Accelerated Degradation Reliability Modeling and Test Data Statistical Analysis of Aerospace Electrical Connector

As few or no failures occur during accelerated life test,it is difficult to assess reliability for long-life products with traditional life tests.Reliability assessment using degradation data of product performance over time becomes a significant approach.Aerospace electrical connector is researched in this paper.Through the analysis of failure mechanism,the performance degradation law is obtained and the statistical model for degradation failure is set up; according to the research on statistical analysis methods for degradation data,accelerated life test theory and method for aerospace electrical connector based on performance degradation is proposed by improving time series analysis method,and the storage reliability is assessed for Y11X series of aerospace electrical connector with degradation data from accelerated degradation test.The result obtained is basically consistent with that obtained from accelerated life test based on failure data,and the two estimates of product＇s characteristic life only have a difference of 8.7%,but the test time shortens about a half.As a result,a systemic approach is proposed for reliability assessment of highly reliable and long-life aerospace product.

面向MMC应用的大功率IGCT器件加速老化试验拓扑研究

集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor, IGCT)具有阻断电压高、通流能力强等特点,在柔性直流输电等领域具有广阔的应用潜力,但其在高电压、大通流应力下的可靠性问题,成为限制应用的潜在因素,如何针对不同工况开展加速老化等效测试成为开展可靠性研究的关键瓶颈。文中以模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)工况为代表,针对IGCT器件可靠性等效测试难题开展研究。首先分析MMC工况下IGCT器件的暂态电气应力和长期电热应力,分别采用TCAD仿真软件与平均值等效计算模型定量获得IGCT器件在实际工况下的应力大小;其次,基于应力分析结果,提出一种三半桥式两级电流应力加速老化试验拓扑,设计并搭建2 500 V/4 000 A/150 Hz参数的IGCT加速老化试验平台;最后,开展约100 h高压、大电流老化运行试验,验证平台具备长时运行的能力,且等效测试应力达到设计要求。所提出的等效拓扑及其构建方法,不仅解决了MMC工况下IGCT器件的加速老化测试问题,对其他交直流变换工况、其他类型功率半导体亦有很好的参考价值。

电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型的加速试验验证与评估

针对电连接器用聚氨酯胶密封件在长贮条件下的寿命评估问题,从机理层面分析了聚氨酯胶密封件内聚破坏和边界破坏导致性能下降的原因。依据从机理层面建立的电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型,利用聚氨酯胶密封件温湿度综合应力加速退化试验数据,综合应用粒子群优化算法和回归分析、AD检验及拟合优度等检验方法,从数据统计层面验证了电连接器用聚氨酯胶密封件失效物理方程和退化轨迹模型的合理性。利用扫描电镜和能谱分析验证了失效机理分析的正确性。最后,利用所建模型评估了电连接器用聚氨酯胶密封件在贮存环境下的可靠寿命。

基于MTBF的电推进羽流诊断系统可靠性预计与试验

电推进羽流诊断系统(Electric Propulsion Plume Diagnostic System,EPPDS)是由探针组件、移动平台和电控单元组成的用于空间电推进羽流特征参数诊断的自研设备,产品规定的可靠性指标要求平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures,MTBF)检验上限θ0≥5000 h。按照系统串并联模型及寿命指数分布模型的MTBF可靠性预计理论,给出了EPPDS的MTBF预计流程,进行了EPPDS各模块MTBF预计,系统MTBF预计值为1.059×10^(4) h。按照GJB 889短时高风险定时方案完成3台EPPDS 1833 h的可靠性验证试验,试验结果表明电控单元输出的法拉第探针、朗缪尔探针和阻滞势分析仪的偏置电压和扫描电压参数均满足合格判据。该方法可用于电子机械产品的MTBF预计和验证。

华龙一号安注系统电动截止阀可靠性试验及评估研究

作为核反应堆系统中的关键设备,阀门在核反应堆系统中起着至关重要的作用,其可靠性直接决定着核反应堆安全以及人员安全。本文针对华龙一号安注系统电动截止阀,采用3个试验样机开展可靠性试验,通过模拟使用工况下的冷热态寿命试验,获得了该型阀门的典型失效——阀座内漏,并基于试验数据采用小子样试验的半经验评估方法完成了可靠性评估,确定该安注系统电动截止阀全寿期无故障动作360次的可靠度大于0.99。

电气自动化控制设备可靠性测试策略

电气自动化控制设备的可靠性测试采用实验室测试和现场测试2种主要方法。实验室测试可提供大量精确且可重复的实验数据,有助于识别产品可靠性问题,但与实际环境存在差异。现场测试可产生高度参考价值的数据,但要求设备准确匹配和操作人员较高的专业技能。因此,针对电气自动化控制设备的可靠性测试,提出了实验室测试法、现场测试法与深度学习方法的结合方案,并充分利用实验室测试法的大量实验数据、现场测试法的可靠性数据以及神经网络的预测能力,实现了对设备运行数据训练模型的在线评估。

电动汽车充电桩电缆技术要求与测试研究

本文主要研究了电动汽车充电桩电缆技术要求与测试方法。首先,介绍了电动汽车充电桩电缆技术的理论基础。其次,详细阐述了电缆类型、规格、绝缘性能、耐压性能、耐热性能、耐腐蚀性能、阻燃性能和抗拉性能等要求。最后,对电动汽车充电桩电缆进行了测试研究,包括测试项目与标准、测试方法与设备、测试结果分析与评估、测试失效模式与改进措施、测试安全与环保要求以及测试数据与报告撰写等方面。通过对电缆的全面测试,可以确保其质量和可靠性,为电动汽车充电桩的使用提供了技术保障。

前轮转弯控制活门测试系统设计

提出了一种接口丰富、可重构扩展的单元化通用前轮转弯控制活门测试系统设计方案。依据前轮转弯控制活门的性能要求,引入单元化设计方法,详细描述了前轮转弯控制活门测试系统及电控系统的设计过程。该测试系统容错能力强,通用性好,操作简单,具有良好的可扩展性,实现了对前轮转弯控制活门的快速和自动化测试,对提高液压附件地面检测设备的可靠性和可维修性有重要的意义。

航天电连接器加速性能退化试验可行性研究

为解决高可靠长寿命的航天电连接器即使进行加速寿命试验也难以获得失效数据的问题,对电连接器失效模式以及长期贮存下接触性能变化结果进行分析,表明电连接器性能退化存在可能性,并根据长期贮存下试验数据的验证,得出电连接器性能具有退化特性.通过温度加速应力下电连接器接触性能数据的分析,得出其性能退化具有加速性,还具有一定的加速退化规律,这为采用加速性能退化试验对航天电连接器进行可靠性评估提供了依据.

SCADA主站系统集成测试技术研究

在SCADA系统出厂试验(FactoryAcceptanceTest,FAT)与现场试验(SiteAcceptanceTest,SAT)中都需要进行系统的集成测试,针对出厂试验和现场试验的要求,作者分析了SCADA主站系统集成测试的方法与测试环境,具体探讨了SCADA主站系统的性能指标测试、雪崩测试、稳定性测试、可靠性测试、安全性测试和可维护性测试。在集成测试中提出了采用主站系统专用测试工具和通用软件性能测试工具两种方法,并通过远动终端仿真环境来模拟大量的测量数据对系统进行测试。对SCADA主站性能指标,不仅要测试各项性能指标在正常情况下,还要测试其在满负荷下系统的工作情况。有效的集成测试将显著提高SCADA主站系统的产品质量和运行可靠性。

转辙机可靠性的逻辑诊断与故障树分析

应用逻辑诊断与故障树分析法对电动转辙机进行可靠性分析，用故障树判明了其基本故障，确定其故障的原因与影响的逻辑关系。通过收集现场数据进行了可靠性定量分析。

基于步进加速退化试验的航天电连接器接触可靠性评估

航天电连接器具有寿命长、可靠性高的特点,为解决其接触可靠性的快速评定问题,分析了航天电连接器的接触失效机理,建立了温度应力下的加速退化模型,提出了基于伪失效寿命的步进加速退化试验数据统计分析方法。对某型航天电连接器步进加速退化试验和试验数据进行了统计分析,结果表明,所提出的步进加速退化试验方法与基于失效数据的加速寿命试验相比,试验时间大为缩短。

电子式电能表的可靠性评估方法研究

分析了电子电能表可靠性评估技术的发展现状及存在的问题,提出可靠性预计与可靠性加速试验是两种评估电能表可靠性的重要技术手段,并分别就两类可靠性评估技术的实现方法、特点及局限性展开讨论。结合电能表自身的技术特点及可靠性评估技术要求,本文提出基于元器件应力法的可靠性预计与基于加速寿命试验和加速退化试验相结合的可靠性试验是开展电子式电能表可靠性评估的最实用、最具理论价值和工程应用价值的技术方法。

电连接器接触件结构分析与插拔试验

为了提高电连接器的接触可靠性,针对电连接器接触件,进行结构力学分析与接触情况研究,提出了一种接触件接触面积的迭代计算方法;建立了接触件的参数化有限元模型,并利用ANSYS软件对接触件的接触情况进行了运动仿真,得到了接触件插拔过程中接触压力、插拔力的变化情况和应力分布情况。通过对有限元模型的参数化仿真,得到了各结构参数对接触状态的灵敏度,确定了影响接触状态的关键参数。通过对接触件的插拔试验,验证了提出的理论分析、仿真计算方法的可行性。

电气自动化控制设备的可靠性测试

对于生产厂家和广大用户来说,最关心的问题就是电气自动化设备的可靠性。为了确保电气自动化设备的可靠性,国家电控配电设备质检中心提出了测定电气自动化设备可靠性的方法。文章首先对3种可靠性测试方法进行了简单介绍,之后论述了电气自动化控制设备可靠性测试方法选择方面的相关问题,最后对现场可靠性测试方法进行重点分析。

液压泵(马达)可靠性试验台设计与仿真

针对可靠性高、寿命长的液压泵(马达)在可靠性试验中功率消耗大的问题,设计了一种基于电功率回收方式的液压泵(马达)可靠性试验台,利用AMESim软件对关键元件及系统进行了建模仿真。通过与样本曲线进行对比,验证了仿真模型的准确性和系统原理的正确性。基于不同工况下试验系统的加载控制方式,研究系统的功率回收特性。仿真结果表明,该试验台功率回收率最大能达到43%,对开发功率回收型液压可靠性试验台具有指导意义。

真空开关触头的运动特性研究

根据理论模型和实验首先分析了真空开关触头在开断过程中的状态及其运动特性对开断能力的影响,然后描述了开关触头的关合特性。在此基础上,讨论并提出了理想的触头运动特性,在这一特性下能缩短平均燃弧时间,可望改善大电流开断后的触头表面状态。

航天电连接器步进应力加速寿命试验研究

航天电连接器具有可靠性高、寿命长的特点,为解决其接触可靠性评估问题,通过分析其接触失效机理,指出在温度应力下的接触失效物理模型为Arrhenius方程,接触寿命服从两参数的Weibull分布,并在此基础上建立了接触可靠性统计模型;研究了航天电连接器步进应力加速寿命试验方法,利用极大似然估计和Nelson累积失效模型,提出了试验数据的统计分析方法。通过对某型航天电连接器实施步进应力加速寿命试验,得到了正常温度应力水平下接触可靠性特征参数估计值。研究结果表明,提出的模型与方法是有效的。

基于谐波因子的电子式电能表可靠性预计方法研究及应用

介绍了可靠性预计的理论方法.通过试验验证了谐波对电能表寿命的影响,并首次提出了电子式电能表的谐波因子.最后以DDZY71型单相费控智能电能表为例,依据GJB/Z 299C—2006可靠性预计手册,结合谐波因子进一步提高了电能表可靠性预计的准确性.

电连接器真空环境试验电压加载方式研究

根据真空环境下电连接器主要是由沿面闪络造成绝缘电阻和耐压强度下降或被击穿而失效的状况,针对电连接器电压加载方式不同所产生的电场强弱会有较大的差异的问题,通过静电场理论,建立电连接器电场强度的计算模型并提出电连接器电场强度的计算方法;为了更快速准确地评价电连接器在真空环境下的绝缘工作寿命,以额定电压下所产生的电场强度最大且最为均匀为目标,建立电连接器电压加载方式优化的数学模型;通过采用电场强度的信噪比作为综合评价函数,将优化的多目标转化为单目标,并通过应用遗传算法对电压加载方式进行了优化。优化结果表明,电压加载方式经优化后电场强度可提高了50%左右,而且均匀程度更高,可为实现电连接器真空环境可靠性的准确评价提供依据。