可靠性设计感想

第一篇：可靠性设计感想

可靠性设计课程学习感想

可靠性学科的出现已经有近80年的历史，但是真正得到广泛应用则要在第二次世界大战以后了。可靠性学科的最大功绩是将以往人们对产品的可靠性由模糊的定性概念变为清晰的定量指标；并将其贯穿于产品的设计、制造、检验及使用的整个过程。什么是可靠性设计呢？它是指产品在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的能力。

通过近一个月的学习，我逐渐体会到可靠性设计在现代化工业生产中的重要地位。它不仅为产品的质量提供定性保障，更是生产、销售企业与购买一方进行沟通的最根本依据。随着科学技术水平的不断提高，现在可靠性设计已经能够对产品何时出现故障以及故障出现的可能性大小做出准确判断。同时，可靠性设计还对产品的维护、更新换代提供依据。可靠性设计不仅能够保证设计的合理性，提高产品的安全性，还能够避免设计过程中不必要的材料浪费，提高材料的使用效率。

当没有学习可靠性设计这门课以前，评价一件设计产品往往从它的功能的完成与否、外观设计的美观与否及其价格的定位，根本不会去考虑产品的设计是否合理。这在工程机械的生产上就有很好的例子，日本和德国同时为一个工程提供挖掘隧道用的盾构机，日本能够使用可靠性设计的方法保证盾构机掘削刀具在完成该工程后就几乎会报废了，而德国早不能很好的使用可靠性设计的情况下，设计的盾构机掘削刀具往往会在完成该项目后还能使用很长一段时间，但是施工方又不敢投入到下一个工程使用，这就是极大的浪费。可靠性设计在前期的研究中往往需要大量的资金投入，但是一旦可靠性参数研究确定下来，在后期的生产过程中，定会在保证产品性能的情况下，为生产厂商节约大量的生产成本。可靠性设计研究的开展是需要资金投入的，需要一定的生产周期反复试验，才能够投入生产实践中去。对于像飞行器这样一些航空机构，可靠性设计的明显优点是重量减小，并能降低成本和提高性能，使得其发射成功率以及有效的载荷大大增加。

课堂上理论知识的学习固然简单，也许你会说：不就是那么几个公式吗，当我们要在生产实践中想要去使用它，我们就会发现无从下手，原因之一就是我们不会把实际的问题抽象化，进而建立相应的数学模型；也许还有另外一个原因，我们缺乏实际的生产经验，不能准确地选取某些生产参数，到头来发现许多问题在学习中是一回事，可是到了实际生产中又成了另一件事。可靠性设计就是这么一回事，很多事情都需要我们到实际的生产实践中去积累，去总结，只有这样，我们才会将可靠性设计学好。

第二篇：可靠性设计心得

可靠性设计学习心得

随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史, 以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟, 已形成一门独立的学科。相比之下, 机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。所谓机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。由于工程材料特性的离散性以及测量、加工、制造和安装误差等因素的影响，使机械产品的系统参数具有固有的不确定性，因此考虑这种固有随机性的可靠性设计技术至关重要。据有关方面统计，产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，可见设计决定了产品的固有质量特性(如：功能、性能、寿命、安全性和可靠性等)，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。上世纪60年代, 对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。虽然国内外都投入了研究力量, 取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。本文简要介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法，并且结合当今可靠性工程学科的发展，指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。

常规设计中，经验性的成分较多，如基于安全系数的设计。常规设计可通过下式体现：

S

计算中，F、l、E、μ、slim等各物理量均视为确定性变量，安全系数则是一个经验性很强的系数。

上式给出的结论是：若s≤[s]则安全；反之则不安全。

应该说，上述观点不够严谨。首先，设计中的许多物理量明是随机变量；基f(F,l,E,...)[]lim于前一个观点，当s≤ [s]时，未必一定安全，可能因随机数的存在而仍有不安全的可能性。

在常规设计中，代入的变量是随机变量的一个样本值或统计量，如均值。按概率的观点，当μσ= μ [σ]时，s≤[s]的概率为50%，即可靠度为50%，或失效的概率为50%，这是很不安全的。

显然有必要在设计之中引入概率的观点，这就是概率设计，也是可靠性设计的重要内容。概率设计就是要在原常规设计的计算中引入随机变量和概率运算，并给出满足强度条件（安全）的概率─可靠度。机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化，它更为科学地计及了各设计变量之间的关系，是高等机械设计重要的内容之一。

可靠性设计和优化设计作为现代的设计方法，在机械工程中得到了广泛的应用，并取得良好的经济和社会效益。在机械设计中，结构或零部件具有足够的强度是设计的重要指标之一。机械可靠性设计与传统设计方法的主要不同点在于，传统设计是以计算安全系数为主要内容，以计算安全系数时用到的应力、强度等参数均取单值为前提的。而可靠性设计则考虑了载荷、零部件的尺寸及材料性能等参数的多值性，即它们均呈一定的概率分状态。若按传统的安全系数法进行机械结构或零部件的设计，在有些场合下可能会出现材料浪费、或可靠度不足等问题。

优化设计不再是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案，也不是在满足所提出要求的前提下，先确定结构方案，再进行强度、刚度等的分析和校核，然后进行修改以确定结构尺寸。它的设计方法是，借助于电子计算机，应用非线性规划数学理论及数值计算方法，从所有可行的设计方案中寻找出一种最优的设计方案。它是一种用理论计算代替经验计算，用精确计算代替近似计算，用最优设计代替一般的安全寿命可行性设计的方法。将优化设计方法与可靠性理论结合，用于进行机械结构或零部件的设计，称为可靠性优化设计。其最终的设计方案即考虑了机械结构或零部件的可靠性要求，又是最优的设计结果。因此，可靠性优化设计方法非常适合于工程实际应用。

机械可靠性优化设计主要涉及三个方面（1）机械系统可靠性的最优分配：以机械系统的目标可靠度及其它条件为约束，最优地给各子系统分配系统的可靠度，使系统的某些指标，如成本、总费用等达到最优方案。（2）以可靠度最大为目标的机械可靠性优化设计：在保证机械产品的某些功能指标和经济指标的条件下，使机械产品具有最大的可靠度。（3）以可靠度为约束条件的机械可靠性优化设计：在保证可靠性指标的前提下，使机械产品的设计指标达到最优。

可靠性优化设计的优点（1）在常规优化设计中，采用的是确定性的结构分析模型和方法，其模型和方法本身决定了它无法反映出作用荷载和结构参数等的随机性。而在可靠性优化设计中是以结构的概率分析为基础，因此能够考虑荷载和参数的随机性。（2）常规的优化结果往往降低了结构的安全余度或设防水平，所获得的最优解～般处于设计可行域的临界面上，且没有足够的安全概率上的保证，从工程的观点看，这些结果是不能被接受的。丽可靠性优化设计获得的是满足可靠性要求的最佳方案，或者使结构在满足其它要求条件下其可靠度达到最大值。（3）在常规优化设计中，结构的安全性只能通过对各单元的强度约束条件来保证。但从系统的观点看，单元的功能满足并不能确保整个结构系统的功能得以满足。而在可靠性优化设计中，既可以单元的可靠性作为约束，亦可以结构系统的可靠性作为约束，自然可以获得满足系统功能要求的最佳设计方案。

可靠性是产品质量的一项重要指标。重要关键产品的可靠性问题比较突出，如航空航天产品；量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等；高可靠性的产品，市场的竞争力强；可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的，需全行业通力协作、长期工作；目前，可靠性理论不尽成熟，基础差、需发展。与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点：因设计安全系数较大而掩盖了矛盾，机械可靠性技术落后；机械产品的失效形式多，可靠性问题复杂；机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差；机械系统的逻辑关系不清晰，串、并联关系容易混淆；

综上所述，要实现机械零件的可靠性设计，需要综合各个学科知识，同时需要大量工作实践，尤其针对目前国内机械行业的具体情况而言，各种材料性能参数的不确定性、标准零件的质量问题等因素，对机械设计师就提出了更高的要求。

只有把宏观上的可靠性统计、试验技术等问题与微观的材料失效机理及其老化过程等问题研究以及实际设计经验等联合起来共同解决，才会更有助于推进机械可靠性技术的发展。

第三篇：《机电产品可靠性设计》教案

教师教案

（2012—2013学年第2学期）课程名称：机电产品可靠性设计 授课学时：32 授课班级：2010级 任课教师：朱顺鹏 教师职称：讲师

教师所在学院：机械电子工程学院 电子科技大学教务处 课程名称

机电产品可靠性设计

授课专业

机械设计制造及其自动化

班级

2010

课程编号

08084025

修课人数

164

课程类型

必修

公共基础课（）；学科基础课（）；专业核心课（选修)

专业选修(√)；任选课（）；公选课（）；

理论课(√)；实践课（）

授课方式

课堂讲授为主（√）；实验为主（）； 自学为主（）；专题讨论为主（）； 其他：

是否采用 多媒体授课

是

考核方式及成绩构成

考试(√)考查（）成绩构成及比例：考试80%+平时成绩20%

是否采用 双语教学

否

学时分配

讲授32学时；实验学时；上机学时；习题学时；课程设计学时

教材

名称

作者

出版社及出版时间

机电产品可靠性设计

凌丹

自编讲义，2012

参考书目

1.机械可靠性设计 2.机械可靠性设计

3.机械零件的可靠性设计 4.系统可靠性设计与分析

5.Reliability in Automotive and

Mechanical Engineering.6.电子元器件可靠性工程

孟宪铎 刘惟信 卢玉明 宋保维 Bertsche B.孙青, 庄奕琪

冶金工业出版社, 2008 清华大学出版社, 2000 高等教育出版社, 1987 西北工业大学出版社, 2008 Springer, 2008 电子工业出版社, 2002

授课时间

第 1 周——第 16 周第一章可靠性设计概论 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

可靠性基本概念 2学时 可靠性的内涵

可靠性工程发展现状 可靠性特征量

可靠性数学基础 2学时 数理统计基本概念 可靠性常用概率分布

随机变量均值与方差的近似计算 教学要求

了解可靠性学科发展历程 掌握可靠性学科研究的内容 了解我国可靠性研究的发展现状

了解可靠性设计工作的重要意义及面临的主要挑战 掌握可靠性的定义

掌握可靠度、不可靠度、失效率的定义

掌握常用的概率分布（正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布）在可靠性设计工作中的应用

掌握随机变量均值与方差的近似计算方法

二、教学重点、难点 教学重点 可靠性的定义

可靠性特征量定义及相互关系 常用概率分布的统计特征量 教学难点 失效率的定义

威布尔分布的相关概念及应用

三、教学设计

列举航空航天产品（如卫星天线、卫星指向机构、太阳翼展开机构）、民用产品（如汽车）、制造装备（如数控机床）的实例，突出开展可靠性工作的重要意义。随机变量及数理统计的知识系学生在先修课程中所学内容的复习，可以简要介绍，并要求学生查阅以前的书籍。

正态分布是学生熟知的内容，在教学过程中着重讲解其实际应用；指数分布、对数正态分布和威布尔分布是学生先修课程中没有学习过的，应详细讲解。威布尔分布是难点内容，应重点介绍其发展历史，统计特征，以及威布尔分布在机械可靠性中的特殊作用，列举工程实例。随机变量函数的均值与方差计算是后续机械产品可靠性设计需要用到的基本方法，讲解三种常用的方法原理即可，公式可以查表。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

1.盛骤, 谢式千, 潘承毅.概率论与数理统计(第四版), 高等教育出版社,2010 2.刘惟信.机械可靠性设计.北京:清华大学出版社, 2000

六、教学后记

第二章系统可靠性设计 8学时

一、教学内容及要求 教学内容共8学时 系统可靠性框图 2学时

串联系统；并联系统；混联系统；表决系统；旁联系统 可靠性分配 2学时

可靠性分配的目的和原则

可靠性分配方法（等分配法、再分配法、比例分配法、AGREE法）可靠性预计 1学时 可靠性预计的目的

可靠性预计的方法（应力分析法、元器件计数法、相似产品法、上下限法）故障模式、影响及危害性分析FMECA 1学时 FMECA的定义及分类 FMECA的一般过程

风险优先数和危害性矩阵 故障树分析FTA 2学时 故障树的各种符号 故障树建树步骤

常用故障树分析方法介绍 教学要求

了解系统可靠性设计的任务； 掌握系统可靠性建模方法； 了解可靠性分配与预计的目的； 掌握可靠性分配与预计的常用方法。了解FMECA的步骤；

掌握故障影响严酷度、发生度、探测度的基本概念； 掌握风险优先数和危害性矩阵图的计算。掌握故障树分析常用的术语与逻辑门； 掌握故障树定性、定量分析方法。

二、教学重点、难点 教学重点

常用可靠性框图及其可靠性指标计算方法 FMECA分析的过程

FMECA中风险优先数计算及危害度矩阵图的绘制 FTA的常用事件符号和逻辑门符号 割集与最小割集的概念及确定方法 路集与最小路集的概念及确定方法 故障树的定量分析 教学难点

表决系统的可靠度计算 旁联系统的可靠度计算

利用最小割集进行故障树的定量分析 底事件重要度的计算

三、教学设计

系统的可靠性不仅取决于其组成单元的可靠性，而且与各单元的连接方式有关。系统可靠性框图不同于系统的功能框图，针对不同失效模式可以绘制不同的可靠性框图，以滤油器为例讲解。讲解各种典型可靠性框图（串联、并联、混联、表决、旁联）的可靠度计算方法时，要给出工程实例。以美国“挑战者”号（1986）、“哥伦比亚”号（2003）航天飞机坠毁事故、切尔诺贝利核反应堆事故、美国F22隐形战机坠毁事故引出FMECA工作的重要意义。以某型军用飞机升降舵系统FMECA为例介绍分析过程。

介绍故障树的发展历史，以泰坦尼克沉船为顶事件，介绍故障树的常用符号和建树过程，并给出一些故障树分析实例，如剪草机发动机不启动、柴油发动机燃油泄漏为顶事件的故障树。故障树定性分析，割集与最小割集的上行法与下行法，课堂练习。故障树定性分析，路集与最小路集的成功树法，课堂练习。故障树定量分析是本章的难点，在教学过程中强调数据积累的重要性，可靠性数学如何应用于故障树分析；强调底事件重要度对于改进设计和设备维修的重要意义。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

(挪)劳沙德著.郭强, 王秋芳, 刘树林译.系统可靠性理论：模型、统计方法及应用.国防工业出版社, 2010 梅启智, 廖炯生, 孙志中.系统可靠性工程基础.科学出版社, 1992 周海京, 遇今.故障模式、影响及危害性分析与故障树分析.航空工业出版社, 2003

六、教学后记

第三章机械可靠性设计原理 6学时

一、教学内容及要求 教学内容共6学时 概述 1学时

机械产品可靠性设计的任务

传统机械设计与可靠性设计的区别 机械可靠性设计的步骤

应力强度干涉模型及可靠度计算 4学时 应力-强度模型的基本思想

用应力-强度干涉模型求可靠度的计算方法 几种常用分布的可靠度计算 应力分布类型及其参数的确定 强度分布类型及参数的确定 机构运动可靠性概述 1学时 教学要求

了解机械产品可靠性设计与传统设计的区别； 了解机械可靠性设计的过程；

掌握应力强度干涉模型的基本理论及可靠度计算方法； 掌握应力、强度分布的确定方法； 了解机构运动可靠性基本概况。

二、教学重点、难点 教学重点

传统机械设计与可靠性设计的区别 应力-强度模型的基本思想

用应力-强度干涉模型求可靠度的计算方法 几种常用分布的可靠度计算 教学难点

应力分布类型及其参数的确定 强度分布类型及参数的确定 机构运动可靠性分析方法

三、教学设计

机械可靠性设计中，概率设计是一种主要的方法，以传统的机械可靠性设计方法为基础，将设计变量视为随机变量，运动概率运算方法，计算零件的可靠度或在给定可靠度时进行零件主要尺寸的设计。讲解传统设计与可靠性设计的区别与联系。以简单拉杆设计为例，分析设计过程中的不确定性，分析安全系数法的优缺点。

应力-强度干涉理论是机械可靠性设计的基本理论。通过狭义应力与强度的概念引出广义应力与强度的概念。利用第一章中的随机变量的概率密度曲线，绘制应力-强度干涉曲线。详细讲解利用干涉计算可靠度的方法，重点讲解应力和强度均服从正态分布时可靠度的计算，并列举例题。

应力和强度分布参数的确定是应用应力-强度干涉理论的前提，要求学生了解各种设计手册的使用方法，理解工程中一些实用计算方法。

以飞机起落架为例介绍研究机构运动可靠性分析的意义，列举机构可靠性常用的分析方法，介绍机构可靠性的研究现状与发展趋势。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计, 北京:高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.北京:机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.北京:冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.北京:冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第四章疲劳可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

疲劳失效及材料的疲劳曲线1学时 材料的疲劳曲线 全概率P-S-N曲线

呈分布状态的疲劳极限应力图 零件疲劳极限的分布1学时 疲劳可靠度计算 2学时

稳定变应力下疲劳强度的可靠度计算 不稳定变应力下的疲劳强度的可靠度计算 教学要求

掌握呈分布状态的S-N曲线和疲劳极限应力图； 掌握稳定变应力下的疲劳可靠度计算； 了解疲劳累积损伤理论；

了解非稳定变应力下的疲劳可靠度计算。

二、教学重点、难点 教学重点

全概率P-S-N曲线 呈分布状态的疲劳极限应力图

稳定变应力下疲劳强度的可靠度计算 教学难点

零件疲劳极限分布的确定

不稳定变应力下的疲劳强度的可靠度计算

三、教学设计

疲劳是机械零件的主要失效形式。列举实例说明疲劳失效的危害。疲劳寿命曲线和疲劳极限曲线是机械设计课程中学生已经掌握的内容，教学中应强调设计过程中存在的不确定性和全概率P-S-N曲线的重要意义，简单介绍全概率P-S-N曲线的获得方法。在多个不同应力循环特性的全概率P-S-N曲线的基础上，能够获得呈分布状态的疲劳极限应力图。

建议学生查阅资料，自学疲劳应力载荷谱的处理方法； 结合机械设计手册讲解零件疲劳极限分布参数的确定方法，注意强调零件疲劳极限与材料疲劳极限的区别。

稳定循环变应力下进行疲劳可靠性设计的主要是根据全概率P-S-N曲线或呈分布状态的疲劳极限应力图。讲解基本方法，并列举例题。

简要介绍疲劳累积损伤理论及不稳定变应力下进行疲劳可靠性设计的方法。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计, 北京:高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.北京:机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.北京:冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.北京:冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第五章机械零件可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

轴的静强度可靠性设计 1学时 传动轴的静强度可靠性设计 转轴的静强度可靠性设计

圆柱齿轮轮齿强度的可靠性设计 1学时 齿面接触疲劳强度可靠性设计 齿根弯曲疲劳强度可靠性设计 滚动轴承的可靠性设计 1学时 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的可靠性模型

机械零件的可靠性优化设计 1学时 可靠性优化设计的意义

以可靠度最大为目标的可靠性优化设计 以可靠度为约束条件的可靠性优化设计 教学要求

掌握轴的可靠性设计方法； 掌握齿轮的可靠性设计方法； 掌握滚动轴承的可靠性设计方法； 了解机械可靠性优化设计的基本思想。

二、教学重点、难点 教学重点

圆柱齿轮轮齿强度的可靠性设计 教学难点 无

三、教学设计

本章介绍几种常用机械零件的可靠性设计方法，对于轴仅讲解其静强度可靠性设计方法，轴的疲劳可靠性计算过程较为复杂，建议学有余力的学生自学。齿轮则介绍其接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度可靠度计算和零件设计。对于滚动轴承，主要讲解疲劳寿命可靠性建模及计算方法，滚动轴承的疲劳寿命服从威布尔分布。

紧密结合第三章的应力强度干涉模型，按照可靠性设计流程，针对不同零件，依次讲解确定应力分布类型和参数的方法及确定强度分布类型和参数，建立连接方程求解可靠度或进行给定可靠度下的零件几何尺寸计算。列举例题。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计.高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第六章电子产品可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学要求共4学时

电子元器件的选用与控制 1学时 电子元器件的质量等级 电子元器件的选用 电子元器件的控制

电子元器件的可靠性管理

电子元器件的失效分析 1学时 电子元器件失效模式与失效机理 电子元器件失效分析的目的和内容 电子元器件失效分析方法

电子元器件可靠性设计方法 2学时 元器件的降额设计 冗余设计 热设计

电磁兼容设计

容差和参数漂移设计 教学要求

了解电子产品可靠性的特点； 了解电子产品可靠性设计的一般程序;了解电子元器件选用与控制原则； 了解电子元器件失效分析方法；

掌握电子产品可靠性设计的常用方法（降额设计、冗余设计、热设计、电磁兼容设计、容差设计）。

二、教学重点、难点 教学重点

电子元器件的质量等级划分

电子元器件失效模式与失效机理的定义 电子产品可靠性设计方法 教学难点 无

三、教学设计（如何讲授本章内容，尤其是重点、难点内容的设计、构思）

电子元器件是元件和器件的总称。电子元器件是电子、电气系统的基础产品，是能够完成预定功能而不能再分割的电路基本单元，其可靠性影响整机的可靠性水平。航天工业电子元器件可靠性在国、内外的研究状况。

列举因为电子元器件失效造成的事故，如欧洲航空局的Ariane火箭、1998年8月至1999年5月美国火箭发射的6次失利；高可靠性非常成功的例子-俄罗斯的和平号空间站。电子产品的可靠性试验方法较为成熟，已有很多适用于电子产品可靠性的标准。介绍国标及国军标中的各项标准及其应用。列举统计数据，说明近一半的元器件失效并非由于元器件本身的固有可靠性不高，而是由于使用者对元器件选择不当或使用有误。引入电子元器件选用规则和依据。概要介绍元器件常用可靠性设计方法。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

曹白杨.电子产品设计原理与应用.电子工业出版社, 2010 王蕴辉, 于宗光.电子元器件可靠性设计.科学出版社, 2007 卢昆祥.电子设备系统可靠性设计与试验技术指南.天津大学出版社, 2011

六、教学后记

第七章可靠性试验 2学时

一、教学内容及要求 教学内容共2学时

可靠性试验的目的和分类 环境应力筛选 可靠性增长试验

可靠性鉴定和验收试验 可靠性寿命试验 教学要求

了解可靠性试验的目的和分类；

掌握环境应力筛选试验的目的和种类；

了解可靠性增长过程及常用的可靠性增长数学模型； 了解可靠性鉴定和验收试验的目的； 了解寿命试验的过程和方法。

二、教学重点、难点 教学重点

环境应力筛选试验的目的和种类 教学难点

可靠性增长试验的数学模型及其应用

三、教学设计

可靠性试验是可靠性工程的重要环节。首先介绍可靠性试验的分类，从不同角度可以将可靠性试验分成不同的种类，介绍每一种试验的目的和应用范围。可靠性增长试验的数学模型是本章的难点，在教学中应讲清楚使用数学模型的意义，分析常用的两种数学模型的不同用途。

可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性统计试验，两种试验的目的不同。以汽车产品、航天电子产品、滚动轴承为例，介绍各种试验的应用。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

梅文华.可靠性增长试验.北京:国防工业出版社.2005 何国瑞, 陈浩华.可靠性试验.北京:人民邮电出版社, 1993

六、教学后记

第四篇：电力系统可靠性

电力系统可靠性 1、1996年1月19日，北京近1/4城区停电。

2003年8月14日，北美东北部、中西部和加拿大东部联合电网大面积停电。

2006年7月1日，中国河南电网大停电事故。

2、停电事故与自然因素有关，也与管理、设备质量和网架结构有关。

3、电力系统可靠性管理：

是提高电力系统可靠性水平、保证电力系统安全稳定运行的行之有效的管理模式，是进一步加强电力企业管理、增强企业核心竞争力的内在需要，同时也是提升企业在电力市场中服务水平的需要，将为电力企业效益最大化奠定坚实的基础。

4、供电系统可靠性管理：是电力可靠性管理的重要组成部分，也是电力监管的一项重要内容。

5、英国可靠性标准与准则（1）（1964）《国家标准故障和停电报表》：开展系统故障频率、原因及停电持续时间的统计分析，及负荷特性、停电损失和提高可靠性的费用及经济效益的研究。（2）（1975）《全国设备缺陷报表》：规定了供电系统中的各种电力设备缺陷统一的含义、分类及填报方法。（3）（1978）《供电安全导则》。

【补充：

英国供电系统可靠性指标分类：年统计指标、趋向性指标。目的：a、获取并传递供电系统设备运行的可靠性资料； b、为研究供电系统发生故障时的性能提供资料；

c、为编制供电系统运行、控制、检修和维护方式提供可靠性资料； d、提出数据明确而统一的供电标准； e、指出进一步提高可靠性水平的必要性。

英国供电系统可靠性指标既有事故和停电的统计报表，又有设备缺陷统计报表以及供电安全导则；既有反映充裕度的指标，又有安全性指标。

因此，英国供电系统建立的指标全面反映了对用户的综合服务质量、故障和预安排停电的状况、系统和设备的性能以及系统外部可能带来的影响等各方面。】

6、日本电力系统可靠性管理的特点（在应用方面）：

从供电系统结构、故障停电和作业停电三方面采取措施，对不同电压等级的供电系统、不同用户要求和施工、检修的需要规定了不同的系统结构，建立了一整套提高供电系统可靠性措施。7、1983、1984年，加拿大学者R.比林顿出版《工程系统可靠性评估》和《电力系统可靠性评估》专著。

8、电网规划设计中的可靠性准则：

分类：技术性准则和经济性准则；确定性准则和概率性准则。

【补充： 1）“N-1”相关准则：“N-1”准则及类似规则是规划设计阶段最基本和最常见的可靠性准则，属于确定性的技术准则。

2）充裕度相关准则：属于确定性的技术准则，与“N-1”相关准则有共同之处，但其范围比“N-1”相关准则更加广泛。充裕度准则不仅要求系统能够满足单个元件发生故障时保持系统的稳定性和可靠性，还要求为系统留有一定的裕量，以应对意外情况的发生。

3）经济性准则：优点：不必规定任何可靠性指标的限定值，而得到经济上的总体最优化；缺点：某些用户停电损失的定义和对某些重大停电损失的估算非常困难。】

9、稳定性相关准则：

当电网发生严重故障时，系统可以通过低频低压减载、切断网络线、解列等方式对自身进行保护。当发生严重故障时，电网的规划设计应当确保在合理的操作下，系统应当能够稳定运行，对可靠性的影响也能够维持在一定程度之上。

10、供电系统可靠性统计方式：基于用户、基于配电变压器、基于功率或电量。

11、我国电力可靠性管理体系

可靠性管理中心

(一级)

国家电网公司（二级）

甲省电力公司（三级）

A市供电分公司（四级）

X供电所 生技科 调度科（五级）

12、大扰动安全稳定标准分三级： 第一级故障：单一故障（概率较高）第二级故障：单一严重故障（较低）第三级故障：多重严重故障（很低）相应三道防线：

第一道防线：在单一故障下，由继电保护装置快速切除故障元件，保证电力系统暂态稳定且不损失负荷。

第二道防线：在单一严重故障下，采用稳定控制装置及措施，确保在发生大扰动情况下电力系统的稳定性，在这一过程中允许损失部分的负荷。

第三道防线：当电力系统遇到多重严重故障而稳定破坏时，必须防止系统崩溃，并尽量减少系统损失，此时可采取失步解列、频率及电压紧急控制措施，防止大面积停电。

【补充：

电网规划中，一般要求是满足“N-1”原则，即超高压、高压和中压系统失去任何一回进线或一台降压变压器时，都不损失负荷。】

13、中国电力可靠性管理文件（1）电力可靠性管理暂行方法，国经贸电力[2000]970号，2000，国家经贸委（2）输变电设施可靠性评价规程，DL/T837—2003,2003，国家经贸委

（3）供电系统用户供电可靠性评价规程，DL/T836—2003,2003，国家经贸委

14、我国的供电系统可靠性管理工作存在的不足之处：

（1）可靠性指标分析深度不够，不能挖掘设备、管理、人员素质等深层次的问题。

（2）可靠性标准的制定与形式的发展还存在一定的差距。（3）对现有可靠性研究成果的转化应用工作开展不充分。（4）忽略可靠性数据真实性、准确性和完整性。【补充：

低压用户供电系统及其设施：指由公用配电变压器二次侧出线套管外引线开始至低压用户计量收费点为止范围内所构成的配电网络，其设施为连接至接户线为止的中间设施。】

15、可靠性的经典定义：一个元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力，是衡量产品质量和系统功能的重要指标。

16、概率论用于可靠性定义：元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的概率。即应用概率来测量和计算可靠性。17、1）可靠性工程：将可靠性工程的一般原理和分析方法与电力系统实际问题相结合就形成了电力系统可靠性这门学科，目前已渗透到电力系统规划、设计、制造、建设安装、运行和管理等各方面，并得到广泛的应用。

2）电力系统可靠性：指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电能的能力的量度。对电力系统可靠性评价，就是通过一套定量指标来量度电力供应部门向用户提供连续不断地、质量合格的电能的能力，包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。

3）充裕性：指电力系统在同时考虑到设备计划检修停运及非计划停运情况下，能够保证连续供给用户总的电能需求量的能力，这时不应该出现主要设备违反容量定额与电压越限的情况。即静态可靠性。

4）安全性：电力系统经受住突然扰动并且不间断地向用户供电的能力。即动态可靠性。

18、电力系统可靠性管理：

从系统的观点出发，制定定量评价指标或准则，按照既定的可靠性目标，对电力设备及电力系统全寿命周期中的各项工程技术活动进行规划、组织、协调、控制与监督，在协调可靠性与经济性基础上，对电力系统可靠性进行综合评价，并提出改进和提高可靠性水平的具体措施，组织或协调有关部门加以落实，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。

19.供电系统用户可靠性：指一个供电系统对其用户持续供电的能力。

20.浴盆曲线及其三个阶段（图见附页）最初阶段（0-t 1）：称为早起故障期，是由于设计、制造和装配上的缺陷以及运行人员不熟练而造成设备故 障发生较多的时期，因而故障率较高；

第二阶段(t 1-t 2)：是由于各种偶然的原因引起故障的偶发故障期，故障率大致为常数，近似平行于时间轴直线，数值较小；

第三阶段（t 2-∞）：是由于设备部件老化、疲劳和磨损等原因进入损耗期，故障率随时间的增长而迅速上升。

21.MTTF和MTTR的中英文全称及含义（公式见附页）MTTF：设备的平均无故障持续工作时间 MTTR：平均修复时间

22.可靠性框图化简（见附页）

23.设备共同模式故障停运、相关模式故障停运

共同模式故障停运：有一种共同的外部原因而造成两台及以上设备同时故障停运的模式。在这种模式中设备故障事件之间是不独立的。

最典型例子：同杆架设的双回路由于同一外部原因（如杆塔倒塌）而同时停运。

相关模式故障停运：由于相关原因而同时造成几台设备故障停运。

典型的例子：1）一回线路故障停运后，引起系统潮流分布发生变化而导致另外一条或多条线路因为过载也很快随之故障停运。2）变电站母线故障致使与其相连的线路都同时停运。

24．《城市配电网规划设计导则》对用户连续供电的可靠程度要满足电网供电安全准则和用户用电程度两个目标

25.供电系统应满足的供电安全N-1准则

（1）高压变电站中失去任何一回进线或一台降压变压器时，不损失负荷，必须保证向下一级电网供电，通常35kv及以上的变电站主变压器，进线回路应按“N-1”准则进行设计，至少达到双电源及以上要求；

（2）高压配电网中一条架空线或一条电缆，或变电站中一台降压变压器发生故障停运时，要求做到：

①在正常情况下，不损失负荷；

②在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分用户停电，但应在规定时间内恢复供电。

（3）中压配电网中一条架空线或一条电缆，或变电站中一台降压变电器发生故障停运时：

①在正常情况下，除故障段外应不停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；

②在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许用户部分停电，但应在规定时间内恢复供电。

（4）在低压配电网中，当一台变压器或低压线路发生故障时，允许部分用户停电，待故障修复后恢复供电。

26.备用电源的定义：全备用、部分备用、保安备用和检修备用

全备用：指故障后备用电源能满足用户全部生产或生活的最高负荷。部分备用：指故障后能解决用户部分主要及必需的生产和生活的负荷。

保安备用：指故障后只解决保证安全的一些必要备用电源，如消防、紧急照明、排气、水泵、电梯、人员安全、生产上的保安措施，以及保护设备的安全措施等。

检修备用：指供电设备全部停电时，作为检修施工使用的电源。

27.可靠性统计的基本要求：及时性、准确性、完整性 【补充：用户分为：低压用户、中压用户、高压用户】

28.供电系统的四个状态（停电性质分类见附页）

（1）供电状态。用户随时可以从供电系统获得所需电能的状态。（2）停电状态。用户不能从供电系统获得所需电能的状态。（3）对用户的不拉闸限电，视为等效停电状态

（4）自动重合闸重合成功或备用电源自动投入成功，不应视为对用户停电。

29.强迫停运和预安排停运 强迫停运（故障停运）：由于设备丧失了预定的功能而要求立即或必须在6h以内退出运行的停运，以及由于认为的误操作和其他原因未能按规定程序提前向调度提出申请，并在6h前得到批准的停运。

预安排停运：事先有计划安排，使设施退出运行的计划停运，或按规定程序提前向调度提出申请，并在6h前得到批准的临时性检修、施工、试验等的临时停运。

30.《供电系统用户供电可靠性评价规程》的评价体系包括哪几类指标（公式见附页）（1）供电可靠率（RS-1）：是指在统计时间内，供电用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。反映了供电系统满足用户供电的可靠程度。（2）用户平均停电时间（AIHC-1）：是指在统计期间内，供电用户的平均停电小时数。反映用户在一定时间内平均停电时间的长短。（3）用户平均停电次数（AITC-1）：是在统计期间内，供电用户的平均停电次数。反映用户在一定时期内平均停电次数的多少。（4）故障停电平均持续时间（MID-F）：是指统计期间内，供电系统每次故障停电的平均停电小时数。反映了当前供电系统的供电可靠性水平。（5）预安排停电平均持续时间（MID-S）：是指在统计期间内，预安排停电的每次平均停电小时数。反映了当前供电系统预安排停电的合理性。（6）平均停电用户数（MIC）：是指在统计期间内，平均每次停电的用户数。反映了当前供电系统可靠性管理水平。

【补充：

与供电系统可靠性管理工作有关的部门：（1）总工室、综合计划部门（2）工询、规划、设计部门（3）工程建设部门（4）施工管理部门（5）调度部门（6）生产运行部门】

31.加强“坚强电网”的建设的三个主要措施

1）加强城市电网主网架的建设 2）改进配电网的网架结构 3）加快提升配电网的装备水平

32.10kV中压配电网的结构形式（图见附页）（1）10kV网架网络化。

（2）通过调整电缆的登杆位置，尽量使各个电源点处于负荷中心，方便电网联络和负荷调控。此外，可以通过变电站改造增加出线仓位，以及新建开关站，使用户电源双拼数量大大减少，提高供电可靠性。

（3）要求10kV线路供电半径达到中心城区不大于1.5km；城市区不大于2.0km。（4）要求380V线路供电半径达到不大于150m。

（5）对于农村电网，10kV和380V线路供电距离可适当放大，380V按不同的供电对象一般不大于250~500m，但要进行电压合格率的计算。

中低压配电网配置的要求

（1）对于配电网的改造和建设，要求执行适度超前的规划原则，逐渐形成坚强的配电网构架

（2）采取合理布置电源，确保双电源配置，配电站加装10kv母线自切装置，以及缩短供电半径等措施，增加10kv配电网操作灵活性，负荷转移快速性，从而为提高配电网可靠性打下了坚实的基础

（3）10kv主干电网要满足：“N-1”准则，重要地区要满足“N-1-1”或“N-2”准则的要求，同时应该注意提高设备的负荷利用率。在有条件的地方，可加大“N”的数值，例变压器的台数，线路的分段数等，以利于提高设备的负荷利用率

（4）10kv多回出线组成若干相对独立，供电范围不交叉重叠的片状分区配电网

（5）10kv架空线采用多分段三联络方式，线路容量一般可按3~4分段三联络方式考虑；电缆网络应构成正常方式下开环运行的单环网或双环网，达到“手拉手”和满足“N-1”准则的要求

（6）10kv电缆环网的电源应分别来自不同变电站或同一变电站的不同母线段

（7）低压采用放射形接线，低压不成网

【补充：

10KV中压配电网改善：建立双回路供电、环形网络供电、点网络供电及多分段多联络等各种形式的供电网络结构】

加快提升配电网的装备水平的措施 ：加快实施新技术、新工艺、新材料、新设备的普及程度，实现设备的绝缘化、免维护化和标准化。①.提高10kv配电装置和线路的质量

②10kv架空线路导线绝缘化

③加强线路防雷措施

④采用交联聚乙烯（XLPE）电缆

配电自动化

配电自动化是利用现代计算机技术，自动控制技术，数据通信以及信息管理技术，将配电网的实时运行，电网结构，设备，用户以及地理图形等信息进行集成，通过配电网运行监控及管理的自动化和信息化，实施配电系统正常运行及事故情况下远方监测，保护，故障隔离，网络重构以及需求侧管理等功能。

配电自动化功能的两个部分

（1）配电网运行自动化功能——把配电网实时监控，自动故障隔离及恢复供电，负荷管理等功能

（2）配电网管理自动化功能——把离线的或非实时的设备管理，停电管理，用电管理等功能

配电自动化的主要功能

①馈线自动化FA。实现故障判断，故障隔离和非故障区域恢复供电，缩小停电范围，缩短用户停电时间等功能

②配电网络实时运行数据采集

③实时数据的分析，处理和报表生成

④电压，功率因数和 无功补偿装置的监控

设备管理方式的历史沿革（五个部分）

①事后检修阶段 ②预防性检修阶段 ③生产检修阶段 ④检修预防阶段 ⑤设备综合管理阶段

何谓状态检修

对现有设备定期检修制度加以改革，探索新型的设备检修制度，为此提出了以设备状态为依据的新型的状态检修制度

监控和诊断技术的根本任务

状态检修的主要内容

状态检测，状态评估，优化决策 【补充：

状态检测主要内容：

（1）在不影响设备正常运行条件下，长期将监测仪器安装在被检测设备上的在线状态监测，或不固定在被测设备上而是有监测人员现场安装或使用的离线状态监测；

（2）需中断设备运行或利用外施电压对设备进行的状态监测试验（又称诊断试验）。】

状态检修和诊断的主要技术

①预防性试验 ②检测技术 ③状态检测试验技术 ④红外检测技术

公式（7-1）（7-2）（7-3）（7-4）（7-5）（7-6）（7-7）（7-8）（7-9）44 例题（7-1）45 补充例题

RS-1 RS-2 RS-3 47 图7-4（44-47见附页）

设备可靠性对系统可靠性的灵敏度分析：通过解析的方法求得设备可靠性指标对供电系统可靠性的偏微分。它反映了可靠性的微小变化将引起供电系统可靠性变化的程度及改善趋势。

高压配电系统，中压配电系统，低压配电系统

高压配电系统 110kv 60kv 35kv

中压配电系统 10kv 20kv 6kv

低压配电系统 380/220v

电力系统运行的基本要求：安全，充足，可靠，优质，经济，环保

51、我要安全——安全意识

我懂安全——安全知识 我会安全——安全技能

我保安全——安全责任性

52、用“三铁”反“三违”

“三铁”是指铁的制度、铁的面孔、铁的处理

“三违”是指“违章指挥、违章作业、违反劳动纪律”

53、两票：工作票、操作票；

三制：交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制。

“两票三制”包含着企业对安全生产科学管理的使命感，也包含着员工对安全生产居安思危的责任感，它是企业安全生产最根本的保障。在一个成熟的企业中，安全应该是重中之重，因为安全本身就是效益的理念，就是企业管理的核心，所以安全就是效益。

54、安全生产“五要素”战略思想

“五要素”是指安全文化、安全法规、安全责任、安全科技、安全投入

55、海因里希法则：根据对调查结果的统计处理得出结论，在同一个人发生的330起同种事故中，300起事故没有造成伤害，29起造成轻微伤害，1起造成了严重伤害。及事故后果分别为严重伤害、轻微伤害和无伤害事故的次数比为1:29:300

第五篇：供电可靠性

供电可靠性

供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，是考核供电系统供电质量的重要指标,反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一；供电可靠性可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数、用户平均故障停电次数；我国供电可靠率目前一般城市地区达到了3个9（即99.9%）以上，用户年平均停电时间<3.5小时；重要城市中心地区达到了4个9（即99.99%）以上，用户年平均停电时间<53分钟。

在电力系统设备发生故障时，衡量能使由该故障设备供电的用户供电障碍尽量减少，使电力系统本身保持稳定运行（包括运行人员的运行操作）的能力的程度。

国家电压质量标准和供电可靠率指标

电压质量标准

（一）在电力系统正常状况下，客户受电端的供电电压允许偏差

为：

1．35kV国家电压质量标准和供电可靠率指标 及以上电压供电的，电压正、值之和不超过额定值的10%；

2．10kV及以下三相供电的，为额定值的±7%；

负偏差的绝对 3．220V单相供电的，为额定值的＋7%，－10%；

（二）在电力系统非正常状况下，客户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%；

（三）当客户用电功率因数达不到《供电营业规则》规定的要求时，其受电端的电压偏差不受上述限制；

（四）城市居民客户端电压合格率不低于95%，农网居民客户端电压合格率不低于90%。供电可靠率指标

（一）城市地区供电可靠率不低于99.89%，农网供电可靠率不低于99%；

（二）减少因供电设备计划检修和电力系统事故对客户的停电次数及每次停电的持续时间。供电设备计划检修时，对35千伏及以上电压等级供电的客户的停电次数，每年不应超过1次；对10千伏电压等级供电的客户，每年不应超过3次；

（三）供电设施因计划检修需要停电时，应提前7天将停电区域、线路、停电时间和恢复供电的时间进行公告，并通知重要客户。供电设施因临时检修需要停电的，应提前24小时通知重要用户或进行公告；

（四）对紧急情况下的停电或限电，客户询问时，应向客户做好解释工作，并尽快恢复正常供电。

第二节10kV农网供电可靠性分析与采取的措施

据有关资料显示，10kV配网故障率占整个电网故障率的70%，在10kV配网中10kV农村电网的故障率又是最高的。这主要是10kV农网线路最长，容易受外界因素的影响，线路设备建设质量较差，平常检修、施工停电较多，停电时间较长，影响供电可靠性。这次农网改造虽然取得了较好的效果，但由于多年来农村电网投资欠帐太多，加之资金短缺，一般都只注重了35kV以上变电站和线路的建设改造以及10kV城区配网改造，而对10kV农网的投资相对较少，至使10kV农村电网整体设备健康水平和技术水平并不高。可以说，10kV农网停电次数多、时间长，成了提高农网供电可靠性的一个“瓶颈”问题。严重影响了农村经济的发展，这也与国家服务“三农”，建设社会主义新农村的战略布署也不相符。本文就当前10kV农村电网故障率较高、停电时间较长的一些原因进行分析，提出了一些改进措施，供同行参考。1 影响10kV农网供电可靠性原因分析

1.1 配电变压器控制设备绝大多数是跌落式熔断器，跌落式熔断器故障率较高

配电变压器是指6~35kV配电系统的变压器，是电网中处于电力传送最后一级的变电设备，数量最大。但它的自我保护能力很差，保护控制变压器的担子交给了高压开关设备。当前配电变压器常用的高压控制、保护设备有下列三种：跌落式熔断器、高压断路器、高压限流熔断器。在农网10kV配电线路中，有90%的配电变压器和10kV配电线路分支都使用跌落式熔断器。

跌落式熔断器保护是反时限非限流熔断器保护，它是一种在熔断器动作后，熔件自动跌落到一个位置以提供隔离功能的熔断器，用于户外装置。由于其结构简单、价格便宜等优点，目前在配电网中大量使用。跌落式熔断器存在着诸多问题，例如品种规格少、开断能力不足、熔件安秒特性不准确、熔管变形、选用不正确、劣质品较多、操作维护不当等。据统计，配电变压器故障的80%是发生在跌落式熔断器上。1.2 跌落式熔断器维护操作不当造成故障停电

一是电工操作不正确，造成跌落式熔断器熔丝拉断，更换熔丝等使停电时间加长；二是电工操作用力过猛造成跌落式熔断器损毁，鸭舌断裂、瓷套断裂等。这样必须对10kV线路停电，以便更换跌落式熔断器；三是由于平时维护不好，跌落式熔断器各部分锈蚀、变形较重，操作多次不能合好；四是跌落式熔断器安装位置不合适，不利于电工操作，造成操作事故，使10kV线路停电；五是电工操作不正确造成事故，使线路故障跳闸。

抽查结果显示，有80%的跌落式熔断器要操作和调整三次才能合好，只有10%的一次就能合到位，另有10%由于多次拉、合造成跌落式熔断器损毁。一次能合到位的都是对管理的跌落式熔断器性能熟悉，操作要领十分准确，操作正确的电工，同时平时维护工作做得比较好，比较周全；而损毁的跌落式熔断器都是锈蚀较重，严重缺乏维护的跌落式熔断器。特别是一些小厂家生产的次品，极易损毁，造成10kV配电线路故障。

1.3 跌落式熔断器保护特性与10kV线路出口保护配合不正确

如图1所示，1为跌落式熔断器16A熔件保护特性曲线；2为10kV配电线路出口定时限过流保护区；3为10kV线路出口无时限过流保护区。

10kV系统中不同容量变压器的熔体额定电流一般可按下表选择。

表 10kV系统变压器熔断器的额定参数

一般对于小容量变压器由于保护用熔体额定电流值小，其熔断电流值比10kV配电线路的保护整定值小得较多，所以保护配合的问题容易解决，当配变容量增大时，熔体额定电流值增大，就会造成其安秒特性与10kV配电线路的保护整定值不能配合的问题。上表所示，160kVA配电变压器跌落式熔断器的熔丝额定电流为25A，其0.1s熔断电流则高达1000A以上，0.3s时熔断电流达到650A以上，现在10kV配电线路过电流保护Ⅰ段的整定时限一般为0.3s，整定电流一般在400A以下，无时限电流速断保护整定电流一般在900A以下。这样两者的保护配合就成了问题。这主要是因为跌落熔断器为空气灭弧，熔体熔断后燃弧时间较长所致。

从图1可以看出跌落熔断器的熔断曲线完全不能与10kV线路出口保护配合。当配变出现大电流故障时，熔断保护不能起到保护作用，越级为10kV线路保护动作，造成整条线路停电，降低供电可靠性性

1.4 用户配电变压器的维护检修不当

（1）一些棉纺厂、化工厂、水泥厂等企业，环境污染物较多，造成电器设备的表面积污量大，不能及时清除，容易发生污闪事故，致使10kV配电线路停电；同时污物可能造成电器设备的腐蚀损坏，造成停电事故。

（2）一些用电户不常生产，或为季节性生产，如砖窑、糕点厂等。还有很多企业开工不足，时停时开，配电变压器也时停时用。开工生产前不能对配电变压器等电气设备进行全面的清扫检修，配电变压器以上电气部分出现问题时造成10kV配电线路停电。

（3）一些用电负荷较大，而转包频繁或季节性用电较强的企业，如石子厂、砖窑厂等，一般情况下用电设备管理水平较低，加之运行环境恶劣，发生事故较多，引起10kV配电线路停电次数相当多。

1.5 一条10kV配电线路所带配电变压器太多，造成供电可靠性较低 有的一条10kV配电线路带有四、五十台配电变压器，每次10kV配电线路停电就造成大量用电客户停电。同时一条线路上的各用电设备相互影响大，难以保障电能质量，由于不同的用电客户对电能质量的要求差别较大，对电能质量要求较高的用电客户反应强烈。

据有关资料显示，每条10kV配电线路带20多台配变为宜，由于10kV线路建设受资金限制和企业的投资收益比限制，对于开发区及工业企业较多、负荷较重的地区，配电变压器台数可少一些，而用电负荷较低，配电变压器单台容量较小的地区要适当增多一些。

1.6 配电线路网络的自动化水平较低，造成供电可靠性低 当前10kV配电线路手拉手和线路分段，一般只在城区搞了，但在农村线路中搞的还不够，对10kV农网自动化建设只是刚起步。据有关资料显示，供电可靠性是不可能达到99.9%以上的，要想供电可靠性有提高，必须加大投入，提高10kV农网科技含量和自动化水平。提高10kV农村配网供电可靠性的一些措施

2.1 加强设备检修管理，减少设备停电时间，提高供电可靠性

（1）加强计划停电管理，减少停电次数和停电时间，提高供电可靠性。各单位申请停电必须报送月度停电计划，在每月一次的生产协调会上进行讨论和批准，能合并的停电进行合并，能压缩时间的进行压缩。未列入月度计划的停电一律由总工或生产经理审批，从而减少停电次数和时间。（2）停电检修一般分三段：停电时间、检修时间和送电时间，加强这三个阶段的管理，采取有效措施，严格各阶段的操作时间管理，把各阶段时间压缩到合适的程度，以提高供电可靠性。

（3）配电台区改造和业扩接火尽量采用带电作业。按照一定规则，在配电网络上设置预留接火点和接火装置，既减少业扩接火停电，又提高优质服务水平，切实体现行业作风的转变和提高。

2.2 作好10kV农网自动化工作

10kV配网自动化的开展一般要走三个阶段：一是10kV农网线路设备的更新改造，二是配电线路的合理分段和联络，三是二次设备、通讯设备和软件开发应用。

这次农网改造大都未把10kV农网自动化列为改造重点，这与农网资金有限，电网投资历史欠帐太多有关，在10kV农网配电线路开展线路分段和联络“手拉手”建设，以提高线路的供电可靠性是比较现实的做法。在有条件的情况下，可在部分线路采用电压—时间型分段器。

分段器由VSP5型真空负荷开关、故障探测器(FDR)、电源变压器(SPS)等三部分构成。VSP5型真空负荷开关,其特点是： 1）采用SF6气体灭弧、绝缘;2）真空灭弧室串联隔离开关, 增强了断口的击穿强度，可达90kV;隔离开关与真空灭弧室之间有可靠的联锁； 3）采用电磁操动机构，电保持。有电合闸, 失电后自动分闸，机构简单，非常可靠;4）也可手动操作合闸,在手动合闸位置时,自动控制失效；在手动处于分闸时，方可进入自动控制； 5）出线端采用电缆密封，外绝缘可靠；

6）机构也密封在SF6气体中,避免了大气的腐蚀,因此是可靠的免维护产品,可达15年免维护期。

故障探测器(FDR)，它的功能是控制开关的分、合闸，在线路发生故障时,配合变电站断路器的重合闸,判断故障段,并将故障段两端的开关闭锁,恢复正常区段的供电。它的基本特性是：

1）线路来电, 经延时X(7s,14s,21s„.)后使开关合闸;2）合闸后进行检测延时Y(5s), 若在此时间失电，则将开关分闸闭锁(再来电时开关不能合闸)；若在此时间内没有断电，则开关不闭锁；

3）若在合闸延时中突然失电,且时间超过3.5s，则实现逆向分闸闭锁(逆向来电不合闸)；

4）若在合闸延时中出现低电压(＜30%UL)，开关实现逆向闭锁(从另一端来电不合闸）； 5）开关两端同时有电，被闭锁，不能合闸。

FDR的合闸延时有两挡(Long和Short 挡)；也可以设置成分段开关和联络开关两种状态（S和L挡）。这种电压—时间型分段器的优点是: 1）逻辑简单，判断准确； 2）可靠性高，免维护可达15年；

3）这种方式已有30余年的运行记录，运行稳定，可靠性高； 4）FDR系统不需蓄电池，免除了十分讨厌的电池维护工作。电压—时间型分段器的分段、联络改造投资不太多，可有效地提高10kV农网配电线路的故障停电时间，提高供电可靠性。对提高农网供电可靠性不失为一个切实可行的方案。2.3 应加强农网改造中对可靠性评价与规划的力度 农网改造最重要的目标是提高供电可靠性和节能降损，电压合格率应包含在供电可靠性的范围中。在发达国家的供电可靠性规程中，停电概念是指对用户的供电电压低于或超过合格电压的状态，而非电压下降为零。

在这次农网改造中，的确解决了电网卡脖子问题，解决有电送不出去的问题，解决因供电容量不足而对用户限制用电的问题，解决检修停电时间长的问题等等，这些归根到底是提高供电可靠性，但没能作为目标体现在农网改造之初的规划设计中，以提高供电可靠性指标为目的做出全面细致的方案。农网改造虽然取得了很大的成绩，但供电可靠性与要求差距很大。因此，加强农网改造对可靠性评价规划的力度，做好规划，制定切实可行的方案，分步实施，是提高农网可行性的一个十分重要的工作步骤。