電能表壽命自監(jiān)測的方法

孫巍

摘要：科學技術的發(fā)展迅速，我國的電力行業(yè)的發(fā)展也日新月異。以往電能表壽命計算，是按照經典的壽命評估，根據(jù)經驗總結的加速因子，計算出來的壽命，卻因為電能表所處的環(huán)境不同導致理論與實際偏差嚴重，從而使理論計算失去了它實際的現(xiàn)場指導意義，為了評估現(xiàn)場電能表正確壽命，采用了理論數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)相結合，依靠現(xiàn)代傳感器技術檢測現(xiàn)場環(huán)境等應力，自監(jiān)測電能表壽命，并建立出一套現(xiàn)場電能表壽命預警制度。

關鍵詞：電能表;壽命自監(jiān)測;方法

智能電能表作為一種對于智能化以及自動化技術應用實現(xiàn)的電力設備，在電力系統(tǒng)運行中的應用實現(xiàn)，對于推進國家電網的智能化建設與提升，以及促進電力事業(yè)發(fā)展進步都有積極作用。但是，結合智能電能表在電力系統(tǒng)運行中的實際應用情況，與傳統(tǒng)電能計量裝置相比，由于智能電能表中增加設計了許多傳統(tǒng)電能計量裝置中沒有的功能系統(tǒng)，因此，在進行電力系統(tǒng)工作運行中電能表裝置運行可靠性的評價分析中，并不能夠對于智能電能表的運行使用可靠性以及使用壽命等，做出科學合理的評價分析，因此，進行智能電能表可靠性加速壽命試驗，以對于電能表運行可靠性影響因素以及失效情況進行科學合理評價與分析，成為電網智能化建設與發(fā)展中研究和關注的一個重點之一。

一、現(xiàn)場壽命與試驗壽命

案例一，某型電能表掛網運行6年，運行期間斷續(xù)發(fā)現(xiàn)電源DCDC輸出濾波電容短路損壞。據(jù)現(xiàn)場反饋，該批故障表主要集中在老城區(qū)，且河道較多。后懷疑高溫高濕導致，經過實驗室高溫高濕試驗（85℃，95%RB），當試驗到120h時，發(fā)現(xiàn)電能表電源故障，故障復現(xiàn)。該案例充分說明了現(xiàn)場高濕度加速了電能表的老化，使電能表壽命提前結束。案例二，某型電能表在現(xiàn)場掛網運行6年，當運行到第4年時，某地區(qū)零星出現(xiàn)液晶顯示邊框變黃，顯示變淡現(xiàn)象。查詢該液晶數(shù)據(jù)手冊，按照手冊計算壽命遠遠大于4年。經詢問走訪現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)當?shù)叵奶鞖鉁馗?，地面溫度達到40℃，配電房多設置在地下室內，地下室陰暗潮濕，當用電負荷高時，采用排風扇的方式對配電房進行散熱。因此懷疑高溫高濕加速了電表壽命。后對該種同類型液晶進行了高溫高濕試驗驗證（75℃，95%RH），發(fā)現(xiàn)試驗到144h時，液晶開始出現(xiàn)黃邊顯示變淡等現(xiàn)象。經分析，電能表所處環(huán)境在平時屬于較好環(huán)境，溫度變化較小，但當出現(xiàn)夏天用電高負荷時，表內產生熱量，加速了它的老化。案例三，某型電能表安裝在高原中，電能表出現(xiàn)集中電源故障。經分公司人員反饋，該地強對流氣候較多，雷雨頻繁。拆開表計分析，為電能表中壓敏失效導致載波模塊防護器件二極管擊穿。后經過實驗室試驗分析，加浪涌6kV，阻抗匹配2Ω，當對該型壓敏打到第7次后，通過高壓示探頭截取該型壓敏器件殘壓，發(fā)現(xiàn)己經明顯變大，對后續(xù)保護減弱。因此，雷暴電氣配合電網沒有有效的避雷措施，都將縮短浪涌器件的壽命。從以上三個現(xiàn)場案例可以得出同批電能表安裝不同的地方導致不同的壽命。溫度、濕度、浪涌加速了電能表的老化，從而導致失效。因此，在電能表中加入溫度、濕度、浪涌的監(jiān)測，配合實驗室的加速壽命數(shù)據(jù)，對過溫，過濕，浪涌次數(shù)進行監(jiān)測記錄。繼而對現(xiàn)場電能表壽命建立預警制度，能及時挑出該類失效表計，進行提前更換。

二、智能電能表可靠性加速壽命試驗分析

首先，在進行智能電能表可靠性加速壽命試驗中，可以通過對于智能電能表使用率進行加速或者是通過對于智能電能表工作運行應力加速的方式進行其可靠性壽命試驗研究。其中，在進行不具有連續(xù)性工作運行特征的智能電能表可靠性壽命試驗時，就可以通過進行使用率減速實現(xiàn)試驗研究，這種智能電能表可靠性壽命試驗方式并不常用;其次，還可以通過對于智能電能表工作運行的應力作用施加來實現(xiàn)可靠性壽命試驗，它主要是通過應用超過電能表正常運行中的應力作用，根據(jù)電能表在這種應力作用下發(fā)生失效之前的把數(shù)據(jù)變化，對于電能表的正常工作運行條件進行研究分析，它是進行智能電能表可靠性加速壽命試驗中經常使用的一種方法措施。

其次，在確定智能電能表可靠性加速壽命試驗方法的情況下，對于試驗過程智能電能表鎖能夠施加的應力組合進行確定，也就是對于試驗設備以及試驗條件等進行確定。在本次試驗中，主要選擇了126個單相費控智能電能表，平均分為三組進行試驗對比，此外，還包括單相電能表檢定裝置以及恒定濕熱環(huán)境試驗箱、智能電能表的測試臺等，對于不同試驗組分別進行70度和80%，75度和85%，80度和90%的溫度與濕度應力組合，在對于智能電能表進行溫度、濕度應力組合施加過程中，同時進行一定的電壓、電流以及功率因數(shù)施加，按照試驗設計進行應力作用的施加以進行試驗分析。

根據(jù)上述試驗方法以及試驗條件，在對于試驗方案進行確定的情況下，根據(jù)不同應力組合條件下，智能電能表的誤差變化進行統(tǒng)計分析，以實現(xiàn)智能電能表失效判斷，完成智能電能表可靠性加速壽命試驗研究與分析。

三、結語

在電網工作運行中，對于智能電能表工作運行可靠性造成影響的主要因素包括濕度、溫度以及以電應力為主的各種應力作用。因此，在進行智能電能表可靠性加速壽命試驗中，應以溫度以及濕度和電應力作為影響智能電能表運行可靠性的主要因素，以進行試驗研究和分析。智能電能表的可靠性運行是保證廣大用電客戶切身利益的基礎，為了提高電能表運行的可靠性，需要建立起完善的質量監(jiān)督體系、通過對電能表運行可靠性進行評估，提高電能表使用壽命。本文對電能表可靠性評價指標以及分析方法進行了詳細的闡述，對電能表可靠性評估具有重要價值。隨著我國電網的智能化發(fā)展，智能電能表己經做到了全面覆蓋，因此對智能電能表可靠性的研究有著非常廣闊的前景。

參考文獻：

[1]GBT17215.911-2011，電測量設備可信性第11部分：一般概念[S].

[2]GBT17215.931-2014，電測量設備_可信性31加速試驗[S].

[3]GBT17215.932-2014，電測量設備_可靠性32高溫下的計量特性穩(wěn)定性試驗[S].

[4]GBT17215.941-2012，電測量設備可信性第41部分：可靠性預測[S].

[5]GBT17215.9321-2016，電測量設備_可信性第321部分耐久性一高溫下的計量特性穩(wěn)定性試驗[S].

[6]張芹.大功率LED模塊溫度濕度加速壽命試驗研究[D].武漢：華中科技大學，2011.

[7]陳寧.電子產品溫度加速壽命試驗方案的分析[J].電子制作，2018（Z2）：404 1.