智能電能表耐壓試驗(yàn)的重要性探討

摘要：交流耐壓試驗(yàn)是檢定智能電能表設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法，它對(duì)于判斷智能電能表設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義。為了保證電能計(jì)量公平公正準(zhǔn)確，加強(qiáng)智能電能表耐壓試驗(yàn)生產(chǎn)和檢定具有重要意義。文章對(duì)智能電能表耐壓試驗(yàn)的重要性進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智能電能表；耐壓試驗(yàn)；重要性；計(jì)量性能；絕緣強(qiáng)度 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2015）05-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0377

1 概述

智能電能表的交流耐壓試驗(yàn)是對(duì)智能電能表進(jìn)行的破壞性試驗(yàn)。在交流耐壓試驗(yàn)前必須先要保證被試電能表的外部干凈以及將不必要的接線等進(jìn)行拆除。若發(fā)現(xiàn)智能電能表外部絕緣情況不良（如受潮和局部缺陷等），通常應(yīng)進(jìn)行處理后再做耐壓試驗(yàn)，避免造成不應(yīng)有的絕緣擊穿，對(duì)于生產(chǎn)廠商在設(shè)計(jì)制造中嚴(yán)格控制工藝流程加強(qiáng)質(zhì)量是智能電能表質(zhì)量的有效保證，計(jì)量部門加強(qiáng)對(duì)電能表耐壓試驗(yàn)是對(duì)其有效監(jiān)督的手段。

2 智能電能表絕緣擊穿

智能電能表絕緣擊穿包括下面兩種形式，表現(xiàn)為不可修復(fù)和可以修復(fù)兩種情況：

2.1 智能電能表絕緣的擊穿

絕緣材料在電場(chǎng)的作用下喪失了絕緣性能而產(chǎn)生貫穿性的導(dǎo)通或破壞。（1）固體介質(zhì)被擊穿，即永久喪失了絕緣性能，當(dāng)固體介質(zhì)如電路板等被擊穿時(shí)同時(shí)也永久喪失了計(jì)量性能；（2）部分介質(zhì)擊穿卻表現(xiàn)為火花放電等，通過更換其不一定影響計(jì)量性能。

2.2 閃絡(luò)

固體絕緣在電場(chǎng)作用下，尚未發(fā)生絕緣擊穿，其表面或與電極接觸的氣體發(fā)生放電現(xiàn)象。

3 智能電能表耐壓試驗(yàn)設(shè)備及存在的問題

3.1 智能電能表耐壓試驗(yàn)設(shè)備

智能電能表的試驗(yàn)設(shè)備一般有電工型耐壓裝置和程控電子式耐壓裝置兩種，由于電工型耐壓裝置在升壓過程中需要計(jì)量人員調(diào)節(jié)調(diào)壓設(shè)備使得測(cè)試電壓達(dá)到4kV，其施壓過程相對(duì)平穩(wěn)，而且時(shí)間相對(duì)較長。但是程控電子式耐壓裝置升壓過程中需要計(jì)量依據(jù)裝置設(shè)定的電壓信號(hào)進(jìn)行操作，無須計(jì)量人員調(diào)節(jié)調(diào)壓設(shè)備使得測(cè)試電壓達(dá)到4kV，整個(gè)施壓過程時(shí)間相對(duì)較短，電壓具有沖擊性。這兩種設(shè)備對(duì)電能表的耐壓性能進(jìn)行測(cè)試過程和結(jié)果具有不一樣，程控電子式耐壓裝置要比電工型耐壓裝置的要求高，其按照自動(dòng)化程度分為人工檢定裝置和自動(dòng)化檢定裝置。

3.2 耐壓試驗(yàn)中存在的問題

人工檢定裝置一般需要計(jì)量人員按照試驗(yàn)要求進(jìn)行裝表和接線，同時(shí)一般情況下該裝置與誤差檢定裝置不共用，需要在耐壓試驗(yàn)結(jié)束后更換裝置進(jìn)行誤差等功能檢定，因此計(jì)量人員的工作量比較大，同時(shí)工作中接線比較繁瑣，因此工作人員在工作量大的情況下可能不進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)，這就給部分智能電能表制造廠商在工藝流程以及原材料質(zhì)量方面把關(guān)不嚴(yán)帶來方便，特別給電能表出廠不進(jìn)行嚴(yán)格耐壓試驗(yàn)創(chuàng)造了有利條件。而國網(wǎng)公司為了加強(qiáng)智能電能表的檢定質(zhì)量，嚴(yán)把電能表質(zhì)量關(guān)，建立省級(jí)計(jì)量中心，全面建設(shè)電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)，這給嚴(yán)格按照國家檢定規(guī)程進(jìn)行檢定帶來技術(shù)保證，特別是由于自動(dòng)化檢定系統(tǒng)得耐壓試驗(yàn)裝置在對(duì)電能表的接線可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接線，因此大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率。

4 智能電能表耐壓試驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)分析

4.1 智能電能表耐壓試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

公司計(jì)量中心通過利用單三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)分別對(duì)四家生產(chǎn)的單相電能表和四家生產(chǎn)的三相電能表進(jìn)行了全部被檢電能表的耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表1和表2：

表1 單相電能表耐壓試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

公司名稱 檢定數(shù)量（只） 不合格數(shù)量（只） 不合格率（%） 主要異常現(xiàn)象

E廠 20000 2 0.01 無

F廠 9200 0 0 無

G廠 22628 0 0 無

H廠 21326 0 0 無

表2 三相電能表耐壓試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

公司名稱 檢定數(shù)量（只） 不合格數(shù)（只） 不合格率（%） 主要異常

現(xiàn)象

A廠 200 27 13.5 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏

B廠 2620 183 6.98 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計(jì)量誤差

C廠 800 24 3.0 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計(jì)量誤差

D廠 1530 82 11.89 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計(jì)量誤差

通過對(duì)單三相電能表的耐壓進(jìn)行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)不難發(fā)現(xiàn)，目前單相電能表制造廠家的電能表耐壓試驗(yàn)合格率比較高，反映了單相制造水平相對(duì)比較高，但是三相電能表的合格率比較低，反映了三相電能表制造廠商對(duì)三相電能表整個(gè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理存在不嚴(yán)。

4.2 智能電能表耐壓試驗(yàn)不合格項(xiàng)分析

通過對(duì)耐壓試驗(yàn)不合格進(jìn)行分析，主要表現(xiàn)在編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計(jì)量誤差異常等情況。

4.2.1 電能表黑屏。電能表的黑屏在B、D廠中占到不合格數(shù)量的一半，在另外兩個(gè)廠家中占的比例相對(duì)較少。

4.2.2 電能表編程鍵失效。電能表的編程鍵失效在A廠中占到不合格數(shù)量的1/3，在另外三個(gè)廠家中占的比例相對(duì)較少。

4.2.3 計(jì)量誤差異常。電能表的計(jì)量誤差異常變化在C廠中占到不合格數(shù)量的1/3，在B、D廠家中占的比例相對(duì)較少，在A廠沒有發(fā)生該現(xiàn)象。

4.2.4 電池顯示缺壓。電能表的電池顯示缺壓在A廠中占到不合格數(shù)量的1/3，在另外三個(gè)廠家中占的比例相對(duì)較少。

4.2.5 電能表不通訊。電能表的不通訊在A、B、D廠中占到不合格數(shù)量的1/5，在C廠家中占的比例相對(duì)較少。因此，電能表檢定機(jī)構(gòu)必須嚴(yán)格按照規(guī)程的規(guī)定對(duì)電能表進(jìn)行耐壓試驗(yàn)有著重要意義。

5 工廠生產(chǎn)制造過程中注意的事項(xiàng)

針對(duì)智能電能表在交流耐壓試驗(yàn)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，制造廠商首先要在設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)以及試驗(yàn)環(huán)節(jié)上要嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系執(zhí)行，規(guī)避以下一些問題：

5.1 強(qiáng)弱電之間的電氣隔離間距

根據(jù)GB/T 17215.211-2006標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類防護(hù)絕緣包封儀表的間距和爬電距離可知智能電能表的強(qiáng)弱電電路部分的物理隔離不應(yīng)低于5.5mm，所以電表廠家在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)不應(yīng)低于該值，低于該值容易產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 三防處理

生產(chǎn)中應(yīng)保證PCB板面的必須進(jìn)行三防（防腐潮、防鹽、防靜電）處理，并且保證板面的干凈，避免在強(qiáng)弱電間的隔離部分產(chǎn)生到點(diǎn)污點(diǎn)，使得隔離間距降低在試驗(yàn)中產(chǎn)生閃弧、擊穿現(xiàn)象響。

5.3 設(shè)計(jì)中電路板的排線

由于交流耐壓試驗(yàn)在試驗(yàn)中間距最近的點(diǎn)和線路尖端等部位最容易產(chǎn)生能量的累計(jì)，所以在設(shè)計(jì)中要在隔離區(qū)域附近的PCB走線多走曲線，不走折線，避免在拐角處產(chǎn)生能量堆積，進(jìn)而產(chǎn)生擊穿、閃弧。

5.4 芯片管腳等耐電壓能力弱的器件盡量遠(yuǎn)離隔離區(qū)域

由于芯片的管腳耐壓能力不同，特別是有些主芯片的特殊管腳耐電流能力只有1～2mA，假如該管腳的連接線在隔離區(qū)域附近處于距離最近的狀態(tài)，且改線路上沒有電阻等保護(hù)器件，則在耐壓試驗(yàn)中容易產(chǎn)生損壞，且改種損壞不易發(fā)現(xiàn)。因?yàn)榻涣髂蛪涸囼?yàn)的漏電流標(biāo)準(zhǔn)為5mA，在該情況下實(shí)驗(yàn)中很可能沒有達(dá)到5mA的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，但是由于交流耐壓試驗(yàn)整個(gè)試驗(yàn)流程中要進(jìn)行1分鐘的試驗(yàn)，芯片管腳很有可能在承受超過管腳電流能力且小于漏電流標(biāo)準(zhǔn)的情況下產(chǎn)生損壞。該種試驗(yàn)現(xiàn)象很難從試驗(yàn)結(jié)果中判斷出元器件是否損壞，只有在后期的使用中才容易發(fā)現(xiàn)。

5.5 元器件的正確選擇

首先要確保設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮質(zhì)量指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、合理的經(jīng)濟(jì)條件下選擇最優(yōu)的元器件，這是電能表質(zhì)量保障的前提條件；其次要嚴(yán)格采購過程管理，必須采購符合設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量的元器件，杜絕偽劣產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這是保證電能表質(zhì)量的首要條件；最后要加強(qiáng)元器件到貨后的質(zhì)量檢驗(yàn)過程管理，這是質(zhì)量保證的必要條件，元器件的老化處理也是必不可缺少的環(huán)節(jié)。

5.6 電能表整體出廠質(zhì)量檢測(cè)

一方面由于電能表制造廠家試驗(yàn)設(shè)備的經(jīng)費(fèi)投入不足，使得必要的生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)備投入不足，造成電能表整體出廠檢定檢測(cè)項(xiàng)目不全；另一方面由于投標(biāo)中標(biāo)量大，加上客戶需求急，廠商只對(duì)電能表進(jìn)行抽檢檢定等原因，無法滿足質(zhì)量管理體系得要求。其次計(jì)量檢定人員和質(zhì)量管理人員配置不足，造成無法滿足檢定和質(zhì)量管理的要求。因此生產(chǎn)廠商必須根據(jù)自己的生產(chǎn)能力，配置合理的檢定檢測(cè)技術(shù)人員、試驗(yàn)檢定檢測(cè)設(shè)備，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程對(duì)電能表進(jìn)行嚴(yán)格的全部數(shù)量、項(xiàng)目的檢測(cè)檢定。通過以上現(xiàn)象分析，對(duì)于電能表設(shè)計(jì)廠家，要注意造成電能表質(zhì)量異常現(xiàn)象發(fā)生的原因，從設(shè)計(jì)、采購、制造工藝以及出廠檢定檢測(cè)的整個(gè)生產(chǎn)過程上嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系嚴(yán)把智能電能表的質(zhì)量關(guān)，從根上杜絕這些問題的發(fā)生。同時(shí)作為電能表的需求單位要根據(jù)廠商的實(shí)際生產(chǎn)能力，在招標(biāo)中合理分配量，保證廠商有足夠的能力和時(shí)間保障產(chǎn)品質(zhì)量。

6 結(jié)語

智能電能表的質(zhì)量關(guān)系到社會(huì)安定，關(guān)系到電力整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)群體的經(jīng)濟(jì)利益，作為電能表生產(chǎn)廠家一方面要提高智能電能表的質(zhì)量技術(shù)水平，另一方面電能表檢定部門必須高度負(fù)責(zé)嚴(yán)把檢定質(zhì)量，為和諧社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 電子式交流電能表檢定規(guī)程（JJG 596-2012）[S].

作者簡介：文玉榮，女，國網(wǎng)寧夏電力科學(xué)研究院助理工程師，研究方向：電能計(jì)量。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）