电子式电能表寿命概念的探讨

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1、电子式电能表寿命概念的探讨王思彤1，袁瑞铭1，武宏波2，（1，冀北电力有限公司北京102208；2，华北电力大学保定071003）摘要：寿命是电子式电能表的重要技术指标。本文基于可靠性特征量，结合电子式电能表的失效分布特性，探讨了电子式电能表的各种寿命概念，提出反映质量保证最小寿命的指标应是满足可靠度目标值的可靠寿命。最后介绍了评价电子式电能表寿命的三种方法：现场数据统计分析、加速寿命试验和可靠性预计。关键词：电子式电能表；可靠性；失效前平均工作时间；寿命Adiscussionontheconceptofelctronicenerg

2、ymeter’slifeWangSitong1,LuoWei1,YuanRuiming1,WuHongbo2(1,NorthChinaElectricPowerResearchInstituteCo.,Ltd.Beijing100045;2,NorthChinaElectricPowerUniversity.Baoding070010)Abstract:Lifeisasignificanttechnicalindicatorforelctronicenergymeter.Theconceptofelectronicenergymet

3、er’slifeisdiscussedbasedonitsreliabilitycharacteristicsandfailuredistribution.Thenrationalindicatorinflectingtheminmumqualityassurancelifeisgiveninthispaper.Intheend,threemethodsincludingfielddatastatisticalanalysis,acceleratedlifetestandreliabilityprediction,areputfor

4、wardtoevaluatethelifedistributionofelectronicenergymeter.Keywords:electronicenergymeter;reliability;meantimetofailure;life0前言寿命是电能表的重要指标之一，现行标准和技术规范大多规定：失效前平均工作时间(meantimetofailure,MTTF)是电能表的可靠性特征量[1][2]，且MTTF设定为不低于10年[2]-[5]，相应的平均寿命下限值应不低于。但是，依据可靠性的基本原理、分析电子式电能表的失效特性，

5、以MTTF不低于10年规定电能表的质量保证最小寿命即不合理、也不是所期望的。问题的另一个方面是：如何预计、评价电子式电能表的寿命是否满足规定的质量保证最小寿命？1电子式电能表可靠性的基本概念电子式电能表可靠性是指在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，表示可靠性水平的指标称为可靠性特征量，包括可靠度、不可靠度、失效概率密度、失效率等。1.1可靠度、不可靠度与失效概率密度电能表的可靠度是表征可靠性的概率量化指标，通常用R表示，是时间的函数，又表示为R(t)；与可靠度对应的是不可靠度，记为F(t)。可靠度和不可靠度的关系为：(1)F

6、(t)又称为失效概率函数，失效概率密度为f(t)，如果不可靠度函数F(t)连续可微，则二者关系为：(2)如果用随机变量T表示电能表从开始工作到发生失效或故障的时间，则电能表在某一指定时刻t的可靠度为：(3)即，概率意义上的可靠度为：产品失效前工作时间大于t的概率。1.2失效率电能表失效是指丧失完成规定功能能力的事件。工作到某时刻尚未失效的电能表，在该时刻后单位时间内发生失效的概率就是电能表失效率，也称为瞬时失效率，它反映了t时刻电能表失效的速率，一般记为l或l(t)：(4)电能表及其电子元器件常采用菲特（Fit：Failuresin

7、time）作为失效率的单位，表示每十亿小时内的失效数，。1.3可靠性特征量之间的关系电子式电能表的可靠度、不可靠度、失效概率密度、以及失效率四个可靠性特征量是统一的，只要确定了其中任何一个特征量函数，另外三个函数也就随之确定了。四者的数学关系见表1。表1可靠性特征量之间的函数关系2电子式电能表的寿命分布电子式电能表是典型的电子产品，其失效特征、也就是失效率随时间变化的曲线形似浴盆[6][7]，分为早期失效期、偶然失效期和耗损失效期三部分，称为浴盆曲线，如图1所示。各阶段的特点如表2所示。图1浴盆曲线表2浴盆曲线各阶段失效率特点及失效

8、原因阶段失效率特点失效原因早期失效较高随时间下降快设计制造、存储运输等缺陷，调试启动不当偶然失效基本恒定非预期的过载、误操作、外界随机应力耗损失效迅速上升经过持续置于运行和环境应力的影响下老化所引起在制造商交付电力公司前，电子式电能表