机械可靠性在高压电器设计中的应用分析

机械可靠性在高压电器设计中的应用分析

许平平

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司广东佛山

摘要：自上世纪七八十年代中国实行改革开放的政策以来，中国国内经济取得了突飞猛进的大发展。中国的经济的发展带动了中国政治、文化等各项事业的发展。中国在这一经济大背景下，中国的居民生活水平不断提高，中国的城镇化水平以惊人的速度发展。在中国城市建设的过程中，无论是房屋建设和城镇居民的生活用电中，高压电动工具及电器的数量飞速上升。在诸多的高压电动工具及高压电器设计中，设计工作人员忽略了高压电器的机械可靠性，在有很多设备的稳定性得不到保证，导致了高压电器的工作寿命降低、实用性效果下降等现象。机械的可靠性是保证高压电器科学、安全运行的重要因素，因此设计人员对机械可靠性的重视程度的高低决定了高压电器运行的效率。本文就机械可靠性在高压电器设计中的应用进行了相关的探讨和分析。

关键词：机械可靠性；高压电器；设计

我国经济的飞速发展为我国科学技术的更新奠定了重要的物质基础，随着生产专业化的不断推进，科学技术被大量的应用到生产流程当中。人们把这种类型的技术称之为可靠性技术。该技术的出现不仅仅有效的解决生产过程中的诸多问题，还为高压电器设备的安全运行的提供了相关依据。我国对高压电器机械可靠性的研究始于二十世纪七八十年代，相对于西方国家来说，我们对于这一领域涉及的时间较晚，但是自进入二十一世纪以来，我国加大了对机械可靠性在高压电器中的设计应用的研究与探讨。所以在这一领域的起步虽晚，但是发展速度相当之快。这也使得我国的电器产品的质量得到了进一步的提升。

一、机械的可靠性概述

（一）、机械的可靠性

上述中我们就曾提到，影响产品质量的因素有多种，但是在诸多的影响因素中，机械的可靠性是产品在设计和生产过程中最重要的影响因素之一。机械的可靠性与否直接关系到高压电器的产品性能。机械的可靠性不仅仅包括技术的先进性，除此之外还包括技术应用的可靠性。如果高压电器缺乏机械的可靠性就不能被投入使用。举个例子，比如某种品牌的某项产品没有一定的实用技术就不能称之为电器产品，其产品本身的功能已经失去。但是电器产品具备一定的实用技术，但是在使用的过程中该产品不能长时间的为各户工作，使用寿命很短，这就使得产品的应用性得到了丧失。那我们就可以说此产品的该电器产品缺乏机械可靠性。我们在对某一产品进行机械可靠性研究和分析过程中，主要涉及到的是产品的故障率等因素，在实际的应用中就是指在单位时间内表现出的参数值。

（二）、机械的失效性

无独有偶，有机械的可靠性就有机械的失效性。高压电器产品的失效性就是在在相应的时间和产品的损坏率之间的数据。这一数据是研究人员通过大量的数据研究，并对这些数据进行精准的计算，然后工作人员通过对数据的内容和形式进行分析。机械的失效性是客观存在于每一个高压电器产品之中的，但是绝对不能大于可靠性。

（三）、数学模型

每一个产品的由于其自身在制作的过程中或者是由于产品自身存在着不同的差异，这就导致了不同电器产品在测试过程中所需要的测试时间的长短也有所不同，不同产品的到期时间也不尽相同，因此，差异性的存在也对高压电器设计工作提出了更高的要求。在实际的测试过程中，设计人员必须要对产品的故障数据进行统计，设计中要将统计概率以及数学规律作为重要的统计计算依据。在进行数据计算和统计的过程中需要用到很大一部分的数学公式进行计算，在计算的过程中可以找到一定的规律性，来反映事物的本质。在得到相关的数据结果之后，为了更加直观的了解产品数据的变化规律和分布情况，我们可以根据研究特点绘制相关的图表来进行进一步的研究与分析。然后我们就可以根据图标上的想关数据来进行数学函数相关公式的可靠性系数的计算。

（四）、常见失效分布类型

在高压电器的设计工作中，故障分布密度和和故障积累是工作人员在进行函数计算中遇到的主要的变量。故障的分布情况主要受故障分布密度和故障积累的直接影响。，这些分布点的存在对产品类型的判断以及产品故障的维护都起到至关重要的促进作用。从已知的分布功能情况入手对故障进行判断和分析就是人们常说到的使用可靠性。虽然采取的方式不尽相同，但是最终所得到的结果有着一定的相似性。所以说，要想提升高压电气设备运行的高效性和表现高压电气设备本身的机械可靠性就很有必要对常见的失效分布类型进行分析和探讨。

二，可靠性设计

（一）、最常见的可靠性设计方法

在经过设计人员的精心的对高压电器设备的数据进行分析和研究之后，设计人员就会根据其自身的各方面的数据特点进行有效的可靠性设计。可靠性设计的方式有很多种其中最主要的并且特点鲜明的有以下几种。

（二）、概率设计法

在上文中我们也曾经提到，在高压电器的机械可靠性设计的过程中我们要充分的利用到数学模型来进行对机械可靠性的研究与分析。那么在实际的可靠性众多的设计方法中，我们所用到的最广的一种设计方法就来自于数学这个学科。众所周知，数学作为一门严谨的学科，本身的可靠性是经得起时间的检验的。而概率设计法就是充分利用本学科自身的可靠性，通过对相关的概率进行统计和估算，然后利用计算及比较的方式来满足可靠性的要求。

（三）、失效模式影响及致命度分析法

如果对某些特殊的系统构成部分或者是对潜在的故障模式的功能进行分析也不失为一种较好的可靠性设计方法。这种设计方法不仅可以提升预防工作的科学性，还能够将机械可靠性充分的应用到其中。这种方式在实际的应用过程中体现出一定的复杂性。

（四）、可靠性的设计内容与步骤

哲学上讲，万事万物都是有规律的。高压电器设备的可靠性设计也是一样。高压电器设备的可靠性设计需要严格的遵循相关的具体内容和科学的步骤来完成。无论是进行什么样的设计，我们都需要进行明确设计的问题，然后我们可以根据任务大纲的特点进行针对设计中可能出现的变量进行有效的控制，除此之外，我们还要对相应的故障模式和和电器的危害进行分析。然后再对组件模式的故障问题进行分析，找到其本质的特点，对其进行相关性和独立性的分析。上述工作完成之后，我们要根据不同类型的故障模式来制定函数图，然后根据致命故障模型来对应力的分布状况和强度进行分析。机械看可靠性的失效模式也是工作人员在提升电器设计工作可靠性的基础上所不得不进行考虑的。设计人员的关注重点是系统的关键部位和核心部位。需要经过反复的审核之后，才能够对相关的核心单元进行控制。只有经过这样的步骤，高压电器的可靠性和安全性才能得到高效的优化和完善。

三，可靠性在高压电器设计中的具体应用

高压电器受压筒体螺栓联结的设计。在交流高压自动分段器的灭弧室里充有六氟化硫气体。在设计人员进行设计的时候，是根据数据分析及探究得出的相关数据进行分段气缸的设计，采用的连接的可靠性方法，在六氟化硫气体的作用之下，螺栓的材料选择在可靠性上必须规范。螺栓必须采用中碳钢或者是高碳钢且性能水平必须达到8.8，并假设其强度分布是正常的，最后计算出平均最大工作荷载的平均值。

结语：

从本文的论述中我们可以得知，机械可靠性在高压电器设计中的应用前景是非常宽广的，随着我国经济的不断发展，中国的高压电器的可靠性会因为科学技术以及探究方法的改进而进一步的提高。可靠性作为一门新的学科，具有强大的生命力，不仅对于提高产品质量具有重要的作用，还会对企业的生产，社会的进步产生巨大的影响。

参考文献：

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[2]杨战强，李为民.高压电器产品的未来发展前景[J].电器工业.2014（05）

[3]于晓辉，浅谈高压电器的检修与保养[J].临沂电力学院期刊.2013（06）

[4]董罗燕.高压电器的可靠性研究[J].电力专刊.2013（13）