施耐德电气SPD管理经验分享
来源:深圳市远华伟业科技有限公司
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作者:深圳远华伟业
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发布时间 :2015-02-17
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施耐德电气作为世界500强企业之一，在电气低压领域深耕多年，不断开拓进取，积极创新。作为全球能效管理专家为世界100多个国家提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。
施耐德电气作为世界500强企业之一，在电气低压领域深耕多年，不断开拓进取，积极创新。作为全球能效管理专家为世界100多个国家提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。自1987年在天津成立第一家合资厂以来，施耐德电气在中国共建立了53个办事处，30家工厂，8个物流中心，3个全球研发中心，1000多名研发工程师，700多家分销商以及遍布全国的销售网络。2004年，施耐德电气中国引入电涌保护器产品，开始了防雷产品在中国的推广征程。在强大团队的合力推动下，电涌保护器产品在十年间保持了非常高的增长率，在市场上建立了具有领先优势的品牌地位。近年来，为了适应国内外日益增长的市场需要，施耐德电涌保护器在逐步提高、不断更新的同时，更在上海建立了研发基地和生产基地，为全球提供电涌保护解决方案并供应品质卓越的电涌保护产品。本文就以施耐德第四代电涌保护器iPRU系列产品为例，分享施耐德电气作为国际企业在SPD产品的技术研发、工业化、质量控制和产品认证等方面的管理经验。 技术研发 SPD的设计是一项复杂的工作，一方面是因为SPD在建筑、通信、石化、铁路、新能源等主要行业中所遵循的标准体系和技术要求不尽相同，使得SPD的研发需要综合考虑不同应用环境下的特性；另一方面是因为作为一种大批量生产的工业品，SPD的研发需要考虑如何通过更合理的设计来提高产品的生产效率。施耐德电气iPRU系列SPD正是在这样的背景下应运而生的。 iPRU秉承了施耐德电气百年品牌设计经验，严格按照PMP (Project Management Process) 设计流程进行充分的功能分析，对比各家所长，精确定义产品结构，向客户提供性价比最优的解决方案。在提高SPD的性能提升方面，技术研发部门做出了许多努力，下面以ODT动作负载试验和热稳定性的改善为例来具体说明。 在ODT方面，由于焊点处容易存在洞隙，洞隙增大电阻的同时也降低了焊接的强度，使SPD在ODT中更容易脱扣。为了解决这个问题，我们提出了三种改进方法：1.消除焊点处的洞隙；2.采用回流焊来增强焊接强度；3.增加焊接面积。在工艺部门对前两点进行了改进后，技术部门针对第三点对产品也做出了相应的改进。 改进的方案是采用面积更大的摇臂以及更粗的辫线。在烘箱试验中，改进后的SPD能够做到150°C时不脱扣，187°C时脱扣，具有良好的耐热性能。在焊点强度试验中，改进后的SPD脱落所需要力的最大值、最小值以及平均值均有所增加，表明焊点强度得到了增强。在动作负荷试验中，改进后的SPD能够轻松承受冲击试验并且不受损。另外，改进后的SPD在尺寸和涂膜厚度的检测中也完全符合要求。这些试验结果表明，采用大面积摇臂和粗辫线的SPD在ODT中有着更为良好的性能，并且依旧满足其他试验要求。 在改善热稳定性方面，采用的方案是改变扭力弹簧、摇臂和接线片。主要目的是增大扭力弹簧的直径，其他零件的改变是为了适应扭力弹簧的改变。采用直径更大的扭力弹簧（自由角度）能够实现更大的弹簧弹力，使SPD能够及早脱扣，减小SPD外壳的温升，增强SPD的热稳定性。为了验证改进后的SPD有着更好的热稳定性，且改进之后SPD的其他性能不受影响，我们进行了一系列的试验： 1）尺寸测量试验，改进之后的SPD的尺寸要在误差允许范围内符合标准； 2）弹簧弹力测量，12mm位置处且角度为49.7的弹簧弹力在9.3N～11.3N之间； 3）耐热试验，按国标SPD在环境温度为80oC ±5K的加热箱中24h，SPD不脱扣； 4）热稳定试验，按国标，SPD通过一定大小的电流（如2 mA），之后逐级增加电流，一直加到最大值，SPD能够安全脱扣，且外壳温度不至于过高（不超过120K）； 5）动作负载试验，按国标， SPD在每次预处理的冲击后动作负载循环试验后能达到热稳定且不受损； 6）TOV特性试验，按国标，在施加Uc期间，SPD具有热稳定性，且试品冷却到接近环境温度后，检查是否能保持规定的的电压保护水平； 7）在低压系统故障引起的TOV下试验，按IEC标准，满足要求； 8）烘箱试验， SPD在120°C下48h不脱扣，在145°C下2h不脱扣，在187°C下2h安全脱扣。 试验结果表明，改善后的SPD拥有更加优良的热稳定性，能够为设备或系统提供更安全的保护，使用户放心使用。 工业化
