关于双电源自动转换开关可靠性分析

2015-03-27广东雅达电子股份有限公司王文贵

电子世界 2015年20期

广东雅达电子股份有限公司王文贵

1 双电源开自动转换关主要故障

操作机构、断路器、转换部件是双电源自动转换开关的主要组成部分，因此，双电源自动转换开关的主要也主要来源于此。

1.1 操作机构故障

操作机构故障具体包括了以下四个方面：第一，就拥有手动操作手柄的双电源开关而言，当通过手柄进行相应操作时，双电源开关无法实现转换任务。第二，在选择双分/再扣方式时，无法实现备用和常用电源的断开，也无法实现断路器的再扣。第三，在选择强制常用方式时，无法实现备用电源的断开也无法实现备用电源的转换接通。第四，在选择强制备用方式时，既无法实现常用电源的断开，也无法实现备用电源的转换接通。

1.2 断路器故障

断路器故障具体包括了动作故障和操作故障。动作故障指的包含了两个层面的故障，一方面，当电气设备或是线路在发生短路、过载等故障时，断路器未能及时采取动作，导致电气设备失去安全保障，进而引发一系列故障。另一方面指的是电气设备或是线路在未发生任何故障的情况下，断路器采取了保护动作，导致断路器无法正常工作。操作故障也包含了两个方面，一方面，断路器在手动合闸时，无法实现相应动作，导致电力无法正常接通。另一方面，断路器无法完成手动合闸的工作，导致电路无法正常断开。

1.3 自动转换部件故障

自动转换开关包括了智能型双电源开关和基本型双电源开关，两种类型开关的自动转换部件故障有所不同。就基本型双电源开关而言，其自动转换部件故障包括了以下几个方面：第一，双电源开关在自复模式下，电源恢复正常后，无法自动恢复到常用电源供电。第二，当双电源开关处于不自复模式时，备用电源无法继续供电。第三，在双电源开关中，常用电源出现故障后，备用电源无法正常接上。就智能型双电源开关而言，其除了可能出现以上几种故障之外，其它功能方面还可能出现故障。

2 双电源自动转换开关可靠性指标

在充分分析了断路器主要故障基础上，以此为依据制定了双电源开关可靠性的标准。在具体的操作中，对双电源开关可靠性标准的制定既要具有可操作性，同时其标准又不宜过多，以免操作过于复杂。

2.1 双电源转动转换开关自动转换成功率等级

在实际操作中，自动转换成功率是确定双电源自动转换开关可靠性的重要指标。假设不可接收的成功率为R1，则自动转换成功率可分为五个等级。所谓的成功率强调的是相关产品在特定的条件下，实现相关功能或是实验成功的概率。双电源开关自动转换的成功率包含了四个方面的内容。首先，当常用电源出现异常情况，在经过了已设定的延时时间之后，双电源开关自动断开电源，并切换到双分的状态。其次，常用电源故障并断开后，经实现设定的延时时间后，双分状态接入备用电源。再次，当备用电源出现异常后，经事先设定的延时时间后，备用电源被断开，并切换至双分状态。最后，双电源自动转换开关在断开备用电源，切换至双分状态后，再切换至常用电源。在规定的时间内，完成相应的任务，其完成的概率则为成功率。

2.2 双电源自动转动转换开关机械操作故障率等级

假设λmax为最大故障率，则在双电源自动转换开关装置中，开关机械故障率的等级分为三个等级。故障率指的是设备在工作达到一定时间后，再发生操作故障的概率。就双电源自动开关来说，机械故障也包含了四个方面。首先，断路器在收到合闸命令或是手动合闸时无法完成合闸操作，导致电路无法正常接通。其次，断路器在收到分闸信号后，无法完成分闸操作，导致备用电源无法切换至常用电源。再次，在强制备用状态下，无法由常用电源切换至备用电源。最后，选择再扣/双分模式时，无法正常断开常用和备用电源，也无法实现断路器的再扣。

3 双电源自动转换开关可靠性分析

定数截尾寿命试验和定时寿命测试是双电源自动转换开关可靠性分析常用的方法，其中，定数截尾寿命测试法指的是产品投入试验后，试验失败的次数达到规定次数，就判定试验结束。定时寿命测试法指的是，测试开始到达一定时间或是特定操作次数后，则判定测试结束。这两者的基本思路就在于，对相关产品进行监测，失败次数、测试次数或是测试时间达到规定范围后，若失败次数未达到允许次数，则判定产品的可靠性达标，若产品测试中失败的次数超过允许次数，则判定产品的可靠性达不到要求。在实际操作中，在对双电源自动转换开关提出可靠性要求后，再对其进行可靠性检测。为避免检测过程的盲目性，应提前制定测试方案，确保产品抽样的科学性，这就会设计到抽样检查的问题。以可靠性抽样理论为依据，我们可以发现，当保护成功的概率小于R1时，试验以相对小的概率接收。在该抽样方案中，对n个样品进行了n1次测试，r分别是是概率之和，当抽检的样品个数大于10n时，则产品可接受条件如下：

在这个公式中R1、AC、β的值一般是由使用者和生产者共同协商的，并以此为依据确定出试验次数。当总的试验次数达到了规定次数，失败次数未超过规定，则判定产品合格；当总的试验次数超过规定次数，总的失败次数又超过了规定次数，则判定产品不合格。

图1为失效了抽样特性，在该曲线图中，α代表的是生产者风险率，λ1代表的是批量失效率容量，λ0所代表的是合格率失效水平，β代表的是使用者风险。当失效的概率小于λ0时，自动转换开关以较大概率接收，换而言之，所λ=λ0时，双电源自动转换开关的合格率为1-α。当双电源开关失效了大于λ1时，双电源开关以较小概率接收，换而言之，当λ=λ1时，β的概率被判定为合格。