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電力開關柜電子設備可靠性方案2016-05-03
電力開關柜電子設備故障率比較高，究其原因，主要有3點： 1、? 沿海地區或工廠區域，空氣存在鹽霧或腐蝕性氣體，控制器長時間運行，腐蝕性氣體吸附到PCB單板上，導致單板銅箔發生原電池反應，銅箔腐蝕斷路，導致設備故障。 2、? 設備加工質量，如虛焊等。 3、? 設備內部器件失效，導致設備故障。（與應用環境有關，如高溫、高壓、雷擊等） 針對第一點，我們可以采用在PCB單板上刷三防漆，避免銅箔腐蝕。 針對第二點，主要從加工工藝入手，提高直通率，直通率低的話，一定會有一定比例的加工問題產品流入市場。 下面主要分析器件失效問題。器件失效，一方面原因是器件本身質量問題，另外一方面很大程度是設計使用的問題。 器件本身質量問題，只能通過選擇器件廠家來解決，如選擇歐美或日系大牌廠家，或業內高端廠家。 設計使用問題主要是對器件的認知不足： 1、? 器件必須要降額使用，降額使用可以大大降低器件的失效率，比如電解電容耐壓，一般要求80%降額使用，可以達到電信級可靠度。 2、? 降額使用必須按照設備最嚴苛的極端使用環境來考核，如戶外端子箱溫度按65度，共模差模防雷6kv等。 3、? 對有壽命的器件，要計算使用壽命，如電解電容和風扇，使用環境的溫度高低直接影響器件的壽命。 電解電容壽命計算公式如下，針對端子箱這種應用場景，一般應該做到40度/5年，這樣實際端子箱年平均溫度為25度，其實際電容壽命估計可以到10年以上。在具體開發設計中，要仔細測量電解電容紋波電流，這樣才能準確計算電容壽命。 ? ? 風扇壽命計算如下，風扇計算同理也按40度/5年來考核，這樣等效也可以到10年左右。
4、? 要深入了解產品的使用環境，如端子箱的電壓范圍，一般國家規定電網電壓最高是+10%，一般廠家設計產品會按15%設計，留5%余量，但實際應用中，有時電壓會達到20%，特別是小水電供電的區域，故在電力系統中，設備應該按20%余量考慮。 這個電壓主要對設備內部的變壓器鐵損和電解電容耐壓造成影響。設備出廠前要做高溫高壓老化試驗，試驗時間最少24小時，且根據老化后的故障率來調整老化時間，或增加或減少老化時間。 ? ? 結論：端子箱可靠性設計，主要是： 三防漆+加工直通率+壽命計算+器件降額+品牌廠家器件+老化試驗
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