智能電能表耐壓試驗的重要性探討

摘要：交流耐壓試驗是檢定智能電能表設備絕緣強度最直接的方法，它對于判斷智能電能表設備能否投入運行具有決定性的意義。為了保證電能計量公平公正準確，加強智能電能表耐壓試驗生產和檢定具有重要意義。文章對智能電能表耐壓試驗的重要性進行了探討。

關鍵詞：智能電能表；耐壓試驗；重要性；計量性能；絕緣強度 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：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是對智能電能表進行的破壞性試驗。在交流耐壓試驗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），通常應進行處理后再做耐壓試驗，避免造成不應有的絕緣擊穿，對于生產廠商在設計制造中嚴格控制工藝流程加強質量是智能電能表質量的有效保證，計量部門加強對電能表耐壓試驗是對其有效監(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)為不可修復和可以修復兩種情況：

2.1 智能電能表絕緣的擊穿

絕緣材料在電場的作用下喪失了絕緣性能而產生貫穿性的導通或破壞。（1）固體介質被擊穿，即永久喪失了絕緣性能，當固體介質如電路板等被擊穿時同時也永久喪失了計量性能；（2）部分介質擊穿卻表現(xiàn)為火花放電等，通過更換其不一定影響計量性能。

2.2 閃絡

固體絕緣在電場作用下，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設備及存在的問題

3.1 智能電能表耐壓試驗設備

智能電能表的試驗設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量人員調節(jié)調壓設備使得測試電壓達到4kV，其施壓過程相對平穩(wěn)，而且時間相對較長。但是程控電子式耐壓裝置升壓過程中需要計量依據裝置設定的電壓信號進行操作，無須計量人員調節(jié)調壓設備使得測試電壓達到4kV，整個施壓過程時間相對較短，電壓具有沖擊性。這兩種設備對電能表的耐壓性能進行測試過程和結果具有不一樣，程控電子式耐壓裝置要比電工型耐壓裝置的要求高，其按照自動化程度分為人工檢定裝置和自動化檢定裝置。

3.2 耐壓試驗中存在的問題

人工檢定裝置一般需要計量人員按照試驗要求進行裝表和接線，同時一般情況下該裝置與誤差檢定裝置不共用，需要在耐壓試驗結束后更換裝置進行誤差等功能檢定，因此計量人員的工作量比較大，同時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行該項試驗，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量方面把關不嚴帶來方便，特別給電能表出廠不進行嚴格耐壓試驗創(chuàng)造了有利條件。而國網公司為了加強智能電能表的檢定質量，嚴把電能表質量關，建立省級計量中心，全面建設電能表自動化檢定系統(tǒng)，這給嚴格按照國家檢定規(guī)程進行檢定帶來技術保證，特別是由于自動化檢定系統(tǒng)得耐壓試驗裝置在對電能表的接線可以實現(xiàn)自動接線，因此大大降低勞動強度，提高效率。

4 智能電能表耐壓試驗情況統(tǒng)計分析

4.1 智能電能表耐壓試驗統(tǒng)計

公司計量中心通過利用單三相電能表自動化檢定系統(tǒng)分別對四家生產的單相電能表和四家生產的三相電能表進行了全部被檢電能表的耐壓試驗，試驗統(tǒng)計如表1和表2：

表1 單相電能表耐壓試驗統(tǒng)計表

公司名稱 檢定數(shù)量（只） 不合格數(shù)量（只） 不合格率（%） 主要異?，F(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統(tǒng)計表

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、計量誤差

C廠 800 24 3.0 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計量誤差

D廠 1530 82 11.89 編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計量誤差

通過對單三相電能表的耐壓進行試驗統(tǒng)計不難發(fā)現(xiàn)，目前單相電能表制造廠家的電能表耐壓試驗合格率比較高，反映了單相制造水平相對比較高，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三相電能表整個生產過程中的質量管理存在不嚴。

4.2 智能電能表耐壓試驗不合格項分析

通過對耐壓試驗不合格進行分析，主要表現(xiàn)在編程鍵、電池缺壓、通訊、黑屏、計量誤差異常等情況。

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，在另外兩個廠家中占的比例相對較少。

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，在另外三個廠家中占的比例相對較少。

4.2.3 計量誤差異常。電能表的計量誤差異常變化在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，在另外三個廠家中占的比例相對較少。

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較少。因此，電能表檢定機構必須嚴格按照規(guī)程的規(guī)定對電能表進行耐壓試驗有著重要意義。

5 工廠生產制造過程中注意的事項

針對智能電能表在交流耐壓試驗出現(xiàn)的質量問題，制造廠商首先要在設計、采購、生產以及試驗環(huán)節(jié)上要嚴格按照質量管理體系執(zhí)行，規(guī)避以下一些問題：

5.1 強弱電之間的電氣隔離間距

根據GB/T 17215.211-2006標準Ⅱ類防護絕緣包封儀表的間距和爬電距離可知智能電能表的強弱電電路部分的物理隔離不應低于5.5mm，所以電表廠家在設計時設計不應低于該值，低于該值容易產生風險。

5.2 三防處理

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

5.3 設計中電路板的排線

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

5.4 芯片管腳等耐電壓能力弱的器件盡量遠離隔離區(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器件，則在耐壓試驗中容易產生損壞，且改種損壞不易發(fā)現(xiàn)。因為交流耐壓試驗的漏電流標準為5mA，在該情況下實驗中很可能沒有達到5mA的標準，測試設備不會產生報警，但是由于交流耐壓試驗整個試驗流程中要進行1分鐘的試驗，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準的情況下產生損壞。該種試驗現(xiàn)象很難從試驗結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

首先要確保設計時充分考慮質量指標、技術指標、合理的經濟條件下選擇最優(yōu)的元器件，這是電能表質量保障的前提條件；其次要嚴格采購過程管理，必須采購符合設計要求的質量的元器件，杜絕偽劣產品進入生產環(huán)節(jié)，這是保證電能表質量的首要條件；最后要加強元器件到貨后的質量檢驗過程管理，這是質量保證的必要條件，元器件的老化處理也是必不可缺少的環(huán)節(jié)。

5.6 電能表整體出廠質量檢測

一方面由于電能表制造廠家試驗設備的經費投入不足，使得必要的生產試驗設備投入不足，造成電能表整體出廠檢定檢測項目不全；另一方面由于投標中標量大，加上客戶需求急，廠商只對電能表進行抽檢檢定等原因，無法滿足質量管理體系得要求。其次計量檢定人員和質量管理人員配置不足，造成無法滿足檢定和質量管理的要求。因此生產廠商必須根據自己的生產能力，配置合理的檢定檢測技術人員、試驗檢定檢測設備，依據相關標準、檢定規(guī)程對電能表進行嚴格的全部數(shù)量、項目的檢測檢定。通過以上現(xiàn)象分析，對于電能表設計廠家，要注意造成電能表質量異常現(xiàn)象發(fā)生的原因，從設計、采購、制造工藝以及出廠檢定檢測的整個生產過程上嚴格按照質量管理體系嚴把智能電能表的質量關，從根上杜絕這些問題的發(fā)生。同時作為電能表的需求單位要根據廠商的實際生產能力，在招標中合理分配量，保證廠商有足夠的能力和時間保障產品質量。

6 結語

智能電能表的質量關系到社會安定，關系到電力整個系統(tǒng)的各個群體的經濟利益，作為電能表生產廠家一方面要提高智能電能表的質量技術水平，另一方面電能表檢定部門必須高度負責嚴把檢定質量，為和諧社會做出貢獻。

參考文獻

[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，國網寧夏電力科學研究院助理工程師，研究方向：電能計量。

（責任編輯：黃銀芳）