智能電能表可靠性預(yù)計技術(shù)

袁金燦，馬 進(jìn)，王思彤，周麗霞，周 暉

（1.中國電力科學(xué)研究院，北京 100192；2.華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206；3.冀北電網(wǎng)有限公司計量中心，北京 102208）

0 引言

目前國家電網(wǎng)公司正在大力推進(jìn)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，計劃用5年時間（2010年至2014年），建成覆蓋全部用戶、采集全部用電信息、支持全面電費控制的采集系統(tǒng)，而智能電能表是采集系統(tǒng)最重要、最基礎(chǔ)的組成部分。智能電能表的可靠性直接影響著采集系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行，也直接關(guān)系到千家萬戶的供電可靠性和安全性。因此，除了需要對智能電能表的設(shè)計、生產(chǎn)、采購及運行管理等各個環(huán)節(jié)中加強(qiáng)驗收測試，還應(yīng)該對產(chǎn)品的可靠度指標(biāo)做出科學(xué)的預(yù)計測評，總結(jié)出提高可靠性的措施，進(jìn)而從整體上提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長智能電能表的使用壽命。

1 可靠性預(yù)計手冊的選擇

可靠性預(yù)計手冊為可靠性預(yù)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和預(yù)計方法，是智能電能表可靠性預(yù)計的基礎(chǔ)。幾乎每種預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)都以可靠性預(yù)計手冊的形式出現(xiàn)，因此很多時候又將可靠性預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)稱為預(yù)計手冊。如無特殊說明，本文將不區(qū)分可靠性預(yù)計手冊和可靠性預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)。電子類產(chǎn)品的可靠性預(yù)計手冊很多，但是由于預(yù)計手冊的不同適用性，任何一款預(yù)計手冊都有各自的特點和局限性。本文對這些預(yù)計手冊的特點和局限性進(jìn)行了比較，如表1所示。根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域不同，預(yù)計手冊可以分為軍用標(biāo)準(zhǔn)和商用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)對系統(tǒng)可靠性處理方法的不同又可以分成不同的類別。下面結(jié)合智能電能表特點，對不同的預(yù)計手冊分類進(jìn)行對比，最后選擇出最適用于智能電能表的可靠性預(yù)計手冊。

表1 多種預(yù)計手冊的特點和局限性Tab.1 Characteristics and limitations of a few reliability prediction handbooks

1.1 軍用標(biāo)準(zhǔn)和商用標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)應(yīng)用行業(yè)不同，預(yù)計手冊可分為軍用標(biāo)準(zhǔn)和商用標(biāo)準(zhǔn)。軍用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，制定較為嚴(yán)格；商用標(biāo)準(zhǔn)制定寬松，適用于商用電子產(chǎn)品。國際上應(yīng)用較為廣泛的軍用標(biāo)準(zhǔn)有美軍標(biāo)MIL-HDBK-217F，商用標(biāo)準(zhǔn)有 Telcordia SR-332（簡稱 SR-332）、SN29500；國內(nèi)通常應(yīng)用的軍用標(biāo)準(zhǔn)是國軍標(biāo)GJB／Z 299C。由于MIL-HDBK-217F數(shù)據(jù)庫自1995年以來未更新[8]，其元器件失效率數(shù)據(jù)已無法真實地反映當(dāng)下失效率水平，因此不再參與對比。本文應(yīng)用SR-332、SN29500和GJB／Z 299C對一款單相費控智能電能表進(jìn)行預(yù)計，其中SR-332的置信度選為90%。預(yù)計結(jié)果見表2。其中，MTTF為平均失效前時間，t0.95和t0.90分別為可靠度為0.95、0.90時的可靠壽命。

表2 3種預(yù)計手冊的預(yù)計結(jié)果Tab.2 Predictive results with three kinds of reliability prediction handbook

從表2可以看出：應(yīng)用GJB／Z 299C預(yù)計的失效率約為SR-332的6.7倍；SN29500預(yù)計的失效率和SR-332的預(yù)計結(jié)果相差不大；應(yīng)用GJB／Z 299C預(yù)計的失效率要遠(yuǎn)大于另外2個預(yù)計手冊的預(yù)計結(jié)果。應(yīng)用表2中GJB／Z 299C的計算結(jié)果，選樣本為10000只，得出智能電能表運行時間與累積失效數(shù)、可靠度的關(guān)系如表3所示。

表3 運行時間與累積失效數(shù)、可靠度的關(guān)系Tab.3 Relationship between running time and cumulative failure times／reliability

DL／T448—2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定運行中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類電能表的輪換周期一般為3～4年。滿1個輪換周期后抽樣10%做修調(diào)前檢驗，Ⅰ、Ⅱ類電能表的修調(diào)前檢驗合格率為100%，Ⅲ類電能表的修調(diào)前檢驗合格率應(yīng)該不低于98%[9]。家用的智能電能表是屬于第Ⅱ類電能表，表3中運用GJB／Z 299C預(yù)計出的可靠性指標(biāo)顯然不能滿足DL／T448—2000的要求，同時也不滿足國家電網(wǎng)公司對智能電能表壽命達(dá)15年的需求。進(jìn)一步應(yīng)用GJB／Z 299C預(yù)計多款智能電能表，得到的失效率和本款單相費控智能電能表的結(jié)果相近。目前，智能電能表安裝到現(xiàn)場后，雖然還沒有完善的現(xiàn)場對比數(shù)據(jù)，但安裝的智能電能表運行數(shù)據(jù)和國軍標(biāo)的預(yù)計結(jié)果存在較大差距。因此，本文選用商用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計智能電能表失效率。

1.2 系統(tǒng)可靠性預(yù)計方法選擇

系統(tǒng)的可靠性預(yù)計方法大體分為2類：一類是考慮過程因素和設(shè)計因素的方法，另一類是采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)加和形式的系統(tǒng)預(yù)計方法。其中應(yīng)用PRISM、217 Plus和FIDES手冊開展預(yù)計時，首先需要綜合考慮工藝等級因素、工作剖面和初始的可靠性預(yù)計，采用綜合的可靠性評估方法建立系統(tǒng)模型；然后，采用貝葉斯統(tǒng)計方法將可靠性評估方法和系統(tǒng)試驗及過程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一考慮。因此，這3種方法屬于前一類，適用于較復(fù)雜系統(tǒng)。智能電能表由于應(yīng)用時間還不長，結(jié)構(gòu)較為簡單，依據(jù)IEC62059-41和JJF1024—2006，不考慮其過程和設(shè)計因素，系統(tǒng)采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)失效率視為各元器件失效率的累加[10]。因此需要選擇串聯(lián)加和的系統(tǒng)預(yù)計方法，不再選用PRISM、217 Plus和FIDES等考慮過程因素和設(shè)計因素的預(yù)計手冊開展預(yù)計。

1.3 智能電能表可靠性預(yù)計手冊的選擇

考慮到智能電能表的特點、方法可操作性、應(yīng)用經(jīng)驗和電能表廠家所能提供的工程信息等因素，對比各預(yù)計手冊，可以得到Telcordia SR-332 Issue 2是目前預(yù)計智能電能表可靠性最佳的預(yù)計手冊，原因如下。

a.智能電能表結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝符合相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，在制造商交付電力公司前，智能電能表經(jīng)歷過老化篩選，決定智能電能表可靠性的最主要因素是元器件。依據(jù)IEC62059-41《電能計量設(shè)備可信性-第41部分可靠性預(yù)計》和JJF1024—2006《測量儀器可靠性分析》搭建智能電能表可靠性預(yù)計模型，可以假定所有元器件同樣重要，即任何元器件的失效都會引起智能電能表的失效，其可靠性框圖是串聯(lián)模型[10]，系統(tǒng)失效率宜采用SR-332預(yù)計手冊的累加模式處理。

b.智能電能表屬于地面、計量箱內(nèi)固定安裝，劇烈振動、溫度劇變等不可預(yù)見的外部沖擊較少。SR-332手冊廣泛應(yīng)用于電子通信業(yè)，已較全面包含一般的智能電能表自然環(huán)境和應(yīng)力影響[11]；且SR-332收集數(shù)據(jù)的器件和智能電能表屬于同一個系統(tǒng)，元器件分類較適用于智能電能表，隨著我國元器件質(zhì)量水平的不斷提高，2006年出版的SR-332元器件數(shù)據(jù)滿足預(yù)計的需求。

c.SR-332是從貝爾通信研究中心發(fā)展起來用于評估電子設(shè)備可靠性的預(yù)計方法，是目前最通用的商用電子產(chǎn)品MTTF的權(quán)威性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；阿爾卡特、思科、英特爾、朗訊、摩托羅拉等國際知名企業(yè)均參與了其標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用。SR-332能夠較為準(zhǔn)確地反映電子設(shè)備的失效率水平，獲得了廣泛使用。據(jù)IEEE調(diào)查，進(jìn)行可靠性預(yù)計的整機(jī)單位有10%采用SR-332的預(yù)計方法；歐洲電力供應(yīng)商協(xié)會2005年統(tǒng)計顯示，其16個成員公司中有8個公司采用SR-332的預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)[12]。此外Telcordia預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)擁有較豐富的實踐經(jīng)驗，其2006年最新出版的SR-332 Issue 2提供了各種置信水平下計算失效率的方法，具有非常重要的實用價值和現(xiàn)實意義。智能電能表作為典型的商用電子設(shè)備，宜采用商用標(biāo)準(zhǔn)SR-332計算失效率。

d.電能表廠家提供的用于智能電能表可靠性預(yù)計的工程信息，一般包含智能電能表的原理圖、各組成元器件的類型、生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格、環(huán)境類型、主要性能、工作環(huán)境溫度、制造商、質(zhì)量等級、額定電應(yīng)力、工作電應(yīng)力等信息，如果采用IEC62380和FIDES等較復(fù)雜的預(yù)計手冊開展預(yù)計，需要廠家收集更多的元器件信息，會大幅增加預(yù)計所需時間和費用。

e.SR-332提供了幾乎全部電子元器件的失效率和系統(tǒng)的預(yù)計方法，同時還提供了利用實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)和老化數(shù)據(jù)對預(yù)計結(jié)果修正的方法，便于在設(shè)計、樣機(jī)評價和試驗選型等階段對智能電能表進(jìn)行預(yù)計。另外，SR-332標(biāo)準(zhǔn)以電子文件的形式出售，比只向西門子內(nèi)部及其相關(guān)公司開放的SN29500[12]更適于在國內(nèi)廣泛推廣。同時很多專注于可靠性預(yù)計的軟件產(chǎn)品，都支持依據(jù)SR-332方法的可靠性預(yù)計，有利于智能電能表可靠性預(yù)計方法的廣泛應(yīng)用。

2 預(yù)計結(jié)果分析

在選定預(yù)計手冊之后，應(yīng)用預(yù)計手冊計算的智能電能表預(yù)計結(jié)果除了可以綜合評價設(shè)計方案，給電力公司提供加強(qiáng)入網(wǎng)的檢測手段之外，對智能電能表的可靠性檢測和設(shè)計等也具有重要意義。通過分析預(yù)計結(jié)果可以鑒別出高失效率元器件，為優(yōu)選及使用元器件提供數(shù)據(jù)；可以評估出外界應(yīng)力對智能電能表可靠性的影響，為智能電能表的使用和維護(hù)提供有益信息；幫助檢查智能電能表研發(fā)方案和電路設(shè)計的合理性，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的潛在缺陷，為改進(jìn)優(yōu)選設(shè)計方案提供依據(jù)。鑒于預(yù)計結(jié)果的重要意義，本文從環(huán)境應(yīng)力造成影響、對可靠性改進(jìn)的建議和元器件的分析3個方面對智能電能表的預(yù)計結(jié)果做進(jìn)一步分析。

2.1 應(yīng)力造成的影響

在智能電能表中，對可靠性影響較為嚴(yán)重的應(yīng)力因子有溫度應(yīng)力因子和電應(yīng)力因子。本文基于可靠性預(yù)計結(jié)果，研究智能電能表失效率隨溫度應(yīng)力、電應(yīng)力變化的趨勢和表內(nèi)的應(yīng)力敏感元器件。

首先，預(yù)計了一款單相本地費控智能電能表在25℃和40℃時整機(jī)和各單元模塊的失效率；隨著溫度的升高，整機(jī)失效率從25℃時的812.93 fit上升至40℃的1112.33 fit；隨著溫度升高，各功能單元的失效率變化的幅度各不相同。為進(jìn)一步分析智能電能表失效率隨溫度變化的規(guī)律，本文根據(jù)預(yù)計結(jié)果繪制出整表和各功能模塊隨溫度變化的曲線如圖1所示。圖1中，數(shù)字1—8分別對應(yīng)整表、通信單元、按鍵和顯示單元、電源單元、費控單元、采樣和計量單元、MCU控制單元、拉閘及檢測單元。可以發(fā)現(xiàn)，隨著溫度升高，整表和各組件的失效率都迅速增大，曲線上升的趨勢近似于指數(shù)型；整表和各單元模塊的失效率增長程度各有不同。

圖1 失效率隨溫度變化曲線Fig.1 Curves of failure rate vs.temperature

深入分析智能電能表中各單元模塊的元器件，發(fā)現(xiàn)其中應(yīng)用的存儲器、穩(wěn)壓器、電解電容和熱壓敏電阻受溫度變化影響較大。在預(yù)計手冊SR-332中，給出了可以量化溫度對元器件失效率的影響的溫度應(yīng)力因子πT的計算公式：

其中，e為自然對數(shù)的底；T0=40+273=313（K），為參考溫度；T1為工作溫度；k=8.62×10-5eV／K，為玻爾茲曼常數(shù)；Ea為活化能。根據(jù)此溫度應(yīng)力模型，智能電能表中256 KB的ROM存儲器在40℃下的失效率為19.73 fit，而在50℃時的失效率為37.51 fit?？梢姕囟壬吡?0℃，ROM存儲器的失效率就增加了1倍。鑒于整表、組件和敏感元器件的失效率隨溫度變化的幅度較大，在智能電能表設(shè)計中必須考慮熱設(shè)計，盡量降低智能電能表元器件的工作溫度，從而提高可靠性。

除溫度應(yīng)力外，電應(yīng)力也是影響電子設(shè)備可靠性的主要因素之一。本文通過改變智能電能表的電應(yīng)力，繪制出整表和各單元模塊失效率隨電應(yīng)力變化的曲線，如圖2所示。圖2中，數(shù)字1—8分別對應(yīng)整表、采樣和計量單元、按鍵和顯示單元、費控單元、拉閘及檢測單元、通信單元、電源單元、MCU控制單元。

圖2 失效率隨電應(yīng)力變化曲線Fig.2 Curves of failure rate vs.electrical stress

由圖2可見，隨著電應(yīng)力的增加，整表和各單元模塊的失效率迅速增大，呈現(xiàn)指數(shù)型上升趨勢；進(jìn)一步研究電應(yīng)力對元器件的影響，可以發(fā)現(xiàn)智能電能表內(nèi)對電應(yīng)力最為敏感的元器件有鋁電解電容、二極管、三極管、瓷介電容等，在應(yīng)用SR-332預(yù)計的結(jié)果中，這些元器件的失效率在不同電應(yīng)力水平下差別較大，如表4所示。

表4 不同電應(yīng)力水平下元器件失效率比較Tab.4 Comparison of failure rate in different electrical stress

結(jié)合表4所示的敏感元器件失效率進(jìn)行分析，可以對高失效率單元和失效率較高的重點元器件進(jìn)一步實施降額設(shè)計，從而降低失效率，提高可靠性。一般依照設(shè)計經(jīng)驗，智能電能表中的貼片電阻、貼片電容、電解電容等應(yīng)保證50%以上的降額；二極管、三極管應(yīng)盡量采取降額設(shè)計，最大限度降低其失效率；10（40）A的智能電能表，應(yīng)盡量采用最大電流不小于60 A的繼電器。

根據(jù)上面的分析，可以發(fā)現(xiàn)智能電能表可靠性受溫度應(yīng)力和電應(yīng)力影響較大，在進(jìn)行智能電能表設(shè)計時，應(yīng)全面考慮元器件可能遇到的極端工作條件，在確保技術(shù)性能指標(biāo)的前提下，有必要對元器件的工作電壓范圍、溫度特性、電特性參數(shù)等都采用降額使用的方法，從而降低元器件在各種應(yīng)力條件下的失效率。

2.2 對比產(chǎn)品改進(jìn)可靠性

通過對比分析不同的智能電能表設(shè)計方案預(yù)計結(jié)果不僅可以發(fā)現(xiàn)各設(shè)計方案中存在的高失效率單元，同時還可以分析出方案引起高失效率的原因，從而識別出潛在的改進(jìn)可靠性的機(jī)會，有針對性地提出改進(jìn)措施，降低失效率。

2.2.1 同一類型不同廠家的智能電能表

研究樣本選為國內(nèi)和國外的同一類型的智能電能表，2款智能電能表主要功能類似。應(yīng)用SR-332（置信度選為90%）預(yù)計2款智能電能表的可靠性，預(yù)計結(jié)果如表5所示。

表5 預(yù)計結(jié)果Tab.5 Predictive results

由表5可以看出，本款國外的單相智能電能表的失效率比國內(nèi)的要低，其原因主要是國外表的采樣計量單元和電源單元失效率較低。通過查看2款電能表的模塊元器件組成，發(fā)現(xiàn)本款國內(nèi)單相智能電能表采樣計量模塊和電源單元中應(yīng)用了錳銅分流器、直插晶振、電解電容、插件磁珠等失效率較高的元器件，而國外單相智能電能表中未使用此類失效率較高元器件，或使用較少。由于在預(yù)計手冊中失效率較低元器件往往是穩(wěn)定生產(chǎn)的成熟元器件，此類元器件具有較高的穩(wěn)定性和較低的失效率，因此，選擇元器件時，應(yīng)盡量考慮采用穩(wěn)定生產(chǎn)的成熟元器件，并選擇穩(wěn)定的供貨商。

此外，對于預(yù)計結(jié)果中分析出的高失效率單元中的失效率較高的元器件，當(dāng)元器件不能被替換，且其他任何可靠性設(shè)計技術(shù)都難以進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性時，并聯(lián)、備用、表決等冗余設(shè)計便成為提高智能電能表可靠性的必然選擇。智能電能表的冗余設(shè)計，就是對設(shè)計部分并聯(lián)相同或不同的單元，或增加備用單元，并聯(lián)或增加的部分與設(shè)計部分應(yīng)實現(xiàn)相同的功能。同時對于高失效率元器件的冗余設(shè)計也可以使元器件的可靠性成倍提高，例如，智能電能表電源部分鋁電解電容的失效率較高，提高其可靠性可通過并聯(lián)2個電解電容的方式來實現(xiàn)。預(yù)計結(jié)果顯示此470 μF的電解電容失效率為26.8 fit，當(dāng)并聯(lián)2個同樣的電解電容時，此單元的失效率為13.4 fit，失效率降低了一半。

2.2.2 同一廠家不同類型智能電能表

根據(jù)功能的不同，智能電能表可劃分成不同的種類。其中，按照費控方式的不同智能電能表可劃分為帶CPU卡的本地費控預(yù)付費智能電能表和遠(yuǎn)程費控智能電能表2類；按照通信方式的不同可分為載波表、RS-485表和紅外通信表。本文研究了一組同一廠家生產(chǎn)的不同類型智能電能表的預(yù)計結(jié)果，分析不同種類的智能電能表的可靠性的特點。樣本選為4款不同功能的智能電能表：K1為單相本地費控智能電能表（載波／CPU卡），K2為單相費控智能電能表（CPU卡），K3為單相本地費控智能電能表（遠(yuǎn)程／載波），K4為三相四線智能電能表。K1、K2、K3都擁有計量、結(jié)算、測量、通信、事件記錄、凍結(jié)、報警等基本功能，主要區(qū)別在于載波通信和預(yù)付費2種功能；K1同時擁有載波通信功能和IC卡預(yù)付費功能，K2只具備載波通信功能，K3只具備IC卡預(yù)付費功能。K4構(gòu)造比K1、K2、K3都要復(fù)雜，功能也更全面。應(yīng)用SR-332預(yù)計4款智能電能表的可靠性，結(jié)果如表6所示。其中，t0.97為可靠度為0.97時的可靠壽命。

表6 4種智能電能表可靠性指標(biāo)對比Tab.6 Comparison of reliability indexes among four kinds of smart electrical power meters

從表6可以發(fā)現(xiàn)：智能電能表的功能越復(fù)雜，整表的失效率也就會越大，可靠性就會越低。因此，隨著智能電能表技術(shù)的發(fā)展，智能電能表性能和功能越來越強(qiáng)，在一定技術(shù)條件下，應(yīng)該注意協(xié)調(diào)多功能與可靠性的關(guān)系。一方面，功能的增加，將會使應(yīng)用的元器件數(shù)量增多，會相對降低電能表的可靠性；另一方面，多功能設(shè)計增加了設(shè)計中存在不合理、不可靠隱患的幾率。因此，在設(shè)計智能電能表時，應(yīng)根據(jù)實際需要選擇合理的功能配置。

2.3 元器件的分析

對大量的電子設(shè)備的故障統(tǒng)計表明，元器件失效在故障分布中占首位。要保證智能電能表可靠運行，首先需要保證其內(nèi)部元器件的可靠性。因此，本文應(yīng)用預(yù)計結(jié)果，對元器件做進(jìn)一步分析，對單個元器件失效率和各類元器件失效占比進(jìn)行排列，分別如圖3和表7所示。

分析以上預(yù)計結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。

圖3 單個元器件失效率分析Fig.3 Analysis of failure rate for single component

表7 各類別元器件失效占比Tab.7 Failure rate ratio of different kinds of component

a.影響智能電能表可靠性的主要元器件為：集成電路（實時時鐘芯片、ESAM模塊和RS-485芯片）、液晶、電解電容、鋰電池、穩(wěn)壓器、錳銅分流器、變壓器和壓熱敏電阻等。進(jìn)一步對比單個元器件的失效率，可發(fā)現(xiàn)液晶的失效率最高、其次為實時時鐘芯片和鋰電池的失效率。為提高智能電能表可靠性，上述元器件的使用和選取在方案設(shè)計時必須著重分析。

b.在現(xiàn)場應(yīng)用中，液晶、時鐘電池、電解電容、存儲器、晶振、表殼、卡槽及卡座等是影響智能電能表壽命的主要元器件。綜合圖3和表7中的預(yù)計數(shù)據(jù)，可得到液晶、電池和電解電容是智能電能表中失效率較高、容易出現(xiàn)故障的3類元器件，應(yīng)作為關(guān)鍵元器件進(jìn)行研究。此3類元器件在選用時要使用品牌廠商的優(yōu)質(zhì)元器件，且在方案設(shè)計、應(yīng)力篩選、可靠性試驗驗證等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)給予重視。

c.集成電路失效占比較大。一方面是由于手冊提供的集成電路失效率較高；另一方面，使用數(shù)量較多。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，集成電路對智能電能表的壽命周期影響較小，經(jīng)歷了半個世紀(jì)的發(fā)展已具有超長壽命。預(yù)計失效率較高是由于預(yù)計手冊的數(shù)據(jù)存在一定的滯后性造成的。

d.智能電能表中應(yīng)用最多的電阻和電容，由于屬于無源器件，物理特性較為穩(wěn)定，沒有時效性，單個失效率較小，在現(xiàn)場較少發(fā)生故障。

3 結(jié)論

智能電能表作為較為簡單的商用電子產(chǎn)品，適于應(yīng)用 SR-332手冊，采用累加模型進(jìn)行可靠性預(yù)計。本文依據(jù)IEC62059-41和JJF1024—2006，應(yīng)用Telcordia SR-332手冊，預(yù)計出了多款智能電能表的可靠性指標(biāo)，分析結(jié)果得到了提高智能電能表可靠性的措施：采用熱設(shè)計、降額設(shè)計和冗余設(shè)計等可靠性設(shè)計技術(shù)；減少功能，減少元器件數(shù)量；使用具備可靠性數(shù)據(jù)的優(yōu)質(zhì)元器件；本文進(jìn)一步綜合現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提出液晶、電池和電解電容是智能電能表失效率較高的關(guān)鍵元器件，在方案設(shè)計、元器件采購、應(yīng)力篩選、可靠性試驗驗證等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)給予重視。

鑒于可靠性預(yù)計對智能電能表的重要意義，電力部門和電能表廠家應(yīng)加大對智能電能表的可靠性預(yù)計工作的投入，應(yīng)用預(yù)計的方法來綜合評價智能電能表設(shè)計方案，鑒別研發(fā)方案和電路設(shè)計的潛在問題或薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而從整體上提高智能電能表可靠性。