一种确定智能电能表剩余寿命的方法技术

本发明专利技术提供一种确定智能电能表剩余寿命的方法，包括：从待测生产批次的全部Y只智能电能表进行抽样，以确定进行多水平恒定应力加速试验的智能电能表样本；获取所述智能电能表样本在进行多水平恒定应力加速试验时在多个预先设定的监测时刻下的性能参数的值；根据获取的智能电能表样本的性能参数的值、双变量恒定应力加速模型及指数型性能退化模型，确定所述智能电能表样本的全部M×Q只智能电能表中的每只智能电能表在正常应力水平下的伪寿命值；根据智能电能表样本的伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表在指定的可靠度值r下的可靠寿命值；确定所述待测生产批次的智能电能表在投入使用N年后的剩余寿命值。该方法可以避免造成大量尚未失效的智能电能表提前终止使用。

【技术实现步骤摘要】
一种确定智能电能表剩余寿命的方法
本专利技术涉及可靠性
，并且更具体地，涉及一种确定智能电能表剩余寿命的方法。
技术介绍
目前，在电网中投入使用的智能电能表，通常采用定时更换的维修模式。也就是，达到预先设定的投入年限后，同一生产批次的智能电能表会全部更换为新的智能电能表。这种维修模式造带来大量的维修工作，造成大量尚未失效的智能电能表提前终止使用；在维修期间，需要电网断电或部分器件断电，降低了电网的有效工作时间。
技术实现思路
本专利技术提供了一种确定智能电能表剩余寿命的方法，以确定对应于某一投入使用年限的智能电能表的剩余寿命，以克服目前智能电能表达到某一使用年限即认为失效从而降低电网有效工作时间的问题。本专利技术提供的确定智能电能表剩余寿命的方法，包括以下步骤：从待测生产批次的全部Y只智能电能表进行抽样，以确定进行多水平恒定应力加速试验的智能电能表样本，其中，所述智能电能表样本被分为M个试验组，每个试验组包括Q只智能电能表，M×Q＜Y，M和Q均为不小于2的正整数，Y为正整数，所述待测生产批次的全部Y只智能电能表中的每个均已投入使用N年；获取所述智能电能表样本在进行多水平恒定应力加速试验时在多个预先设定的监测时刻下的性能参数的值，所述性能参数包括智能电能表的基本误差；根据获取的智能电能表样本的性能参数的值、双变量恒定应力加速模型及指数型性能退化模型，确定所述智能电能表样本的全部M×Q只智能电能表中的每只智能电能表在正常应力水平下的伪寿命值；根据智能电能表样本的伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表在指定的可靠度值r下的可靠寿命值tr；根据如下公式来确定所述待测生产批次的智能电能表在投入使用N年后的剩余寿命值RUL：RUL＝tr-N。进一步地，所述的方法，第i个试验组内的Q只智能电能表在第i组高应力水平下分别进行恒定应力加速试验，其中，1≤i≤M；在任一预先设定的监测时刻，每只智能电能表的性能参数的值不大于预先指定的失效阈值。进一步地，所述的方法，所述多水平恒定应力包括：第一组温度应力水平T1：55℃，第一组相对湿度应力水平(％)RH1：95；第二组温度应力水平T2：70℃，第二组相对湿度应力水平(％)RH2：95；第三组温度应力水平T3：80℃，第三组相对湿度应力水平(％)RH3：80；所述正常应力水平中，正常温度应力水平T0：23℃，正常相对湿度应力水平(％)RH0：50。进一步地，所述的方法，在智能电能表样本的每个循环剖面中，电应力在两个时段内依次施加，在第一时段，施加1Ib的电流；在第二时段，施加4Ib的电流。进一步地，所述的方法，根据下式确定所述指数型性能退化模型：其中，yij为在第i个应力水平下第j个样本的性能参数退化轨迹；yN,i,j为第i个应力水平下第j个样本在加速试验开始前的性能参数值；βi为第i个应力水平下第j个样本的退化率；ai,j为第i个应力水平下第j个样本的退化时间指数。进一步地，所述的方法，根据下式确定所述双变量恒定应力加速模型：其中，i为0，1，2或3，当i为1，2或3时，Ti为第i个温度应力水平，RHi为第i个相对湿度应力水平；当i为0时，T0为正常温度应力水平，RH0为正常相对湿度应力水平；A、B、C分别为一常数值。进一步地，所述的方法，所述根据获取的智能电能表样本的性能参数值、双变量恒定应力加速模型及指数型性能退化模型，确定每只智能电能表样本在正常应力水平下的伪寿命值，包括：在指定的失效阈值为Df时，根据如下方程确定每只智能电能表样本在正常应力水平下的伪寿命值Ti,j：其中，β0为正常应力水平下第j个样本的退化率；y0,i,j为第i个应力水平下第j个样本在N年前出厂时的性能参数值；ai,j为第i个应力水平下第j个样本的退化时间指数。进一步地，所述的方法，所述根据全部的所述伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表的在指定的可靠度值r下的可靠寿命值tr，包括：所述根据全部的所述伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表的可靠度函数；根据所述可靠度函数，确定所述待测生产批次的智能电能表的在指定的可靠度值r下的可靠寿命值tr。进一步地，所述的方法，所述根据全部的所述伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表的可靠度函数，包括：在检验所述伪寿命值符合Weibull分布后，根据下式来确定所述待测生产批次的智能电能表的可靠度函数R：其中，η为Weibull分布的尺度参数，m为Weibull分布的形状参数。本专利技术提供的确定智能电能表剩余寿命的方法，基于到期智能电能表的抽检样本进行恒定应力加速退化试验的退化数据，利用步进应力加速退化试验数据处理的思想，推导出智能电能表的伪寿命计算公式；最终得出其失效分布概率函数，并通过加速模型外推出正常使用条件下的剩余寿命。利用本专利技术提供的确定智能电能表剩余寿命的方法可以确定使用达到一定期限的某个生产批次智能电能表的剩余寿命值；根据该剩余寿命值，确定该生产批次智能电能表的维修计划，可以避免造成大量尚未失效的智能电能表提前终止使用。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为本专利技术优选实施方式的确定智能电能表剩余寿命方法的流程示意图；图2是本专利技术优选实施方式的确定智能电能表剩余寿命方法的应力施加剖面图；图3是本专利技术优选实施方式的智能电能表在应力S1下的基本误差退化数据示意图；图4是本专利技术优选实施方式的智能电能表在应力S2下的基本误差退化数据示意图；图5是本专利技术优选实施方式的智能电能表在应力S3下的基本误差退化数据示意图；图6是本专利技术优选实施方式的所述待测生产批次智能电能表的伪寿命分布拟合检验示意图；图7是本专利技术优选实施方式的所述待测生产批次智能电能表的可靠度曲线示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。当智能电能表的使用到达一定期限时，需要对其进行寿命预测。产品的剩余寿命是评价其使用性能的重要指标，直接关系到一大批智能电能表是否被更换的决定。本专利技术的目的在于提供一种智能电能表剩余寿命预测方法，它是一种基于加速试验的智能电能表剩余寿命预测方法，可以有效指导使用达到一定期限的某个生产批次智能电能表是否被更换以及还能使用多久就应该被更换的决策。本专利技术提供的智能电能表剩余寿命预测方法，针对使用到达一定期限的智能电能表，抽检出部分产品进行恒定应力加速退化试验，是一种利用试验中的退化数据进行剩余寿命预测的方法。该方法基于到期智能电能表的抽检样本进行恒定应力加速退化试验的退化数据，利用步进应力加速退化试验数据处理的思想，推导出智能电能表的伪寿命计算公式；最终得出伪寿命的分布函数，并通过加速模型外推出正常使用条件下的剩余寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定智能电能表剩余寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：从待测生产批次的全部Y只智能电能表进行抽样，以确定进行多水平恒定应力加速试验的智能电能表样本，其中，所述智能电能表样本被分为M个试验组，每个试验组包括Q只智能电能表，M×Q＜Y，M和Q均为不小于2的正整数，Y为正整数，所述待测生产批次的全部Y只智能电能表中的每个均已投入使用N年；获取所述智能电能表样本在进行多水平恒定应力加速试验时在多个预先设定的监测时刻下的性能参数的值，所述性能参数包括智能电能表的基本误差；根据获取的智能电能表样本的性能参数的值、双变量恒定应力加速模型及指数型性能退化模型，确定所述智能电能表样本的全部M×Q只智能电能表中的每只智能电能表在正常应力水平下的伪寿命值；根据智能电能表样本的伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表在指定的可靠度值r下的可靠寿命值tr；根据如下公式来确定所述待测生产批次的智能电能表在投入使用N年后的剩余寿命值RUL：RUL＝tr‑N。

【技术特征摘要】
1.一种确定智能电能表剩余寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：从待测生产批次的全部Y只智能电能表进行抽样，以确定进行多水平恒定应力加速试验的智能电能表样本，其中，所述智能电能表样本被分为M个试验组，每个试验组包括Q只智能电能表，M×Q＜Y，M和Q均为不小于2的正整数，Y为正整数，所述待测生产批次的全部Y只智能电能表中的每个均已投入使用N年；获取所述智能电能表样本在进行多水平恒定应力加速试验时在多个预先设定的监测时刻下的性能参数的值，所述性能参数包括智能电能表的基本误差；根据获取的智能电能表样本的性能参数的值、双变量恒定应力加速模型及指数型性能退化模型，确定所述智能电能表样本的全部M×Q只智能电能表中的每只智能电能表在正常应力水平下的伪寿命值；根据智能电能表样本的伪寿命值，确定所述待测生产批次的智能电能表在指定的可靠度值r下的可靠寿命值tr；根据如下公式来确定所述待测生产批次的智能电能表在投入使用N年后的剩余寿命值RUL：RUL＝tr-N。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第i个试验组内的Q只智能电能表在第i组高应力水平下分别进行恒定应力加速试验，其中，1≤i≤M；在任一预先设定的监测时刻，每只智能电能表的性能参数的值不大于预先指定的失效阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多水平恒定应力包括：第一组温度应力水平T1：55℃，第一组相对湿度应力水平(％)RH1：95；第二组温度应力水平T2：70℃，第二组相对湿度应力水平(％)RH2：95；第三组温度应力水平T3：80℃，第三组相对湿度应力水平(％)RH3：80；所述正常应力水平中，正常温度应力水平T0：23℃，正常相对湿度应力水平(％)RH0：50。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在智能电能表样本的每个循环剖面中，电应力在两个时段内依次施加，在第一时段，施加1Ib的电流；在第二时段，施加4Ib的电流。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海波，李贺龙，林繁涛，许丹，王春雨，刘佳，王兴媛，何娇兰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11