一种基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法

1.一种基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于，所述缺陷定位方法包括以下步骤：步骤1：采集断路器的故障历史数据，所采集的故障历史数据以次为单位，其中，故障类型包括本体故障与机构故障；步骤2：基于步骤1采集得到的断路器故障历史数据，列出断路器在故障历史数据对应的运行期间的所有故障，按照逻辑关系建立以“断路器故障”为顶事件、以故障模式作为中间层、以故障模式的故障原因为底事件的故障树模型；其中，故障树模型上下层事件之间的连接符号为“或门”；步骤3：在故障树模型中，对所有底事件均逐一进行FMMEA分析，从而确定故障的优先级，确定各故障模式的危害程度；C ij ＝α ij β ij λ i t式中，C ij 为部件i的故障模式j的威害程度；α ij 为故障模式频数比；β ij 为故障影响率，表示故障模式j所能引起的致命程度；λ i 为平均故障率，表示部件i在故障历史数据对应的运行期间的平均故障率；t则是以天数为单位的时长；若部件i发生断裂、烧坏必须更换；则β ij ＝1；若部件i发生形变、弯曲、磨损影响设备最大运转效率；则β ij ＝0.5；若部件i因发生概率≤0.1％的偶发外力因素导致失效，则β ij ＝0.1；若部件i没有失效，也没有被损伤；则β ij ＝0；步骤4：以各种故障模式的危害程度C ij 计算结果作为依据，进行故障模式的危害程度大小排序，得出设计上、结构上或者运行中的系统薄弱环节，从而确定断路器可能发生缺陷的定位分布。 2.根据权利要求1所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤1中，故障类型分为本体故障与机构故障，所述本体故障包括分合闸线圈损坏或烧毁、辅助开关故障、合闸接触器故障、二次接线故障、热成像异常、外绝缘污秽，所述机构故障包括机构卡涩、子部件变形移位、轴销松动或断裂、铁芯卡滞、锁扣失灵、拉杆断裂。 3.根据权利要求1所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤2所述的故障树模型中，共分为5层结构，以“断路器故障”作为顶事件，顶事件下包含“或”逻辑关系的第四层事件，将每一个第四层事件的故障表现形式即故障模式分别作为第三层事件和第二层事件，其中所述第二层事件是对第三层事件的进一步分类，作为第二层事件的故障模式所对应的故障原因作为底事件。 4.根据权利要求3所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在故障树模型中，如果第三层事件下不再包含第二层事件，那么第三层事件的故障模式所对应的故障原因直接作为底事件。 5.根据权利要求3或4所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：第四层事件分别为“本体故障”和“机构故障”；“本体故障”的下一层包括作为第三层事件的“导电回路故障”、“绝缘故障”，二者之间为“或”逻辑关系；“机构故障”的下一层包括作为第三层事件的“拒动故障”、“误动故障”和“储能故障”，三者之间为“或”逻辑关系；每一第三层事件根据故障模式的具体表现形式又包括第二层事件，隶属于同一第三层事件的第二层事件之间为“或”的逻辑关系。 6.根据权利要求1所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤3中，所述FMMEA分析具体包括以下内容：3.1选择分析主体，分析故障模式；3.2针对每一种故障模式，分析故障原因；在故障树模型中，逐一对每一种故障模式进行细分，当某一故障模式不再细分时，分析该故障模式的故障原因，不再细分的故障模式所产生的故障原因即为故障树模型的底事件；3.3确定各故障模式的优先级。 7.根据权利要求6所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤3.1中，分析主体为与顶事件对应的断路器，或者是与顶事件所属的下一层事件所对应的部件。 8.根据权利要求7所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤3.1中，根据故障树模型的节点结构，查找分析主体所包含的所有故障模式；故障模式即故障树模型的第二层与第三层，第三层包括导电回路故障、绝缘故障、拒动故障、误动故障、储能故障；导电回路故障下的第二层包括接触不良、触头烧蚀；绝缘故障下的第二层包括外绝缘故障、内绝缘故障；拒动故障下的第二层包括二次回路故障、机械故障；误动故障下的第二层包括二次回路故障、机械故障。 9.根据权利要求6或7所述的基于失效机理分析的断路器缺陷定位方法，其特征在于：在步骤3.3中，确定各故障模式的优先级具体包括以下内容：3.3.1分析每一故障模式确定对应的故障机理，基于不同的故障机理将故障模式分为应力型故障和耗损型故障；3.3.2对于每一故障模式，基于断路器故障历史数据，计算其发生概率即故障模式频数比；其中，α ij 为故障模式频数比，计算为 其中，N i 表示作为分析主体的部件i在故障历史数据对应的运行期间的故障总次数，N j 表示相同时间段内第j个故障模式发生的总次数；3.3.3计算断路器各部件对应各种故障模式的危害程度C ij 。