基于可靠性的电厂主蒸汽管道的寿命评定

分别应用传统寿命评估方法和基于可靠性的寿命方法对华能辛店发电厂主蒸汽管进行了寿命评定,基于可靠性的寿命评估方法认为主蒸汽管道的失效是一随机事件,并以可靠度(失效概率)为主要判据与现在火电厂实行的可靠性管理有机地结合在一起,所以该方法比传统方法更准确、更客观。     

基于加速性能退化数据的XLPE绝缘可靠性评估

传统的基于失效寿命数据的固体电介质绝缘可靠性评估方法,试验时间长、失效数据少且难以获取.针对这一问题,本文研究了基于加速性能退化试验数据的可靠性评估方法.首先,采用平均电荷密度作为性能退化特征量,分别在140、160、180 kV/mm场强条件下进行加速性能退化试验,获取性能退化数据.其次,计算得出各场强条件下交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料的伪失效寿命并确定其统计分布.最后,结合虚拟增广理论对伪失效寿命数据进行扩充,利用统计分析方法对扩充后的数据进行分析.结果表明:采用加速性能退化试验方法进行XLPE绝缘可靠性评估,经理论计算得到样本可靠度、失效分布密度函数、平均寿命等性能可靠性指标.结合加速寿命模型理论推导出20 kV/mm稳定场强条件下该XLPE绝缘材料的预期寿命为15.3年,且到达预期寿命时可靠度为0.4451.     

基于概率理论的主蒸汽管道寿命可靠性评估

主蒸汽管道是火力发电厂主要的高温部件之一,管道在运行过程中由于高温高压蒸汽的内压作用而产生应力.考虑到蒸汽的压力波动特性将管道应力以及材料的屈服极限看作随机变量,以某火电厂主蒸汽管道为例,在取得有效的实验数据的前提下,以传统的等温线外推寿命评估方法为理论基础利用概率统计的方法得到该主蒸汽管道的蠕变寿命可靠度;根据应力一强度干涉理论得到管道的瞬时失效可靠度.经过对两者的分析,最终得到了继续运行时间(寿命)与可靠度(不发生失效的概率)之间的关系.经过对结果的分析这一方法同传统方法相比具有更好的稳定性,有利于金属监督工作者对管道状态进行较为准确的把握.     

考虑初始椭圆度的主蒸汽内压弯管蠕变寿命评估

主蒸汽管道中弯头部分容易失效.通过在ANSYS中嵌入蠕变连续损伤模型,利用有限元方法和三点弯曲试验方法研究了初始椭圆度和不同壁厚比对管道弯头蠕变损伤寿命的影响.有限元计算结果表明,利用骨点应力评估具有初始椭圆度管道弯头的蠕变寿命与有限元计算结果误差在3%以内.由有限元计算结果可得到内压弯管骨点的解析式,进而得到一种简便的考虑初始椭圆度的主蒸汽内压弯管的寿命评估方法.     

基于灰色神经网络的小样本纳米TiO2改性聚酰亚胺薄膜寿命评估

在纳米TiO₂改性聚酰亚胺(PI)薄膜寿命评估中，针对失效数据少、寿命分布无法唯一确定、成本高和试验时间长等问题，提出一种基于灰色神经网络的小样本绝缘寿命评估方法。采用原位聚合法制备纳米TiO₂改性PI薄膜，进行加速电老化试验并获取失效数据；构建并训练灰色神经网络，得到与原始数据特征、变化规律相似的扩充数据。采用最小二乘法进行参数估计，分析对比不同失效数据样本量、分布模型和经验累计失效函数的寿命评估结果。通过实际算例，分析扩充前后的最优寿命评估不同方案。结果表明：Weibull分布和数学期望公式的组合更适合原始样本容量的寿命评估。利用扩充后的绝缘失效数据进行寿命评估效果更好，选用反幂函数模型、对数正态分布和中值公式的组合，对扩充样本进行寿命评估最合适。     

动力电池循环寿命预测方法研究

以某锰酸锂锂离子动力电池为例,研究了利用性能退化数据进行动力电池寿命预测的方法.研究发现该电池容量基本符合幂函数的衰退轨迹,利用该衰退模型外推了电池伪失效寿命;对伪失效寿命的分布进行了研究,结果威布尔分布的拟合效果最好,基于威布尔寿命分布对该电池的可靠性进行了评估.分析了用于寿命预测的实际循环数据的多少对预测精度的影响.该寿命模型和可靠性评定方法具有较高的精度,解决了动力电池寿命评估周期长和成本高的问题.     

基于MCMC方法的继电器加速寿命试验分析

针对继电器贮存寿命的町靠性评估问题,根据生存分析理论,提出基于Box—Cox变换的步进加速寿命试验模型。考虑多个环境应力,结合累积失效模型,运用基于Gibbs抽样的MCMC方法,给出先验分布为多元分布情形下继电器加速寿命试验模型参数的贝叶斯估计,并利用BUGS软件包进行仿真分析。为了与传统方法进行比较,给出参数的极大似然估计,并对两种方法进行模拟分析。模拟结果表明,提出的加速寿命试验模型及模型参数估计方法可有效提高继电器寿命评估的精度,特别适合小子样继电器的可靠性评估。     

光学电流传感头的可靠性试验和寿命评估问题探讨

光学电流传感头(OCSH)作为光学电流互感器(OCT)的关键部件,其可靠性在很大程度上决定了OCT的可靠性程度.作者采用类比分析的方法,从可靠性的角度分析了基于Faraday磁光效应的OCSH的失效模式和失效机理;参照无源光器件可靠性试验的国内外标准,设计了OCSH的可靠性试验内容及程序;依据加速失效模型举例说明了OCSH的可靠性评估和寿命计算方法.     

基于维纳过程的光伏逆变器寿命评估方法

针对传统高可靠电子产品寿命评估方法难以有效获取充足的失效数据等难题,本文提出一种基于随机过程理论的光伏逆变器可靠性评估与寿命预计方法。首先,通过加速退化实验获取光伏逆变器性能退化数据,并选取输出功率作为表征其健康状态的性能参数;其次,采用典型一元维纳过程建立其性能退化模型,并利用最大似然法与贝叶斯理论更新退化模型参数;最后,依据光伏逆变器失效阈值实现其寿命估计,并预测逆变器在不同退化程度下的剩余使用寿命及其置信区间。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于失效物理的多模式耦合可靠性建模方法

电子系统由于其功能结构复杂，且工作在多载荷耦合的复杂环境条件下，导致其失效模式较多。因此，电子系统的失效更多的是多个失效模式共同作用的结果。而目前关于电子系统多模式耦合条件下的可靠性建模方法较少。针对电子系统多模式耦合条件下的可靠性建模方法进行研究。首先，通过基于失效物理的可靠性仿真分析方法获取各个单一失效模式的寿命分布信息，进而利用Copula函数对多模式耦合下的系统建立可靠性模型，给出了可靠度计算方法。最后，以某型综合电子系统进行案例研究，说明提出的方法能够获取更为准确的系统可靠度计算结果，避免了过于保守的可靠性评估。     

基于在线监测与运行条件的变压器短期可靠性模型

电力变压器是电力系统的最重要设备之一,其安全可靠运行对整个电力系统的安全运行至关重要。电力系统传统可靠性评估中使用的恒故障率模型无法反映不同的运行条件、老化状况的影响。建立基于在线监测信息与运行条件的变压器短期可靠性模型,该模型由基于绝缘寿命的老化失效模型、基于天气状况的偶然失效模型和基于电流的过负荷保护动作模型3部分组成。以算例计算不同运行条件下的变压器短期可靠性,为电力系统的运行调度提供辅助决策的有效信息。     

智能电表可靠性研究综述

智能电表的普及以及功能复杂性的提高使其可靠性问题变得突出。智能电表的可靠性评估方法包括基于元件应力法的可靠性预计以及可靠性加速寿命试验,而失效机理的研究可从微观层面分析智能电表失效的内因,从而为智能电表的质量提升提供理论依据。文章在调研分析智能电表的运行现状基础上,分析了当前智能电表在可靠性预计以及可靠性加速寿命试验和失效机理等方面的研究现状,总结了关于智能电表可靠性标准规范的发展现状,探讨了未来智能电表可靠性的发展方向。     

智能电能表可靠性研究综述

智能电能表的普及以及功能复杂性的提高使其可靠性问题变得突出。智能电能表的可靠性评估方法包括基于元件应力法的可靠性预计以及可靠性加速寿命试验,而失效机理的研究可从微观层面分析智能电能表失效的内因,从而为智能电能表的质量提升提供理论依据。文章在调研分析智能电能表的运行现状基础上,分析了当前智能电能表在可靠性预计以及可靠性加速寿命试验和失效机理等方面的研究现状,总结了关于智能电能表可靠性标准规范的发展现状,探讨了未来智能电能表可靠性的发展方向。     

基于加速退化试验数据的智能电能表早期失效分析

基于加速退化试验进行智能电能表的寿命预测,是当前解决智能电能表的可靠性评估的一种有效手段。智能电能表在设计、制造过程中不可避免的引入早期失效的问题,若在开展加速退化试验工作时,不对检测得到的智能电能表性能数据进行早期失效分析,将存在早期失效的智能电能表的伪寿命数据引入寿命评估,会导致错误的寿命评估结果及不必要的后期维修更换成本、风险。针对智能电能表的加速退化试验数据处理问题,提出了一种基于加速退化试验数据的早期失效分析方法,并以某单相智能电能表为例,进行了分析验证,本文的研究进一步提升了智能电能表寿命评估的准确性。     

神光Ⅲ激光装置能源模块的可靠性增长评定

能源模块是神光Ⅲ激光装置最重要的单元模块之一,其可靠性水平直接关系到神光Ⅲ激光装置的可靠性、稳定性、能量转换效率以及装置的造价。为了评估能源模块的可靠性,提出了根据模块试验运行过程特点的两阶段评估法。第1阶段的失效数据较多,采用传统的Weibull寿命数据方法评估;第2阶段失效数据较少,采用一种综合利用第1阶段可靠性评估结果的Bayes评估方法。给出了第1阶段的可靠度函数和首发打靶可靠度,第2阶段可靠度的计算方法以及首发可靠度。结果表明能源模块的可靠性增长呈阶段增长方式,在每一阶段中可靠性水平保持不变。     

电磁脉冲环境下HVDC换流阀晶闸管的失效机理及寿命模型分析

换流阀的可靠性评估在高压直流输电系统中是至关重要的,尤其是在电磁脉冲特殊环境下的晶闸管换流阀可靠性的评估,但是现有的可靠性评估方法并不适用于电磁脉冲等特殊环境及复杂运行工况下可靠性的评估与计算,因此,特殊环境下晶闸管的寿命评估值得深入研究。本文详细地分析了电磁脉冲环境下高压直流输电系统中换流阀所采用的压接型晶闸管的主要失效演化机理,进而提出了一种考虑换流阀冷却系统的热阻抗模型与晶闸管失效机理相结合的寿命预测方法,基于该方法建立了晶闸管在电磁脉冲下的热应力计算模型,进而获得了晶闸管的寿命模型。最后,本文给出了量化的分析过程和结果,说明了一种特殊的电磁脉冲环境—电磁脉冲对换流阀的主要破坏作用。     

一种新型航天继电器寿命试验及分析系统

目前的航天继电器寿命试验装置在进行继电器寿命试验时,仅监测接触压降及开路电压,忽略了大量可用于失效分析、可靠性评估及寿命预测的过程退化数据。本文在分析现有寿命试验方法不足的基础上,将寿命试验与时间参数监测相结合,提出了一种符合国军标要求的新型寿命试验方法并开发了相应的试验系统。可在继电器寿命试验过程中,对其时间参数(包括吸合/释放时间、弹跳时间、超程时间等)和电参数(接触压降)的退化过程进行实时监测,并基于所监测得到的数据,实现继电器的可靠性评估、失效分析及一致性分析等功能。     

小样本失效数据下保护可靠性的贝叶斯-蒙特卡罗评估方法

保护系统的"高可靠性"导致基于大失效样本数据的可靠性评估方法遇到瓶颈,并将直接影响评估结果可信度,针对该问题,提出一种基于小样本失效数据的继电保护系统可靠性评估方法。首先,在分析继电保护装置的运行特性及小样本失效数据特点的基础上,通过拟合优度检验确定以威布尔分布作为失效数据的寿命分布;其次,利用小样本数据进行回归分析得到威布尔分布的参数,选取蒙特卡罗抽样得到的子样作为贝叶斯分布的先验分布;最后通过贝叶斯理论得到后验概率分布并求其全概率得到装置的可靠度和故障概率密度等可靠性指标。算例分析验证了方法的有效性。     

基于失效时间统计特性的交联聚乙烯电寿命模型修正

为提高电缆绝缘材料电寿命评估的准确性，根据交联聚乙烯（XLPE）失效时间统计特性，对传统基于反幂定律的XLPE电寿命模型进行修正。首先对XLPE薄片样本进行电压耐久性实验，统计不同电场强度作用下XLPE失效时间。其次分析XLPE薄片样本失效时间统计特性，结果表明在相同电场强度作用下，XLPE失效时间大致分布在三个时间区间内，不同时间区间对应不同绝缘失效过程，电场强度不同时，占主导地位的失效过程也不相同。最后用处于主导地位失效过程样本的失效时间代表该电场强度下XLPE薄片样本的电寿命，由此得到修正后的XLPE电寿命模型。相较于传统电寿命模型，修正后的模型从失效时间统计特性的角度出发，确定了E-t特性曲线中拐点的位置。     

基于电热耦合模型和寿命预测的IGBT可靠性评估

针对IGBT可靠性评估中结温与运行工况和工作特性紧密相关的问题,以及考虑寿命预测中受多因素的影响,基于IGBT结构及失效机理,提出基于电热耦合模型和Bayerer寿命预测模型的IGBT可靠性预测流程,并结合贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以MMC和DAB换流器中IGBT模块为研究对象,建立其热网络模型并根据设备实际运行工况计算内部IGBT芯片、FWD功率损耗和瞬时结温;通过雨流算法提取温度循环获得IGBT结温统计特征,从而得到IGBT的寿命预测和可靠性评估相关参数,并与利用功率循环曲线计算的失效率进行对比,结果表明,考虑了工作运行状态并基于电热耦合模型和寿命预测模型获得的失效率更能反映IGBT的实际运行情况.