一种高压电能表可靠性验证试验统计方法

摘要

本发明涉及一种高压电能表可靠性验证试验统计方法，具体内容是：⑴样本的选择：可靠性验证试验统计方案所需样品数量每批产品中至少20台接受试验；⑵选取序贯试验统计方案的持续时间，该持续时间使总试验时间或样品失效数达到统计方案作出接收或拒收判决时为止；⑶选取生产方风险α和订购方风险β，生产方风险α和订购方风险β取同样水平；⑷选取检验下限，选取年平均失效率λ对应的检验下限θ

说明书

技术领域

本发明属于计量技术领域，尤其是一种高压电能表可靠性验证试验统计方法。

背景技术

高压电能表是一种直接接入6kV～35kV高压电力线路测量有功电能与无功电能的仪表， 由装入同一壳体内的高压电流电压传感器、高压供电单元、电能计量单元、内置计度显示单 元(若有)、通信单元(若有)等组成，该仪表结构上除了与高压电力线路连接的端子以及接 地端子(若有)与通讯端子(若有)外，没有与其它电气回路连接的端子。它由接入高压电 力线路的电压互感器和电流互感器以及接入互感器二次回路的电能表组成。高压互感器和电 能表按照各自的技术要求安装使用，高压侧的电能通过电能表积算的电能乘上电流、电压互 感器的额定变比获得。

由于高压电能表的特殊性，通常将其视为不修理的产品，从投运开始到失效退出的持续 时间为工作时间。因此，有必要对其进行可靠性的规定和考量。其可靠性指标用工作时间的 年平均失效率λ表示。一般地，高压电能表的年平均失效率λ分为0.5％和0.2％两个等级。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、使用方便、安全可靠 的高压电能表可靠性验证试验统计方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高压电能表可靠性验证试验统计方法，其特征在于：具体内容是：

⑴样本的选择：可靠性验证试验统计方案所需样品数量每批产品中至少20台接受试验；

⑵选取序贯试验统计方案的持续时间，该持续时间使总试验时间或样品失效数达到统计 方案作出接收或拒收判决时为止；

⑶选取生产方风险α和订购方风险β，生产方风险α和订购方风险β取同样水平；

⑷选取检验下限，选取年平均失效率λ对应的检验下限θ₁；

⑸选取鉴别比，鉴别比D是年平均失效率λ对应的检验上限θ₀和检验下限θ₁之比值；

⑹采取序贯试验统计方案进行计算，获得统计结果。

而且，所述⑴样本的选择，对高压电能表的可靠性验证试验，样本大小为每批产品的 100％，最多不超过1000台。

而且，所述⑶中的生产方风险α和订购方风险β均按0.2选取。

而且，所述⑷年平均失效率λ对应的检验下限θ₁按下表选取：

λ 0.5％ 0.2％ θ₁(年) 44 110

或按公式计算年。

而且，所述公式计算所得结果取2位有效数字。

而且，所述⑹的具体验证统计方法如下：

①选取试验失效样品数r，2≤r≤5；

②根据α＝β＝0.2，以及失效样品数r，查得到和选取鉴别比D：

$D=\frac{{\chi }_{\beta ,2r}^2}{{\chi }_{1-\alpha ,2r}^2}$

③根据⑷规定的检验下限θ₁，计算检验上限θ₀：

θ₀＝Dθ₁

④在出现r个样品失效时，用已完成的累计试验时间t进行以下计算：

$P\left(r\right)={\left(\frac{{\theta }_0}{{\theta }_1}\right)}^r{e}^{-(\frac{1}{{\theta }_1}-\frac{1}{{\theta }_0})t}$

$A=\frac{(1-\beta )(1+D)}{2\alpha D}$

$B=\frac{\beta }{1-\alpha }$

⑤如果P(r)＜B，接收并停止试验；如果P(r)＞A，拒收并停止试验；如果B＜P(r)＜A， 继续试验，直至满足试验停止条件，最终完成对高压电能表的可靠性验证统计。

而且，所述和的数值表由下表查得：

本发明的优点和积极效果是：

本发明旨在解决高压电能表的可靠性验证问题，提供了一种对高压电能表的可靠性进行 验证统计方案，并可获得其是否满足给定MTBF值的结论。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的， 不能以此限定本发明的保护范围。

一种高压电能表可靠性验证试验统计方法，由于高压电能表在投入运行后不再修理直至 退出运行，在考虑其可靠性指标(MTBF值)验证时，只需掌握该值是否满足出厂要求，无 需对MTBF真值进行试验，并且希望试验时间尽可能短，因此本发明采用序贯截尾试验方案 进行验证统计。

本方法的具体内容是：

⑴样本的选择：可靠性验证试验统计方案所需样品数量按合同规定或由生产方与订购方 商定，每批产品至少应有20台接受试验。对高压电能表的可靠性验证试验，推荐的样本大小 为每批产品的100％，但最多不超过1000台；

本示例中取样本为200台，且其年平均失效率为0.5％。生产方风险α和订购方风险β取同 样水平，即α＝β＝0.2。

⑵序贯试验统计方案的持续时间应使总试验时间或样品失效数达到统计方案可以作出接 收或拒收判决时为止；

⑶如无特别约定，生产方风险α和订购方风险β取同样水平，一般均按0.2选取。

⑷检验下限，如无特别约定，年平均失效率λ对应的检验下限θ₁按表1选取：

表一检验下限

λ 0.5％ 0.2％ θ₁(年) 44 110

如对λ的其它值进行验证，可按以下公式计算，并把所得结果取2位有效数字：

${\theta }_1=\frac{0.2231}{\lambda }$(年)

⑸鉴别比

鉴别比是年平均失效率λ对应的检验上限θ₀和检验下限θ₁之比值，用D表示，即：

$D=\frac{{\theta }_0}{{\theta }_1}$

⑹序贯试验统计方案的计算方法

①选取试验失效样品数r，2≤r≤5；

②根据α＝β＝0.2，以及失效样品数r，查表2得到和选取鉴别比D：

$D=\frac{{\chi }_{\beta ,2r}^2}{{\chi }_{1-\alpha ,2r}^2}$

③根据⑷规定的检验下限θ₁，计算检验上限θ₀：

θ₀＝Dθ₁

④在出现r个样品失效时，用已完成的累计试验时间t进行以下计算：

$P\left(r\right)={\left(\frac{{\theta }_0}{{\theta }_1}\right)}^r{e}^{-(\frac{1}{{\theta }_1}-\frac{1}{{\theta }_0})t}$

$A=\frac{(1-\beta )(1+D)}{2\alpha D}$

$B=\frac{\beta }{1-\alpha }$

⑤如果P(r)＜B，接收并停止试验；如果P(r)＞A，拒收并停止试验；如果B＜P(r)＜A， 继续试验，直至满足试验停止条件，从而完成对高压电能表的可靠性验证统计。

表2χ²数值表

本实施例具体验证统计方案的计算如下：

①选取试验失效样品数r＝5，年失效率为0.5％，则θ₁＝44年；

②根据α＝β＝0.2，以及失效样品数r＝5，查表2得到和选取鉴别比D：

$D=\frac{{\chi }_{\beta ,2r}^2}{{\chi }_{1-\alpha ,2r}^2}=\frac{1.618}{0.632}=2.56$

③根据检验下限θ₁，计算检验上限θ₀(样本总试验时间)：

θ₀＝Dθ₁＝112.64年

④在出现r＝5个样品失效时，用已完成的累计试验时间t进行以下计算：

$P\left(r\right)={\left(\frac{{\theta }_0}{{\theta }_1}\right)}^r{e}^{-(\frac{1}{{\theta }_1}-\frac{1}{{\theta }_0})t}=109.95\times e^{-0.0139t}$

$A=\frac{(1-\beta )(1+D)}{2\alpha D}=2.78$

$B=\frac{\beta }{1-\alpha }=0.25$

⑤如果P(r)＜B，接收并停止试验；如果P(r)＞A，拒收并停止试验；如果B＜P(r)＜A， 继续试验，直至满足试验停止条件，从而完成对高压电能表的可靠性验证统计。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本 发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的 范围不局限于实施例所公开的内容。