專利名稱：電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)與壽命評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，還涉及電磁繼電器線圈壽命評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
電磁繼電器是一種當(dāng)輸入量(激勵(lì)量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的電器，一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成。電磁繼電器在使用過(guò)程中會(huì)存在老化降級(jí)，主要分為觸點(diǎn)的老化和線圈的老化。觸點(diǎn)的老化主要是由于在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，觸點(diǎn)表面會(huì)生成各類表面膜層，從而影響接觸性能，其中觸點(diǎn)表面沉積的碳化區(qū)域?qū)ζ溆绊懽顬橥怀?。線圈的老化是由于繼電器連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于額定電壓(電流)勵(lì)磁狀態(tài)下，將會(huì)引起線圈弱絕緣點(diǎn)(絕緣氣隙等)處溫升，從而引起的漆包線老化降級(jí)，導(dǎo)致線圈絕緣等級(jí)下降。 由于繼電器在各領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，其可靠性受到了廣泛關(guān)注，因此，繼電器的測(cè)試與電壽命試驗(yàn)一直是國(guó)內(nèi)外電氣學(xué)術(shù)界研究的重要領(lǐng)域。目前對(duì)電磁繼電器的測(cè)試已經(jīng)有很多方法或設(shè)備，例如繼電器綜合測(cè)試系統(tǒng)(可測(cè)量各種電參數(shù))等，但電壽命試驗(yàn)基本都是針對(duì)繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行的，尚未見(jiàn)到對(duì)繼電器線圈的壽命試驗(yàn)方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)以及基于該試驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)電磁繼電器線圈的壽命進(jìn)行評(píng)估的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，包括能夠?yàn)槎鄠€(gè)并聯(lián)的繼電器供電的穩(wěn)壓電源；能夠在設(shè)定時(shí)間切斷所述穩(wěn)壓電源供電的定時(shí)開關(guān)；能夠容納所述多個(gè)并聯(lián)的繼電器并且能夠根據(jù)時(shí)間控制箱內(nèi)試驗(yàn)溫度的交變老化箱；能夠測(cè)量所述繼電器的線圈漆包線溫度的熱電偶溫度傳感器；能夠測(cè)量所述繼電器的線圈直流電阻的電阻測(cè)量?jī)x；能夠測(cè)量所述繼電器的線圈絕緣電阻的絕緣電阻測(cè)試儀；能夠采集、存儲(chǔ)以及輸出所述線圈漆包線溫度的數(shù)據(jù)、所述線圈直流電阻以及所述線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置。使用上述的電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)評(píng)估繼電器的壽命的方法，包括(I)通過(guò)所述穩(wěn)壓電源向在所述交變老化箱中的繼電器組供電，并通過(guò)所述定時(shí)開關(guān)在設(shè)定時(shí)間切斷所述穩(wěn)壓電源的供電，實(shí)現(xiàn)控制繼電器組的高溫帶電、低溫?cái)嚯姷慕惶嫜h(huán)運(yùn)行，實(shí)施加速老化試驗(yàn)，繼電器組有三組，每組繼電器中有多個(gè)并聯(lián)的繼電器，三組繼電器組的試驗(yàn)溫度是不同的，需要分別進(jìn)行加速老化試驗(yàn)；
(2)在相應(yīng)的試驗(yàn)溫度下，每個(gè)循環(huán)運(yùn)行周期內(nèi)獲得每組繼電器組在同一時(shí)刻的線圈漆包線平均溫度的數(shù)據(jù)，以及線圈直流電阻和線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)，根據(jù)多個(gè)循環(huán)運(yùn)行周期的線圈直流電阻和線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)的比較，來(lái)反映繼電器組的線圈發(fā)生的絕緣降級(jí)的程度，采用基于威布爾分布以及平均秩計(jì)算法的可靠性理論進(jìn)行評(píng)估，得到每組繼電器線圈在相應(yīng)試驗(yàn)溫度下，絕緣降級(jí)到預(yù)先指定的程度所需的平均運(yùn)行時(shí)間；繼電器線圈的壽命評(píng)估模型采用lnt=lnA+Ea/ (RT)，其中t為平均運(yùn)行時(shí)間，T為線圈漆包線平均溫度，A是待定常數(shù)，R為波爾茲曼常數(shù)，Ea為線圈漆包線的激活能，設(shè)定y=lnt, x=l/T, a=Ea/R, b=lnA,則得到y(tǒng)=ax+b,利用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合,計(jì)算出a和b,
權(quán)利要求
1.一種電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于包括 能夠?yàn)槎鄠€(gè)并聯(lián)的繼電器供電的穩(wěn)壓電源； 能夠在設(shè)定時(shí)間切斷所述穩(wěn)壓電源供電的定時(shí)開關(guān)； 能夠容納所述多個(gè)并聯(lián)的繼電器并且能夠根據(jù)時(shí)間控制箱內(nèi)試驗(yàn)溫度的交變老化箱； 能夠測(cè)量所述繼電器的線圈漆包線溫度的熱電偶溫度傳感器； 能夠測(cè)量所述繼電器的線圈直流電阻的電阻測(cè)量?jī)x； 能夠測(cè)量所述繼電器的線圈絕緣電阻的絕緣電阻測(cè)試儀； 能夠采集、存儲(chǔ)以及輸出所述線圈漆包線溫度的數(shù)據(jù)、所述線圈直流電阻以及所述線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置。
2.使用如權(quán)利要求I所述的電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)評(píng)估繼電器的壽命的方法，其特征在于包括 (1)通過(guò)所述穩(wěn)壓電源向在所述交變老化箱中的繼電器組供電，并通過(guò)所述定時(shí)開關(guān)在設(shè)定時(shí)間切斷所述穩(wěn)壓電源的供電，實(shí)現(xiàn)控制繼電器組的高溫帶電、低溫?cái)嚯姷慕惶嫜h(huán)運(yùn)行，實(shí)施加速老化試驗(yàn)，繼電器組有三組，每組繼電器中有多個(gè)并聯(lián)的繼電器，三組繼電器組的試驗(yàn)溫度是不同的，需要分別進(jìn)行加速老化試驗(yàn)； (2)在相應(yīng)的試驗(yàn)溫度下，每個(gè)循環(huán)運(yùn)行周期內(nèi)獲得每組繼電器組在同一時(shí)刻的線圈漆包線平均溫度的數(shù)據(jù)，以及線圈直流電阻和線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)，根據(jù)多個(gè)循環(huán)運(yùn)行周期的線圈直流電阻和線圈絕緣電阻的數(shù)據(jù)的比較，來(lái)反映繼電器組的線圈發(fā)生的絕緣降級(jí)的程度，采用基于威布爾分布以及平均秩計(jì)算法的可靠性理論進(jìn)行評(píng)估，得到每組繼電器線圈在相應(yīng)試驗(yàn)溫度下，絕緣降級(jí)到預(yù)先指定的程度所需的平均運(yùn)行時(shí)間； 繼電器線圈的壽命評(píng)估模型采用lnt=lnA+Ea/ (RT)，其中t為平均運(yùn)行時(shí)間，T為線圈漆包線平均溫度，A是待定常數(shù)，R為波爾茲曼常數(shù)，Ea為線圈漆包線的激活能，設(shè)定y=lnt，x=l/T, a=Ea/R, b=l nA,則得到y(tǒng)=ax+b,利用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合,計(jì)算出a和b, 根據(jù)a和b得出Ea與Α，則根據(jù)所述繼電器線圈的壽命評(píng)估模型能夠進(jìn)行繼電器線圈的平均運(yùn)行時(shí)間或稱為壽命的評(píng)估。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在步驟(I)中，三組繼電器組的高溫帶電、低溫?cái)嚯姷慕惶嫜h(huán)運(yùn)行指的是 一組繼電器組先在得電條件下100°C運(yùn)行90小時(shí)、然后在斷電條件下-25°c運(yùn)行10小時(shí)，后續(xù)重復(fù)得電100°C 90小時(shí)、斷電-25°C 10小時(shí)這樣的循環(huán)運(yùn)行； 另外一組繼電器組先在得電條件下110°C運(yùn)行90小時(shí)、然后在斷電條件下_25°C運(yùn)行10小時(shí)，后續(xù)重復(fù)得電110°C 90小時(shí)、斷電-25°C 10小時(shí)這樣的循環(huán)運(yùn)行； 第三組繼電器先在得電條件下120°C運(yùn)行90小時(shí)、然后在斷電條件下_25°C運(yùn)行10小時(shí)，后續(xù)重復(fù)得電120°C 90小時(shí)、斷電-25°C 10小時(shí)這樣的循環(huán)運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了電磁繼電器線圈壽命試驗(yàn)系統(tǒng)與壽命評(píng)估方法，其中通過(guò)穩(wěn)壓電源、定時(shí)開關(guān)以及交變老化箱的配合控制，對(duì)多組繼電器分別進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，再通過(guò)熱電偶溫度傳感器、電阻測(cè)量?jī)x、絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量得到的線圈老化敏感參數(shù)-線圈漆包線平均溫度、線圈直流電阻和線圈絕緣電阻，應(yīng)用可靠性理論計(jì)算多組試驗(yàn)的平均運(yùn)行時(shí)間，利用最小二乘法計(jì)算線圈漆包線的激活能，從而確定壽命評(píng)估模型中的參數(shù)，則通過(guò)參數(shù)確定好的壽命評(píng)估模型能夠進(jìn)行繼電器線圈的平均運(yùn)行時(shí)間或稱為壽命的評(píng)估。
文檔編號(hào)G01R31/327GK102707171SQ201210175070
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者姚建林, 施海寧, 石頡 申請(qǐng)人:中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司