Jednofázový inteligentní průzkum inteligentního měřicího měřitosti

 

 

Jako infrastruktura systému sběru informací inteligentních inteligentních inteligentních měřičů má inteligentní měřiče jednofázové vlastnosti poskytování včasných a efektivních služeb obyvatelům. Pokud je spolehlivost inteligentních měřičů špatná, neovlivní nejen provoz inteligentní mřížky, což způsobí obrovské náklady na výměnu měřiče, ale může také snadno způsobit spory o elektřinu. Proto je zásadní vyhodnotit a zlepšit spolehlivost jednofázových inteligentních měřičů pro celý systém inteligentní mřížky. Abychom studovali spolehlivost jednofázových inteligentních měřičů, vybrali jsme metodu zrychleného testování života (ALT), což je efektivní, efektivní a široce používaná metoda pro hodnocení života a výzkum spolehlivosti špičkových technologií. Před testováním však musíme určit bezpečný rozsah testu zrychleného života (ALT) a nejpravděpodobnějšího selhání režimu inteligentního měřiče za syntetického napětí.

 

Jednofázový inteligentní měřič je high-tech produkt s charakteristikami vysoké spolehlivosti a dlouhé životnosti. Je nepohodlné a časově náročné provádět test hodnocení spolehlivosti za normálních pracovních podmínek. Naproti tomu test na zvýšení spolehlivosti, jako test stimulace stresu v životním prostředí, byl od konce 20. století široce studován učenci doma i v zahraničí. Velké množství experimentálních výsledků ukazuje, že RET může rychle odhalit režim selhání produktu, účinně určit pracovní limit a limit poškození produktu a poté poskytnout bezpečnostní rozsah pro pozdější zrychlený test života podle pracovního limitu. V dnešní době bylo bezpočet příkladů RET úspěšně rozšířeno na oblasti komunikace, energie, lékařské, elektroniky, instrumentace atd., Zlepšení spolehlivosti produktů, zkrácení konstrukčního a výrobního cyklu a dosažení významných ekonomických výhod. Neexistuje však žádný úplný systém pro komplexní analýzu spolehlivosti inteligentních měřičů. Zhejiang Reallin Electron Co., Ltd zkoumá metodu RET jednofázových inteligentních měřičů, s cílem prozkoumat režim selhání a limit produktu pod působením komplexního stresu. Jedná se o prospěšný pokus o RET pro jednofázové inteligentní měřiče, který poskytuje vědecký základ pro pozdější výzkum a zlepšení spolehlivosti produktů inteligentních měřičů v tomto odvětví.

 

Test zvyšování spolehlivosti (RET) je test na environmentální stres založený na teorii fyziky selhání a vezmením režimu selhání produktu jako výzkumného objektu. Test rychle detekuje potenciální defekty postupným zvyšováním jediného nebo kombinovaného environmentálního stresu, který je mnohem nepříznivější než normální stav napětí, čímž se zkracuje doba testu a zvyšuje účinnost. Jeho hlavním účelem je určit slabé vztahy a režimy selhání pod kombinovaným napětím a prozkoumat provozní limit a limit selhání produktu.

 

Obrázek 1 Strukturální diagram jednofázového inteligentního měřiče

 

Na základě výsledků historické analýzy dat a režimu selhání a analýzy efektů (FMEA) jsme zjistili, že funkce tohoto jednofázového inteligentního měřiče je snadno ovlivněna teplotním napětím v přirozeném pracovním prostředí. Nepříznivá teplota může způsobit řadu poruch, jako jsou chyby měření, selhání světelného indikátoru, abnormalita zobrazení a přerušení komunikace.

 

Studie zjistila, že hlavní slabými vazbami jsou měřicí jednotka, LCD displej a 485 komunikační modul. Nízká teplota ovlivňuje hlavně displej LCD, zatímco vysoká teplota má větší dopad na celkem, zejména na elektronické komponenty, což může způsobit fyzické změny a kumulativní poškození.

 

Stručně řečeno, vysoká teplota je identifikována jako klíčový stresový faktor ovlivňující spolehlivost měřiče. Na základě těchto zjištění jsme vybrali jednofázový inteligentní energetický měřič pro test zvyšování spolehlivosti s vysokou teplotou (RET), abychom dále studovali dopad teploty na výkon měřiče a poskytli vědecký základ pro zlepšení jeho spolehlivosti.

 

2.2 HIGMTERURATURE RET OF Smart Meter

 

RET na jednofázovém inteligentním měřiči prochází testem teploty kroku, který nepřetržitě aplikuje napětí vysoké teploty na testovací nástroj. Test se nezastaví, dokud úroveň napětí nedosáhne omezení poškození nebo maximální limit testovacího nástroje. Během testu jsou klíčové parametry výkonu inteligentního měřiče monitorovány v reálném čase a jeho režim selhání je zaznamenán. Poté se prostřednictvím analýzy testovacích údajů stanoví jeho pracovní limit a limit poškození při vysoké teplotě.

 

Kategorie parametrů	Název parametru	Hodnota parametru	Popis
Elektrické vlastnosti	Referenční napětí	220V	Standardní pracovní napětí
	Aktuální specifikace	5(60)A	Základní proud 5a, maximum 60a
	Úroveň přesnosti	Úroveň 1	Vhodné pro měření aktivního výkonu
	Frekvenční rozsah	(50 ± 2,5) Hz	Použitelné pro standardní energetickou mřížku
	Klidová spotřeba energie	<1.5W,10VA	Design nízké spotřeby energie
Adaptabilita prostředí	Provozní teplota	-25 stupeň ~ 60 stupňů -40 stupeň ~ 70 stupňů	Specifikace teplotní rozsah
	Relativní vlhkost	<95%	Extrémní provozní teplota
Spolehlivost	Mttf	Větší nebo rovna 10 let	Průměrný čas mezi selháním

 

2.2.1 Přehled o kroku s vysokou teplotou Ret

 

Tato studie zvažuje pouze vliv vysoké teploty a přijímá následující schéma: S výjimkou teplotních parametrů jsou jiné parametry nastaveny podle hodnot technických parametrů uvedených v tabulce 1. Normální teplotní rozsah inteligentního měřiče je -25 stupeň ~ +60 je -40 stupeň S1.

 

Vzhledem k tomu, že doporučený pracovní limit čipu uvnitř měřiče je obvykle mezi 80 stupňů ~ 85 stupňů, je teplotní krok rovnoměrně nastaven na 5 stupňů a rychlost změny teploty je řízena pod 2,5 stupně \/min. Aby bylo možné plně pozorovat vliv teploty na měřič, je každá teplotní hladina udržována po dobu 30 minut.

 

Obrázek 3 ukazuje proces testu s vysokou teplotou kroku. Během testu se teplota neustále zvyšuje, dokud všechny testovací kusy nezklame na určité úrovni teploty (t +1, větší nebo rovný 1). Pak je teplota snížena na předchozí úroveň (TI). Pokud všechny testovací kusy mohou normálně fungovat na úrovni Ti, je Ti +1 určen jako teplota pracovního limitu. Po stanovení pracovního limitu pokračujte v testování a prozkoumejte limit poškození. Metodou je provádět podrobnější testy v teplotním rozsahu poblíž pracovního limitu. Například, pokud testovací kus nemůže obnovit normální provoz po pobytu na teplotě TJ po dobu 30 minut, pak může být TJ identifikován jako teplotu omezení poškození. Pokud může zkušební kus obnovit normální provoz, pokračujte ve zvyšování testu teploty, dokud není dosaženo maximálního teplotního limitu zkušebního zařízení.

 

 

Tato metoda může přesně určit pracovní limit a omezení poškození inteligentních měřičů a poskytnout klíčová data pro vyhodnocení jejich spolehlivosti vysoké teploty.

 

2.2.2 Zkušební položky

 

Na základě testovacího přístroje a testovací komory bylo jako vzorky pro testování vybráno 16 jednofázových inteligentních měřičů. Tato RET zahrnuje tři kroky: zaprvé, celkový test hodnocení výkonu se provádí před RET, aby se zajistilo, že všechny testovací kusy jsou kvalifikovány. Za druhé, online monitorovací položky použité během RET se používají k prozkoumání měnících se trendů slabých vazb jednofázových inteligentních měřičů. Nakonec, po RET, se při teplotě místnosti provádí komplexní test hodnocení výkonu a testovací údaje jsou zaznamenány v reálném čase. Zkušební položky každého kroku jsou uvedeny na obrázku 4.

3. Analýza výsledků testu

(1) Změna chyby měření: 23 stupňů: 0. 151% (maximální hodnota chyby, benchmark), 7 0 stupeň: 0,701% (maximální hodnota chyby, významné zvýšení), 95 stupňů: 1,150% (maximální hodnota chyby), 120 stupňů: žádný signál).

(2) LCD Displej Výkon: 90 stupňů: mírně tlumený, 95 stupňů: znaky nelze zobrazit, 100 stupňů: černá obrazovka.
(3) 485 Komunikace: 85 stupňů: První selhání, 110 stupňů: Většina selhání, 120 stupňů: úplné selhání.
(4) Kritická teplotní body: 95 stupňů: teplota provozního limitu (LCD rozsáhlý selhání), 120 stupňů: komplexní teplota funkčního selhání, 150 stupňů: odhadovaná teplota omezení poškození.
(5) Proces selhání: 70 stupňů ~ 85 stupňů: jednotlivé vzorky začaly selhat, 95 stupňů: počet poruch se významně zvýšil, 120 stupňů: všechny vzorky zcela selhaly.
(6) Schopnost zotavení: Když teplota klesne na 90 stupňů, většina funkcí se obnoví; Když teplota klesne na teplotu místnosti, většina vzorků se vrací do normálu.

 

Podle teorie spolehlivosti systému lze inteligentní měřič jednofázového měřiče považovat za sériový systém složený z více modulů jednotek. Jakékoli selhání jednotky může způsobit selhání celého systému. Na základě „efektu vany“ je jednotka, která během testu na zvýšení spolehlivosti selže první (RET), nejslabší součástí systému. Experimentální výsledky ukazují, že displejová jednotka LCD je součástí nejvíce náchylnou k teplotě v jednofázovém inteligentním měřiči.

 

Na základě jevu, že displej LCD kapalinového krystalu zmizí při 95 stupních a všechny testované měřiče lze při této teplotě identifikovat jako selhání, můžeme odhadnout 95 stupňů jako limit provozní teploty inteligentního měřiče jednofázového. Ačkoli funkce online monitorování zcela selže při 120 ° C, většina zkušebních kusů se zotavila, když teplota klesne na 90 stupňů. Tato RET byla ukončena při 150 stupňů (horní hranice vysokoškolské a nízké teploty střídavě vlhké testovací testovací komory). Po klesnutí na teplotu místnosti většina metrů prošla komplexním testem výkonu a obnovila normální provoz. Lze odvodit, že omezovací teplota poškození inteligentního měřiče by měla být vyšší než 150 stupňů.

 

Výsledky ukazují, že pracovní limit testovacího vzorku je o 25k vyšší než konstrukční limit a mezi limitem poškození a pracovním limitem existuje velká rozpětí. To ukazuje, že jednofázový inteligentní měřič používaný v tomto RET má vysokou spolehlivost a může udržovat stabilní provoz v drsném prostředí.

 

4 Závěr

 

Na základě principu RET a charakteristik jednofázových inteligentních měřičů byl navržen a proveden test na zvýšení spolehlivosti s vysokou teplotou. Test ověřil výsledky historické analýzy dat a FMEA a věřil, že slabými vazbami měřiče byly měřicí jednotkou, LCD displejová jednotka a 485 komunikační jednotky, mezi nimiž byl LCD displej nejslabší; Režim selhání při vysoké teplotě byl měřen chybou z tolerance, selhání zobrazení LCD a 485 selhání komunikace; Pracovní limit vysoké teploty byl stanoven na 95 stupňů a limit poškození byl vyšší než 150 stupňů. Úspěšná implementace tohoto RET nejen ověřila proveditelnost testovacího plánu, ale také poskytla základ pro výběr parametrů a stanovení bezpečnostního rozsahu následného zrychleného testu života. Současně položila základ pro další výzkum testů na zvyšování spolehlivosti inteligentních měřičů