摘要:首先介紹了低壓電器可靠性的定義,、低壓電器可靠性的重要性和研究意義以及可靠性的發(fā)展歷史,，然后介紹了國內(nèi)外低壓電器可靠性工作概況以及取得的成果,，最后對低壓電器可靠性工作進(jìn)行了展望．

關(guān)鍵詞:低壓電器,；可靠性,；概況

0   前言

      低壓電器的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力,，產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要組成部分．產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)格說起來應(yīng)包括其性能及可靠性兩個方面,，一個產(chǎn)品盡管其性能指標(biāo)很高，但若其可靠性不高的話,，就不能算是一個質(zhì)量好的產(chǎn)品．一個自動控制系統(tǒng)的可靠性基本上取決于該系統(tǒng)所用元件的可靠性,，同時，系統(tǒng)的可靠性一般隨系統(tǒng)中所用元件的數(shù)量增加而下降．隨著系統(tǒng)向大型化方向的發(fā)展,，一個自動控制系統(tǒng)所用元件的數(shù)量越來越多,，只要其中一個元件發(fā)生故障，一般就可導(dǎo)致整個自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障,，而可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失,，所以自動控制系統(tǒng)中所用的電氣元件的可靠性就顯得越來越重要^[1,2] ．

      電力系統(tǒng)與低壓配電系統(tǒng)中使用了各種低壓電器，如果這些低壓電器發(fā)生故障就導(dǎo)致電力系統(tǒng)與低壓配電系統(tǒng)發(fā)生故障而造成停電事故,，甚至?xí)＜肮╇娋€路和用電設(shè)備的安全,，它所造成的經(jīng)濟(jì)損失將更為巨大．因此，開展各種低壓電器的可靠性研究與應(yīng)用工作具有十分重要的意義．

      可靠性技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的一門新技術(shù)．可靠性研究始于美國,，在20世紀(jì)40年代美國深入開展電子元件和電子設(shè)備的可靠性研究,，并制訂了有關(guān)可靠性管理、可靠性設(shè)計及可靠性試驗等方面的標(biāo)準(zhǔn)．到20世紀(jì)60年代,，美國在電子產(chǎn)品的可靠性研究方面已逐漸成熟,，這對提高美國電子產(chǎn)品的可靠性起了很大作用．美國從20世紀(jì)70年代起可靠性工作逐漸擴(kuò)展到機(jī)械、電力,、電工及化工等工業(yè)部門．美國是世界上從事可靠性研究最早,、范圍最廣、最有成效的國家．原蘇聯(lián),、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(jìn)展．

1  國外低壓電器可靠性工作概況^[3] 

1.1  可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂

      國外的電氣公司與各種國際機(jī)構(gòu)（如IEC、IEEE等）中,，可靠性工作都很受重視,，一些著名的電氣公司都設(shè)有可靠性管理部門或設(shè)有專職的可靠性工程師．有些產(chǎn)品已規(guī)定了可靠性指標(biāo)，有些產(chǎn)品雖還未規(guī)定可靠性指標(biāo),，但在公司內(nèi)部已開展可靠性研究工作,，產(chǎn)品可靠性的高低已成為國外各公司間競爭的重要手段．IEC在1965年成立了技術(shù)委員會TC56（可靠性與維修性技術(shù)委員會），至今已發(fā)布了不少關(guān)于可靠性與維修性方面基礎(chǔ)性或共性的標(biāo)準(zhǔn)：如 IEC300《可靠性與維修性管理》、IEC605《設(shè)備可靠性試驗》與IEC706《維修性導(dǎo)則》．

      在電器產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂方面,，還開展得不夠系統(tǒng),、明確、完整,，如IEC255電氣繼電器標(biāo)準(zhǔn)中的IEC255-0-20《電氣繼電器的觸點性能》,、IEC25-0-10《電子元件質(zhì)量評價系統(tǒng)在有或無繼電器上的應(yīng)用》及IEC255-19《機(jī)電式有或無繼電器的質(zhì)量評價》等標(biāo)準(zhǔn)未包含可靠性的內(nèi)容；IEC SC41A在l988年6月發(fā)出46號文件,，僅提出現(xiàn)在有IEC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上應(yīng)補(bǔ)充“應(yīng)用于小電流的有或無繼電器的可靠性試驗”,2002年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)IEC60050-444“電工術(shù)語基本繼電器”的444-07節(jié)中僅列入了12條關(guān)于可靠性方面的術(shù)語．

1.2  可靠性試驗研究^[4] 

      美國,、日本在繼電器的可靠性壽命試驗中已普遍采用電子計算機(jī)進(jìn)行控制．美國、日本等國家都在對電器產(chǎn)品加速壽命試驗的模式,、方法及數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行研究．例如,，日本以負(fù)載電壓及負(fù)載電流為加速變量進(jìn)行了開關(guān)的加速壽命試驗，根據(jù)試驗結(jié)果算出了不同負(fù)載電壓和負(fù)載電流值時的加速系數(shù)．

1.3  可靠性物理的研究

      國外是從20世紀(jì)60年代才開始研究可靠性物理的,，美國空軍ROME航空發(fā)展中心在20世紀(jì)60年代初首先開始對現(xiàn)場失效的元器件進(jìn)行失效分析．J．Vaccro首先提出用“失效物理學(xué)”這一概念來研究元器件的可靠性,，1962年起美國每年召開一次“失效物理”會議，從1967年起改稱“可靠性物理”會議．可靠性物理學(xué)的研究是提高產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)性措施．美國,、日本等國家對可靠性物理的研究都很重視．

1.4  可靠性學(xué)術(shù)會議

      國外在可靠性學(xué)術(shù)交流方面也很活躍,，涉及到可靠性的國際學(xué)術(shù)會議有：IEEE霍姆電接觸會議（每年召開一次）；國際電接觸會議（每兩年召開一次）,；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）．

2  國內(nèi)低壓電器可靠性工作概況

      原機(jī)械工業(yè)部對電器產(chǎn)品的可靠性工作十分重視，早在1980年原機(jī)械工業(yè)部電工局委托河北工業(yè)大學(xué)舉辦了兩期電器新技術(shù)學(xué)習(xí)班,，可靠性技術(shù)是其中主要內(nèi)容之一．1983年l0月成立了中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會,，在該學(xué)會組織下開展了電工產(chǎn)品可靠性研究工作與學(xué)術(shù)交流活動，并多次舉辦電工產(chǎn)品可靠性學(xué)習(xí)班及電工行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)干部可靠性研討班,，對我國電工行業(yè)的可靠性工作起了一定的促進(jìn)作用．原機(jī)械工業(yè)部曾多次召開可靠性工作會議,，部署在機(jī)電行業(yè)中開展“限期考核機(jī)電產(chǎn)品可靠性指標(biāo)”工作，從1986～1991年發(fā)布了7批（共1189種規(guī)格）限期考核可靠性指標(biāo)的機(jī)電產(chǎn)品清單,，其中包括繼電器,、接觸器、變壓器,、量度繼電器,、電動機(jī)、電力電子器件等產(chǎn)品,，這對推動我國電工產(chǎn)品的可靠性工作有很大作用．1994年原機(jī)械工業(yè)部又召開機(jī)械工業(yè)可靠性工作會議,，會上提出可靠性必須從產(chǎn)品設(shè)計抓起，并規(guī)定凡是列入部或省市機(jī)械廳局開發(fā)計劃和重大技術(shù)裝備攻關(guān)的項目,，應(yīng)加強(qiáng)可靠性設(shè)計和試驗研究工作,，要求在立項時提出可靠性設(shè)計目標(biāo)和攻關(guān)內(nèi)容,，產(chǎn)品鑒定或項目驗收時應(yīng)對可靠性目標(biāo)進(jìn)行審核評定．會上還決定在機(jī)電產(chǎn)品中進(jìn)一步開展可靠性認(rèn)定工作．

      從20世紀(jì)80年代中期至今，我國電器可靠性研究與應(yīng)用方面大致做了以下工作．

2.1  電器可靠性研究方面

      河北工業(yè)大學(xué),、上海電器科學(xué)研究所,、成都機(jī)床電器研究所、許昌繼電器研究所及廣州電器科學(xué)研究院等單位與企業(yè)相結(jié)合,，從20世紀(jì)80年代中期開始,，以產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式開展了電器可靠性研究工作．通過理論分析及大量試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析了產(chǎn)品的失效機(jī)理，對產(chǎn)品設(shè)計及制造工藝提出了改進(jìn)措施,，使這些產(chǎn)品的可靠性得到較大提高，取得了一定成效．

2.2可靠性學(xué)術(shù)組織的建立與國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流方面

      1984年建立了中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會,，從1994年起河北工業(yè)大學(xué)擔(dān)任該研究會的理事長單位,，秘書處也設(shè)在河北工業(yè)大學(xué)．該研究會從l998年至今已經(jīng)過兩次換屆，我校連續(xù)3屆擔(dān)任理事長單位．在這l0年中,，除成功舉辦5屆全國電工產(chǎn)品可靠性學(xué)術(shù)年會外,，2004年及 2007年陸儉國教授作為會議主席成功組織舉辦了第1屆、第2屆“電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會議”,，會議論文全部被ISTP收錄,，第2屆會議的29篇論文同時被SCI、EI收錄．IEEE TC-1的副主席,、國際電接觸顧問委員會主席等國外著名專家參加了該會議,，IEEE TC-1發(fā)表了該會議的信息及詳細(xì)報道，兩屆國際會議均受到國內(nèi)外同行著名專家的高度評價,，進(jìn)一步提高了我校在國內(nèi)高校及學(xué)術(shù)界的影響．2009年l0月中旬將主辦第3屆“電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會議”．

2.3  電器可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制訂

      河北工業(yè)大學(xué)作為負(fù)責(zé)單位,，于2007年制訂了6個主要電器產(chǎn)品可靠性試驗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上于2O08年制訂的8個電器產(chǎn)品可靠性試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)（見表1）已由國家批準(zhǔn)發(fā)布^[5-11] ,，研制的執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)的可靠性試驗設(shè)備達(dá)到國際先進(jìn)水平,，已廣泛應(yīng)用于我國電器行業(yè)．外，為國家電器此質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等十多個單位建立了電器可靠性試驗室,，促進(jìn)了全國電器行業(yè)的科技,、經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為我國電器行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了理論和技術(shù)支持,，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)．
 

2.4  可靠性試驗裝置的研制^[12-17]

      河北工業(yè)大學(xué)建立了電器研究所檢測中心,，該檢測中心于2001年5月通過了中國實驗室國家認(rèn)可委員會的認(rèn)可，它是國內(nèi)電器行業(yè)唯一通過國家認(rèn)可的電器可靠性檢測機(jī)構(gòu),，具有進(jìn)行有關(guān)電器可靠性認(rèn)證試驗的資格,，并研制了微機(jī)控制的繼電器、接觸器可靠性試驗裝置（見圖）,、小型斷路器可靠性試驗裝置（見圖2）,、剩余電流動作保護(hù)器可靠性試驗裝置（見圖3）,、塑殼斷路器可靠性試驗裝置（見圖4）、過載繼電器可靠性試驗裝置（見圖5）,，作為第一完成單位完成的成果“低壓電器試驗技術(shù)與檢測技術(shù)的研究”獲2OO2年度國家科技進(jìn)步二等獎．
 

2.5  電器可靠性設(shè)計研究

      河北工業(yè)大學(xué)等單位在電器電磁系統(tǒng)與觸頭的可靠性設(shè)計方面已開展了研究,，在1988年美國繼電器年會與1994年第l7屆國際電接觸會議上發(fā)表了其初步研究成果．河北工業(yè)大學(xué)與清華大學(xué)合作完成的科研項目“電工設(shè)備現(xiàn)代設(shè)計理論與試驗研究”中對電器電磁系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)一步作了研究．以河北工業(yè)大學(xué)為第一完成單位的科研成果“低壓電器可靠性設(shè)計與檢測技術(shù)的研究”獲
得了2000年度國家科技進(jìn)步二等獎．

2.6  保護(hù)電器可靠性設(shè)計研究^[17] 

      針對保護(hù)電器可靠性研究難度大，國際權(quán)威機(jī)構(gòu)IEEE雖作了斷路器可靠性的調(diào)查報告,，但未能提出可靠性指標(biāo)及評估方法的狀況．河北工業(yè)大學(xué)創(chuàng)造性地提出成功率作為保護(hù)電器主要可靠性指標(biāo)與成功率驗證試驗方案,，首次出版了專著《低壓保護(hù)電器可靠性理論及其應(yīng)用》，解決了上述難題．根據(jù)此理論成果,，在國內(nèi)外首次負(fù)責(zé)制訂了主要低壓保護(hù)電器的可靠性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，由國家發(fā)改委批準(zhǔn)發(fā)布，以河北工業(yè)大學(xué)為第一完成單位的成果“低壓保護(hù)電器關(guān)鍵技術(shù)的研究及其應(yīng)用”獲2008年度國家科技進(jìn)步二等獎．

3  低壓電器可靠性工作的發(fā)展前景與展望

      我國電器產(chǎn)品可靠性研究雖然在上述幾方面做了一些工作,，取得了一些進(jìn)展,，但由于我國電器產(chǎn)品可靠性研究工作起步較晚，不少電器產(chǎn)品,，在新產(chǎn)品開發(fā)時尚未認(rèn)真開展可靠性設(shè)計與可靠性制造,，特別是我國電器行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)對可靠性工作還重視不夠，可靠性工作尚未認(rèn)真開展,，我國電器產(chǎn)品的可靠性水平還普遍低于發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品的可靠性水平．

      在市場經(jīng)濟(jì)競爭中,，以優(yōu)取勝，以質(zhì)量與可靠性取勝,，必將成為共識．我們不僅要開發(fā)高性能的電器產(chǎn)品,，而且要開發(fā)出高可靠性的電器產(chǎn)品，這將是我國電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,，特別是我國已加入WTO在國際上面臨更大的競爭,，可靠性工作更顯得重要．相信在電器產(chǎn)品可靠性學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、電器科研機(jī)構(gòu)及電器行業(yè)的共同努力下,，我國電器產(chǎn)品可靠性研究與應(yīng)用工作一定會更好地開展．可以預(yù)見,，在二十一世紀(jì)中，我國低壓電器產(chǎn)品的可靠性水平一定會得到大幅度的提高,，以振奮我國低壓電器民族工業(yè)．

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