摘要：交流耐壓試驗是檢定智能電能表設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法，它對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。為了保證電能計量公平公正準(zhǔn)確，加強(qiáng)智能電能表耐壓試驗生產(chǎn)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(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智能電能表；耐壓試驗；重要性；計量性能；絕緣強(qiáng)度 文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)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(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，避免造成不應(yīng)有的絕緣擊穿，對于生產(chǎn)廠商在設(shè)計制造中嚴(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，計量部門加強(qiáng)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(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同時也永久喪失了計量性能；（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量性能。

2.2 閃絡(luò)

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(shè)備及存在的問題

3.1 智能電能表耐壓試驗設(shè)備

智能電能表的試驗設(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量人員調(diào)節(jié)調(diào)壓設(shè)備使得測試電壓達(dá)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(jù)裝置設(shè)定的電壓信號進(jìn)行操作，無須計量人員調(diào)節(jié)調(diào)壓設(shè)備使得測試電壓達(dá)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(shè)備對電能表的耐壓性能進(jìn)行測試過程和結(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(jìn)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(jié)束后更換裝置進(jìn)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(jìn)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(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)，建立省級計量中心，全面建設(shè)電能表自動化檢定系統(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(qiáng)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(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，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(jìn)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(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不合格項分析

通過對耐壓試驗不合格進(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(jī)構(gòu)必須嚴(yán)格按照規(guī)程的規(guī)定對電能表進(jìn)行耐壓試驗有著重要意義。

5 工廠生產(chǎn)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(zhì)量問題，制造廠商首先要在設(shè)計、采購、生產(chǎn)以及試驗環(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)計時設(shè)計不應(yīng)低于該值，低于該值容易產(chǎn)生風(fēng)險。

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)生到點污點，使得隔離間距降低在試驗中產(chǎn)生閃弧、擊穿現(xiàn)象響。

5.3 設(shè)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(chǎn)生能量的累計，所以在設(shè)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(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，則在耐壓試驗中容易產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)為5mA，在該情況下實驗中很可能沒有達(dá)到5mA的標(biāo)準(zhǔn)，測試設(shè)備不會產(chǎn)生報警，但是由于交流耐壓試驗整個試驗流程中要進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的情況下產(chǎn)生損壞。該種試驗現(xiàn)象很難從試驗結(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)計時充分考慮質(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

一方面由于電能表制造廠家試驗設(shè)備的經(jīng)費投入不足，使得必要的生產(chǎn)試驗設(shè)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(biāo)中標(biāo)量大，加上客戶需求急，廠商只對電能表進(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技術(shù)人員、試驗檢定檢測設(shè)備，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程對電能表進(jìn)行嚴(yán)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(shè)計廠家，要注意造成電能表質(zhì)量異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因，從設(shè)計、采購、制造工藝以及出廠檢定檢測的整個生產(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。同時作為電能表的需求單位要根據(jù)廠商的實際生產(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)系到社會安定，關(guān)系到電力整個系統(tǒng)的各個群體的經(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：電能計量。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）