DL/T 1593-2016.Reliability demonstration testing method for electro energy data acquire terminal.
1范围
DL/T 1593规定了电能信息采集终端的可靠性验证试验方案和试验方法。
DL/T 1593适用于实验室评价电能信息采集终端是否符合规定的可靠性指标时进行的可靠性验证试验。
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/T2689.1-1981恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则
GB/T 3187可靠性、 维修性术语.
DL/T 698.31-2010电能信息采集 与管理系统第3-1 部分:电能信息采集终端技术规范通用要求
IEC 61649: 2008， Ed2.0 威布尔分析( Weibull analysis)
IEC 62059-31-1: 2008， Ed 1.0 电能表可靠性 第 31-1 部分:温度、湿度加速可靠性试验
(Electricity metering equipment-Dependability-Part 31-1:Accelerated reliability testing Elevated temperature and humidity)
3术语和定义
GB/T 3187界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T 3187中的某些术语和定义。
3.1可靠度reliability
产品在规定条件下和规定时间区间内，完成规定功能的概率。

ICS 17.220
备案号：56231-2016
中华人民共和国电力行业标准
DL/T1593—2016
电能信息采集终端可靠性验证方法Reliability demonstration testing method for electro energydataacquireterminal
2016-08-16发布
国家能源局
2016-12-01实施
规范性引川用文件
术语和定义
可靠性要求
试验方案
总体方案
加速系数…
应力条件…
试验样品
最小试验时间和试验终止时间
试验方法
6.1样品工作状态·
试验周期及各成力水平的试验时间：失效分类（测试项目）及失效判据6.3
6.4测试数据记录
数据处理
7检验结果，
8检验报告
附录A（规范性附录）
中位秋表
附录B（资料性附录）
数据处理示例
DL/T1593—2016
DL/T1593—2016
本标准依据GB/T1.1一2009《标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》给山的规则起草。本标准由中国中力企业联合会提山。本标准由电力行业供川中标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：中国电力科学研究院、国网冀北中力有限公司、国网重庆中力公司、国网福建电力有限公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、北京南瑞智芯微电了科技有限公司、南京新联电子有限公司、深圳科陆中了科技股份有限公司、威胜集团有限公司、浙江万胜电力仪表有限公司。本标准工要起草人：刘岩、中丽娟、邵源、庚悦、巨汉基、孙洪亮、蒙鑫、郭大铭、胡折、刘战、章宏伟、刘宣、袁瑞铭、李建新、徐晴、纪峰、路国军、朱伟杰、张望、陈连平。本标准为首次发布。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国中力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路一条号，100761)。
1范围
电能信息采集终端可靠性验证方法本标准规定了电能信息采集终端的可靠性验证试验方案和试验方法。DL/T1593—2016
本标准适用」实验牢评价电能信息采集终端是否符合规定的可靠性指标时进行的可靠性验证试验.
2规范性引用文件
下刻文件对本文件的应用是必不可少的，凡是注口期的引用文件，仅注日期的版本适用本件。凡是不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用」本文件。GB/T2689.11981恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则GB/T3187可靠性、维修性术语
DL/T698.312010电能信息采集与管理系统第3-1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求IFC61649：2008，Fd2.0威布尔分析（Weibullanalysis）IFC62059-31-1：2008，Fd1.0电能表可靠性第31-1部分：温度、湿度加速可靠件试验(Electricity metering equipiment-Dependability-Part 31-l:Accelerated reliability testing-Flevated temperatureandhumidity
3术语和定义
GB/T3187界定的以及下列术语和定义适用」本义件。为了使」使用，以下重复列出了GB/T3187中的某些术语和定义，
可靠度reliability
产品在规定条件下和规定时间区间内，完成规定功能的概率。3.2
可靠寿命reliablelife
产品可靠度下降到给定可靠度R的工作时间。3.3
女accelerationfacton
加速系数
某种应力条件下的加速试验与基准应力条件的试验达到相等的累积失效概率所需时间之比。3.4
失效failure
产品终止完成规定功能的能力的小件。对可修复产品的失效也称为故障。3.5
关联失效relevantfailure
在解释试验结果或计党可靠性特征量的数值时必须计入的实效。3.6
置信度confidencelevel
总体参数佰落在样本统计值某区间内的概率。1
DL/T1593—2016
置信区间confidenceintervals
在某一置信度下，样本统计值与总体参数值问的差范国3.8
中位秩midianrank
在个单样本第／次失效时，真实失效概率在50%的置信度上应具有的值或不可靠性的最代估计值
悬置项suspendeditem
可靠性测试截止时没有发生关联失效的项。该项可没有发生任何失效或可在其他项测试时发生失效，也称杏项
应力条件stresscondition
在加速寿命试验中对电能信息采集终端设定的试验条件。3.11
电能信息采集终端electroenergydataacquireterminal电能信息采集终端是负货各信息采集点的电能信息的采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令的设备：电能信息采集终端按应用场所可分为厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端和低压集抄表终端（包括低压集器、低压采集器）等类型4可靠性要求
本标准验证的可靠性要求为终端Y年时失效率≤F%，示例为验证低压集十抄表终端8年或其他终端（厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端等类型）5年时，失效概率≤10%，置信度50%，5试验方案
5.1总体方案
总体方案如下：
&）采集终端的可常性模型应为中联模型，即采集终端任功能模块失效，则采集终端就失效。b）采集终端的寿命基本服从威布尔分布，在此前提下，本标准对试验数据进行统计分析，估算失效前工作时间的尖效概率密度函数：c）试验室试验参考IEC62059-31-1：2008，采川基于pcck模型的温、湿度组合恒定应力加速寿命试验，选择4种温、湿度组合应力水平。每组恒定应力加速寿命试验采川定时截尾试验，最小试验时间根据每红加速应力水平的加速系数和终端可带性要求确定，在最小试验时间结束时失效样品数r≥5，试验即可终止，否则应延长试验时间。最后川数值分析的方法，根据加速条件下收集到的数据推导出正常使川条件下可靠性特征量的估计佰：d）试验中发生失效的样品不应修复。5.2加速系数
Peck加速系数的计算见式（1)。AF
式中：
使用条件下的百分比相对湿度；应力条件下的百分比相对湿度；使用条件下以K表示的温度：
应力条件下以K表示的温度：
玻尔兹受常数（8.617×10~eV/K）：以电子伏表示的活化能（E，为0.3~1.5，典型值0.9)：常数（1~12，典型值3）：
5.3应力条件
DL/T1593—2016
按GB2689.1一1981的规定，加速寿命试验的应力水平应不少」四个，选择下列四种组合应力水平：a）应力水平1：温度75℃，湿度95%。b）应力水平2：温度75℃，湿度85%c）应力水平3：温度75℃，湿度75%d）应力水平4：温度65℃，湿度95%5.4试验样品
受试样品从批量生产的经过出检验合格的同一批次终端随机抽取：按GB2689.1一1981的规定，每个组合应力试验的样品数亢不少」10个，以低压集抄终端的最小样品总数60个，其他终端的最小样品总数48个为例，各应力水平的最小样品数见表1.5.5最小试验时间和试验终止时间5.5.1最小试验时间
计算方法参号IFC62059-31-1：2008附录F先由式（1）计算出每组应力条件下对应正常工作条件（温度20℃，湿度70%）的加速系数，再根据样本数n、终端可靠性要求Y年失效率≤F%、置信度50%、附加失效因了c等，由式（2）计算山每组最小试验时间（即可能山现第1次失效的时间）。各应力水平下集抄终端和其他终端的样品数以及最小试验时问见表1Dmin-MAX
武中：
n(1-UCL)
hn(1-ucZ)
终端寿命，低压集抄表终端Y-8×365×24（h），其他终端y-5×365×24（h）：加速系数：
50%置信度下的出现第1次失效的失效概率（不可靠度）估计值（从附录A查到）：Y年失效率，F-10：
附加失效因子（15），
应力水平
温度75℃，湿度95%
各应力水平的最小样品数及相应的最小试验时间加速
低压集中抄表终渊
样品数
最小试验时间/h
1463(61d)
样品数
其他终端
最小试验时间/小h
1090（46d）
DL/T1593—2016
应力水平
温度75℃，湿度85%
温度75℃，湿度75%
温度65C，新度95%
5.5.2试验终止时间
表1（续）
低正集中抄表终端
样品数
最小试验时间小
1740(73d)
1674（70d)
1417(60d)
样品数
其他终端
最小试验时间h
1276(54d)
1858(78d)
1893（79d)
对于每组应力水平下的寿命试验，采川定时截尾寿命试验。试验在下列情况下可以终止：a）虽然未达到最小试验时间，但足已经山现全部样品失效。b）已达到最小试验时间，并H已经出现至少5个失效。c）若达到最小试验时间，失效数小于5，则继续试验直至山现至少5个失效或试验时间已经达到2倍最小试验时间。
6试验方法
6.1样品工作状态
在每组应力水平试验过程中，样品始终处于工作状态。对样品施加温度、度组合应力的同的交流模拟量输入端施加额定电压U、0.1Imx、功率因数为1.0；状念量输入端和控制输出端连接外部模拟器：测试主机通过通信线与样品连接，但不进行通信。样品在加速试验开始前，在正常试验空环境下按表3的测试项进行测试，其功能和基木性能应符合要求。若样品不符合要求应给予替换，保证试验前所有样品都是合格品。
6.2试验周期及各应力水平的试验时间试验周期间隔见表2。加速寿命试验开始，当温度试验箱内的温、湿度稳定在设置的应力水平时开始计时，第1个试验周期（24h）结束后中断温、湿度加速，并停止计时。样品在正常大气条件下（温度：15℃~35℃，相对湿度：25%~~75%）恢复4h~6h后，按6.3的测试项Il进行第一次测试。测试结束，进入下一个试验周期。表2中的累积试验时间是应力条件下的试验时间（单位为h)，不包括试验恢复时间和测试时间。按GB/T2689.1规定一个试验周期结束，样品元始在正常大气条件下恢复和进行测试到再次进行试验的时间宜不超过24h表2试验周期间隔
周期号1
试验问隔AT
累积试验时间t；
周期号1
试验间隔AT
周期号
累积试验时间t：
周期号：
试验问隔A
累积试验时问，
In(ta)
失效分类（测试项目）及失效判据6.3
6.3.1失效分类
表2（续）
DL/T1593—2016
在整个试验过程中判断终端是否失效的判据是检否终端的基本功能和测量相应的性能指标。失效分类（测试项I）及失效判据见表3，具有模拟量测量功能的低压集中抄表终端的测试项Ⅱ』公变采集终端相同。通信单元测试项为测试主机通信及主要收、发信电性能（发射频率偏差、发射信号电平、接收灵敏度等），具体试验方法见DLT698第兰部分。表3测试项目及失效判据
失效分类
（测试项口）
状态量
采集、控制
心能表数据
电源电压变化
模拟量测量
失效判据
改变所有输入状态，测试5次。测试主机显示的状态量与输入状态存不符合，判为尖效：电能量控制、远方控制失效战控制输出错误判为失效（不包括与测试十机通信失败，与士机通信失败计入通信失效）
抄收失败或测试主机显示的电能表数据与电能表显示数垢不一致判为尖效（不包括与测试十机通信失败，与主机通信失败计入通信失效）终端1~3功能测诚中出现与测试主机通信失败，判为失效（通信次数应人于10次）心源心压U，20%及U-20%时，心能表数据采集、控制、LED显示、证信等功能有不符合要求的判为失效
测量电压，电流、功率基本误差超标准规定的最大误差值，判为尖效［测试点Um、0.1f.（1.0)、1.（0.5L，1.0）、mx（1.0)，测试5次收平均值对丁没有状态量采集功能的终端，可不满是。对于没有模拟量测量功能的终端，可不满是：专变采集
终端类型
公变采集
低压集中
抄表终端
站采集
DL/T1593—2016
6.3.2失效判据原则
失效判据的原则如下：
a）因外部试验设备影响或人为因素引起的失效，不计入失效：b）一个样品在同一个测试周期中出现多次相同项目的失效，只记录第一次失效，并在以后的测试周期不再对此样品进行该项目测试。c）样品如在一个测试周期中出现不能白启动（白恢复），应分析原因，样品重新人工启动后进行测试，如该项目测试没有失效，相应的失效分类记录为悬胃项，该项目测试发生失效，则该项记为失效项。
d）样品如在一个测试周期「该项目测试没有失效，仁出现测试项目外的失效，应分析原因，如应力试验结束时该样品的该项目仍没有失效，则相应的失效分类记录为悬置项。6.3.3失效判据
对应失效分类的失效判据见表3。6.4测试数据记录
每组应力水平试验时，每个测试周期应详细记录测试应力条件、试验坏境条件、测试周期数、测试间隔（△7一--%-1）、测试原始数据以及测试人员和测试口期等。每个测试周期测试结束后，将失效项（F）和悬置项（C）的相关数据记录在失效数据表中。测试数据列表应包括失效样品号、测试时问及测试周期、累积失效时间（施加应力条件的累积试验时间，不包括测试时间）、失效分类（测试项目)、失效现象和原因等项目，见表4，每组应力水平一张表。如某个测试周期内某个样品测试项没有发生失效，但出现测试项自外的失效，该没有发生失效的测试项也要记录在失效数据表，累积失效时问标记为（，称为悬胃项戒中否项，应力试验假正时进行数据分析利中查，如该测试项仍没有失效，作为悬胃项处理：如该测试项已经发生失效，则作为失效项处理，某个测试周期出现样品不能白启动（白恢复），人工启动后没有发生失效时，该周期的所有测试项部作为悬胃项处理。测试结束仍没有发生失效的所有样品部作为终止中否项，累积失效时间的计算见式（3），式中-1为表3中查到的前一测试周期的累积试验时问。即累积失效时问等」前一测试周期的累积试验时问加上本次测试周期的平均失效时问：如第个测试问隔（t-1h）测得的失效数为r则第k个测试周期问隔内的第j（j-1…r）个样品的累积失效时间t为：
t,=+-+年-xj
表4失效数据表头格式
应力水平
样品编号
温度：
测试周期
6.5数据处理
失效累积时间
湿度：
失效类别（测试项目）
失效现象、原因
6.5.1建议根据试验数据采用数值分析方式进行数据处理，估算寿命特征（其过程见6.5.2～6.5.8）6.5.2数据排序
试验结束后，根据失效数据表，按失效分类整理出各组应力条件下各个失效类的可靠性测试数据表，每组应力水平的每类失效（每个测试顶）一张表格，表格式※例见表5。表按失效累积时间从小到大排序，如一个测试周期内该失效类出现两个或以上样品失效，则分连续的失效序号。失效概率估计值可从附求A中表（参考IEC61649：2008附求C）的相应排序号行和样品数列查到6
DL/T1593—2016
由样品数较少，为提高估计值的准确性，应将没有发生失效的项（包括悬胃项）与发生失效的失效项一起排序（即包含所有样品信息）。参考IEC61649：2008的7.2，此时发生失效的失效序号\应使用式（4）进行调整，同时中位秩失效概率估计值F可由式（5）计算出，见示例 ×r-+ +(N+1)
式中：
倒序排序号：
式中：
示例：
排序号
上一个已经调整的排序号：
该失效分类的失效项和悬置项总数，即样品总数。(i-0.3) %
调整后的排序号
该实效分奖的实效项和态置项总数(N+0.4)
表×排序调整
尖效累积时间
样品编号
倒序号bzxz.net
调整后排序号
[(5x1)-(7+1)]/(5+1)-2.167
[(4x2.167)1(711)](411)=3.334[(3x3.334)+(7+1)1/(3+1)-4.501[(1x4.501)+(7+1)]/(1+1)=6.251可靠性测试数据表头格式（应力水平i：℃，%RH）测试
失效累积时间
TTF,(h)FIC
尖效类别
（测试项H）
尖效现象、原因
6.5.3计算各类失效在各组应力水平下的威布尔分布参数β利n的估计值威布尔累积尖效概率，即终端寿命的分布函数F(t)的计算见式（6)：F(t)=l-e-(in)
失效概率估计值
由式（6）看山，要得到规定时间（寿命）的失效概率，必须得到威布尔分布参数β和n的估计佰。将式（6）两边取自然对数：
-In[-F(0)]
再取一次白然对数，得到式（8)：In (-Im[1- F(0]) = β1m|
-βIn(n)+βin(0)
DL/T1593—2016
则待到：
y=lnf-ln[l-F(t)l : A=-βln(n): B=β; x= ln(t)y=A+Bx
式（9）说明威布尔分布在威布尔概率x-}坐标系「是条纵截距为A，斜率为B的直线。由各类失效在不同应力水平下的可靠性测试数据表中的失效累积时间x和失效概率估计，可估计各类失效在不同应力水平下的A值和B佰。由于试验过程中的“些随机因素，试验得到的与实际的A+Bx,佰有差异，采川最小一乘法估计A佰和B值，可使偏差平方和达到最小。根据最小一乘法原理，参考IEC62059-31-1:20086.3.4推导山的公式［见式（10)、式（11)］分别估算山参数B和A。由A和B可得到威布尔分布参数β和n。β是形状参数，1表示寿命分布在浴盆曲线的早期失效阶段；β-1表示寿命分布在浴盆曲线的偶然失效阶段：β1表示寿命分布在浴盆曲线的损耗老化阶段。n是尺度参数或称为特征寿命n，即失效率为63.2%时的寿命。
式（10)、式（11）中：
X=In(TTF)，TTF,是发生第i个失效的累失效时间;J-In-In[1-F(TTF)}，其中F(TTF)是对应于第i个失效的失效概率估计：-观察到的失效数。
山A和B可得到威布尔分布参数和n：-B
6.5.4计算各类失效的加速系数参数E,利m参考IEC62059-31-1：2008的7.3，用下列公式计算各个失效分类的加速系数参数E,和n：zx-
ExzExy
2xZ -E.Zx,Y
式中，X、Y、Z.的计算公式见表6。表中m、2、m3、n4分别表示按6.5.2计算出的应力水平1~8
应力水平4的n值，
应力水平
2(75℃85%)
3(7575%)
4（65℃，95%）
表6X、Y、Z,的计算公式
DL/T 1593 —2016
273+65273+
注：7为应力水平1（加速系数最高的应力水平）的RH为应力水平的最高湿度，T为应力水平的最高温度6.5.5确定各类失效的正常使川条件的年平均温、湿度，并修正加速系数对」户外安装设各的计算步骤如下：a）根据月最人、最小温度T，计算各个温度相对20C的加速系数AT：AT,=c
b）计算AT的平均值AT：
c）计算止常使川条件的年平均温度Tu：T. =
kln(AT)
d）根据月平均湿度RH，计算各个湿度相对50%RH的加速系数AH；AH,
e）计算RH,的年平均值RH:：
f）计算止常使川条件的年平均湿度RHu：0.5
g）根据正常使川条件的年平均温度Tu和年平均湿度RH，以及6.5.3计算出的E和n，川公式（1）计算各类失效的各组应力水半相对正常使用条件下的平均加速系数AF对于遮蔽场所安装设备，可根据各地区的气候条件确定正常使用条件的年平均温度和年平均湿度RH，并采而6.5.3计算出的E，和n，I公式（1）计算各类失效的各组应力水平相对正常使用条件下的平均加速系数AF,。
6.5.6推算各类失效的正常使用条件下的威布尔分布参数1n估计值先求出正常使川条件下的累积失效时间（等于测试数据中累积失效时间×各应力条件下的平均加速系数AF），然后用6.5.2的计算方法推算出正常使川条件下的βB和的估计值。6.5.7计算止常使川条件的累积失效概率函数和带度函数将6.5.5得到的各类失效的B和n值代入式(6)，分别得到各类失效的失效概率函数：Fi(t)、F2(t)、Fs(t)、F4(t)、Fs(t)，则累积可靠度函数为：R(t)=[1-F(][-F()][1-F()][-F(t)][1-F(t)](20)
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