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基于统计检验的漏电断路器寿命预测方法研究

孔维相, 石颉, 杜国庆, 袁晨翔, 张鑫越

电气工程学报 2024, 19 (1): 382-390. DOI: 10.11985/2024.01.041

摘要（252）

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漏电断路器是电力系统中重要的终端保护器，为了避免其超龄服役，保障用电人员的生命财产安全，需要对其寿命预测方法进行研究。提出了一套基于统计检验的寿命预测方法，该方法将统计学理论和Arrhenius模型相结合，通过正态性检验和相关性检验解决了Arrhenius模型的适用性问题，通过方差齐性检验解决了加速老化试验的老化机理问题，通过异方差检验、残差正态性检验及残差独立性检验解决了拟合模型的质量问题，进一步提高了预测模型的准确性。使用该方法对电子式漏电断路器进行寿命预测，预测结果同厂家提供的参考寿命相近，表明该方法能够有效地解决寿命预测过程存在的问题，同时对其他同类产品的寿命预测也具有一定的参考价值。

环境温度T/℃	1/T	平均退出时间t/h	lnt
328.15	0.003 047	8 805	9.083
333.15	0.003 002	7 217	8.884
338.15	0.002 957	5 763	8.659
343.15	0.002 914	4 570	8.427
348.15	0.002 872	3 753	8.230
353.15	0.002 832	3 045	8.021
358.15	0.002 792	2 406	7.786
363.15	0.002 754	1 280	7.155

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表3 平均退出时间

正文中引用本图/表的段落

由表2可知，检验结果的显著性水平均大于给定的显著性水平0.05，因此认为试验数据满足正态分布。在数据满足正态分布后，通过各样本的数学期望表示该温度下的平均退出时间，计算结果如表3所示。根据第4.1.1节的介绍，在得到平均退出时间后，需要对平均退出时间的对数进行正态性检验，使用W检验方法对表3中的平均退出时间对数进行正态检验，检验结果的显著性为0.918，大于给定的显著性水平0.05，因此认为试验数据满足正态分布。

在通过试验数据经过分析后，可以确定绝对环境温度55~90 ℃的老化试验数据满足寿命评估的基本要求，可针对这些数据进行模型拟合与寿命计算。使用传统的寿命预测方法对表3中的数据进行拟合，拟合模型为y=5 962.100x-8.987 229，拟合模型的决定系数R2=0.953>0.95，初步表明拟合情况较好，但是根据第4.2节的介绍，在模型拟合后，为了保证拟合模型性的质量，提高寿命预测的准确性，还需要进一步对拟合模型进行残差独立性检验、残差正态性检验和异方差检验。

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