电能表型式试验中常见问题分析

电能表作为我们国家重点管理、用于贸易结算的计量器具,其计量准确与否直接影响着电能交易双方的经济利益,因此它的质量是国计民生的大事.2004年国内许多大、中城市推出了分时付费电价政策,这种变化也促使国内电能仪表生产格局发生了改变.根据中国仪器仪表行业协会的统计数据表明,“2004年上半年国内单相电子式电能表的产量稳步上升,增幅达28.15%,其中市场需求量增长*快的是复费率电能表增幅达331.63%.”机械式电能表产量继续下滑.格局的变化不仅反映在产量上,在电能表技术方面也有很大更新,很多产品正逐步从普通功能型向长寿命、复费率、多功能型过渡.随着近期各省级电力公司陆续进行的几轮多费率电能表招标,许多电能表生产厂家出现了产销两旺的局面.

    江苏作为国内电能表生产企业的大省,有电能表生产企业70余家.目前的现状是:企业的规模参次不齐,许多小规模企业自动化生产水平不高.因为在生产过程中人工的介入过多,在生产管理上有一定难度,故产品质量难以得到保证.在技术上,材料质量问题和关键工艺技术得不到解决.大家都知道,生产上等的电能表首先需要解决关键元器件的质量和对关键工艺控制的问题.因为绝大部分企业自身的检测能力有限,故对关键元器件(磁推轴承、阻尼磁钢等)的材料质量、电子元器件早期失效、结构设计合理性的评价还有相当大的难度.再者,我省大部分厂家自主研发能力不足,多是单纯的组装厂,缺少自主知识产权的**技术.所以我省大部分电能表企业和国际、国内优良的电能表生产企业相比还有一定差距.

 今年,我们江苏省计量测试技术研究所产品试验室受江苏省质量技术监督局委托,承担了总计达150多个批次的电能表产品定型鉴定、样机复查和监督抽查任务.为江苏、江西、广西等省的电能表企业提供了多批次的电能表产品委托检验、摸底检验任务.在2004 年三季度的电能表两次监督抽查中,抽样产品的合格率较高.通过一年来对100多批次电能表样机试验和委托检验的试验情况进行跟踪和汇总,可以归纳出我省电能表产品目前存在的一些共性问题.

1、2004年在电能表定型鉴定试验中易出现的问题及技术分析

1.1电磁兼容试验

    在2004年电能表定型鉴定试验中,电磁兼容试验是问题比较集中的试验项目,其中典型的问题有:

(1)在做电快速脉冲群试验(EFT)和浪涌试验(SURG)中有些被测表出现脉冲灯闪动的现象,产生电能计数累加;在对有数码管显示的被测表试验中,出现数码管闪烁现象.通过对电路的分析,发现出现这种问题主要是因为一次电路对干扰信号没有采取抑制,干扰信号对计量模块和显示电路产生影响.对这类电磁兼容性问题的解决方法可以分为硬件处理和软件处理两种.硬件处理即通过在一次电路加磁珠或电容来滤除干扰;软件处理是通过改变中断方式,用电平触发中断后延时一段时间再检测电平来滤除干扰信号.经实践证明采用硬件和软件相结合的方法来消除干扰信号****.

(2)高频电磁场试验中在某些敏感频率点上,存在变差超差的现象.造成这种情况的原因是由于在高频电磁场作用下,电磁干扰信号通过辐射耦合施加到线路中,从而对被测表的精度产生影响.导致变差超差的频率点一般出现在400MHz~500MHz之间,这个频带对应的辐射波长分布在0.75m~0.6m之间,这段波长和被试表在GTEM小室内部的引线长度相接近,故通过耦合引入的辐射干扰信号*大;在使用变压器的电能表中,高频干扰信号还可以通过变压器漏磁直接作用到线路中.解决的方法一般为改变元件布局、走线,分散高频干扰对电路的影响,加大关键器件的屏蔽.

1.2**试验

在**试验中,出现的问题集中在6k V脉冲电压试验上,电子式电能表6kV脉冲电压试验要求脉冲输出端子和表的485端口接在一起,这时在试验中会出现打火和计量芯片被打坏的问题,从而导致被测表内部器件损坏、无法工作.对此,目前普遍解决的办法有:

(1)加装防雷击的放电管;

(2)刮开电路板上的铜箔,拉大高低压部分的距离;

(3)在6kV脉冲电压试验中另一个比较常见的问题是试验中被测表的光耦器件会发生爆裂.出现这种问题的主要原因是电路板铺地面积过大或者铺地端离**过近.其*根本的解决方法是重新布线,通过布线的合理性来避免这些问题的出现,在电路板上涂绝缘漆等.

1.3振动、冲击、跌落试验

    电能表的振动冲击试验主要是模拟运输环境中出现的比较恶劣的环境,它考核了电能表机械结构设计的合理性.2004年我们发现机械式电能表在经受过冲击、跌落试验后,主要会出现螺钉松动、表盘脱落并导致精度超差的现象;而电子式电能表会出现器件管脚断裂、脱落,直接影响到表的精度和功能.出现问题的表有一部分是因为生产工艺不过关,电路板上存在虚焊;其他的都是因为机械结构设计不合理,在振动、冲击中内部构件相互作用导致脱落或变形.

   除了以上问题比较集中的项目,我们还在试验中遇到过一些比较特殊的情况,如高低温试验后表盖发生变形、液晶显示屏出现缺划、弹簧锤试验中发现表壳损坏等,这些问题主要和电能表生产企业的外购件质量有直接关系.

2、结束语

随着国家电能表产业形式的变化,江苏省作为国内电能表生产大省,电能表产品生产量在逐年增加,销售覆盖的地区不断扩大无论从技术上,还是从生产能力上,完全可以参与国内、国际市场的竞争.从整体上看,江苏省电能表行业与国内、国外的知名品牌还有一定的差距,但应该坚信,只要我们以新技术为平台,高起点、高标准的打造自己的产品,就可以缩小与国内、国际上知名品牌的差距,更有效地参与市场竞争.