Cercetări de testare a rentabilității inteligente de rentabilitate a contorului inteligent

 

 

Ca infrastructură a sistemului inteligent de colectare a informațiilor rețelei, contoarele inteligente monofazate au caracteristicile de a oferi servicii în timp util și eficiente rezidenților. Dacă fiabilitatea contoarelor inteligente este slabă, nu numai că va afecta în mod serios funcționarea rețelei inteligente, provocând costuri de înlocuire a contorului uriaș, dar poate provoca cu ușurință litigii privind energia electrică. Prin urmare, este crucial să se evalueze și să se îmbunătățească fiabilitatea contoarelor inteligente monofazate pentru întregul sistem de grilă inteligentă. Pentru a studia fiabilitatea contoarelor inteligente monofazate, am ales metoda accelerată de testare a vieții (ALT), care este o metodă eficientă, eficientă și utilizată pe scară largă pentru evaluarea vieții și cercetarea fiabilității produselor de înaltă tehnologie. Cu toate acestea, înainte de testare, trebuie să determinăm intervalul de siguranță al testului de viață accelerat (ALT) și cel mai probabil mod de eșec al contorului inteligent sub stres sintetic.

 

Contorul inteligent monofazat este un produs de înaltă tehnologie, cu caracteristicile fiabilității ridicate și a duratei de viață lungi. Este incomod și consumator de timp pentru efectuarea testului de evaluare a fiabilității în condiții normale de muncă. În schimb, testul de îmbunătățire a fiabilității, ca test de stimulare a stresului asupra mediului, a fost studiat pe scară largă de savanții acasă și în străinătate de la sfârșitul secolului XX. Un număr mare de rezultate experimentale arată că RET poate expune rapid modul de eșec al produsului, determină efectiv limita de lucru și limita de deteriorare a produsului, apoi oferă un interval de siguranță pentru testul de viață accelerat ulterior în funcție de limita de lucru. În zilele noastre, nenumărate exemple RET au fost extinse cu succes în domeniile comunicațiilor, energiei, medicale, electronice, instrumente etc., îmbunătățind fiabilitatea produselor, scurtarea ciclului de proiectare și producție și obținând beneficii economice semnificative. Cu toate acestea, nu există un sistem complet pentru analiza cuprinzătoare a fiabilității contoarelor inteligente. Zhejiang Reallin Electron Co., Ltd explorează metoda RET a contoarelor inteligente monofazate, cu scopul de a explora modul de eșec și limita produsului sub acțiunea stresului cuprinzător. Aceasta este o încercare benefică de RET pentru contoarele inteligente monofazate, care oferă o bază științifică pentru cercetarea ulterioară și îmbunătățirea fiabilității produselor cu contor inteligent din industrie.

 

Testul de îmbunătățire a fiabilității (RET) este un test de stres de mediu bazat pe teoria fizicii eșecului și luarea modului de eșec al produsului ca obiect de cercetare. Testul detectează rapid defectele potențiale prin creșterea treptată a stresului de mediu unic sau combinat, care este mult mai nefavorabil decât starea normală de stres, scurtarea timpului de testare și creșterea eficienței. Scopul său principal este de a determina legăturile slabe și modurile de eșec sub stresul combinat și explorarea limitei de funcționare și a limitei de eșec a produsului.

 

Figura 1 Diagrama structurală a unui contor inteligent monofazat

 

Pe baza rezultatelor analizei istorice a datelor și a modului de eșec și a analizei efectelor (FMEA), am constatat că funcția acestui contor inteligent monofazat este ușor afectată de stresul de temperatură în mediul natural de lucru. Temperatura nepotrivită poate provoca o varietate de eșecuri, cum ar fi erorile de măsurare, defecțiunea luminii indicatoare, anomalia afișată și întreruperea comunicării.

 

Studiul a descoperit că unitatea de contorizare, afișarea LCD și modulul de comunicare 485 sunt principalele legături slabe. Temperatura scăzută afectează în principal afișajul LCD, în timp ce temperatura ridicată are un impact mai mare asupra întregului, în special componentele electronice, care pot provoca modificări fizice și daune cumulate.

 

În rezumat, temperatura ridicată este identificată ca un factor cheie de stres care afectează fiabilitatea contorului. Pe baza acestor constatări, am selectat un contor de energie inteligent monofazat pentru testul de îmbunătățire a fiabilității temperaturilor ridicate (RET) pentru a studia în continuare impactul temperaturii asupra performanței contorului și pentru a oferi o bază științifică pentru îmbunătățirea fiabilității acestuia.

 

2.2 RET la temperatură ridicată a contorului inteligent monofazat

 

Ret pe contorul inteligent monofazat este supus unui test de temperatură în trepte, care aplică continuu tensiunea pasului la temperaturi ridicate la instrumentul de testare. Testul nu se va opri până când nivelul de tensiune atinge limita de deteriorare sau limita maximă a instrumentului de testare. În timpul testului, parametrii cheie de performanță ai contorului inteligent sunt monitorizați în timp real, iar modul său de eșec este înregistrat. Apoi, prin analiza datelor de testare, se determină limita de lucru și limita de daune la temperaturi ridicate.

 

Categoria parametrilor	Numele parametrului	Valoarea parametrului	Descriere
Caracteristici electrice	Tensiune de referință	220V	Tensiune de lucru standard
	Specificația curentă	5(60)A	Curent curent 5a, maxim 60a
	Nivel de precizie	Nivelul 1	Potrivit pentru măsurarea activă a puterii
	Interval de frecvență	(50 ± 2,5) Hz	Se aplică grilei electrice standard
	Consumul de energie electrică	<1.5W,10VA	Proiect de consum redus de energie
Adaptabilitatea mediului	Temperatura de funcționare	-25 grad ~ 60 grade -40 gradul de grad ~ 70 grad	Specificația interval de temperatură
	Umiditate relativă	<95%	Temperatura de funcționare extremă
Fiabilitate	MTTF	Mai mare sau egal cu 10 ani	Timp mediu între eșecuri

 

2.2.1 Prezentare generală a pasului de temperatură ridicată

 

Acest studiu ia în considerare doar influența temperaturii ridicate și adoptă următoarea schemă: Cu excepția parametrilor de temperatură, alți parametri sunt setați în funcție de valorile parametrilor tehnici prezentate în tabelul 1. Intervalul normal de temperatură al contorului inteligent este -25 gradul ~ +60 gradul, iar intervalul limită de lucru este -40 gradul +70} gradul este -40 gradul +70} gradul este -40 gradul +70} gradul este -40 grad +70} grad, astfel S1.

 

Având în vedere că limita de lucru recomandată a cipului din interiorul contorului este de obicei între 80 de grade ~ 85 grade, etapa de temperatură este setată uniform la 5 grade, iar rata de modificare a temperaturii este controlată sub 2,5 grade \/min. Pentru a observa pe deplin influența temperaturii asupra contorului, fiecare nivel de temperatură este menținut timp de 30 de minute.

 

Figura 3 prezintă procesul testului RET la temperatură ridicat. În timpul testului, temperatura este crescută continuu până când toate piesele de testare eșuează la un anumit nivel de temperatură (t +1, i mai mare sau egal cu 1). Atunci temperatura este redusă la nivelul anterior (TI). Dacă toate piesele de testare pot funcționa normal la nivelul Ti, Ti +1 este determinat ca temperatura limită de lucru. După determinarea limitei de lucru, continuați testarea pentru a explora limita de daune. Metoda este de a efectua teste mai detaliate în intervalul de temperatură în apropierea limitei de lucru. De exemplu, dacă piesa de testare nu poate relua funcționarea normală după ce a stat la temperatura TJ timp de 30 de minute, atunci TJ poate fi identificat ca temperatura limită de deteriorare. Dacă piesa de testare poate relua funcționarea normală, continuați să creșteți testul de temperatură până la atingerea limitei de temperatură maximă a echipamentului de testare.

 

 

Această metodă poate determina cu exactitate limita de lucru și limita de daune a contoarelor inteligente, oferind date cheie pentru evaluarea fiabilității lor ridicate de temperatură.

 

2.2.2 Elemente de testare

 

Pe baza instrumentului de testare și a capacității camerei de testare, 16 contoare inteligente monofazate au fost selectate ca probe pentru testare. Acest RET include trei etape: În primul rând, se efectuează un test general de evaluare a performanței înainte de RET pentru a se asigura că toate piesele de testare sunt calificate. În al doilea rând, elementele de monitorizare online utilizate în timpul RET sunt utilizate pentru a explora tendințele în schimbare ale legăturilor slabe ale contoarelor inteligente monofazate. În cele din urmă, după RET, se efectuează un test de evaluare a performanței cuprinzător la temperatura camerei, iar datele de testare sunt înregistrate în timp real. Elementele de testare ale fiecărei etape sunt prezentate în figura 4.

3. Analiza rezultatelor testelor

(1) Schimbarea erorii de măsurare: 23 grade: 0. 151% (valoarea de eroare maximă, referință), 7 0 grad: 0,701% (valoare de eroare maximă, creștere semnificativă), 95 grad: 1,150% (valoare maximă de eroare, creștere continuă), 120 grad: NOTILOR (Eșec complet).

(2) Performanță de afișare LCD: 90 grade: ușor întunecate, 95 grade: caractere nu pot fi afișate, 100 de grade: ecran negru.
(3) 485 Comunicare: 85 Grad: Primul eșec, 110 Grad: Majoritatea eșecurilor, 120 Grad: Eșec complet.
(4) Puncte de temperatură critică: 95 grade: temperatura limită de funcționare (Eșec LCD pe scară largă), 120 grade: Temperatura de defecțiune funcțională cuprinzătoare, 150 grade: temperatura limită de daune estimată.
(5) Procesul de eșec: 70 grade ~ 85 Grad: Eșantioane individuale au început să eșueze, 95 grade: numărul de eșecuri a crescut semnificativ, 120 de grade: toate eșantioanele au eșuat complet.
(6) Capacitate de recuperare: Când temperatura scade la 90 de grade, majoritatea funcțiilor sunt restabilite; Când temperatura scade la temperatura camerei, majoritatea probelor revin la normal.

 

Conform teoriei fiabilității sistemului, contorul inteligent monofazat poate fi considerat ca un sistem de serie compus din mai multe module de unități. Orice defecțiune unitară poate determina eșecul întregului sistem. Pe baza „efectului de baie”, unitatea care nu reușește mai întâi în timpul testului de îmbunătățire a fiabilității (RET) este cea mai slabă parte a sistemului. Rezultatele experimentale arată că unitatea de afișare LCD este componenta cea mai sensibilă la temperatură în contorul inteligent monofazat.

 

Pe baza fenomenului potrivit căruia afișajul de cristal lichid LCD dispare la 95 de grade și toate contoarele testate pot fi identificate ca eșuate la această temperatură, putem estima 95 de grade ca limită de temperatură de funcționare a contorului inteligent monofazat. Deși funcția de monitorizare online nu reușește complet la 120C, majoritatea pieselor de testare s -au recuperat atunci când temperatura scade la 90 de grade. Acest RET a fost încheiat la 150 de grade (limita superioară a camerei de testare a căldurii umed alternativ de temperatură înaltă și joasă). După ce a scăzut la temperatura camerei, majoritatea contoarelor au trecut testul de performanță cuprinzător și au reluat funcționarea normală. Se poate deduce că temperatura limitei de deteriorare a contorului inteligent ar trebui să fie mai mare de 150 de grade.

 

Rezultatele arată că limita de lucru a eșantionului de testare este cu 25k mai mare decât limita de proiectare și există o marjă mare între limita de deteriorare și limita de lucru. Acest lucru arată că contorul inteligent monofazat utilizat în acest RET are o fiabilitate ridicată și poate menține o funcționare stabilă în medii dure.

 

4 Concluzie

 

Pe baza principiului RET și a caracteristicilor contoarelor inteligente monofazate, a fost proiectat și efectuat un test de îmbunătățire a fiabilității la temperatură ridicată. Testul a verificat rezultatele analizei datelor istorice și ale FMEA și a crezut că legăturile slabe ale contorului au fost unitatea de contorizare, unitatea de afișare LCD și unitatea de comunicare 485, printre care afișarea LCD a fost cea mai slabă; Modul de eșec la temperatură ridicată a fost măsurat eroare în afara toleranței, defecțiuni de afișare LCD și 485 de defecțiune de comunicare; Limita de lucru la temperaturi ridicate a fost determinată a fi de 95 de grade, iar limita de deteriorare a fost mai mare de 150 de grade. Implementarea cu succes a acestui RET nu a verificat doar fezabilitatea planului de testare, dar a oferit și o bază pentru selecția parametrilor și determinarea intervalului de siguranță a testului de viață accelerat ulterior. În același timp, a pus bazele cercetărilor ulterioare privind testele de îmbunătățire a fiabilității contoarelor inteligente