鐵路信號智能電源屏維護-智能電源屏的基本要求

信號電源設備維護第一章概述第一節(jié)電源屏的作用及應用環(huán)境第二節(jié)鐵路信號對電源屏的基本要求第三節(jié)系統(tǒng)特點培訓內(nèi)容

第二節(jié)鐵路信號對電源屏的要求一、可靠性二、穩(wěn)定性三、安全性Q3：鐵路信號對電源屏的要求是什么？鐵路信號對電源屏的基本要求為了保證信號設備的供電安全，信號電源設備應考慮以下幾個方面：（1）電源屏輸出的信號設備專用交、直流電源都要對地絕緣，以免發(fā)生接地故障時造成電路錯誤動作。（2）要考慮到電源屏輸出負載類型，尤其是感性負載、容性負載、整流性負載的沖擊；阻性負載的滿功率工作；（3）信號設備的電源種類和電壓類型等級較多，必須分路供電，相互隔離，降低干擾，力求發(fā)生故障時縮小故障范圍，避免故障擴大化；鐵路信號對電源屏的基本要求（3）使用電纜供電時要考慮電纜芯線間的分布電容形成串電的問題，盡可能使用扭絞電纜，必要時應分開電纜供電；（4）交流輸入必須考慮防雷、防止浪涌電壓以及安全接地；（5）信號設備的保安系統(tǒng)采用斷路器時，斷路器的容量和特性要經(jīng)試驗或計算確定，并應滿足動作的穩(wěn)定性和靈敏度。鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性

可靠性（Reliability）是評價產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標，它是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的滿足一定置信區(qū)間的概率。

可用性（Availability）：在要求的外部資源得到保證的前提下，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內(nèi)可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。

可用性可靠性維修性硬件可靠性軟件可靠性平均故障間隔時間:MTBF（MEANTIMEBETWEENFAILURE）只是一個均值，在滿足指數(shù)分布時，失效率（入）：入=1/MTBF，1FITS=10﹣9（1/H）累計失效率為：Fi＝1－e－入×t對于失效率入（t）為常數(shù)的器件，可以證明，其失效概率分布函數(shù)f（t）近似按指數(shù)衰減，服從指數(shù)規(guī)律。F（t）＝1－e－入ot；

f（t）＝入0e－入otMTTF＝∫0∞入0e－入ottdt＝1/入o鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性可用度A＝MUT/(MUT+MDT)其中：MUT－－meanuptime平均可用時間

MDT－－meandowntime平均中斷時間固有可用度Ai＝MTBF/(MTBF+MTTR)其中：MTTR－－meantimetorestoration平均維修時間；不包括行政時間和后勤時間，也不包括預防性維修時間使用可用度Ao＝MTBF/(MTBF+MTTR+MLDT)其中：MLDT－－meandealytime；平均保障延誤時間，表征保障性年中斷時間Downtime＝（1－A）×8760×60（min/year）鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性

根據(jù)鐵道部運基信號[2005]458號文，要求鐵路信號智能電源屏整機平均無故障時間（MTBF）為65000小時。附件二PZ系列可靠性預計報告.doc目前，鐵路信號智能電源屏一級負荷（指凡發(fā)生停電就會造成運輸秩序混亂的負荷）越來越多，電源可靠性顯得尤為重要。一般從設計上都用加大冗余度的方法來保證可靠性。鐵路信號智能電源屏由多個模塊，多個電源回路構(gòu)成，其可靠性必然與構(gòu)成系統(tǒng)的各部分有關(guān)。因此提高電源系統(tǒng)中電源模塊和器材的質(zhì)量及可靠性是提高信號電源系統(tǒng)可靠性的有力保證。鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性浴盆曲線通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和失效機理建模分析，器件失效呈現(xiàn)以下特征：生產(chǎn)階段現(xiàn)場運行早期失效期偶然失效期耗損失效期使用壽命入（t）t鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性Q：早期失效的原因？元器件選用產(chǎn)品需求分析產(chǎn)品規(guī)格書確定概念開發(fā)測試試產(chǎn)驗證生產(chǎn)市場電子可靠性工程可靠性設計技術(shù)平臺電子可靠性工程流程體系單元測試可靠性設計器件失效分析可靠性定型試驗器件失效分析生產(chǎn)可靠性技術(shù)平臺（ESD/MSD/)生產(chǎn)中器件失效分析對市場返修單板失效器件分析鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性專業(yè)化、規(guī)范化設計－可靠性保證（1

）1、模塊化設計 性能、功能、安規(guī)、振動、環(huán)境、智能2、結(jié)構(gòu)設計 外觀、強度、電氣、安裝、操作3、熱設計 風道、容量、4、電磁兼容設計 單板、模塊、系統(tǒng)5、安規(guī)設計 防雷、靜電、端口、接線鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性嚴格的過程化控制―可靠性保證（2）追求設備的高可靠性是公司和用戶的共同目標。產(chǎn)品質(zhì)量是通過產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的嚴格控制來保證的，不是在產(chǎn)品的最終檢驗。堅持“一切按程序操作，一切用數(shù)據(jù)說話”的原則進行全面的質(zhì)量管理，并努力在產(chǎn)品的設計與制造過程中構(gòu)建質(zhì)量。形成從市場需求分析、開發(fā)、測試、生產(chǎn)到售后服務等一整套完整的流程體系。在開發(fā)過程中，強調(diào)和重視各個階段評審點、有完整的器件認證體系，確保產(chǎn)品設計質(zhì)量；鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性嚴格的過程化控制―可靠性保證（3）在生產(chǎn)過程中，采用波峰焊接和表面貼片等專業(yè)的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)手段，建立從來料檢驗、生產(chǎn)加工、質(zhì)量監(jiān)控、包裝發(fā)貨等環(huán)節(jié)的完整的生產(chǎn)流程，形成一套完整的質(zhì)量管理網(wǎng)絡，從而確保了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在服務過程中，規(guī)范了用服人員工作現(xiàn)場操作規(guī)程，并對現(xiàn)場工作人員進行培訓。以上措施確保了產(chǎn)品從設計、開發(fā)、生產(chǎn)、老化、安裝和服務的所有環(huán)節(jié)都處于受控狀態(tài)，從而保證產(chǎn)品批量生產(chǎn)的長期質(zhì)量。鐵路信號對電源屏的基本要求－可靠性

常用環(huán)境試驗：

砂塵（降塵、吹塵、吹砂）長霉振動（正弦掃頻、隨機）沖擊碰撞地震熱測試噪音測試包裝運輸系統(tǒng)方案所采用的交流切換技術(shù)、互鎖技術(shù)、防雷技術(shù)已在通信、電力及其他行業(yè)經(jīng)過了數(shù)十萬套十余年的網(wǎng)上運行，效果良好，并得到了客戶的認可。模塊所采用的PFC功率因數(shù)校正技術(shù)、PWM脈寬調(diào)制技術(shù)、并聯(lián)技術(shù)、變頻技術(shù)等已有數(shù)十萬臺的網(wǎng)上運行經(jīng)驗，所以這些方案和電路拓撲形式技術(shù)上是非常成熟并經(jīng)過了實際的運行考驗。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性

產(chǎn)品的穩(wěn)定包括技術(shù)、工藝、器件和檢測手段的穩(wěn)定。技術(shù)設計缺陷是產(chǎn)品批量化生產(chǎn)后不穩(wěn)定的主要原因之一，嚴格的檢測是發(fā)現(xiàn)這些問題的主要手段；利用大量的先進儀器設備確保了檢測的完整性和一致性；工藝是確保設計質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在設計時就有工藝人員參加，充分考慮了后期生產(chǎn)的可操作性，擬制生產(chǎn)工藝、裝配工藝、調(diào)試工藝及工裝制作，確保工藝的規(guī)范性。器件質(zhì)量，器件的采購主要從國內(nèi)外知名廠商直接下單，關(guān)重要件均經(jīng)過認證和測試。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性Q4：技術(shù)設計缺陷會造成什么后果？通信電源系統(tǒng)PS系列電力操作電源逆變器變頻器DC/DC模塊PZ系列智能電源動力與環(huán)境監(jiān)控穩(wěn)定性－PZG系列鐵路信號智能電源的技術(shù)平臺

1G數(shù)字存儲示波器

EMC測試儀

ACSOURCEPM3000A功率分析儀雷擊發(fā)生器＋耦合器紅外溫度測試儀靜電發(fā)生器鹽霧試驗儀高低溫箱恒溫恒濕箱大型仿真軟件穩(wěn)定性－先進的測試平臺嚴格的方案設計―穩(wěn)定性保證（1）主要從以下幾方面考慮：系統(tǒng)方案方面：采用并聯(lián)、降額、冗余等措施，減少串聯(lián)方式。對于機柜、電纜、變壓器、斷路器等長壽命器件，在選型時充分考慮到長時間使用的因素，機柜的強度、表面處理進行了嚴格控制，機柜支撐部件選2.5-3mm的冷軋鋼板，機柜整體采用鍍彩鋅、磷化、噴塑處理；電纜基本上采用歐標UL系列產(chǎn)品，選其允許流通的額定電流值的1/3到1/4為設計標準，接線端子上的電線不小于2mm。變壓器為定制產(chǎn)品，對其鐵芯、銅線、絕緣耐壓都有嚴格的要求。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性Q：系統(tǒng)方案提高穩(wěn)定性的方法有哪些？嚴格的器件控制―穩(wěn)定性保證（2）對于無源器件，主要考慮其功率要足夠大即可，對于有源器件一般選擇耐壓降額80％，電流降額70％，減少開關(guān)損耗，同時設計有足夠好的散熱方式，繼電器降額50％，這樣可以使元器件的壽命得以充分延長。維護簡單。模塊化的設計使得模塊維修時間小于1分鐘。所有主回路的備份設計，使得在線維護成為可能。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性專業(yè)的技術(shù)服務―穩(wěn)定性保證（3）服務也是產(chǎn)品的一部分，服務的宗旨是：提高用戶滿意度以用戶為中心，建立服務品牌建立完善的服務網(wǎng)絡向用戶提供專業(yè)化、標準化的服務；為用戶提供一攬子解決問題的措施，為用戶提供全方位的服務。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性專業(yè)的技術(shù)服務―穩(wěn)定性保證（4）提供電話咨詢、電話技術(shù)指導、投訴受理、遠程支持、現(xiàn)場支持及現(xiàn)場培訓、硬件支持（包括硬件維修和硬件更換）等。定期巡檢通過電話、網(wǎng)絡、現(xiàn)場支持等多種方式每月對線上使用的設備定期巡檢，防患與未然，保證設備的可靠運行。設備安裝提供現(xiàn)場培訓服務。鐵路信號對電源屏的基本要求－穩(wěn)定性鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性

安全是對所有電器設備的基本要求。安全性包括三個方面：人身安全、設備安全和系統(tǒng)安全。人身安全保障是安全性中最基本的要求，此外還應該保證單臺用電設備和整個用電系統(tǒng)的安全運行。Q：安全性包括哪幾個方面？優(yōu)化設計－安全性保證（1）符合鐵標要求采用合理的繼承性設計，經(jīng)過良好的預研，降低設計風險。產(chǎn)品設計采用簡化設計，以保證電路、結(jié)構(gòu)簡單。性能穩(wěn)定性設計，產(chǎn)品在強度、輸出功率、耐壓等方面留出適當?shù)挠嗔浚a(chǎn)品的調(diào)整部位工作在較寬的工作區(qū)；e.g.三極管工作范圍確定鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性安規(guī)設計－安全性保證（2）產(chǎn)品設計時放寬對輸入輸出的臨界要求，產(chǎn)品具有一定承受過載、過熱、電壓突變等外部環(huán)境變化的能力。E.g.變壓器上電沖擊鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性變壓器上電沖擊波形

鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性安規(guī)設計－安全性保證（3）元器件選用質(zhì)量穩(wěn)定的名牌廠家的器件，并且對元器件的電應力和溫度應力進行適當?shù)慕殿~，對部分器件作防瞬變設計，確保元器件的可靠性。鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性案例：某成熟產(chǎn)品在一段時間內(nèi)，故障率直線上升，經(jīng)查，所有設計、生產(chǎn)工藝、器件采購等環(huán)節(jié)均未發(fā)生改變；熱設計－安全性保證（4）熱設計，系統(tǒng)專業(yè)化熱設計元器件散熱、組件散熱及系統(tǒng)散熱綜合考慮風冷和自然冷散熱充分考慮風道自然冷散熱采用“煙囪”式風道，由系統(tǒng)內(nèi)部通過冷熱空氣循環(huán)，形成負壓，利用空氣散熱；風冷散熱有模塊風冷和系統(tǒng)風冷兩種散熱方式；由于兩種風冷散熱方向不同，要注意風道設計的合理性；鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性熱設計－安全性保證（5）模塊采用自然冷設計,結(jié)構(gòu)簡單，保證傳熱通路盡可能短，散熱面積盡可能大，減低熱阻，采用合理的布局，確保元器件的溫度設計合理。模塊通過適宜的電路拓撲形式，提高功率因數(shù)（可達0.99）和效率（可達90％以上），同時要進行功率器件的冗余設計、散熱方式、散熱面積和風道設計，確保模塊的工作可靠性,保證了自然冷的可靠實現(xiàn)。鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性容差設計－安全性保證（6）容差設計，產(chǎn)品設計時充分考慮溫度和使用環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響，充分考慮零件、元器件的制造容差和溫漂的影響，對參數(shù)影響大的元器件選用低允差和高穩(wěn)定的器件，通過合理的容差設計提高產(chǎn)品的可生產(chǎn)性和環(huán)境適應性。耐環(huán)境設計，電磁環(huán)境的抗干擾性，充分考慮到電網(wǎng)的復雜性，提高產(chǎn)品的耐電磁環(huán)境干擾，在設計中合理地利用屏蔽、接地、瞬態(tài)保護等設計方法，提高抗干擾能力。鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性防護設計－安全性保證（7）保護措施，設備結(jié)構(gòu)符合安規(guī)的要求，保證維修人員隨意觸摸設備，不會接觸到帶電部位，保證維修人員的安全。有完善的輸入過欠壓、輸出過壓過流、模塊過溫、負載短路保護，保證工作可靠．鐵路信號對電源屏的基本要求－安全性特點一：阻燃設計注意：防護器件常見失效模式為短路空氣開關(guān)