電能表型式試驗中常見問題分析

電能表作為我們國家重點管理、用于貿(mào)易結(jié)算的計量器具,其計量準(zhǔn)確與否直接影響著電能交易雙方的經(jīng)濟利益,因此它的質(zhì)量是國計民生的大事.2004年國內(nèi)許多大、中城市推出了分時付費電價政策,這種變化也促使國內(nèi)電能儀表生產(chǎn)格局發(fā)生了改變.根據(jù)中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,“2004年上半年國內(nèi)單相電子式電能表的產(chǎn)量穩(wěn)步上升,增幅達28.15%,其中市場需求量增長*快的是復(fù)費率電能表增幅達331.63%.”機械式電能表產(chǎn)量繼續(xù)下滑.格局的變化不僅反映在產(chǎn)量上,在電能表技術(shù)方面也有很大更新,很多產(chǎn)品正逐步從普通功能型向長壽命、復(fù)費率、多功能型過渡.隨著近期各省級電力公司陸續(xù)進行的幾輪多費率電能表招標(biāo),許多電能表生產(chǎn)廠家出現(xiàn)了產(chǎn)銷兩旺的局面.

    江蘇作為國內(nèi)電能表生產(chǎn)企業(yè)的大省,有電能表生產(chǎn)企業(yè)70余家.目前的現(xiàn)狀是:企業(yè)的規(guī)模參次不齊,許多小規(guī)模企業(yè)自動化生產(chǎn)水平不高.因為在生產(chǎn)過程中人工的介入過多,在生產(chǎn)管理上有一定難度,故產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證.在技術(shù)上,材料質(zhì)量問題和關(guān)鍵工藝技術(shù)得不到解決.大家都知道,生產(chǎn)上等的電能表首先需要解決關(guān)鍵元器件的質(zhì)量和對關(guān)鍵工藝控制的問題.因為絕大部分企業(yè)自身的檢測能力有限,故對關(guān)鍵元器件(磁推軸承、阻尼磁鋼等)的材料質(zhì)量、電子元器件早期失效、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性的評價還有相當(dāng)大的難度.再者,我省大部分廠家自主研發(fā)能力不足,多是單純的組裝廠,缺少自主知識產(chǎn)權(quán)的**技術(shù).所以我省大部分電能表企業(yè)和國際、國內(nèi)優(yōu)良的電能表生產(chǎn)企業(yè)相比還有一定差距.

 今年,我們江蘇省計量測試技術(shù)研究所產(chǎn)品試驗室受江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局委托,承擔(dān)了總計達150多個批次的電能表產(chǎn)品定型鑒定、樣機復(fù)查和監(jiān)督抽查任務(wù).為江蘇、江西、廣西等省的電能表企業(yè)提供了多批次的電能表產(chǎn)品委托檢驗、摸底檢驗任務(wù).在2004 年三季度的電能表兩次監(jiān)督抽查中,抽樣產(chǎn)品的合格率較高.通過一年來對100多批次電能表樣機試驗和委托檢驗的試驗情況進行跟蹤和匯總,可以歸納出我省電能表產(chǎn)品目前存在的一些共性問題.

1、2004年在電能表定型鑒定試驗中易出現(xiàn)的問題及技術(shù)分析

1.1電磁兼容試驗

    在2004年電能表定型鑒定試驗中,電磁兼容試驗是問題比較集中的試驗項目,其中典型的問題有:

(1)在做電快速脈沖群試驗(EFT)和浪涌試驗(SURG)中有些被測表出現(xiàn)脈沖燈閃動的現(xiàn)象,產(chǎn)生電能計數(shù)累加;在對有數(shù)碼管顯示的被測表試驗中,出現(xiàn)數(shù)碼管閃爍現(xiàn)象.通過對電路的分析,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種問題主要是因為一次電路對干擾信號沒有采取抑制,干擾信號對計量模塊和顯示電路產(chǎn)生影響.對這類電磁兼容性問題的解決方法可以分為硬件處理和軟件處理兩種.硬件處理即通過在一次電路加磁珠或電容來濾除干擾;軟件處理是通過改變中斷方式,用電平觸發(fā)中斷后延時一段時間再檢測電平來濾除干擾信號.經(jīng)實踐證明采用硬件和軟件相結(jié)合的方法來消除干擾信號****.

(2)高頻電磁場試驗中在某些敏感頻率點上,存在變差超差的現(xiàn)象.造成這種情況的原因是由于在高頻電磁場作用下,電磁干擾信號通過輻射耦合施加到線路中,從而對被測表的精度產(chǎn)生影響.導(dǎo)致變差超差的頻率點一般出現(xiàn)在400MHz~500MHz之間,這個頻帶對應(yīng)的輻射波長分布在0.75m~0.6m之間,這段波長和被試表在GTEM小室內(nèi)部的引線長度相接近,故通過耦合引入的輻射干擾信號*大;在使用變壓器的電能表中,高頻干擾信號還可以通過變壓器漏磁直接作用到線路中.解決的方法一般為改變元件布局、走線,分散高頻干擾對電路的影響,加大關(guān)鍵器件的屏蔽.

1.2**試驗

在**試驗中,出現(xiàn)的問題集中在6k V脈沖電壓試驗上,電子式電能表6kV脈沖電壓試驗要求脈沖輸出端子和表的485端口接在一起,這時在試驗中會出現(xiàn)打火和計量芯片被打壞的問題,從而導(dǎo)致被測表內(nèi)部器件損壞、無法工作.對此,目前普遍解決的辦法有:

(1)加裝防雷擊的放電管;

(2)刮開電路板上的銅箔,拉大高低壓部分的距離;

(3)在6kV脈沖電壓試驗中另一個比較常見的問題是試驗中被測表的光耦器件會發(fā)生爆裂.出現(xiàn)這種問題的主要原因是電路板鋪地面積過大或者鋪地端離**過近.其*根本的解決方法是重新布線,通過布線的合理性來避免這些問題的出現(xiàn),在電路板上涂絕緣漆等.

1.3振動、沖擊、跌落試驗

    電能表的振動沖擊試驗主要是模擬運輸環(huán)境中出現(xiàn)的比較惡劣的環(huán)境,它考核了電能表機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性.2004年我們發(fā)現(xiàn)機械式電能表在經(jīng)受過沖擊、跌落試驗后,主要會出現(xiàn)螺釘松動、表盤脫落并導(dǎo)致精度超差的現(xiàn)象;而電子式電能表會出現(xiàn)器件管腳斷裂、脫落,直接影響到表的精度和功能.出現(xiàn)問題的表有一部分是因為生產(chǎn)工藝不過關(guān),電路板上存在虛焊;其他的都是因為機械結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,在振動、沖擊中內(nèi)部構(gòu)件相互作用導(dǎo)致脫落或變形.

   除了以上問題比較集中的項目,我們還在試驗中遇到過一些比較特殊的情況,如高低溫試驗后表蓋發(fā)生變形、液晶顯示屏出現(xiàn)缺劃、彈簧錘試驗中發(fā)現(xiàn)表殼損壞等,這些問題主要和電能表生產(chǎn)企業(yè)的外購件質(zhì)量有直接關(guān)系.

2、結(jié)束語

隨著國家電能表產(chǎn)業(yè)形式的變化,江蘇省作為國內(nèi)電能表生產(chǎn)大省,電能表產(chǎn)品生產(chǎn)量在逐年增加,銷售覆蓋的地區(qū)不斷擴大無論從技術(shù)上,還是從生產(chǎn)能力上,完全可以參與國內(nèi)、國際市場的競爭.從整體上看,江蘇省電能表行業(yè)與國內(nèi)、國外的知名品牌還有一定的差距,但應(yīng)該堅信,只要我們以新技術(shù)為平臺,高起點、高標(biāo)準(zhǔn)的打造自己的產(chǎn)品,就可以縮小與國內(nèi)、國際上知名品牌的差距,更有效地參與市場競爭.