引 言
开关柜的核心元件为真空断路器，失效影响较大，需要满足国家标准GB/T1984要求并通过型式试验。据统计，2017年，35kV移开式开关柜故障率Z高达0.0627次/百台·年。2015年，40.5kV故障率0.024次/百台·年，12kV设备故障率0.006次/百台·年。通常市场上只要求断路器机械稳定性要强，但操作机构机械故障仍居高不下。通过对真空断路器的机构、线圈、电机、轴销、辅助开关等进行可靠性试验，从而有效减少因为机械部件造成的断路器故障。
一、什么是可靠性指标
1.故障率(l)和可靠性
产品的故障是指产品不能承担预期的功能，故障率是指故障数与累积操作时间的比率；产品的可靠性是指在指定的条件下和时间段内产品履行其预期功能的概率。
2.平均故障间隔时间MTBF
产品的平均故障间隔时间是指对于可修复产品、部件，该产品、部件的累计运行时间与故障次数之比。MTBF与产品的故障率互为倒数关系。
3.可利用率
产品的可利用率指在规定的操作条件下，任何时候都能实现其预期功能的可能性。
二、怎么选择可靠性指标
可靠性指标的确定需要考虑以下方面：
1.客户要求断路器的可利用率达到99.9999%。
2.对于高海拔、高温、高湿或沙尘等恶劣环境使用，需要考虑环境影响造成的可靠性降低。
3.对相似产品的数据的分析，通过软件计算出可靠性值，来作为新产品可靠性的指标。
4.断路器作为开关柜的子部件，需要根据整个系统对所有子部件进行可靠性的分配，所有子部件可靠性指标相乘得到整个开关柜的指标95%，如下表所示：
5.失效模式分析是根据失效发生的频率、产生后果的严重性及该失效可检出性对所有可能发生的失效进行评分，以得出失效的重要程度排序，优先顺序进行改进、预防措施。
6.设计概念（复杂性，冗余，成本，可维护性等）之间的权衡。
三、VGV真空断路器的可靠性指标及试验
1.VGV真空断路器概述
VGV户内中压固封式真空断路器是法腾电力公司结合国内外先进产品技术及用户的需求， 自行研发的新一代中压开关产品， 其特点为采用环氧树脂固封绝缘 ,体积小、结构紧凑新颖、外形尺寸与 VD4/VB2 Plus/VEP/HVX 等知名断路器一致。为了满足电网和工矿企业用户对断路器自动化操作和状态检修的需求，法腾电力基于 VGV 中压真空断路器，分别开发了 VGV 电动型断路器和 VGV 智能型断路器，目前均已投入国内外市场，既提高了断路器自动化水平，又实现了状态检修，从而为用户大大减少了断路器维护工作量，节约了维修经费。
2.VGV真空断路器特点
VGV型断路器是在VS1型断路器基础上通过采用固封极柱升级的产品，采用相同的操作机构、摇进底盘车等，机械寿命3万次，设计使用年限40年，底盘车摇进、出3000次循环等。
3.可靠性指标的确定
a.开关设备的可靠性要求大于99.99%，没有定义全寿命周期的可靠性。
b.由于VGV断路器是在VS1基础上升级产品，因此分析VS1历史失效数据可以作为VGV断路器可靠性指标的参考。下表列出了VS1断路器2010~2017年的出厂数量和各年度的失效数量，以及失效部位及所占比例。
c.断路器作为核心元件，在配电回路中起到关键作用，且基于VS1的可靠性指标，VGV采用固封极柱，可靠性更高，因此指标可以定义为：
●一年质保期内可靠性99.99%@50%置信度；
●40年寿命期的可靠性是80%@50%置信度；
●MTBF=1.5E+06 小时。
4.可靠性试验
将断路器的可靠性分配到子单元中，并通过Weibull++ 计算出可靠性试验的需要的验证次数。如下表所示，分别对子部件进行所要求的可靠性试验循环，按照相关标准验证功能性。
试验按照下表进行；在未到达所要求的次数出现失效，则需要进行FRACAS失效原因分析，完成改进、纠正措施；然后重新清零进行试验，直到所有产品没有一次失效发生，顺利通过要求的试验循环次数。
