9 前言 引言 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 - - 2 0 11 ／m C ／T R6 2 0 5 9 - 11 ：2 0 0 2 目次 Ⅲ Ⅳ 1 范圍????????????????????????????????··?··????”1 2 规范性引用文件??????????????????????????????????1 3 术语和定义??·?????????????????????????????????”l 4 可信性管理的基本概念和方法????????????????????????????3 5 可信性管理中各关联方的作用????????????????????????????5 附录A ( 资料性附录) 用户侧电测量设备的可用性????????????????????7 R6 2 0 5 9 —1 1 ：2 0 0 2 的前言{ e ) 增加了附录N A ；G B ／T1 7 2 1 5 系列标准编号命名规则及说明 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承擔识别这些专利的责任 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国电工仪器仪表标准化技术委员会( S A C ／T C1 0 4 ) 归口 本部分的起草单位：囧尔滨电工仪表研究所、重庆电力科学试验研究院、华北电力科学研究院、江苏 省计量科学研究院、上海英孚特电子技术有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司、华立仪表集团 股份有限公司、杭州百富电子技术有限公司、西安旌旗电子有限公司、威胜集团有限公司、囸泰仪器仪表 有限责任公司、宁波三星电气股份有限公司、江苏卡欧万泓电子有限公司、深圳航天泰瑞捷电子有限 公司。 本部分主要起草囚：郑可、侯兴哲、陈克昌、薛德晋、王慧武、邵风云、王瑜、周孔均、雷惠博、高化田、 陈洪波、盛泉根、胡宁、周忠祥、李先怀、王思彤、李向锋、陈道升、祝栲、姚礼本、徐茂林、洪沅伸、李亦非 Ⅲ G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 —2 0 11 ／m C ／T R6 2 0 5 9 - 11 ：2 0 0 2 引言 目前在世界范围内，电测量设备的使用已从机电式向静止式过渡在这一新的测量技术上，要求使 用最新的可靠性研究成果当期望测量设备在长期无人值守的状态下运行时，可靠性就顯得特别重要 一个多世纪的开发和制造机电式仪表的经验并不能完全适用于静止式仪表，因为这两种设计呈现出了 不同的失效模式 正昰由于这种原因，全国电工仪器仪表标准化技术委员会已经成立了～个工作组去研究现行可用 的标准对静止式电测量设备可信性的适用性这一决定的一个更重要的原因是，现行的型式鉴定和验 收检验程序并不适用于检定静态式电测量设备从性能指标确定、设计到停止使用嘚整个寿命周期中的 可靠性 这些工作计划包含了可信性管理中的现场失效数据的收集和分析、可靠性试验、失效率预测和软件 可信性等問题。 任何设备的可信性取决于诸多因素如它的功能、复杂性、设计、制造过程、失效判据、工作条件、使 用时间、安装和维护程序等。这些因素中的某些由制造商控制而另外一些则是设备运行商和用户的责 任。由于这个原因这里没有定义可靠性和可用性的具体要求，这些要求要留给所涉及到的各方之间 协商 Ⅳ 1 范围 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 —2 0 ”／I E C ／T R6 2 0 5 9 - ”：2 0 0 2 电测量设备可信性 第11 部分：一般概念 G B ／T1 7 2 1 5 的本部分规定了用于电测量囷负荷控制的静止式测量设备( 以下简称测量设备) 可信 性的一般问题，并包含了可信性管理中涉及到的各方的作用 本部分适用于产品全寿命周期内的方法等信息。 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 G B ／T2 9 0 0 ．1 3 —2 0 0 8 电工术语可信性与服务质量( I E C6 0 0 5 0 ( 1 9 1 ) ：1 9 9 0 、A m e n d ．1 ：1 9 9 9 A 系统地归人不同嘚类别中；或者根据一种或多种分类因素，将样品或产品归人不同类别中 3 ．4 可信性d e p e n d a b i l i t y 一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性 注：可信性仅用于非量化术语中的通用描述。 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 - - 2 0 1I l I E C I T R6 2 0 注意：以上的定义提出了功能的问题功能性失效可被定义为某种实物不能达到所要求的性能标准。 3 ．6 功能试验f u n c t i o n a lt e s t i n g 不考虑内部结构而对一个系统的特定功能进行测试的方法 洼：目的是直接确定此系统能否满足其输入一输出规范的能力。功能试验有时也叫“黑匣子”试验 3 ．7 ( 瞬时) 失效率( i n s t a n t a n e o u s ) f m l u r er a t e 表示一个产品失效的时刻T 落在给定的时间间隔( f ，f + n t ) 内嘚条件概率其中出为此间隔的持 续时间，假定产品在此时间段开始时刻即处于工作状态那么，当出趋近于0 时其值为比例极限( 如果 其存在的话) 。 洼：在这个定义中T a t i o n 用来定义产品参数的文件，这些参数用来规定一个产品期望的性能 3 ．1 6 冗余r e d u n d a n c y 系统中具有一种以上的手段执荇同一规定功能。 3 ．1 7 可靠度r e l i a b i l i t y 产品在给定的条件下和给定的时间区间( t ，f ：) 内能完成要求的功能的概率。 注1 ：通常假设在此时间区间的起始时刻产品处于能完成要求的功能的状态． 注2 ：术语“r e l i a b i l i - | t y J ’也常用于此概率量度表示的可靠性性能。 [ I E V 一1 9 1 —1 2 —0 1 ] 3 ．1 8 结构性试验s t r u c t u r a lt ∞t m g 考虑内部结构時对一个系统的规定功能进行测试的方法 注：结构性试验是通过测试系统所有可能方式中的一个子集而不是所有可能的输人组合来实现。测试根据程序结 构和规范进行结构性试验在不同的场合也被称为。白匣子”或“玻璃匣子”试验 3 ．1 9 有用寿命u s e f u ll i f e 产品在规定的条件下，從规定的时刻开始到失效密度变得不可接受或产品的故障被认为不可修理 时为止的时间区间。 r - I E V - 1 9 1 ．．i 0 —．0 6 3 4 可信性管理的基本概念和方法 4 ．1 概论 本部分涉及用于电能测量和负荷控制的静止式测量设备的所有类型因此有必要去描述和定义测 量系统寿命周期的主要元素和所涉及箌的各方的作用。假定这些仪表是： ——经过设计、制造和测试的； ——接受过型式试验、型式批准和首次检定( 如有要求) ； ——在使用寿命中进行了监测以保证其正确的安装、测量和运行； ——一旦发现将要发生故障时立刻移走和替换 在测量设备的使用寿命内，应监测其性能从而保证正常运行这可依据当地法制机构的要求。其他 所有的参数都可以由关联的各方自由协商或通过参考国际上承认的标准来确萣 3 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 —2 0 11 ／I E C ／T R6 2 0 5 9 - 11 ：2 0 0 2 4 ．2 可靠性、维修性和可信性之间的关系 对用户来说，电测量设备的可用性是一个基本的要求因为它决定了测量服务的質量。为了保证供 电的质量即使在测量设备发生故障以后向用户的供电也不能中断，因为对用户来说由于这种原因而中 断供电是不可接受的这也意味着，在仪表失效后发生的电能消费可能没有被计量只有保持测量设 备较高的可用度，才能恰当的避免这个问题 可用度A 鈳以通过两个参数计算得出：测量设备能完成要求功能的平均可用时间( M U T ) 和发现 故障、替换设备等必需的平均不可用时间( M D T ) 。 假设可用时间和鈈可用时间呈指数分布也就是具有恒定的失效率A 和恒定的维修率p ，那么平均 可用时间M U T 和平均不可用时间M D T 就可以计算出来在稳定状态下，这两个参数的关系可由下 式表示： A - - 丽‰ 这意味着测量设备的可靠性也取决于公用事业机构的维修服务质量从而达到在所有的情况下实 現相同的可用性。这将为制造商和公用事业机构之问就设备可靠性和平均维修响应时间( 等于M D T ) 的协商提供一个合理的基础 一旦可靠性目标甴此确定，制造商就能够生产同时满足公用事业机构和法制组织所要求的仪表( 如 果有的话) 附录A 中给出了～个实例。 4 ．3 可靠性数据的收集囷分析 4 ．3 ．1 正常使用前的可用数据 在现场收集数据以前首先要了解测量设备失效率方面的设计参数，也可使用从其他类似设计的测 量设備类型上收集到的数据 计算失效率所使用的基本模型和方法应协商一致，因为不同的模型和计算方法将会导致不同的可 靠性数值 为评估测量设备的失效率数据，基于部件计数和应力的预测方法规范正在考虑中 4 ．3 ．2 现场收集的可用数据 现场数据的收集、评估和描述的通鼡对象在I E C6 0 3 0 0 —3 —2 ：1 9 9 3 的第4 章中进行了详细说明。 测量设备的可靠性和可用性性能可以用I E C6 2 0 5 9 —2 1 中描述的方法通过对现场数据的收集进行 评估 4 ．3 ．2 ．1 需要收集的数据 I E C6 0 3 0 0 - 3 —2 ：1 9 9 3 的第6 章从大体上定义了所需的数据，而对于测量设备的特殊要求在 I E C6 2 0 5 9 —2 1 中作了规定 本部分选择了功能试验方法( ．3 ．2 ．3 结果的表述 在表述结果的时候，应该考虑以下几个方面： ——工作条件； ——使用中的设备工作时间的长短； ——使用中的设备的数量； ——设备的类别 应对同类组的设备出具报告。推荐至少应有一年的使用期以保证统计置信度按照I E C6 2 0 5 9 —2 1 的规定，仅考虑关联失效 结果嘚表述应遵照I E C6 0 3 0 0 - 3 —2 ：1 9 9 3 第8 章中列出的通用要求。 4 ．3 ．3 可靠性试验 可靠性数据可从可靠性试验中获得一种加速可靠性试验的方法正在考虑中。 功能试验方法( 黑匣子) 或结构性试验方法( 白匣子) 都可以用于可靠性试验 4 ．3 ．4 软件方面的可信性 软件方面正在考虑中。 5 可信性管理中各关联方的作用 在电测量的可信性中存在以下4 类利益相关方 ——设备供应商／制造商； ——公用事业机构／能源供应方／表计运营方； ——电能用户或消费者； ——法制机构。 在可信性管理中它们都有各自的利益和作用。 5 ．1 供应商／制造商 制造商的职责是去设计和制造满足国際和国内标准、法规和其他关注可信性目标的关联方的特殊 需要的测量设备制造商应指明给定测量设备的预期的失效率。 5 ．2 公用事业机構／能源供应方／裹计运曹方 这些利益相关方提供电能和／或操作测量设备并且必须遵守法律要求，以便正当地向用户收费 利益相关方有责任为测量设备提供充分的规范。如果这些规范包含可靠性要求那么这些要求应 遵循I E C6 2 0 5 9 系列标准的原则。 若要求仪表连续不问断地运荇有时就需要对其进行监测。为了将服务质量维持在可接受水平上 被断定为故障的仪表应该被识别出并由符合要求的测量设备替换。 這些利益相关方也有责任为可靠性研究提供现场数据对这些信息进行准确的记录，以及对故障 的合理分析是非常重要的 5 ．3 电能用户 用戶有以下主要要求： ——应一直保持其测量设备的准确性； 5 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 ～2 0 1I ／I E C ／I I I6 2 0 5 9 ．1 1 ：2 0 0 2 ——不能因测量设备的失效而给他们带来不便。 5 ．4 法匍组织 。兰竺组挈! 搴任制定必要的规则和程序以保证正确的供电测量为此，他们可以规定计量要求和可 信性要求本部分没有包含此部分内容。 G B ／T1 7 2 1 5 ．9 11 - - 2 0 1 1 ／m C ／T e6 2 0 5 9 - 11 ：2 0 0 2 附录A ( 资料性附录) 用户侧电测量设备的可用性 假定一个恒定失效率模型仪表的可靠度函数可描述为：R = e ～。 示例；失效率为0 ．2 ％／年在一年后9 9 ．8 ％的仪表仍会正确的进行测量，那么M U T 等于5 0 0 年 在一个给定的年份中发现、维修或替换所有的故障仪表将会保证在当年姩终所有的仪表都会正确 的工作。同样的过程可以在随后的年份重复从而使可用性维持在相同的水平上。 例如如果抄读的周期为1 次／姩，并且如果在抄表时发现了故障仪表并将其替换那么检测出故障 仪表的平均时间就是半年，假设失效在一年的时间内是均匀分布的此时间段就等于M D T ，对用户而 言电测量服务的可用度就是9 9 ．9 ％。 图A ．1 “电能测量和负荷控制设备”的国际标准我国将参照 交流电测量设備可信性 我国对该系列国际标准转化为我国国家标准过程中确定对应的国家标准编号原则和方法如下： I E C ／T C l 3 “电能测量和负荷控制”对应我國标准总编号为：G B ／T1 7 2 1 5 。各部分编号分别为： I E C6 2 0 5 1 电测量术语对应为G B ／T1 7 2 1 5 ．I