低壓電器質(zhì)量檢驗(yàn)及不確定度研究

張志濤 陳付英

（山東省東營(yíng)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東 東營(yíng) 257091）

對(duì)電器測(cè)量質(zhì)量結(jié)果參數(shù)大都是用不確定度來(lái)體現(xiàn)，這也是國(guó)際貿(mào)易與科技交流迫切要求。事實(shí)上系統(tǒng)測(cè)量質(zhì)量和不確定度之間存在密切關(guān)系，不確定度越大系統(tǒng)測(cè)量精度就越低，質(zhì)量就越差；反之，不確定度越小系統(tǒng)測(cè)量精確度就越高，質(zhì)量就越好。在如今低壓電器魚(yú)龍混雜時(shí)代，質(zhì)量檢測(cè)十分重要，也是電器產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)的基本條件。在這種形勢(shì)下，研究低壓電器質(zhì)量檢驗(yàn)及不確定度具有重要意義。

1 低壓電器的質(zhì)量檢驗(yàn)

無(wú)論什么產(chǎn)品都要以質(zhì)量來(lái)贏得市場(chǎng)，只有確保了質(zhì)量的產(chǎn)品才具有發(fā)展前景。自然對(duì)于低壓電器來(lái)說(shuō)也不例外，本文就是對(duì)低壓電器的質(zhì)量檢驗(yàn)做一些闡述。

1）一般檢查

2）測(cè)定電壓降

當(dāng)對(duì)電器觸頭或者導(dǎo)電回路加上直流電流之后，測(cè)量?jī)啥穗妷航?。這樣目的是用來(lái)評(píng)估測(cè)量部分兩端電阻值，根據(jù)用電阻值大小來(lái)判斷低壓電器裝備質(zhì)量與發(fā)熱溫升。比如，小型繼電器觸頭上是不能夠使用溫差電偶來(lái)測(cè)量溫度，就要使用測(cè)量觸頭的兩端電壓之法來(lái)檢測(cè)。

3）溫升試驗(yàn)

通過(guò)溫升試驗(yàn)?zāi)軌驒z驗(yàn)電器通上電之后發(fā)熱直到穩(wěn)定階段，電器各個(gè)部分配件能否承受溫升的變化范圍。因?yàn)椴煌膶?dǎo)線(xiàn)、電器觸頭、線(xiàn)圈以及銅排接線(xiàn)端的溫升，都具有不同的標(biāo)準(zhǔn)或者技術(shù)條件要求。對(duì)于導(dǎo)電銅排線(xiàn)的接線(xiàn)端、電器觸頭，如果溫升過(guò)高都可能導(dǎo)致其接觸面出現(xiàn)氧化，一旦氧化之后就會(huì)導(dǎo)致接觸面的電阻增大，進(jìn)一步增大溫升，致使外包的絕緣材料快速老化，降低使用壽命或者燒壞線(xiàn)圈，最終出現(xiàn)故障影響電器正常使用。

4）耐壓試驗(yàn)與絕緣電阻

評(píng)價(jià)電器產(chǎn)品絕緣質(zhì)量好壞，大都是采用絕緣電阻與耐壓試驗(yàn)。絕緣電阻就是在電器的兩個(gè)電極間連接上絕緣電阻，一旦給這兩個(gè)電極加上了直流電壓之后，絕緣體上出現(xiàn)了泄露電流，且表面該絕緣材料上有絕緣電阻。電器絕緣電阻是由多種因素造成的，一般而言電器溫升過(guò)高絕緣電阻就會(huì)降低；一旦絕緣材料潮濕了、被污染或者吸附了水分，必然降低絕緣電阻；驗(yàn)證了開(kāi)關(guān)電器通斷能力之后，如果電器絕緣結(jié)構(gòu)遭到電弧燒損，也會(huì)降低絕緣電阻。對(duì)于一般的電器而言，其絕緣電阻不能夠小于1.5M?。

事實(shí)上，電器絕緣部分不僅要承受長(zhǎng)期額定電壓作用，還必須要能夠承受短時(shí)間出現(xiàn)的超過(guò)額定電壓數(shù)倍的過(guò)電壓。出現(xiàn)過(guò)電壓大都是由線(xiàn)路短路或者雷電造成的。一旦過(guò)電壓達(dá)到一定極限數(shù)值，那么絕緣材料表面就會(huì)出現(xiàn)放電發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，也有可能擊穿絕緣材料出現(xiàn)導(dǎo)電通路。

2.1.3 改性瀝青抗老化性能 改性瀝青的抗老化性能與MY瀝青砂添加劑的抗老化能力有著緊密的關(guān)系。瀝青薄膜的殘留針入度比可用于評(píng)價(jià)瀝青經(jīng)過(guò)老化后硬度的變化，結(jié)果見(jiàn)表3。

5）檢驗(yàn)短時(shí)耐電流的能力

當(dāng)?shù)蛪弘娖魈幱陂]合狀態(tài)，還必須要檢驗(yàn)其承受短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)及電動(dòng)力效應(yīng)的能力。因?yàn)榫€(xiàn)路中電動(dòng)力和流經(jīng)電流平方為正比關(guān)系，所以短路電流大電動(dòng)力必然強(qiáng)。加入電器絕緣件機(jī)械強(qiáng)度差了，就會(huì)發(fā)生機(jī)械變形乃至被破壞。在極短時(shí)間中產(chǎn)生了較大短路電流，致使導(dǎo)電回路溫度快速升高，但是溫升是不允許超過(guò)極值范圍。

6）檢驗(yàn)動(dòng)作特性

電壓電器主要技術(shù)性能之一就是動(dòng)作特性，其檢驗(yàn)中包含釋放動(dòng)作值、吸合動(dòng)作值以及保護(hù)特性幾個(gè)方面，比如低壓電器電磁機(jī)構(gòu)，電壓線(xiàn)圈中的釋放電壓及吸合電壓值都要滿(mǎn)足要求。

對(duì)于低壓電器的質(zhì)量檢驗(yàn)上涉及面較廣，除了上面幾個(gè)方面外，還包括了電器壽命檢驗(yàn)、抗擾度檢驗(yàn)、額定接通與分?jǐn)嗄芰Φ臋z驗(yàn)等，必須要全面做好質(zhì)量檢驗(yàn)才能夠確保低壓電器的質(zhì)量。

2 低壓電器不確定度

國(guó)際公認(rèn)采用不確定度來(lái)評(píng)定電器測(cè)量質(zhì)量，也是報(bào)告度量使用的尺度，經(jīng)過(guò)不確定度就能夠看出電器質(zhì)量水平及價(jià)值高低，同時(shí)還能夠體現(xiàn)出檢測(cè)技術(shù)水平的高低。因此對(duì)于低壓電器的質(zhì)量檢驗(yàn)中采用不確定度檢測(cè)是發(fā)展必然趨勢(shì)。測(cè)定不確定度大都是采用分散性的尺度進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而測(cè)量出電器結(jié)果質(zhì)量，體現(xiàn)出測(cè)量結(jié)果具備的分散性，同時(shí)體現(xiàn)出被測(cè)值具備的不能肯定程度。如今國(guó)際較為常用評(píng)定方法分為了兩大類(lèi)，其一就是采用統(tǒng)計(jì)法評(píng)定出A類(lèi)的不確定度；其二就是采用非統(tǒng)計(jì)法評(píng)定出B類(lèi)的不確定度。

1）A類(lèi)不確定度

A類(lèi)大都是依據(jù)多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，并依據(jù)最終結(jié)果進(jìn)行估計(jì)，采用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表征。假設(shè)對(duì)某個(gè)量處于同等條件中實(shí)施了n次獨(dú)立試驗(yàn)，得出A類(lèi)不確定度：

式中，Xi表示第 i次所測(cè)量的結(jié)果，表示數(shù)列算數(shù)的平均值。

2）B類(lèi)不確定度

這種測(cè)量是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者其他的信息進(jìn)行估計(jì)，因此就能夠借助相關(guān)信息比如儀器特點(diǎn)、性能、校準(zhǔn)證書(shū)以及制作說(shuō)明書(shū)所提供的手冊(cè)與數(shù)據(jù)的參數(shù)實(shí)施不確定度等。對(duì)于B類(lèi)大都采用了標(biāo)準(zhǔn)差Ub來(lái)表示：

式中，b表示誤差源誤差限；kj表示和誤差分布與誤差限的取值概率相關(guān)因數(shù)。

3）評(píng)定不確定度的程序

無(wú)論是A類(lèi)還是B類(lèi)，其評(píng)定不確定度程度的方法基本上是相同的，具體如圖1所示。

圖1 評(píng)定不確定度的程序

4）采用不確定度評(píng)定的注意事項(xiàng)

（1）能夠簡(jiǎn)化的項(xiàng)目：①在進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定中，如果檢測(cè)中A類(lèi)評(píng)定占據(jù)了主導(dǎo)地位，就可以忽略B類(lèi)的評(píng)定分離；②檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有必要計(jì)算出等效自由度；③合成時(shí)，不用考慮到其相關(guān)性；④如果有一些大家公認(rèn)較好的檢測(cè)方法，假如這種方法規(guī)定測(cè)量出的不確定度的；來(lái)源主要是通過(guò)極限值與計(jì)算結(jié)果體現(xiàn)出來(lái)，而且也符合檢測(cè)方法與檢測(cè)結(jié)果的報(bào)告，那么可以認(rèn)為這種方法符合要求。

（2）應(yīng)用A、B兩類(lèi)方法。事實(shí)上，這兩類(lèi)之間并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，僅僅屬于兩種方法而已，絕對(duì)不存在那個(gè)好那個(gè)差。評(píng)定之時(shí)，要根據(jù)所評(píng)定問(wèn)題實(shí)況選擇簡(jiǎn)單、可靠以及方便方法進(jìn)行。不管是兩種方法都使用了還是僅僅選擇一種，都屬于完整評(píng)定，其可靠度僅僅由自由度來(lái)描述，自由度大可靠性高。

（3）日常檢驗(yàn)中要合理進(jìn)行評(píng)定。因?yàn)樗鶞y(cè)量出的不確定度能夠展示測(cè)量結(jié)果質(zhì)量，不確定度越小，且電器質(zhì)量越高，而且測(cè)量質(zhì)量好壞和測(cè)量結(jié)果大都與使用直接有關(guān)。所以比較測(cè)量結(jié)果的不確定度，不但給用戶(hù)選擇上提供了依據(jù)，而且通過(guò)分析影響不確定度的因素，還能夠?yàn)橛嘘P(guān)開(kāi)發(fā)人員提供研究才考依據(jù)。

3 結(jié)論

總之，任何電器質(zhì)量檢驗(yàn)都必須要以信息作為支持，而絕大部分信息又是以定量數(shù)據(jù)形式存在，這些數(shù)據(jù)是否正常及可靠，直接關(guān)系著電器質(zhì)量檢驗(yàn)成敗之關(guān)鍵所在。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)研究必須要大力探索與實(shí)踐不確定評(píng)定工作，確保低壓電器質(zhì)量檢驗(yàn)及不確定度達(dá)到較高水平，進(jìn)而推動(dòng)現(xiàn)代化科技進(jìn)一步發(fā)展。

[1]趙家瑞.電氣產(chǎn)品不確定度的測(cè)量[J]. CQ認(rèn)證,2004(8):26-27.

[2]張紅英,蘇國(guó)莉.檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度的評(píng)定方法[J].山西電力,2003(3): 34-36.

[3]劉麗華.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,2010.

[4]張英男.低壓電器檢測(cè)設(shè)備的選擇和測(cè)量不確定度[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2010(8):176-179.

[5]邱軍,陳建兵.低壓電器質(zhì)量檢驗(yàn)及其不確定度分析[J].上海計(jì)量測(cè)試,2006(2):87-90.