浅析电气设备可靠性研究及分析

浅析电气设备可靠性研究及分析

于钦洋

深圳市维骏文化旅游科技有限公司 518000

摘要：电气设备在国民生活、工作中起着举足轻重的作用，随着我国电气产业的不断壮大，电气设备已经深入到人民生活的各个方面，其中对电气设备提出了更高的要求，电气设备不仅需要长时间的稳定运行，其对其安全性也提出了更高的要求，因此，如何提升电气设备的可靠性成为了目前电气行业棘手难题，本文将以此为电气设备可靠性进行研究和分析。

关键词：电气；可靠性；研究；分析

虽然电气化设备已经给人们的生产生活带来了巨大的便利和经济效益，但是其存在的安全隐患是绝对不容忽视的，其可靠性在一定程度上直接关系到人们的生命财产安全，因此提升电气设备的可靠性已经成为了产业发展的硬性要求之一，如论是生产方还是用户方都应该加大投入才能提升电气设备的安全性、可靠性。

为什么要研究电气设备可靠性？

从电气产品角度看,可靠性问题关系到人身安全和经济效益，因此,研究产品的可靠性问题,显得十分重要。 1、电气产品可靠性提高,可以防止故障和事故的发生,尤其是避免灾难性的事故发生。电气火灾、电气爆炸等由于电气产品可靠性而产生的事故不胜枚举。

2、电气产品的可靠性提高,能降低相关费用。首先费用方面,如选用好的元器件,研制部分冗余功能的电路及进行可靠性设计、分析、实验，这些都需要经费。然而，电气产品可靠性提高使得维修费及停机检查损失费大大减小，因此可以降低总体设计、建造费用。 3、电气产品的可靠性提高，可以减少停机时间，提高产品可用率，一台电气设备可顶几台用，可以发挥几倍的效益。美国GE公司经过分析认为，对于发电、冶金、矿山、运输等连续作业的设备，即使可靠性提高1%，成本提高10%也是合算的。 4、电气产品的可靠性提高，可以改善公司信誉，增强竞争力，扩大市场份额，从而提高经济效益。

影响电气设备可靠性的因素

在我国电气设备涉及各种各样的工作环境。其电气元件质量、天气条件、机械作用力、电磁干扰和使用及维护不当等都是影响控制电气设备可靠性的重要因素。

1、电气元件质量方面问题。目前元器件生产厂家众多，参差不齐。如果电气设备的使用企业规模较小，质量管理体系不健全，容易导致零部件出厂检查出现漏洞；同时，电气元件厂家间的恶性竞争，导致产品价格低廉，迫使企业不顾及电气元件质量进行采购，这些都会导致电气设备可靠性指标偏低，并且降低了使用寿命。

2、天气方面问题。主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素，对电气设备的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构损坏，甚至不能正常工作。 3、机械条件方面问题。机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用，使得电气元件损坏失效或电参数改变，结构件断裂或变形过大以及金属件的疲劳破坏等。 4、干扰方面的问题。电气设备工作的周围电气质检的干扰、空间的电磁波干扰、浪涌干扰等，均造成外部及内部干扰。由于各种干扰的存在，使电气设备输出不确定增加，工作不稳定，甚至不能安全工作等等。

5、使用及维护不当问题。操作人员在没有完全掌握控制设备原理的基础上进行操作，导致对控制设备不能熟练而正确的操作，并且不能对设备进行及时的维护和保养，都会导致控制设备可靠性指标低。

电气设备可靠性测试方法

1、现场测试法。将电气设备安装后，经过多次试验，以数理统计为基础对数据进行对比分析，得到与电气设备相符的数据叫做现场测试法。试验过程中得出的数据能够更好的体现出电气设备的实际运营状态，且测试过程中不会对电气设备的运行产生影响。

2、模拟条件测试法。通过对电气设备的实际工作环境进行模拟，同时统计相关信息数据，并对运行时的相关数据进行核算的可靠性测试办法叫做模拟测试法。模拟测试能够模拟出更多的恶劣环境，对电气设备给予不同的考验来测试其可靠性，提高试验数据的精准度。但实际的工作环境变化无常，试验室不可能完全模拟出来，所以还会存在与实际数据差异的情况[2]。

3、故障测试法。对未出厂的电气设备进行检测并对设备的故障进行试验。由于电气设备发生故障的随机性较强，通过测试法及时发现自身的故障并进行修复，增加电气的可靠性。这个方法的优势是可以降低电气设备失效的可能，但测试的时间比较长，另外，保证测试法对环境的要求较高，所以在测试之前一定要满足其方法工作的基本条件。

电气设备可靠性对策分析

要提高电气设备的可靠性，需采用相应的可靠性设计方法，从电气元件正确选择与使用、散热防护、外界天气影响、人员等方面等入手，使电气可靠性提高。 1、电气元件的选择。首先，设计阶段，研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案根据电气性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量；优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件，不选用淘汰和禁用的元器件；应最大限度地压缩元器件的品种规格，减少生产厂家，提高它们的复用率；除特殊情况外，所有电气元件应按不同的要求经过必要的可靠性筛选后，才能用到产品中；优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的电气元件。对关键电气元件要进行用户对生产方的质量认定；仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异，择优选择。要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据，作为以后选用的依据。其次，具有经济观念，在保证产品性能的条件下，按最经济的方法设计；在满足产品技术要求的条件下，选用最经济合理的原材料和电气元件，以求降低产品的生产成本；全面构思，周密设计电气产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用；

2、电气设备的散热防护。温度是影响电气元件可靠性最大因素。电气元件工作时，其功率损失一般都以热能形式散发出来，尤其是一些耗散功率较大的电气元器件，如电子管、变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外，当环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，将使设备温度升高，过高的温度会使器件的工作点发生漂移、增益不稳定、噪声增大和信号失真，严重时会引起热击穿。因此针对大功率电气元件要重点考虑，对于半导体分立器件散热功率小于100 mW的晶体管，一般不用散热器；大功率半导体分立器件应装在散热器上；散热器应使肋片沿其长度方向垂直安装，以便于自然对流。半导体分立器件外壳与散热器间的接触热阻应尽可能小，应尽量增大接触面积，接触面保持光洁，必要时在接触面上涂上导热膏或加热绝缘硅橡胶片，借助于合适的紧固措施保证紧密接触；对于热敏感的半导体分立器件，安装时应远离耗散功率大的电气元件。 3、外界天气影响防护。潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电气元件影响很大，其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使电气元件上凝露现象，使电性能下降，故障上升，同时也会造成绝缘材料表面电导率增加，体积电阻率降低，零部件电气短路、漏电或击穿等。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护作用。通常采用浸渍、灌封、密封等措施。

4、人员操作方面。现代化的电气设备虽然具有很强的智能性，但是要想使得电气设备运行良好必须配备专业人员对其进行操作，在电气设备运行操作的过程中，一定要严格按照规定的步骤严格进行，不科学不恰当的人为操作，会严重影响电气设备的安全，甚至会带来触电等生命危险，如果操作人员对电气设备的不重视，会给电气设备的运行留下更加严重的安全隐患。因此，必须进行电气人员的专业技术培训和特种设备作业人员取证工作，同时也要制定严格的电气操作和管理流程，并做好监督机制。

结语

电气设备的发展不仅保障了我国各行各业快速发展，而且顺应了我国经济的快速发展和社会的稳定发展。提高电气设备的可靠性是保障电气系统稳定运行的必要手段。安全高效生产环节的开展依赖于电气设备的可靠性；产品质量的提升依赖于电气设备的可靠性；生产成本的降低依赖于电气设备的可靠性。电气设备可靠性的提高受控于诸多因素。我们必须从认识到其重要性，全面提升检测方法和可靠性分析，大力提高电气可靠性将进一步促进电气行业的发展。

深圳市维骏文化旅游科技有限公司

于钦洋 副总经理 总工程师