智能电能表耐压试验的重要性探讨

摘要：交流耐压试验是检定智能电能表设备绝缘强度最直接的方法，它对于判断智能电能表设备能否投入运行具有决定性的意义。为了保证电能计量公平公正准确，加强智能电能表耐压试验生产和检定具有重要意义。文章对智能电能表耐压试验的重要性进行了探讨。

关键词：智能电能表；耐压试验；重要性；计量性能；绝缘强度 文献标识码：A

中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2015）05-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0377

1 概述

智能电能表的交流耐压试验是对智能电能表进行的破坏性试验。在交流耐压试验前必须先要保证被试电能表的外部干净以及将不必要的接线等进行拆除。若发现智能电能表外部绝缘情况不良（如受潮和局部缺陷等），通常应进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿，对于生产厂商在设计制造中严格控制工艺流程加强质量是智能电能表质量的有效保证，计量部门加强对电能表耐压试验是对其有效监督的手段。

2 智能电能表绝缘击穿

智能电能表绝缘击穿包括下面两种形式，表现为不可修复和可以修复两种情况：

2.1 智能电能表绝缘的击穿

绝缘材料在电场的作用下丧失了绝缘性能而产生贯穿性的导通或破坏。（1）固体介质被击穿，即永久丧失了绝缘性能，当固体介质如电路板等被击穿时同时也永久丧失了计量性能；（2）部分介质击穿却表现为火花放电等，通过更换其不一定影响计量性能。

2.2 闪络

固体绝缘在电场作用下，尚未发生绝缘击穿，其表面或与电极接触的气体发生放电现象。

3 智能电能表耐压试验设备及存在的问题

3.1 智能电能表耐压试验设备

智能电能表的试验设备一般有电工型耐压装置和程控电子式耐压装置两种，由于电工型耐压装置在升压过程中需要计量人员调节调压设备使得测试电压达到4kV，其施压过程相对平稳，而且时间相对较长。但是程控电子式耐压装置升压过程中需要计量依据装置设定的电压信号进行操作，无须计量人员调节调压设备使得测试电压达到4kV，整个施压过程时间相对较短，电压具有冲击性。这两种设备对电能表的耐压性能进行测试过程和结果具有不一样，程控电子式耐压装置要比电工型耐压装置的要求高，其按照自动化程度分为人工检定装置和自动化检定装置。

3.2 耐压试验中存在的问题

人工检定装置一般需要计量人员按照试验要求进行装表和接线，同时一般情况下该装置与误差检定装置不共用，需要在耐压试验结束后更换装置进行误差等功能检定，因此计量人员的工作量比较大，同时工作中接线比较繁琐，因此工作人员在工作量大的情况下可能不进行该项试验，这就给部分智能电能表制造厂商在工艺流程以及原材料质量方面把关不严带来方便，特别给电能表出厂不进行严格耐压试验创造了有利条件。而国网公司为了加强智能电能表的检定质量，严把电能表质量关，建立省级计量中心，全面建设电能表自动化检定系统，这给严格按照国家检定规程进行检定带来技术保证，特别是由于自动化检定系统得耐压试验装置在对电能表的接线可以实现自动接线，因此大大降低劳动强度，提高效率。

4 智能电能表耐压试验情况统计分析

4.1 智能电能表耐压试验统计

公司计量中心通过利用单三相电能表自动化检定系统分别对四家生产的单相电能表和四家生产的三相电能表进行了全部被检电能表的耐压试验，试验统计如表1和表2：

表1 单相电能表耐压试验统计表

公司名称 检定数量（只） 不合格数量（只） 不合格率（%） 主要异常现象

E厂 20000 2 0.01 无

F厂 9200 0 0 无

G厂 22628 0 0 无

H厂 21326 0 0 无

表2 三相电能表耐压试验统计表

公司名称 检定数量（只） 不合格数（只） 不合格率（%） 主要异常

现象

A厂 200 27 13.5 编程键、电池缺压、通讯、黑屏

B厂 2620 183 6.98 编程键、电池缺压、通讯、黑屏、计量误差

C厂 800 24 3.0 编程键、电池缺压、通讯、黑屏、计量误差

D厂 1530 82 11.89 编程键、电池缺压、通讯、黑屏、计量误差

通过对单三相电能表的耐压进行试验统计不难发现，目前单相电能表制造厂家的电能表耐压试验合格率比较高，反映了单相制造水平相对比较高，但是三相电能表的合格率比较低，反映了三相电能表制造厂商对三相电能表整个生产过程中的质量管理存在不严。

4.2 智能电能表耐压试验不合格项分析

通过对耐压试验不合格进行分析，主要表现在编程键、电池缺压、通讯、黑屏、计量误差异常等情况。

4.2.1 电能表黑屏。电能表的黑屏在B、D厂中占到不合格数量的一半，在另外两个厂家中占的比例相对较少。

4.2.2 电能表编程键失效。电能表的编程键失效在A厂中占到不合格数量的1/3，在另外三个厂家中占的比例相对较少。

4.2.3 计量误差异常。电能表的计量误差异常变化在C厂中占到不合格数量的1/3，在B、D厂家中占的比例相对较少，在A厂没有发生该现象。

4.2.4 电池显示缺压。电能表的电池显示缺压在A厂中占到不合格数量的1/3，在另外三个厂家中占的比例相对较少。

4.2.5 电能表不通讯。电能表的不通讯在A、B、D厂中占到不合格数量的1/5，在C厂家中占的比例相对较少。因此，电能表检定机构必须严格按照规程的规定对电能表进行耐压试验有着重要意义。

5 工厂生产制造过程中注意的事项

针对智能电能表在交流耐压试验出现的质量问题，制造厂商首先要在设计、采购、生产以及试验环节上要严格按照质量管理体系执行，规避以下一些问题：

5.1 强弱电之间的电气隔离间距

根据GB/T 17215.211-2006标准Ⅱ类防护绝缘包封仪表的间距和爬电距离可知智能电能表的强弱电电路部分的物理隔离不应低于5.5mm，所以电表厂家在设计时设计不应低于该值，低于该值容易产生风险。

5.2 三防处理

生产中应保证PCB板面的必须进行三防（防腐潮、防盐、防静电）处理，并且保证板面的干净，避免在强弱电间的隔离部分产生到点污点，使得隔离间距降低在试验中产生闪弧、击穿现象响。

5.3 设计中电路板的排线

由于交流耐压试验在试验中间距最近的点和线路尖端等部位最容易产生能量的累计，所以在设计中要在隔离区域附近的PCB走线多走曲线，不走折线，避免在拐角处产生能量堆积，进而产生击穿、闪弧。

5.4 芯片管脚等耐电压能力弱的器件尽量远离隔离区域

由于芯片的管脚耐压能力不同，特别是有些主芯片的特殊管脚耐电流能力只有1～2mA，假如该管脚的连接线在隔离区域附近处于距离最近的状态，且改线路上没有电阻等保护器件，则在耐压试验中容易产生损坏，且改种损坏不易发现。因为交流耐压试验的漏电流标准为5mA，在该情况下实验中很可能没有达到5mA的标准，测试设备不会产生报警，但是由于交流耐压试验整个试验流程中要进行1分钟的试验，芯片管脚很有可能在承受超过管脚电流能力且小于漏电流标准的情况下产生损坏。该种试验现象很难从试验结果中判断出元器件是否损坏，只有在后期的使用中才容易发现。

5.5 元器件的正确选择

首先要确保设计时充分考虑质量指标、技术指标、合理的经济条件下选择最优的元器件，这是电能表质量保障的前提条件；其次要严格采购过程管理，必须采购符合设计要求的质量的元器件，杜绝伪劣产品进入生产环节，这是保证电能表质量的首要条件；最后要加强元器件到货后的质量检验过程管理，这是质量保证的必要条件，元器件的老化处理也是必不可缺少的环节。

5.6 电能表整体出厂质量检测

一方面由于电能表制造厂家试验设备的经费投入不足，使得必要的生产试验设备投入不足，造成电能表整体出厂检定检测项目不全；另一方面由于投标中标量大，加上客户需求急，厂商只对电能表进行抽检检定等原因，无法满足质量管理体系得要求。其次计量检定人员和质量管理人员配置不足，造成无法满足检定和质量管理的要求。因此生产厂商必须根据自己的生产能力，配置合理的检定检测技术人员、试验检定检测设备，依据相关标准、检定规程对电能表进行严格的全部数量、项目的检测检定。通过以上现象分析，对于电能表设计厂家，要注意造成电能表质量异常现象发生的原因，从设计、采购、制造工艺以及出厂检定检测的整个生产过程上严格按照质量管理体系严把智能电能表的质量关，从根上杜绝这些问题的发生。同时作为电能表的需求单位要根据厂商的实际生产能力，在招标中合理分配量，保证厂商有足够的能力和时间保障产品质量。

6 结语

智能电能表的质量关系到社会安定，关系到电力整个系统的各个群体的经济利益，作为电能表生产厂家一方面要提高智能电能表的质量技术水平，另一方面电能表检定部门必须高度负责严把检定质量，为和谐社会做出贡献。

参考文献

[1] 电子式交流电能表检定规程（JJG 596-2012）[S].

作者简介：文玉荣，女，国网宁夏电力科学研究院助理工程师，研究方向：电能计量。

（责任编辑：黄银芳）