摘要：電子式電能表要求有較高的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性，而質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性卻受制造工藝和電子器件的質(zhì)量壽命影響。為了達到提前暴露電子器件的質(zhì)量缺陷和延長其壽命并且不影響大批量生產(chǎn)周期的目的，同時降低成本投入，保證高效率，在此提出采用高溫單板老化工藝來提高電能表的穩(wěn)定性和可靠性。實驗結(jié)果表明，該方式能夠使產(chǎn)品現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠。



關(guān)鍵詞：電能表； 制造工藝； 質(zhì)量穩(wěn)定性； 單板老化

中圖分類號：

TN71034

文獻標識碼：A

文章編號：1004373X(2012)13

0176

02



收稿日期：20120221

0引言

電子元器件是組成電子產(chǎn)品的核心［1］，電子元器件質(zhì)量的高低和壽命的長短直接決定了包括電子式電能表在內(nèi)的所有電子產(chǎn)品的使用壽命。另外，合理的工藝設(shè)計\\[2\\]和制造也是影響到產(chǎn)品質(zhì)量的又一個重要因素。因此，為保證出廠后產(chǎn)品的使用質(zhì)量可靠，必須在產(chǎn)品出廠前驗證影響其質(zhì)量穩(wěn)定性\\[3\\]的因素。有些電表廠家做了整機通電老化，雖然這種方式可靠性好，但整機通電老化會使生產(chǎn)效率大打折扣，并且勞動量會增加很多。

近兩年，隨著電網(wǎng)改造的逐漸完成，電能表更新?lián)Q代也在緊張進行中。面對這個巨大的市場需求，各個廠家都在為自己的生產(chǎn)能力不斷擴展規(guī)模，引進先進的生產(chǎn)線，然而在不斷提高生產(chǎn)能力的同時，也要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。以下介紹低成本投入保證高效率的生產(chǎn)的單板老化方式［4］。

1老化對象

根據(jù)電能表產(chǎn)品的分類，被老化對象可以分為兩大類：單相表和三相表。

1.1單相表

國內(nèi)單相表使用電壓統(tǒng)一為AC 220 V，因此可以實現(xiàn)老化電源的統(tǒng)一。因此要求電能表設(shè)計一致的電源輸入接口，這樣在電能表電路板單板被老化時，接口才能統(tǒng)一。

1.2三相表

三相表的設(shè)計相對單相表而言稍微復(fù)雜一些。一般情況下三相表要求功能較多，這樣三相表就會由電源板和邏輯板組合而成，為了實現(xiàn)電源板和邏輯板生產(chǎn)互不干涉，可以采用兩種單板分開單獨老化。

由于產(chǎn)品的生產(chǎn)是根據(jù)用戶實際需求而制作的，因此電源板也根據(jù)產(chǎn)品要求有AC 55.7 V，AC 100 V，AC 220 V和AC 380 V之分。邏輯板的設(shè)計也受到各地招標規(guī)約的限制電源輸入接口不能完全一致，然而為了實現(xiàn)單板老化的便捷，要求邏輯板設(shè)計時需要一致的電源排列順序。

2老化工裝

單板老化架要實現(xiàn)操作便捷性、可維護性、使用安全性\\[5\\]等基本原則。架體組成可分為獨立老化托盤、多層老化架體、表頭顯示箱等三大組成部分。

獨立老化托盤根據(jù)單個托盤所能承載能力［6］，設(shè)計不同尺寸。托盤根據(jù)尺寸大小設(shè)計多個老化工位，為防止單板在托盤上出現(xiàn)互相碰撞，需要再固定上防撞隔斷。

多層老化架體根據(jù)單個老化架的承載能力、單層托盤間距要求、托盤大小等因素設(shè)計老化架體的尺寸，當(dāng)然也要受到老化室［7］入口的限制。

表頭顯示箱是老化架體工作時需要顯示各個輸入電壓值的指示箱，里面裝載電壓電流表頭，實時顯示電壓電流值，對電源波動起到實時監(jiān)控的作用。同時表頭箱又承載電源開關(guān)的功能。

3老化方案

3.1單相表老化方案

由于單相表使用電源的統(tǒng)一性，其單板老化實現(xiàn)更方便一些，只需提供統(tǒng)一的電源接口，即可完成便捷的單板接線操作。老化是在通電時進行，因此單板老化架與老化托盤之間的連接也是比較關(guān)鍵的問題。這里建議采用暗線方式，老化托盤與架體之間采用彈簧卡子可靠接觸方式實現(xiàn)。這樣老化托盤在架體軌道上可以方便插拔，不受連接線的限制。單相表電源輸出電路如圖1所示。

3.2三相表電源板老化方案

由于三相表電源板存在多種電源輸入規(guī)格，因此在老化架體取電后需要將其轉(zhuǎn)化成多路輸出的不同值電源電壓［8］，這些不同值的電源電壓可以通過制作多路輸出大功率交流隔離變壓器來實現(xiàn)，同時這些經(jīng)過隔離的電源電壓對后端的安全也起到了很好的保護作用。三相表電源板輸出電路如圖2所示。

3.3三相表邏輯板老化方案

三相表邏輯板電源輸入接口一般情況都是直流電源，因此需要做交流變直流的轉(zhuǎn)換，根據(jù)邏輯板直流電源的需求配置不同型號的開關(guān)電源，通過斷路器開關(guān)單獨控制電源輸出，同時輸出電源通過數(shù)顯表顯示，每路電源輸出加大過載的單向二極管［9］，防止電源反串燒壞其他低輸出電源，三相表邏輯極電路如圖3所示。

4結(jié)語

本文論述了電子式電能表單板老化在生產(chǎn)中的實施方法，該方法設(shè)備投入小，電源轉(zhuǎn)換便捷，能夠很快見效。通電老化工藝符合國標老化規(guī)范［10］并結(jié)合實際生產(chǎn)合理安排工藝流程。其他電子產(chǎn)品的單板老化同樣可以參照此模式進行適當(dāng)更改。

參考文獻

［1］劉潤華.現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計［M］.東營：中國石油大學(xué)出版社，1998.

［2］高偉堃.現(xiàn)代電子工藝技術(shù)指南［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，2001.

［3］王靜，胡燕，張德勝，等.GJB 548A1996微電子器件試驗方法和程序［S］.北京：機械電子工業(yè)部，1997.

［4］郭曉甫.繼電器保護裝置單板老化工藝及實施［J］.電子工藝技術(shù)，2009，30(5)：301304.

［5］孫青，莊奕棋，王錫吉，等.電子元器件可靠性工程［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.

［6］牟致忠.機械可靠性:理論?方法?應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

［7］曹捷，張國琦.一種新型高低溫老化房［J］.電子工藝技術(shù)，2002，23(6)：253254.

［8］中國集成電路大全編委會.中國集成電路大全：CMOS集成電路［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1985.

［9］張建華.數(shù)字電子技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1994.

［10］王酣，吳京燕，陳大為.集成電路高溫動態(tài)老化系統(tǒng)校準規(guī)范［S］.北京：全國無線電計量技術(shù)委員會，2007.



作者簡介：

何小輝男，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

崔艷華女，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

劉靜然男，1967年出生，河南許昌人，工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

項立衛(wèi)男，1983年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

方明義男，1974年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

朱光磊男，1991年出生，河南許昌人。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。