基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法、系统及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于HALT及LabVIEW测试电力自动化装置可靠性的方法，属于电力系统二次设备可靠性测试领域。利用高加速寿命试验设备，配合基于LabVIEW开发的专用测试程序来验证电力自动化装置的可靠性。本发明专利技术目的是寻找电力自动化装置硬件设计中潜在的薄弱环节，确认产品的温度、振动、电源电压的工作条件极限和破坏极限，将设计问题和元器件问题在样机阶段充分暴露并得以纠正，改善产品的操作极限、破坏极限和出厂后的产品的可靠性；本发明专利技术操作简单，具有良好的易用性，能够在产品设计阶段及早发现设计缺陷，节约了测试时间及成本，缩短了产品研发周期。

【技术实现步骤摘要】
基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法、系统及设备
本专利技术属于电力自动化装置可靠性测试
，是利用HALT测试方法及基于LabVIEW监测相结合的方法，用于电力自动化装置可靠性测试。
技术介绍
HALT是“高加速寿命测试”(HighlyAcceleratedLifeTesting)的英文缩写，是由美国GreggK.Hobbs博士首创的可靠性试验方法。HALT是把阶梯应力加诸于试品，并快速寻找产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。目的是在产品设计和试产阶段，通过试验，快速发现产品的潜在缺陷，并加以改进和验证，从而增加产品的极限值，提高其坚固性及可靠性。施加于试品的应力，包括振动、高低温、温度循环、电源开关循环、电源波动等。试品通过HALT所暴露的缺陷，涉及设计、工艺、元部件和结构等方面。它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周，历经30年的实践，它早已成为电子业界的的可靠性标准验证方法之一。LabVIEW全称是实验室虚拟仪器工程平台(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)，是一种基于G语言的测试系统软件开发平台。LabVIEW不局限于虚拟仪器的开发，它的作用是为大型复杂测试系统提供通用的软件开发平台，它包括控制与仿真、高级数字信号处理等众多附加软件包，可运行于Windows、Linux和UNIX等多种平台，已经成为目前应用最广、发展最快、功能最强的软件开发集成环境之一。现有技术中，电力自动化装置可靠性测试多采取高温老化试验，50℃环境下连续运行装置48H，运行期间装置运行老化测试程序，试验结束后通过查看日志判断装置是否故障。但是该测试方法过于柔和，不能快速暴露以及全面暴露装置缺陷，且不能做到实时监测，数据记录也不详尽。
技术实现思路
为了寻找电力自动化装置硬件设计中潜在的薄弱环节，确认产品的温度、振动、电源电压的工作条件极限和破坏极限，将设计问题和元器件问题在样机阶段充分暴露并得以纠正，改善产品的操作极限、破坏极限和出厂后的产品的可靠性。本专利技术提出了一种利用HALT测试方法，并结合LabVIEW实时监测的测试方案，搭建应用于电力自动化装置可靠性的测试平台，缩短了研发时间，节省了研发测试时间和成本，很大程度地提高了产品的可靠性。为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案来实现。一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法，包括以下步骤：步骤S1，基于LabVIEW测试单元进行电力自动化装置功能测试，设置电力自动化装置的工作状态，实时监测装置的工况，判断电力自动化装置在当前试验下功能是否正常，如果功能测试正常，则进入步骤S2，否则基于功能测试的不正常结果对电力自动化装置进行软硬件检查；步骤S2，对电力自动化装置电源进行若干次上下电，检测电源初始化特性，如果电源初始化特性正常，进入步骤S3，否则，进行停止测试；步骤S3，基于预先搭建的HALT试验箱进行HALT检测：HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合试验；步骤S4，应力保持期间通过基于LabVIEW测试单元对装置进行监测。基于LabVIEW测试单元包括仪器驱动模块、数据记录模块和测试模块；仪器驱动模块启动可调直流电源和保护测试仪，数据记录模块记录各项测试结果以及装置日志存储，测试模块进行装置冷启动、开入、开出、模拟量、改定值、改压板、过流、录波、装置日志测试和FTP试验。HALT试验箱使用液氮制冷，为6轴振动试验箱；HALT试验箱使用液氮制冷能在很宽的范围内快速温变；保护测试仪向电力自动化装置施加电流电压激励，使得电力自动化装置处于动作、返回状态；可调直流电源用于模拟电力自动化装置的工作电源变化，以及测量开入电路动作门槛。高低温步进试验包括低温步进试验和高温步进试验，具体包括以下步骤：低温步进试验的初始温度-40℃，电力自动化装置不上电条件下待温度达到稳定后开始启动并进行测试，温度测试范围-40℃到-90℃，步进值为10℃，每个温度点保持20min，记录电力自动化装置内器件的温度和电压，获得温度工作下限；高温步进试验中，初始温度40℃，温度达到稳定后开始性能测试；40℃到110℃，步长为10℃，每个温度点保持20min，记录电力自动化装置内器件的温度和电压，获得温度工作上限；HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合试验。温度循环试验中，温度循环范围为在-80℃到100℃；温度转变期间温度变化率为60℃/min，一共N个循环，每个温度保持20min，温度保持期间监测电力自动化装置内器件的温度和电压，基于LabVIEW测试单元进行功能测试。振动步进试验中振动步进从5Grms开始，步长为5Grm，测试期间保持环境温度为25℃，每个振动阶段保持20min；振动保持期间测试，监测电力自动化装置工作状态，获得振动工作极限。振动与温变循环综合试验中，振动范围5Grms～45Grms，步长为10Grms；试验的温度范围选取工作温度极限(最低工作温度-最高工作温度)，温度循环在工作温度极限区间内循环，温度变化率为60℃/min，温度保持20min，温度保持期间基于LabVIEW测试单元进行功能测试。一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试系统，包括基于LabVIEW测试单元、上下电测试单元和HALT检测单元；LabVIEW测试单元对电力自动化装置功能测试，设置装置的工作状态，实时监测装置的工况，判断电力自动化装置在当前试验下功能是否正常，如果功能测试正常，则进入上下电测试单元，否则基于功能测试的不正常结果对电力自动化装置进行软硬件检查；上下电测试单元对电力自动化装置电源进行若干次上下电，检测电源初始化特性；HALT检测单元基于预先搭建的HALT试验箱进行HALT检测：HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合试验。一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法的指令。一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法。本专利技术有益效果包括：本专利技术利用HALT测试方法并结合LabVIEW监测方法，适用于电力自动化装置的测试项目，此方法在测试过程中表现良好，实时监测产品在试验过程中的工况，并能有效记录存储。由于电力自动化装置的可靠性测试基于HALT测试，减少了测试时间，快速的找出产品的温度、振动应力的工作极限的上、下限值，很好地发现产品设计的缺陷，提高了产品的研发品质；测试过程中用LabVIEW自动测试程序实时监测装置工况，节省了劳动力，全面的数据记录便于后续整改。本专利技术可以广泛运用在电力自动化装置的可靠性测试中。附图说明图1本专利技术一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法流程图；图2高低温步进检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1基于LabVIEW测试单元进行电力自动化装置功能测试，设置电力自动化装置的工作状态，实时监测装置的工况，判断电力自动化装置在当前试验下功能是否正常，如果功能测试正常，则进入步骤S2，否则基于功能测试的不正常结果对电力自动化装置进行软硬件检查；步骤S2，对电力自动化装置电源进行若干次上下电，检测电源初始化特性，如果电源初始化特性正常，进入步骤S3，否则，进行停止测试；步骤S3，基于预先搭建的HALT试验箱进行HALT检测：HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合试验；步骤S4，应力保持期间通过基于LabVIEW测试单元对装置进行监测。

【技术特征摘要】
1.一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1基于LabVIEW测试单元进行电力自动化装置功能测试，设置电力自动化装置的工作状态，实时监测装置的工况，判断电力自动化装置在当前试验下功能是否正常，如果功能测试正常，则进入步骤S2，否则基于功能测试的不正常结果对电力自动化装置进行软硬件检查；步骤S2，对电力自动化装置电源进行若干次上下电，检测电源初始化特性，如果电源初始化特性正常，进入步骤S3，否则，进行停止测试；步骤S3，基于预先搭建的HALT试验箱进行HALT检测：HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合试验；步骤S4，应力保持期间通过基于LabVIEW测试单元对装置进行监测。2.根据权利要求1中所述的一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法，其特征在于，基于LabVIEW测试单元包括仪器驱动模块、数据记录模块和测试模块；仪器驱动模块启动可调直流电源和保护测试仪，数据记录模块记录各项测试结果以及存储装置日志，测试模块进行电力自动化装置冷启动、开入、开出、模拟量、改定值、改压板、过流、录波、装置日志测试和FTP试验。3.根据权利要求2中所述的一种基于HALT及LabVIEW的电力自动化装置可靠性测试方法，其特征在于，HALT试验箱使用液氮制冷，为6轴振动试验箱；保护测试仪向电力自动化装置施加电流电压激励，使得电力自动化装置处于动作、返回状态；可调直流电源用于模拟电力自动化装置的工作电源变化，以及测量开入电路动作门槛。4.根据权利要求1中所述的一种基于HALT及LabVIEW测试电力自动化装置可靠性的方法，其特征在于，高低温步进试验包括低温步进试验和高温步进试验，具体包括以下步骤：低温步进试验的初始温度-40℃，电力自动化装置不上电条件下待温度达到稳定后开始启动并进行测试，温度测试范围-40℃到-90℃，步进值为10℃，每个温度点保持20min，记录电力自动化装置内器件的温度和电压，获得温度工作下限；高温步进试验中，初始温度40℃，温度达到稳定后开始性能测试；40℃到110℃，步长为10℃，每个温度点保持20min，记录电力自动化装置内器件的温度和电压，获得温度工作上限；HALT检测包括高低温步进试验、温度循环试验、振动步进试验和振动与温变循环综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文，周兆庆，吴凯，曹玉保，卢家力，牟晋力，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32