Egyfázisú intelligens mérő-megbízhatóság javító tesztkutatás-Tudás

Az intelligens hálózat kulcsfontosságú elemeként az egyfázisú intelligens mérők megbízhatósága egyre növekvő figyelmet kapott. A Reallin az egyfázisú intelligens fogyasztásmérőkhöz használt megbízhatóság javító tesztelési (RET) módszert alkalmazta. A történelmi adatelemzés és a meghibásodási mód és az effektusok elemzése (FMEA) révén azonosítottuk az egyfázisú intelligens mérők megbízhatóságát befolyásoló fő érzékeny feszültségeket és gyenge kapcsolatokat. A megbízhatóság elmélete alapján és az állami rács egyfázisú intelligens mérőeszközeinek technikai jellemzőivel kombinálva egy magas hőmérsékletű megbízhatósági javítási tesztrendszert terveztek és hajtottak végre. A teszteredmények azt mutatják, hogy ez a módszer hatékonyan feltárhatja a meghibásodási módot érzékeny munkakörülmények mellett, és meghatározhatja a munkaidőt és a károsodást. Ez a tanulmány megbízható alapot nyújt a későbbi gyorsított élettesztek biztonsági tartományához, és alapot teremt az intelligens fogyasztásmérők megbízhatósági kutatásához.

Kulcsszavak:egyfázisú intelligens mérő; Megbízhatóság javító teszt; magas hőmérsékleti lépés stresszvizsgálat

Tartalom

1. Mi az egyfázisú intelligens mérő
2. megbízhatósági javítási teszt
2.1 Egyfázisú intelligens fogyasztásmérő ret
2,2 Egyfázisú intelligens fogyasztásmérő magas hőmérsékletű ret
2.2.1 Magas hőmérsékletű lépés Ret áttekintés
2.2.2 Tesztelemek
3.Test eredményelemzés
4 Következtetés

1. Mi az egyfázisú intelligens mérő?

Mivel az intelligens hálózati információs rendszer infrastruktúrája, az egyfázisú intelligens mérőknek tulajdonságai vannak, hogy időben és hatékony szolgáltatásokat nyújtsanak a lakosok számára. Ha az intelligens mérők megbízhatósága gyenge, akkor nemcsak komolyan befolyásolja az intelligens hálózat működését, ami hatalmas mérőszámú csere költségeket okozhat, hanem villamosenergia -vitákat is okozhat. Ezért elengedhetetlen az egyfázisú intelligens mérők megbízhatóságának értékelése és javítása a teljes intelligens hálózati rendszernél. Az egyfázisú intelligens fogyasztásmérők megbízhatóságának tanulmányozása érdekében a gyorsított élettesztelési (ALT) módszert választottuk, amely hatékony, eredményes és széles körben alkalmazott módszer az életértékeléshez és a csúcstechnológiájú termékek megbízhatóságának kutatásához. A tesztelés előtt azonban meg kell határoznunk a gyorsított életteszt (ALT) biztonsági tartományát és az intelligens mérő legvalószínűbb meghibásodási módját szintetikus stressz alatt.

Az egyfázisú intelligens fogyasztásmérő egy csúcstechnikai termék, amelynek jellemzői a nagy megbízhatóság és a hosszú élettartam. Kényelmetlen és időigényes a megbízhatósági értékelési teszt elvégzése normál munkakörülmények között. Ezzel szemben a megbízhatóság fokozódási tesztjét, mint környezeti stressz -stimulációs tesztet, a 20. század vége óta széles körben tanulmányozták a tudósok otthon és külföldön. Számos kísérleti eredmény azt mutatja, hogy a Ret gyorsan feltárhatja a termék meghibásodási módját, hatékonyan meghatározhatja a termék munkaidőt és károsodási határát, majd a későbbi gyorsított életteszt biztonsági tartományát biztosítja a munkaterhelés szerint. Manapság számtalan RET példát sikeresen kibővítettek a kommunikáció, az energia, az orvosi, az elektronika, a műszerek stb. Fieldjeire, javítva a termékek megbízhatóságát, lerövidítve a tervezési és termelési ciklust, és jelentős gazdasági előnyöket elérve. Nincs azonban teljes rendszer az intelligens fogyasztásmérők megbízhatóságának átfogó elemzésére. A Zhejiang Reallin Electron Co., Ltd, az egyfázisú intelligens fogyasztásmérők RET módszerét vizsgálja, azzal a céllal, hogy az átfogó stressz hatására feltárja a meghibásodási módot és a termékkorlátot. Ez egy hasznos kísérlet az egyfázisú intelligens fogyasztásmérőn, amely tudományos alapot nyújt a későbbi kutatáshoz és az intelligens fogyasztásmérő termékek megbízhatóságának javításához az iparban.

2.

A megbízhatóság javító tesztje (RET) egy környezeti stressz -teszt, amely a kudarc fizikai elméletén alapul, és a termék meghibásodási módját kutatási objektumként veszi. A teszt gyorsan észleli a potenciális hibákat azáltal, hogy fokozatosan növeli az egy vagy kombinált környezeti stressz fokozódását, amely sokkal kedvezőtlenebb, mint a normál feszültségfeltétel, ezáltal lerövidítve a tesztidőt és növeli a hatékonyságot. Fő célja a gyenge kapcsolatok és meghibásodási módok meghatározása a kombinált stressz alatt, valamint a termék működési és meghibásodási határának feltárása.

A specifikációs határ az általunk előállított mérő által biztosított határérték. A termék várhatóan ezen a határon belül működni fog. A tervezési határ az a határ, amelyen belül a termék megfelelően működhet. A tervezési határ és a specifikációs határ közötti különbséget a tervezési margónak nevezzük. A működési határ az elválasztó vonal a normál működés és a kudarc között, amelynek alatt a termék nem fog meghibásodni, és megfelelhet az ügyfelek alapvető követelményeinek a termékminőség és a funkció szempontjából. A gyorsított életvizsgálatot általában ezen a határon belül végzik. A megsemmisülési határ arra a tartományra utal, amelyen belül a termék visszafordíthatatlan meghibásodás nélkül működhet. A megbízhatóság javításának tesztelését általában a termék megsemmisítési határának meghatározására használják.

A Ret általában a lépés stresszvizsgálatának módszerét alkalmazza. A stressz típusa lehet a környezeti stressz, például a rezgés, a hőmérséklet, a páratartalom, a só spray stb., Vagy a munkakör, például a feszültség, az energiaellátás stb. A kísérlet során a feszültségszintet alacsonyról magasra kell alkalmazni, és minden feszültségszintet egy ideig meg kell tartani. A tesztet addig nem állítják le, amíg az összes minta meghibásodik.

2.1single-fázisú intelligens fogyasztásmérő ret
Gyenge pontok és érzékeny stressz az egyfázisú intelligens mérőkészülékre

A Smart Meter egy elektromos energiamérő, olyan funkciókkal, mint például az elektromos energiamérés, az információtárolás, a feldolgozási csere, a hálózati kommunikáció, a valós idejű megfigyelés és az automatikus vezérlés. Az ebben a tesztben használt egyfázisú intelligens mérő egy mintavételi és mérőegységből, egy mikrovezérlő egységből (MCU), egy LCD kijelző egységből, egy kommunikációs egységből, egy tápegységből és más egységmodulokból áll. Az egyfázisú intelligens mérő szerkezeti vázlatos diagramját a 2. ábra mutatja. Az egyfázisú intelligens mérő használata mintavételi és mérőegységből, mikrovezérlő egységből (MCU), LCD kijelző egységből, kommunikációs egységből, tápegységből és más egységmodulokból áll. Az egyfázisú intelligens mérő szerkezeti vázlatos diagramját az 1. ábra mutatja.

info-923-531

1. ábra Az egyfázisú intelligens mérő szerkezeti diagramja

A történelmi adatok elemzésének, valamint a meghibásodási mód és az effektusok elemzésének (FMEA) eredményei alapján azt találtuk, hogy ennek az egyfázisú intelligens mérőnek a függvényét könnyen befolyásolják a hőmérsékleti stressz a természetes munkakörnyezetben. A nem megfelelő hőmérséklet különféle hibákat okozhat, például mérési hibákat, indikátor fényhibát, rendellenességet és kommunikációs megszakítást.

A tanulmány megállapította, hogy a mérőegység, az LCD kijelző és a 485 kommunikációs modul a legfontosabb gyenge linkek. Az alacsony hőmérséklet elsősorban az LCD kijelzőjét befolyásolja, míg a magas hőmérséklet az egészre nagyobb hatással van, különösen az elektronikus alkatrészekre, amelyek fizikai változásokat és kumulatív károkat okozhatnak.

Összefoglalva: a magas hőmérsékletet kulcsfontosságú stressz -tényezőként azonosítják, amely befolyásolja a mérő megbízhatóságát. Ezen megállapítások alapján kiválasztottunk egy fázisú intelligens energiamérőt a magas hőmérséklet-megbízhatóság javító tesztjéhez (RET), hogy tovább vizsgáljuk a hőmérséklet hatását a mérő teljesítményére, és tudományos alapot nyújtsunk annak megbízhatóságának javításához.

2.2 Az egyfázisú intelligens fogyasztásmérő magas hőmérsékletű rete

Az egyfázisú intelligens fogyasztásmérőn lévő RET egy lépéshőmérsékleti vizsgálaton megy keresztül, amely folyamatosan magas hőmérsékletű lépésfeszültséget alkalmaz a tesztműszerre. A teszt addig nem áll le, amíg a feszültségszint el nem éri a károsodást vagy a teszt eszköz maximális határát. A teszt során az intelligens fogyasztásmérő kulcsfontosságú teljesítményparamétereit valós időben ellenőrzik, és a hibamódot rögzítik. Ezután a tesztadatok elemzésével meghatározzuk annak munkaidőt és károsodási határát magas hőmérsékleten.

Paraméterkategória	Paraméternév	Paraméterérték	Leírás
Elektromos jellemzők	Referenciafeszültség	220V	Szabványos munkafeszültség
	Aktuális specifikáció	5(60)A	Alapvető áram 5a, maximum 60a
	Pontossági szint	1. szint	Alkalmas aktív teljesítménymérésre
	Frekvenciatartomány	(50 ± 2,5) Hz	Alkalmazható a standard elektromos hálózatra
	Nyugalmi energiafogyasztás	<1.5W,10VA	Alacsony energiafogyasztási kialakítás
Környezeti alkalmazkodóképesség	Üzemi hőmérséklet	-25 fok ~ 60 fok -40 fokozat ~ 70 fokos fokozat	Specifikációs hőmérsékleti tartomány
Környezeti alkalmazkodóképesség	Relatív páratartalom	<95%	Szélsőséges üzemi hőmérséklet
Megbízhatóság	MTTF	10 évnél nagyobb vagy egyenlő	Meghibásodások közötti átlagidő

2.2.1 A magas hőmérsékleti lépés áttekintése Ret

Ez a tanulmány csak a magas hőmérséklet befolyását veszi figyelembe, és a következő sémát alkalmazza: A hőmérsékleti paraméterek kivételével az egyéb paramétereket az 1. táblázatban bemutatott műszaki paraméterértékek szerint kell beállítani. Az intelligens mérő normál hőmérsékleti tartomány S1.

Tekintettel arra, hogy a chip ajánlott munkaidője a mérőben általában 80 fokos ~ 85 fok között van, a hőmérsékleti lépést egyenletesen 5 fokra állítják, és a hőmérséklet -változási sebességet 2,5 fok \/perc alatt szabályozzuk. Annak érdekében, hogy teljes mértékben megfigyeljük a hőmérséklet hatását a mérőre, az egyes hőmérsékleti szinteket 30 percig tartják.

A 3. ábra a Step High Hőmérséklet Ret teszt folyamatát mutatja. A teszt során a hőmérsékletet folyamatosan növelik, amíg az összes tesztdarab egy bizonyos hőmérsékleti szinten meghibásodik (t +1, I nagyobb vagy egyenlő 1). Akkor a hőmérsékletet az előző szintre (TI) csökkentik. Ha az összes tesztdarab normálisan működhet a Ti szinten, akkor a Ti +1 -ot a munkaidő -hőmérsékletként határozzák meg. A munkaidő meghatározása után folytassa a tesztelést a kárkorlát feltárása érdekében. A módszer az, hogy részletesebb teszteket végezzen a munkaidő közelében lévő hőmérsékleti tartományban. Például, ha a tesztdarab nem tudja folytatni a normál működést, miután a TJ hőmérsékleten 30 percig maradt, akkor a TJ azonosítható a károsodási határhőmérsékletként. Ha a tesztdarab folytathatja a normál működést, akkor továbbra is növelje a hőmérsékleti tesztet, amíg el nem éri a vizsgálati berendezés maximális hőmérsékleti határát.

info-1211-476

Ez a módszer pontosan meghatározhatja az intelligens fogyasztásmérők munkakötési és károsodási határát, amely kulcsfontosságú adatokat szolgáltat a magas hőmérsékleti megbízhatóság értékeléséhez.

2.2.2 Tesztelemek

A tesztműszer és a tesztkamra kapacitása alapján 16 egyfázisú intelligens mérőt választottak ki mintáknak a teszteléshez. Ez a Ret három lépést tartalmaz: Először is, a Ret előtt egy általános teljesítményértékelési tesztet végeznek annak biztosítása érdekében, hogy minden tesztdarab képes legyen. Másodszor, a Ret során használt online megfigyelési elemeket az egyfázisú intelligens mérők gyenge linkjeinek változó tendenciáinak feltárására használják. Végül, a Ret után, egy átfogó teljesítményértékelési tesztet kell elvégezni szobahőmérsékleten, és a teszt adatai valós időben rögzítik. Az egyes lépések tesztelemeit a 4. ábra mutatja.

info-1014-554

4. ábra Tesztelt tételek

3.

Az adatok azt mutatják, hogy a minta hibája lineárisan növekszik a hőmérséklet növekedésével, és az átlagos hiba trend pozitívan korrelál a hőmérsékletváltozással. A hőmérséklet -emelkedés a minták számának növekedéséhez vezet a túlzott hibákkal. Ha a hőmérséklet meghaladja a 120 fokot, akkor az összes műszer nem tudja megmérni, mert a hibamérés impulzusjele elveszik.

info-927-484

5. ábra. A mérési hibák statisztikája különböző hőmérsékleti szakaszokban

Hőmérséklet (fok)	Hibatartomány (%)	Átlagos hiba (%)	LCD kijelző	485 kommunikáció	Általános állapot
23	0.00~0.15	0.04	⭕	⭕	⭕
70	0.30~0.70	0.45	⭕	⭕	⭕
75	0.30~0.80	0.60	⭕	⭕	⭕
80	0.40~1.00	0.70	⭕	⭕	⭕
85	0.50~1.05	0.70	⭕	△	△
90	0.55~1.10	0.75	△	△	▲
95	0.60~1.15	0.80	■	△	■
100	0.65~1.20	0.85	●	△	■
110	0.70~1.25	0.90	●	■	■
120	\	\	●	●	●
130	\	\	●	●	●
150	\	\	●	●	●
MEGJEGYZÉS: ⭕Normális; △ kisebb hatás; ▲ jelentős hatás; ■ súlyos hatás; ● Teljes hiba

2. táblázat A RET hőmérséklet és a mérő teljesítménye közötti kapcsolat

(1) Mérési hibaváltozás: 23 fok: 0.

(2) LCD kijelző teljesítménye: 90 fok: Kissé tompított, 95 fok: A karakterek nem jelenhetnek meg, 100 fok: Fekete képernyő.
(3) 485 Kommunikáció: 85 fok: Első hiba, 110 fok: A legtöbb kudarc, 120 fok: teljes hiba.
(4) Kritikus hőmérsékleti pontok: 95 fok: Működési határhőmérséklet (LCD nagy léptékű hiba), 120 fok: Átfogó funkcionális meghibásodási hőmérséklet, 150 fok: Becsült károsodási határhőmérséklet.
(5) Hibás folyamat: 70 fok ~ 85 fok: Az egyes minták meghibásodtak, 95 fok: A hibák száma szignifikánsan növekedett, 120 fok: Az összes minta teljesen meghibásodott.
(6) helyreállítási képesség: Ha a hőmérséklet 90 fokra csökken, a legtöbb funkció helyreáll; Amikor a hőmérséklet szobahőmérsékletre esik, a legtöbb minta normalizálódik.

A rendszer megbízhatóságának elmélete szerint az egyfázisú intelligens mérőor több egységmodulból álló sorozatrendszernek tekinthető. Bármely egység meghibásodása a teljes rendszer meghibásodását okozhatja. A "fürdőkád -effektus" alapján az a egység, amely először kudarcot vall a megbízhatóság javító tesztje (RET) során, a rendszer leggyengébb része. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az LCD kijelző egység az egyfázisú intelligens mérő hőmérsékletére leginkább érzékeny komponens.

A jelenség alapján, hogy az LCD folyadékkristály kijelzője 95 fokon eltűnik, és az összes vizsgált mérőt ezen a hőmérsékleten sikertelennek lehet azonosítani, a 95 fokot becsülhetjük meg az egyfázisú intelligens mérő üzemi hőmérsékleti határértékeként. Noha az online megfigyelési funkció teljesen meghibásodik 120 ° C -on, a legtöbb tesztdarab helyreállt, amikor a hőmérséklet 90 fokra esik. Ezt a RET -t 150 fokos (a magas és az alacsony hőmérsékletű váltakozó nedves hőkamramara felső határa) végeztük. Miután szobahőmérsékletre esett, a méter nagy része átfogta az átfogó teljesítménytesztet és folytatta a normál működést. Megállapítható, hogy az intelligens fogyasztásmérő károsodási határhőmérsékletének meghaladja a 150 fokot.

Az eredmények azt mutatják, hogy a tesztminta munkaidője 25K -nál magasabb, mint a tervezési határ, és nagy a margó a kárkorlát és a munkaidő között. Ez azt mutatja, hogy az ebben a RET-ben használt egyfázisú intelligens mérő nagy megbízhatósággal rendelkezik, és stabil működést képes fenntartani durva környezetben.

4 Következtetés

A RET alapelve és az egyfázisú intelligens mérők jellemzői alapján megtervezték és elvégezték a magas hőmérsékletű megbízhatósági javítási tesztet. A teszt ellenőrizte a történelmi adatok elemzésének és az FMEA eredményeit, és úgy vélte, hogy a mérő gyenge linkjei a mérőegység, az LCD kijelző egység és a 485 kommunikációs egység, amelyek között az LCD kijelző volt a leggyengébb; A magas hőmérsékleten történő meghibásodási módot a tolerancia, az LCD kijelző meghibásodása és a 485 kommunikációs hiba miatt mértük; A magas hőmérsékletű munkaidőt 95 fokosnak ítélték meg, és a károsodási határérték meghaladta a 150 fokot. A Ret sikeres megvalósítása nemcsak igazolta a tesztterv megvalósíthatóságát, hanem alapot adott a későbbi gyorsított életteszt paraméterek kiválasztásához és biztonsági tartományának meghatározásához is. Ugyanakkor megalapozta az intelligens fogyasztásmérők megbízhatóságának javítási tesztjeinek további kutatásának alapját

Egyfázisú intelligens mérő-megbízhatóság javító tesztkutatás