[发明专利]基于谐波因子的电子式电能表可靠性预计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于谐波因子的电子式电能表可靠性预计方法，属于电子设备安全与可靠性技术领域。

技术背景

目前，电子式电能表广泛应用于电力系统，其可靠性水平越来越受到社会各界的关注。电子式电能表的可靠性预计已有了一定的发展，目前主要是是根据其设计中所选用的元器件、零部件的失效率作为依据，结合技术设计、制造工艺、器件所受的电应力以及电能表的使用环境等因子来预计电子式电能表的可靠性。所以环境因子是很重要的参数，在可靠性工程中的应用非常广泛。

随着各种非线性用电设备的广泛应用，使得电网中存在严重的谐波污染问题，造成了电压畸变，进而对各种用电设备产生不良影响，已成为当前电力系统中影响电能质量的公害。然而目前电能表可靠性预计中并未考虑到电网电压谐波对电能表可靠性寿命的影响，因此目前的电能表可靠性预计方法存在着一定的不足，且有必要提出一种基于谐波因子的电子式电能表可靠性预计方法，从而提高电能表可靠性预计的准确度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种基于谐波因子的电子式电能表可靠性预计方法。

在可靠性工程，环境因子K是一个非常重要的参数，它表征相同产品在不同严酷度等级的环境中失效快慢的程度。电子设备的环境因子K可定义为：电子设备在某种存在电网电压谐波的实际使用环境（称环境Ⅰ）下的失效率与实验室环境（称环境Ⅱ）下失效率之比

K=λ₁/λ₂      （1）

式中，K为电子设备的环境因子，λ₁为某种存在电网电压谐波的实际使用环境（环境I）下的电能表失效率，λ₂为实验室环境（环境II）下的电能表失效率。失效率的单位是菲特FIT，1FIT=10^-9/时，即定义是在10⁹小时出现一次故障，即为1FIT。环境I为存在电网电压谐波的环境。环境II为实验室环境，电能表的电压和电流为理想值，不存在电网电压谐波。

电能表的失效率一般服从指数分布，即电能表的失效机理都相同，可靠度也相同，且其可靠性处于一个比较稳定的状态。在相同的试验时间内，电能表出现故障的机会是均等的。

假设，环境I中的电能表老化试验数据为（z₁，λ₁，τ₁），环境II中的电能表老化试验数据为（z₂，λ₂，τ₂），其中，z₁，z₂分别为在环境I和环境II的老化试验中，电能表的失效数，单位为个；λ₁，λ₂分别为电能表失效率；τ₁，τ₂分别为在环境I和环境II的老化试验时间，单位为小时。因此，在置信水平γ下环境因子K的置信区间[K_L，K_U]为