剩余电流动作保护器的可靠性研究

剩余电流动作保护器的可靠性研究

杨凤彪[1]2004年在《漏电保护器可靠性技术的研究》文中指出漏电保护器是一种新型低压安全保护电器,它是低压电器中防止人身触电和漏电火灾的保护类电器。漏电保护器是事关人民生命财产安全的电器,对其进行可靠性研究不仅具有一定的经济效益,而且更具有广泛的社会效益。 本文对漏电保护器的可靠性进行了研究。首先,针对漏电保护器不频繁动作的保护电器的工作特点以及发生拒动、误动故障及操作故障叁类故障的失效模式,采用保护成功率R和失效率λ作为可靠性特征量,并给出了可靠性特征量的估计方法。本文由抽样理论,采用定时截尾试验方案确定了漏电保护器的可靠性验证试验方案,漏电保护器的可靠性验证试验由成功率验证试验和失效率验证试验组成;本文还给出了漏电保护器可靠性验证试验的试验条件、试验检测方法、失效判据,以及可靠性验证程序。 本文研制了执行其可靠性试验方法的可靠性试验设备。该设备能够进行成功率验证试验和失效率验证试验。 本课题是在给常熟开关制造有限公司及苏州高新技术开发区电器检测所研发“漏电保护器可靠性测试装置”的基础上进行的。

刘帼巾[2]2002年在《剩余电流动作保护器的可靠性研究》文中提出剩余电流动作保护器是一种新型低压安全保护电器,它是低压电路中防止人身触电和漏电火灾的保护类电器。剩余电流动作保护器是事关人民生命财产安全的电器,对其进行可靠性研究不仅具有一定的经济效益,更具有广泛的社会效益。 本文对剩余电流动作保护器的可靠性进行了研究。首先,针对剩余电流动作保护器是不频繁动作的保护电器的工作特点以及发生拒动、误动故障及操作故障叁类故障的失效模式,提出了采用保护成功率及和操作故障率λ作为可靠性特征量,并提出了可靠性特征量的估计方法。本文由抽样理论,采用定时截尾试验方案确定了剩余电流动作保护器的可靠性验证试验方案,剩余电流动作保护器的可靠性验证试验由成功率验证试验和故障率验证试验组成;本文还给出了剩余电流动作保护器可靠性验证试验的试品准备和试验条件、试验检测方法、失效判据,以及可靠性验证程序。 本文研制用来执行其可靠性试验方法的可靠性试验设备。应用剩余电流动作保护器可靠性试验设备进行了成功率验证试验和操作故障率可靠性验证试验,分析了剩余电流动作保护器的故障原因,提出了提高剩余电流动作保护器可靠性的方法,从而真正地将可靠性研究工作付诸实施。 本课题是结合河北省自然科学基金重点项目“漏电保护器的失效机理及其可靠性研究”进行的,得到了河北省自然科学基金的资助。

陈玉兵[3]2009年在《CM2L塑壳断路器漏电保护的可靠性研究》文中提出漏电断路器(又称带剩余电流保护塑壳断路器)不仅具有过载、短路保护功能,而且还具有防止人身触电和漏电火灾危险功能。由于漏电断路器事关生命与财产安全,对其进行可靠性研究对提高产品质量具有重要意义。本文主要对CM2L漏电断路器的漏电可靠性进行研究。漏电断路器可靠性考核主要是针对它的工作特点和故障形式加以考核。漏电断路器是不频繁动作型保护电器。可靠性考核主要是考虑到它的这种不同于频繁动作型电器的工作特性,主要失效模式是拒动、误动故障及操作故障。在进行可靠性检测时,分别进行漏电保护可靠性检测和操作可靠性检测。对拒动、误动故障可采用保护成功率R的高低作为可靠性指标进行漏电保护可靠性检测;对操作故障,可采用故障率λ的大小作为可靠性指标进行操作可靠性检测,并确定了故障率和成功率等级。以CM2L漏电断路器为研究对象提出了漏电断路器可靠性验证试验方案。由抽样理论,采用定数验证试验方案确定漏电断路器验证试验方案,并提出了其可靠性试验方法。为保证可靠性试验方法的实施,本文研制出一套漏电断路器可靠性试验设备,利用它可进行漏电保护可靠性试验检测和操作可靠性试验检测,从而真正地将可靠性研究工作付诸实施。在此基础上,探讨了FMEA可靠性综合分析技术在漏电断路器操作机构中的应用。指出漏电断路器操作机构在设计、制造以及使用过程中应该注意的问题,避免设计和生产中出现失误,并针对各故障模式,提出了改进措施。对漏电断路器系统进行可靠性设计并进行可靠性增长试验,根据FMEA分析和可靠性试验结果,重点针对储能弹簧和连杆进行可靠性设计,并进行可靠性试验。通过可靠性增长试验,得到与理论分析一致的结果,操作可靠性从亚叁级水平提高到叁级水平。

刘冬[4]2006年在《小型漏电断路器的漏电保护可靠性试验及其装置的研究》文中研究表明小型漏电断路器是一种新型低压安全保护电器,它是低压电器中防止人身触电和漏电火灾的保护类电器。漏电断路器是事关人身安全财产安全的电器,对其进行可靠性研究不仅具有一定的经济效益,而且更具有广泛的社会效益。本文对漏电断路器的可靠性进行了研究。首先,针对漏电断路器不频繁动作的保护电器的工作特点以及发生拒动、误动故障及操作故障叁类故障的失效模式,采用保护成功率R和失效率λ作为可靠性特征量;然后,阐述漏电保护可靠性验证试验的试验条件、失效判据以及测试方法,根据可靠性验证试验理论,漏电断路器的可靠性验证试验由成功率验证试验和失效率验证试验组成;最后,研制出小型漏电断路器漏电保护可靠性试验装置,该装置的开发分为硬件设计和软件设计。硬件设计包括试验电流源电路、电机控制与保护电路、手柄分/合闸操作电路以及复位按钮操作电路等的设计;软件设计包括操作界面的设计、试验流程的控制、试验结果的查看等等。本课题是在给上海良信电器有限公司研发“小型漏电断路器漏电保护可靠性试验装置”的基础上进行的。

刘军[5]2013年在《漏电保护专用集成电路测试系统的设计与实现》文中认为随着我国经济建设规模的不断扩大,用电量也与日俱增,由此而带来的用电安全问题也变的日益突出和严峻,电气火灾和人身触电等意外事故时有发生。虽然可以采取多种措施减少电气事故的发生,但实践证明,采用漏电保护技术是最直接和最有效的方法,因此得到广泛应用。随着工业和电子、半导体技术的发展,漏电电流中常含有脉动直流成份,由于我国广泛应用的AC型交流漏电保护器不能确保可靠脱扣,因此,误动作和拒动作等故障时有发生,这就需要发展功能更为强大的A型漏电保护器。漏电保护器的性能对预防电气火灾和人身触电提供的安全保护起着重要作用。随着对漏电保护的可靠性要求提高,对漏电保护器的漏电动作特性参数的测试提出了更高的要求。本论文以A型漏电保护集成电路测试技术为研究的主要内容,对漏电保护检测技术进行了理论研究和实践探索,设计了基于A型漏电保护集成电路LW301的A型漏电保护集成电路测试系统的硬件系统和软件系统,可实现漏电流的快速检测、处理和显示。采用ATMEGA8515及80C51单片机设计的漏电保护器动作特性自动测试系统,能自动对漏电保护器特性参数进行测试,为漏电保护器的性能研究、质量检测及生产提供了有效手段。本论文创新性使用单片机控制电路,高精度ADC转换和高精度运算放大器集成电路产生可自动调节和控制的高精确度漏电信号,此方式有效解决了原有传统采用互感线圈产生漏电信号的众多缺陷,大大提高了测试系统的精确性和可靠性,有效解决了量产测试中存在的问题。目前,本测试系统已经基本完成硬件电路系统设计、软件控制程序开发以及系统调试工作,初步完成系统设计任务。测试系统已经应用于产品的测试和抽检中,能够较准确和完整测试各IC功能和参数性能指标,基本达到和实现了设计目标。

武志刚[6]2012年在《漏电断路器可靠性及其失效机理分析》文中提出电力进入人们生活以来,漏电事故时有发生。漏电断路器是目前低压电路中常见的保护电器,它在防止触电、漏电事故方面起到了重要作用。漏电断路器是事关人们生命、财产安全的电器,对其进行可靠性研究不仅具有一定的经济效益,更具有广泛的社会效益。本文对漏电断路器的可靠性及其失效机理进行了研究。国家标准GB/Z22202-2008《家用和类似用途的剩余电流动作断路器可靠性试验方法》是本文检测的依据,依据该国家标准中阐述的漏电断路器可靠性试验的试验条件、试验方法以及失效判据,进行了操作失效率可靠性试验,瞬动保护成功率试验以及剩余电流保护成功率试验。由于试品在试验中发生误动作,因此本文对试品进行了电磁兼容实验,来进一步确定试品的失效原因。试验后对失效试品进行了分析,研究了温度、湿度、振动叁种因素对试品失效的影响,以及零序电流互感器不平衡度对试品失效的影响,此外还对谐波、过电压以及电磁干扰对试品失效的影响进行分析。最后,提出了在线路板上均匀喷涂叁防漆,提高组装工艺,提高零序互感器的平衡度,改进线路板等改进措施。

李莉[7]2012年在《漏电保护电路及测试系统设计》文中研究表明随着我国社会经济建设的高速发展,电这种重要的能源广泛应用于我们的生活,电网结构越来越庞大与复杂。人们的日常生活与工作已经离不开各种各样的电气设施与电子装备,促使人们对用电的安全性和供电的可靠性方面提出了更高的要求。作为保护人身和设备安全的漏电保护器,得到了空前广泛的使用。漏电保护芯片作为漏电保护器的核心部分,对漏电保护器的性能影响非常大,所以研究和设计漏电保护控制电路变得尤为重要。本论文的研究思路和工作内容如下:首先通过漏电的危害指出漏电保护器的重要性,然后对漏电保护器的基本原理、分级保护、分类、适用范围、电气指标、标准等几个方面的研究让大家对漏电保护的基本知识有了初步的认识。其次根据国内的市场需求设计一款低成本的漏电保护芯片。本芯片主要用于各种建筑、住宅及电器的供电系统中,是一种微功耗电路,单管工作电流仅600μA,主要单元均为正向设计,采用SiGe BiCMOS工艺、数模混合的设计方法,集成度约为500多个元器件,用Cadence IC5141软件进行仿真,其版图设计通过了SiGeBiCMOS工艺的DRC及LVS验证。本芯片各个功能模块内部所需的带隙基准、运放、逻辑运算等电路的设计,进行了电路的仿真和验证,仿真结果表明实现了各个模块的功能和性能指标。总体电路进行了系统仿真,结果表明符合设计要求。并且此漏电保护芯片经过了“稳定性烘焙”、“温度循环”、“高、低温电参数测试”等可靠性试验。再次,作为漏电保护芯片,稳定性和一致性非常重要,一旦该芯片出现误操作,有可能会造成严重后果,因此我们针对芯片的重要参数制定了完善可靠的测试方案。最后,根据漏电保护芯片的特性,我们不但建立了以功能测试、性能测试为目的的漏电保护芯片测试系统,还针对测试系统进行了抗干扰措施的研究,该测试系统具备对测试结果综合分析的能力。硬件方面我是采用的PROTEL99SE软件来设计,囊括了重要参数指标的测试需求,软件方面则是通过满足系统自动化测试功能的需要,使用Code VisionAVR C编程软件对Atmel8515单片机编程来实现,从而使该芯片测试系统能满足漏电保护芯片的测试需要,测试结果表明符合设计要求。

闫伟[8]2010年在《漏电保护特性试验技术及其装置的研究》文中认为随着电视机、电冰箱、电脑等常用家电的大规模普及,我国家庭用电等于照明用电的历史已经结束。安全用电问题已经成为人们日常生活关注的焦点。然而在日常生活中因为电气设备老化或者配电线路漏电导致的触电事故时有发生,我国每年因漏电引起火灾造成的经济损失达数亿元。漏电保护器是一种行之有效的防止人身触电和防止漏电引起火灾、电气设备损坏等事故的保护电器。随着国家推广普及漏电保护器的使用,它们在防止人身触电和漏电火灾方面起到了巨大的作用。漏电保护动作特性是漏电保护器的最重要性能,是影响漏电保护器质量的关键指标。因此,为了提高漏电保护器性能和质量的稳定性,需要对漏电动作特性及其试验技术进行深入的研究。漏电保护器特性试验技术的研究对提高产品的检测技术有很好的促进意义,同时对其他低压保护类电器提供了借鉴作用。本文对漏电保护器动作特性的试验技术进行了理论分析和实践探索。首先对漏电动作特性试验技术的发展现状进行了详细分析,还对国家有关标准中的规定进行了仔细的研究,以此为基础,对漏电保护动作特性试验装置的硬件和软件进行了研究和设计。为了提高试验的精确度,对电子式和电磁式漏电保护器采用了不同的测试方法;同时引入了手动控制试验的操作,进一步提高了试验的精确度。本设计以研华工控机为核心处理器,并对漏电电流产生和调节环节、数据采集环节、逻辑控制环节、电机保护环节等硬件电路进行了研究和分析,并根据漏电保护动作特性试验的特点提出了模块化、可视化的软件编程方法,以实现对动作特性的精确试验。

张冠英[9]2011年在《基于A型的剩余电流智能保护技术研究》文中提出剩余电流保护技术是一种重要的安全保护技术,应用于低压电网中可以防止人身触电、电气火灾和电气设备损坏事故。然而,随着电力电子设备的急剧增加,电网中的直流分量问题越来越突出,导致传统的剩余电流保护技术不能进行有效保护。这一问题成为国内外工业界和学术界共同关注的热点。本文对剩余电流保护技术进行了深入研究,提出了两种包含脉动直流剩余电流的保护(A型剩余电流保护)方法,分别开发了样机,并进行了试验研究。在对剩余电流互感器进行特性分析的基础上,详细讨论了灵敏度和平衡特性对互感器性能的影响。给出了反映灵敏度特性和平衡特性的解析表达式和工程设计中的考虑因素;并进一步通过有限元数值仿真得出导线偏移度和磁芯螺旋角度与假剩余电流的关系,为互感器的优化设计提供了依据。提出两种脉动直流剩余电流保护的方法:基于门限值的剩余电流保护方法和基于FFT波形识别的剩余电流保护方法,解决了传统剩余电流保护器不能对脉动直流剩余电流进行有效保护的问题。以单片机为控制核心开发了基于门限值的剩余电流保护器样机;以DSP为控制核心开发基于FFT波形识别的剩余电流保护样机。依据相关标准要求对样机进行了试验测试,两种样机对标准规定的各类波形都能够正确动作,满足标准要求。不同之处在于:基于门限值的保护方法简单可行、成本低廉,但精确度较低;基于FFT波形识别的保护方法可实现对A型剩余电流精确、有效的保护,但运算量较大,成本较高。

钱晓江[10]2016年在《某新型塑壳式断路器的可靠性研究》文中指出某新型塑壳式断路器是具有当代国际先进水平的剩余电流保护断路器,广泛应用于低压配电系统、电力系统以及船舶、航空、航天等国民经济领域,甚至亦应用在国家重点军事工程。该新型断路器除了具有过载、短路保护等功能外,还能保护人身安全和防止电气火灾。故对其可靠性研究不单有着较好的市场前景,而且有着良好的社会价值。本文对某新型断路器可靠性理论进行了深入研究。根据某新型塑壳式断路器的工作特点,对其操作机构、热磁脱扣机构、剩余电流脱扣机构等几大构件进行FMACE分析,建立了其可靠性指标:对其可靠性特征量的估计方法进行讨论,并确定以定数截尾寿命为试验方案,对其操作失效率和保护成功率两个可靠性特征量进行点估计和区间估计。本文还提出并建立了某新型塑壳式断路器可靠性试验的目的、要求、方法以及试验方案,介绍了试验专用设备。通过可靠性试验的失效分析,对操作机构的主拉弹簧、上连杆以及热磁脱扣机构的过载延时误动分别进行了失效分析。对其进行了操作可靠性等级和保护成功率等级的定级以及操作失效率和保护成功率的可靠性特征量的点估计和区间估计。本文通过对某新型塑壳式断路器可靠性试验,找到了提高其可靠性的有效方法,从而提升了该产品的可靠性水平。同时也为某新型塑壳式断路器产品的可靠性研究打下良好的基础,是可靠性研究工作付诸于实践的一种尝试。

参考文献:

[1]. 漏电保护器可靠性技术的研究[D]. 杨凤彪. 河北工业大学. 2004

[2]. 剩余电流动作保护器的可靠性研究[D]. 刘帼巾. 河北工业大学. 2002

[3]. CM2L塑壳断路器漏电保护的可靠性研究[D]. 陈玉兵. 苏州大学. 2009

[4]. 小型漏电断路器的漏电保护可靠性试验及其装置的研究[D]. 刘冬. 河北工业大学. 2006

[5]. 漏电保护专用集成电路测试系统的设计与实现[D]. 刘军. 电子科技大学. 2013

[6]. 漏电断路器可靠性及其失效机理分析[D]. 武志刚. 河北工业大学. 2012

[7]. 漏电保护电路及测试系统设计[D]. 李莉. 电子科技大学. 2012

[8]. 漏电保护特性试验技术及其装置的研究[D]. 闫伟. 河北工业大学. 2010

[9]. 基于A型的剩余电流智能保护技术研究[D]. 张冠英. 河北工业大学. 2011

[10]. 某新型塑壳式断路器的可靠性研究[D]. 钱晓江. 东南大学. 2016

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