2016年高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）推荐项目公.doc

2016年高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)推荐项目公示
推荐奖种:科技进步奖推荐单位:温州大学
项目名称
低压保护电器制造过程数字化检测关键技术及应用
主要完成单位:温州大学、河北工业大学、浙江深科自动化科技有限公司、浙江天正电气股份有限公司、环宇集团有限公司、德力西集团有限公司、温州聚创电气科技有限公司
主要完***:吴桂初、陆俭国、陈冲、赵升、万毅、吴自然、刘国兴、方初富、张学森、、叶鹏、舒亮、谢文彬、朱翔鸥、吴平、梁步猛、陈仕荣、游颖敏、许海波、管晓春、章上聪
项目简介:
一、总体思路
低压保护电器广泛应用于电力、石油、化工、建筑等国民经济的各个领域,其保护特性在维护电网稳定运行、确保人身和财产安全方面具有重大作用。然而长期以来我国低压保护电器制造过程存在自动化程度低、劳动力投入密集等问题,导致生产效率低下、产品一致性和可靠性差,尤其在产品检测环节的自动化、数字化程度方面,与国际先进水平差距巨大。
项目组在浙江省重大科研专项、自然科学基金等科研项目的支持下,历时近十年的研发攻关,以提升我国低压保护电器可靠性、一致性、生产效率为目标,以改变我国传统低压保护电器制造方式、提高制造过程中检测技术的数字化和自动化水平为手段,围绕剩余电流保护、短路保护、过载保护电器可靠性提升,展开相关技术研发和改进,以及保护特性的数字化、自动化检测关键技术研究,制定产品可靠性国家和行业标准,提出了一系列的面向低压保护电器制造过程的检测新方法、新技术,并研制了四大类、全系列的具有自主知识产权的国产数字化、自动化检测装备,全面提升了我国传统低压保护电器的制造水平和产品的一致性、可靠性程度,为企业带来巨大经济和社会效益。
二、主要创新内容与特色
(漏电)保护电器线路板的高温老化与检测效率低、精度低的难题,提出了基于三水平二阶实验设计、二次曲面和有限元相融合的电子元件热疲劳稳健分析方法,发明了剩余电流(漏电)保护电器线路板的高温老化与带电检测同步化、一体化新技术[国家发明专利:一种计算集成电路芯片焊点热疲劳失效概率的方法,],作为主要起草人制定了剩余电流保护电器的行业可靠性标准[《小型剩余电流动作断路器的可靠性评价》:CAS 217-2012],研制了高精度数字化剩余电流恒流源和高温带电老化自动检测装备,实现了检测过程的全数字化与自动化。
、检测精度低、检测效率低的难题,提出基于非线性自适应控制理论的高精度瞬时恒流源技术,取消了预期波,研制了全数字化、最大电流等级达到40 kA的短路保护特性系列检测装备,并应用于实际制造过程检测,有效提高了检测精度和效率。作为主要起草人制定了2项保护断路器可靠性测试方法的国家标准[《家用及类似场所用电流保护断路器的可靠性试验方法》:
GB/Z 22203-2008;《塑料外壳式断路器可靠性试验方法》:GB/Z22074-2008]。
3. 针对传统过载保护特性校验效率低、人工依赖大、一致性差的难题,提出了一种基于双金属热效应模型的过载保护特性等效检测新方法,通过精准高倍电流对双金属热形变进行等效检测,有效提高了过载保护特性校验的效率和精度,研制了全数字化、高精度延时恒流源。为提高恒流源的能量转化效率及控制精度,发明了自适应的调制式电压互感器[国家发明专利:调制式直流电压互感器,],相比模拟类电源,所研制的恒流源能量转化效率高出40%。研制了最大电流10kA的全数字化过载保护特性校验装备[国家发明专利:断路器过载特性校验装置,],单台极断路校验时间由20秒减少至8秒。
4. 提出了智能保护电器关键部件(智能控制器)数字化检测新方法,首次实现了智能控制器实时在线监测和故障直接诊断,同时实现了智能控制器与采样互感器的自适应参数校准,通过该校验环节,使智能保护电器的电流检测误差≤1%;研制出智能塑壳断路器全功能数字化校验装备,以及最大电流等级达2 kA的全数字式保护电器用互感器检测装备。
三、主要技术指标:
项目组围绕提升低压保护电器的剩余电流保护、短路保护、过载保护等指标的一致性、可靠性及检测校验效率,展开其相关保护特性的数字化、自动化检测关键技术研究,创新性研究成果的主要技术指标有:

可实现对剩余电流线路板高温老化与检测同步化、一体化,并且检测过程实现全数字化、自动化,一台老化箱装备一次最多可老化检测1560块线路板,检测电流误差≤1%,电流谐波失真度≤3%,温度波动达到±2℃以内。采用本装备后,%降低