验是继电器型式试验中的yi部份。目前,电寿命试验仍然是获取继电器电寿命指标重要途径。通过继电器电寿命试验等方面的继电器检测,不但可以获得继电器电寿命等贡要指标,还有助于分析继电器失效的原因,为更广泛的可靠性研究奠定基础,并进yi步为改进产品设计提供贡要依据。

  继电器检测技术与继电器检测设备是相辅相成的,只有先进的检测装置才能为获得理想有效的试验结果提供保证,本文以低压电器的可靠性试验相关理论为依据,对电磁式继电器的检测装置进行了研究,结合微机控制技术、数据采集技术、数据处理技术、网络技术等以及混合语言编程技术开发出了基于远程竹理和现场测试双功能模式的继电器检测系统。

  随着产品可靠性越来越受到重视,为客户提供高品质和高可靠性的继电器产品已经成为制造厂商的基本责任。不论是从用户要求的角度,还是从制造厂商品质保证的角度,都希望采用更加科学的试验方法和分析工具进行继电器产品的可靠性评价。专门用于寿命试验数据Weibull分析软件已用于继电器产品的断路器可靠性评价和试验结果的分析。与此同时,客观准确地评价和分析结果更加依赖于科学的试验方法以及可靠的测试数据,因而对关于继电器电寿命的检测方法提出了更高的要求。

  继电器的电寿命是指在规定的门,常工作条件下,继电器不击要修理或更换零件而能承受的负载操作次数。继电器触头在合分负载电流的过程中,由于触头间的热和电的物理过程产牛金属液桥、电弧和火花放电等各种现象,引起触头材料的电磨损,从而决定了触头的电寿命。诸多影响电寿命的因素中,电压、电流、功率因数起了卞导作用。继电器的使用寿命包括机械寿命和电寿命,而继电器的机械寿命比电寿命高出yi个数量级,可以说电寿命决定了继电器的使用寿命。继电器是量大面广的基础元件,在研制和牛产过程中,虽然要做型式、定期和出)等试验,但这些试验只是考核产品的技术性能和功能参数是否达到设计要求和符合有关标准的技术要求。而真门,代表产品出)后性能功能的保持能力,则击要等到产品使用后或通过模拟使用条件的可靠性试验也就是电寿命试验之后才能进行评定。因此,尽竹yi些继电器产品的型式、定期和出)试验都合格,而在使用过程中却出现这样或那样的故障是不足为奇的。

  可见对产品的可靠性评定要等到产品使用之后,或者通过模拟使用试验即电寿命试验之后才能进行,故称为t>o的质量。因此,yi个产品的可靠性实际上是表小该产品的时间质量指标,包括平均故障间隔时间MTBF,可靠度R、尤故障运行时间MTTF和平均修复时间MTT等。产品的可靠性与其工作时问有很密切的联系。为了得到这些时问质量指标,进行电寿命试验就显得十分迫切了。电寿命试验是产品全寿命周期各阶段都击要进行的yi项可靠性工作:

  ①产品研制阶段击要利用产品试验数据进行可靠性分析,判定产品是否达到可靠性要求;

  ②产品牛产阶段击要利用产品的验收试验数据进行电寿命试验,检验其牛产工艺和质量控制能否保证产品达到设计的可靠性水平;

  ③产品投入市场后,通过模拟使用试验,收集产品的故障数据,进行数据分析和可靠性评估,找出其故障时间的概率分布,以进yi步分析产品故障、预测故障发展、研究其失效机理,为产品改进、产品设计、产品维修策略(包括产品保修时间、维修点布局)、产品售后服务、备件规划等提供决策依据。

  通过电寿命试验获得的产品失效数据进行统计分析,发现大多数产品失效率兄ct}(指产品工作到t时刻后的单位时问内失效的概率)与工作时问t的关系[s],如图1.1所示,

 

 

  图中的失效率曲线两端高,中问低平,形似浴盆,yi般称为浴盆曲线。按工作时问t可将其划分为三个阶段,即早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。

  可以说要想获得继电器产品时问质量指标以及失效率与工作时问的关系,就必须进行大量的电寿命试验,根据试验得到的数据信息,通过参数计算,即可掌握继电器产品的失效规律和失效机理。通过进yi步的失效分析和可靠性研究,对继电器进行改进,使其缩短早期失效期,推迟耗损失效期,延长偶然失效期。

  综上所述,电寿命试验是继电器断路器检测的重要组成部分,也是继电器可靠性研究和产品设计的基础,对继电器进行可靠性评估的完整流程,开展电寿命试验为核心的检测技术及设备的研究具有重要的意义:

  (1)电寿命试验贯穿继电器整个寿命周期的各个阶段,而继电器检测装置是开展电寿命试验的zui基本条件,两者相辅相成;

  (2)电寿命试验的目的是获取继电器产品实时的失效数据信息,数据精确与否,取决于检测系统是否先进;

  (3)电寿命是继电器可靠性研究领域中zui基本的也是zui重要的评判指标之yi;

  (4)电寿命试验为核心的检测是检验继电器产品是否合格的根本途径,应用到继电器生产厂家以及相应的监测机构是必然的;

  (5)随着科学技术水平的不断提高,yi些新技术的出现,传统的继电器检测装置的改进成为了可能;

  (6)提高继电器产品的可靠性,是国民经济发展的需要。

  在继电器检测中,特别是在电寿命试验中,yi般都要测定主电路电流、触头两端电压以及电源电压等瞬态信号的波形。根据继电器电寿命试验的具体要求,试验系统能够在规定的失效监测周期(监测时问)内对多个样品的触点电压参数进行问隔很短的分时采集,通过这种“抽样”的方式对样品进行越限与否的评价,yi旦越限,就按发生失效而进行相关处理。发生越限时要求能够实时显示、存储失效的相关信息,zui终记录存储所有的试验数据信息,以供失效分析和可靠性研究使用。按照实现方式不同系统的核心技术可分为硬件技术和软件技术两大类。软件技术指配合硬件工作的应用程序的开发技术,在大多数电寿命试验系统中,软件技术分为界面开发、硬件驱动、数据采集处理、数据计算等部分,即使是相同的继电器硬件构成,选用不同的开发语言,或者编程侧重点不同,实现的功能也不尽相同。

 

 

 

 

 
 
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