TBT3219-2010 机车车辆继电器和接触器可靠性试验规则.docx

ICS 45.060.10 S36 TB 中 华 人 民 共 和 国 铁 道 行 业 标 准 TB/T 32192010 机车车辆继电器和 接触器可靠性试验规则 General rules for reliability test on board relays and contactors 2010-04-27发布 2 0 1 0 - 1 0 - 0 1 实 施 中 华 人 民 共 和 国 铁 道 部 发布 TB/ T 32192010 目 次 前 言 Ⅱ 1 范 围1 2 规范性引用文件1 3 术语、定义和符号 1 4 可靠性指标 3 5 试 验 3 6 可靠性验证试验方案及试验程序 5 7 试验记录与试验报告 7 附 录A资料性附录 继电器和接触器可靠性试验报告 8 I 建筑321标准查询下载网www. TB/T 32192010 前 言 本标准的附录A 为资料性附录。 本标准由南车株洲电力机车研究所有限公司提出并归口。 本标准起草单位西安开天铁路牵引电器有限公司、河北工业大学、铁道部标准计量研究所。 本标准起草人李瑞泉、刘祖清、陆俭国、齐 兵、瞿建平。 Ⅱ TB/T 32192010 机车车辆继电器和接触器可靠性试验规则 1 范 围 本标准规定了机车车辆用继电器和接触器的可靠性试验的一般要求和方法，包括继电器和接触器 的可靠性等级要求、试验方法、验证试验方案及试验程序等。 本标准适用于机车车辆含动车组使用的继电器和接触器的可靠性试验，城轨车辆上使用的继电 器和接触器可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本包括所有的修改单适用于本文件。 GB/T 2421.12008 电工电子产品环境试验 概述和指南IEC 60068-11988,IDT GB/T 2900.182008 电工术语 低压电器 GB/T 5080.71986 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试 验方案idt IEC 60605-71978 GB 14048.12006 低压开关设备和控制设备 第1部分总则IEC 60947-12001,MOD GB 14048.42003 低压开关设备和控制设备 机电式接触器和电动机起动器IEC 60947-4- 12000,IDT GB 14048.52008 低压开关设备和控制设备 第5-1部分控制电路电器和开关元件 机电 式控制电路电器IEC 60947-5-12003,MOD GB/T 155102008 控制用电磁继电器可靠性试验通则 GB/T 193342003 低压开关设备和控制设备的尺寸 在成套开关设备和控制设备中作电器机 械支承的标准安装轨IEC 607151981,IDT GB/T 21413.12008 铁路应用 机车车辆电气设备 第1部分一般使用条件和通用规则IEC 60077-11999,IDT GB/T 21413.22008 铁路应用 机车车辆电气设备 第2部分电工器件 通用规则IEC 60077-21999,IDT GB/T 215622008 轨道交通 可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例IEC 62278 2002,IDT TB/T 27622010 机车车辆用继电器基本技术条件 TB/T 2767 机车车辆用直流接触器 3 术语、定义和符号 3.1 术语和定义 GB/T 2900.182008 、GB 14048.12006 、GB 14048.42003 、GB 14048.5--2008 、GB/T 15510 2008 、GB/T 21413.12008 、GB/T 21413.22008 、GB/T 215622008 、TB/T 27622010 和 TB/T 2767 中确立的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 可靠性 reliability 1 建筑321--标准查询下载网 TB/T 3219-2010 产品在规定的条件下和规定的时间区间t₁,t₂ 内完成规定功能的能力。 [GB/T 215622008,定义3.30] 3.1.2 失效 failure 产品终止完成规定功能的能力这样的事件。 3.1.3 相关失效关联失效 related failure 在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时必须计人的失效。它不包括从属失效、误用失效以 及修改设计可以消除的失效。 [GB/T 155102008,定义3.1.1.13] 3.1.4 失效率 failure rate 产品在瞬间T 失效并位于指定的时间区间t,t△t 内，其条件概率与时间间隔△t 的比例，当△t 趋近于0假设在该区间的起始时刻工作正常时所得到的极限值如果存在。 [GB/T 215622008,定义3.14] 3.1.5 相关试验时间 related testing time 与试品相关失效数有关的用来验证可靠性要求或用来计算可靠性特征值的时间。 [GB/T 155102008,定义3.1.1.14] 3.1.6 定时或定数截尾试验 time and fixed quatity tail testing 在试验期间，对试品进行连续地或短间隔地监测，直至累积相关试验时间T 达到或超过预定的截 尾时间T.判为接受,或相关失效数r达到了截尾失效数r。判为拒收。 [GB/T 155102008,定义3.1.1.12] 3.1.7 置信度 degree of confidence 产品真实失效率等于被定失效率等级的最大失效率而判为合格的概率。 [GB/T 155102008,定义3.1.1.15] 3.2 符 号 本文件采用下列符号 λ 失效率； λmx 规定失效率等级的最大失效率； n受试产品的总数试品数; r相 关 失 效 数 ； A.合格判定数允许失效数; re 截尾失效数r 。A 。1; t₂单台试品试验截止时间； T 累积相关试验时间； T.截尾时间全部试品要达到的试验总时间; U;触头接通时触点的接触电压降； U₁ 触头分断时触点间的电压； U. 触头回路电源电压； I. 触头回路负载电流； 2 TB/T 32192010 L/R 直流感性负载电路的时间常数。 本标准中，有关可靠性“时间”单位用“次数”表示。 4 可靠性指标 机车车辆用继电器和接触器采用失效率λ作为其可靠性特征量，将失效率等级作为其可靠性指 标，并按其最大失效率的数值分为亚五级、五级、亚六级、六级、亚七级和七级共六个失效率等级。失效 率等级的名称、代号和最大失效率见表1。 表1失效率等级名称、代号和最大失效率 失效率等级名称 失效率等级符号 最大失效率λmax 1/10次 亚五级 YW 310- 五级 W 10-⁵ 亚六级 YL 310-6 六级 L 10-⁶ 亚七级 YQ 310-⁷ 七级 Q 10-⁷ 5 试 验 5.1 试验条件 5.1.1 环境条件 试验环境条件应符合以下要求 a 试验在GB/T 2421.12008规定的条件下进行，即 温度15℃35℃; 相对湿度25～75。 试品应在试验的标准大气条件中放置足够的时间不少于8 h, 以使样品达到热平衡。 b 试验环境应注意避免灰尘和其他污染。 5.1.2 安 装 安装应符合以下要求 a 试品应按在机车车辆上正常工作的位置进行安装； b 试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定； c 对于采用安装轨安装的继电器和接触器，安装轨应符合GB/T 193342003的规定。 5.1.3 试验电源 试验电源应符合以下要求 a 频率为50 Hz正弦波电源，其容许偏差波形畸变因数不大于5;频率偏差为5; b 直流电源纹波系数不大于5。 5.1.4 负载条件 为检测继电器的触头是否正常地工作，将触头接入各自的检测线路，成为触头回路；为检测接触器 的主触头、辅助触头是否正常地工作，分别将主触头、辅助触头接入各自的检测线路，成为主触头回路 和辅助触头回路。其负载条件如下 a 负载电源为直流电源； b 继电器的触头回路负载为感性负载L/R50ms; 接触器的主触头回路为阻性负载、辅助触头回路为感性负载L/R50ms; 3 建筑321--标准查询下载网 TB/T 32192010 c 试验时触头回路电源电压U。为直流110V; d 试验时触头回路负载电流I。为1 A; e 试验过程中，当触头接通负载时，试验电源电压的波动相对于空载电压不应大于5。 对于负载小于110 V、1 A的触头回路，负载条件选用24 V 或12 V 、1A或0.1 A。 5.1.5 激励条件 试验时，试品应按以下条件进行激励 a 试品应以输入激励量的额定值进行激励。 b 试品每小时的循环次数不应低于产品标准中规定的额定值。为缩短试验时间，在不影响试品 正常动作及不改变试品失效机理的条件下，允许提高每小时的循环次数。 c 通电持续率根据产品标准选取，或从下列推荐数值中选取15,25,50,60。 5.2 试品的抽取 试品的抽取应符合以下要求 a 试品应从在稳定的工艺条件下批量生产并经出厂检验合格的产品中随机抽取； b 试品数n 由式1决定； c 供抽样的产品不应少于被抽取试品数的10倍。 5.3 试品的检测与失效判据 5.3.1 试验前的检测 试验前先对试品进行检查，按出厂检验项目进行逐台测试并记录，剔除不合格的试品，并按规定补 足试品数，剔除掉的试品不计入相关失效数r 内 。 5.3.2 试验过程中的检测与失效判据 试验中，检测线路对试品的所有触头进行检测，在试品每次循环的“接通”期的40时间内与“分 断”期的40时间内，监测触头接通时触点的接触电压降与触头分断时触点间的电压。 试验过程中不允许对试品进行清理和调整。 试验中当某试品出现下列任一情况时，即认为该试品失效 a 触头接通时触点的接触电压降U, 超过触头回路电源电压U。的 5 ; b 触头分断时触点间的电压 U.低于触头回路电源电压U。的 9 0 ; c 触头发生熔接或其他形式的粘接； d 线圈通电时不动作； e 线圈断电后不返回； f 试品零件有破坏性损坏、连接导线及零部件松动； g 机械运动阻滞、卡死； h 气动部件漏气。 5.3.3 试验后的检测 试验后应对所有未失效试品的下列项目进行测试并记录 a 外观检查，零部件有无破损、断裂； b 吸合电压； c 释放电压； d 绝缘电阻； e 介质耐压； f 线圈电阻。 试品在试验后检测中，以上任一项目的检测结果不符合产品标准的规定时，即认为该试品失效。 其失效时间按试验结束时的循环次数计算，失效数为1。 5.4 试验装置 4 TB/T 32192010 应采用专用的继电器和接触器可靠性试验装置，试验装置分别满足下列要求 a 能实现5.3.2中要求的试验过程中的检测； b 在试验过程中的检测，当由U; 和 U 造成试品发生失效时，试验装置应具有自动停机、记录失 效试品的编号及失效发生的操作次数，判断失效类型以及打印输出功能。 6 可靠性验证试验方案及试验程序 6.1 可靠性验证试验失效率试验方案 由于采用失效率等级作为机车车辆用继电器和接触器的可靠性指标，所以其可靠性验证试验也称 失效率试验。 a 继电器和接触器的可靠性验证试验失效率试验应采用实验室试验。 b 继电器和接触器的可靠性验证试验失效率试验采用定时或定数截尾试验。 c 继电器和接触器的可靠性验证试验失效率试验分为定级试验、维持试验与升级试验。 定级试验和升级试验的置信度为90,其试验方案见表2;维持试验的置信度为60,其试验方案 见表3。 表 2 定级试验和升级试验方案 失效率 等级 截尾时间T. 10⁶次 A.0 A。1 A。2 A.3 A。4 A.5 A。6 A。7 A。8 A。9 YW 0.768 1.30 1.77 2.23 2.66 3.09 3.51 3.92 4.33 4.74 W 2.30 3.89 5.32 6.68 7.99 9.27 10.53 11.77 13.0 14.21 YL 7.68 13 17.7 22.3 26.6 30.9 35.1 39.2 43.3 47.4 L 23.0 38.9 53.2 66.8 79.9 92.7 105.3 117.7 130 142.1 YQ 76.8 130 177 223 266 309 351 392 433 474 Q 230 389 532 668 799 927 1053 1177 1300 1421 表3维持试验方案 失效率 等级 最大的维持周期 月 截尾时间T. 10⁶次 继电器 接触器 A。0 A.1 A。2 A。3 A。4 A。5 A。6 A.7 A.8 A。9 YW 6 24 0.306 0.673 1.03 1.39 1.75 2.10 3.51 2.80 3.15 3.50 W 6 24 0.916 2.02 3.10 4.18 5.25 6.30 10.53 8.40 9.44 10.5 YL 12 24 3.06 6.73 10.3 13.9 17.5 21 35.1 28 31.5 35 L 12 48 9.16 20.2 31.0 41.8 52.5 63.0 105.3 84.0 94.4 105 YQ 24 48 30.6 67.3 103 139 175 210 351 280 315 350 Q 24 48 91.6 202 310 418 525 630 1053 840 944 1050 6.2 可靠性验证试验失效率试验的程序 6.2.1 定级试验 定级试验按下列程序进行 a 选定失效率等级，首次定级试验一般应选失效率等级为YW或 W 级 。 b 选定允许失效数A。和截尾失效数r 。reA 。1, 推荐在2～5的范围内选择A。,不推荐选择 A0。 5 建筑321---标准查询下载网 TB/T 32192010 c 根据选定的失效率等级和A。,由表2查出截尾时间T。 d 选定试品的试验截止时间t₂,t₂ 不应超过产品标准中的电寿命次数，但不低于10⁵次。 e 根据Te、A。及t₂, 由式1确定试品数n用进一法取整。 1 应注意，试品数n一般不小于10。 f 按5.2的规定随机抽取n 个试品。 g 按5.3的规定进行试验检测及失效判断。 h 统计相关失效数r 及各失效试品的相关试验时间失效发生时间。 i 统计累积相关试验时间T。 j 试验结果判定。 当累积相关试验时间T 达到或超过了截尾时间T.,相关失效数r未达到截尾失效数r 即r≤A。, 则判为试验合格接受;当累积相关试验时间T 未达到截尾时间T.,相关失效数达到或超过了截尾失 效数r. 即rA., 则判为试验不合格拒收。 6.2.2 维持试验 定级试验合格的产品，除非产品标准另有规定，应按表3中规定的维持周期进行该等级的维持试 验，维持试验按下列程序进行； a 选定允许失效数A.; b 根据产品已试验合格的失效率等级及选定的允许失效数，由表3查出截尾时间T. ; c 选定试品的试验截止时间t₂ 同6.2.1d]; d 确定试品数n[同式1]; e 抽取试品同6.2.1f]; f 按5.3的规定进行试验检测与失效判断； g 统计相关失效数r 及各失效试品的相关试验时间[同6.2.1h]]; h 统计累计相关试验时间T; i 试验结果判定同6.2.1j]; j 若维持试验合格，则应继续按规定的维持周期进行下一次维持试验；若维持试验不合格，则应 重新进行定级，以确定其失效率等级； k 重新确定失效率等级时，应将该产品从首次定级试验起的全部试验数据包括维持试验不合 格的数据进行累计，根据累计的相关失效数及累计的相关试验时间由表2确定产品的失效 率等级。 6.2.3 升级试验 定级试验合格的产品可继续进行升级试验。升级试验的数据可从定级试验和维持试验的试品进 行延长试验以及为升级试验投入的试品进行试验得出。升级试验按下列程序进行 a 选定待升的失效率等级一般要比原来的等级高一级; b 选定允许失效数A。; c 根据选定的失效率等级及允许失效数，由表2查出截尾时间T.; d 根据T。确定延长试验的时间以及为升级试验投入的试品数和试验时间； e 抽取试品[同6.2.1f]]; f 按5.3的规定进行试验检测与失效判断； g 统计相关失效数r 及累计相关试验时间T; h 试验结果判定同6.2.1j]; i 若升级试验合格，则应按规定的维持周期进行该等级的维持试验；若升级试验不合格，则应重 6 TB/T 32192010 新进行定级，以确定其失效率等级； j 重新确定失效率等级时，应将该产品的全部试验数据进行累计，根据累计的相关失效数及累 计的相关试验时间由表2确定产品的失效率等级。 7 试验记录与试验报告 7.1 试验记录 每台试品都要有试验记录，并按失效时间先后顺序将失效试品进行试验数据登记，记录内容为 a 试品名称、型号、规格； b 制造单位； c 试验日期和试品数； d 试验条件； e 失效试品编号、失效发生时间及失效现象； f 失效分析与判断； g 试验人员。 7.2 试验报告 试验结束后应认真准确地填写可靠性试验报告，写明试验依据和要求、失效试品编号、失效时间及 失效原因，作出试验是否合格的判定。继电器和接触器可靠性试验报告格式参见附录A。 7 建筑321---标准查询下载网 TB/T 32192010 附 录 A 资料性附录 继电器和接触器可靠性试验报告 制造单位 地 址 委托单位 地 址 试验单位 地 址 试品名称 试品型号 送样日期 试品数n 及编号 试验依据 试验条件 环境温度 ℃ 负载性质 触头回路负载电流I. A 允许接触压降U; V 激励条件 ≤ 湿 度 通电持续率 触头回路电源电压U。 V 允许断开电压U₁ V 循环次数 次/h ≥ 可靠性 要 求 试验性质 失效率等级 最大失效率λmn 截尾时间T. 次 试验截止时间t₂ 次 允许失效数A。 试验时间 年 月 日 时至 年 月 日 时 试验地点 试验设备 及 仪 表 试验前 检 测 试验过程 中的失效 记 录 试验后检 测的失效 记 录 累计相关试验时间T 相关失效数r 试验结论 检测单位公章 备注 试验人员 审核人员 批 准 日 期 日 期 日 期 8