电能表自动化检定流水线耐压装置的研究与应用

电能表自动化检定流水线耐压装置的研究与应用

马银玲

四川科锐得实业集团有限公司营销服务分公司，四川 成都 610000

摘要：传统电能表耐压试验，采集电力数据不便利，自动化控制水平低，并不适合流水线使用，使用自动化检定耐压装置能够自动采集数据，具有较高自动化水平，方便快捷。基于此，本文先分析了自动化检定系统结构，然后分析了耐压试验的应用。以期能够便利采集数据，满足电能表自动化试验的需要，提高电力管理自动化水平。

关键词：电能表；自动化检定系统；耐压测试仪；耐压试验

引言：为了提高电能表集中检定准确性，建设多条自动化检定流水线，传统耐压试验是人工鉴定台进行，自动化检定是利用自动化系统进行，全程无需人员干预，耐压测试是其中的一部分，提高了耐压试验的效率以及准确性。耐压测试作为重要检测项目，其可靠性关乎到智能电能表性能指标，对电力工作具有重要指导作用。因此针对耐压装置的研究有重要意义。

一、电能表自动化检定流水线系统结构

自动检定系统使用分段流程以及异步并行两种方式进行控制，将多个子系统进行连接，在工作平台一侧设置传送机构，系统平台系统传送机构对接，用于传送检验单元给待测电能表。子系统和传送机构的主控计算机和终端保持通信连接，计算机可以进行协同控制，实现分段多流程工作。在自动化检表系统中划分为传动层、管理层以及执行层三部分，管理层具有控制系统、调度和通信的作用；传动层负责对整个系统自动化传动加以控制，从而实现自动化流程；执行层包括测量、检验子系统构成，包含分拣、仓储接口以及耐压测试等部分。管理层发布指令后，能够按照程序设定完成各项检测任务。耐压测试实验按照规范检测，试验要求不同于电能误差检定，独立进行性能测试。

二、电能表自动化检定流水线耐压装置的应用

（一）工作原理

耐压测试受到程控式控制，能够远程设定试验电压时间以及电压值。电能表进入检测位置时自动开始耐压测试，自动完成插接端子，读入检测方案，对检定结果进行判断，并将检定数据上传。试验期间，耐压试验装置进行泄露电流的检测，泄露电流超过电流限值时，将相应表位切断，发出警报，显示该表位被击穿，其他未被击穿继续测试。完成试验后读取耐压结果。在试验时，交流电压发生器会形成高电压，对电能表施加，测试端子。持续一段时间后，漏电流实测电流值可以代表电能表的耐压能力。在规定时间里，泄露电流在泄露电流限值范围内，可以确定电能表耐压能来满足要求。由于产品不同，技术规格不同，根据电能表信号规格进行分类^[1]。第一类直接接入电能表，对电压电流线路、超过40V工作电压的辅助线路以及接地螺钉，施加试验电压，其他线路接地。第二类为互感器式电能表，对电流回路、电压线路以及电流线路之间施加耐压试验，其他线路接地。耐压试验装置容量超过500VA，需要在5~10s内升高至要求电压，保持1min后，以同样速度降低试验电压。测试过程中，装置不应出现电弧放电或者击穿的情况。

（二）检测输出电压

测量耐压装置输出电压利用间接测量原理，用交流低电压测量交流高电压，将高精度电压表测量电压换算为结果，通过对比装置输出电压，计算出误差值。根据要求输出电压误差值控制在±2%范围内，计算公式为：

其中 表示耐压装置设定输出电压数值，U表示输出电压实际测量值。

主要使用两种测量方式，第一种使用电压互感器和高精度电压表测量，使用PT分压法测量；第二种是使用高精度电压表和高压分压器测量，使用电阻分压法进行测量。

（三）检测泄漏电流

对耐压装置泄漏警报电流检测，在耐压装置输出端进行调节，根据输出电压档位，对负荷调节，需要使用高精度毫安表进行电流检测，需要对耐压装置缓慢升压，至发出警报信息跳闸。在耐压装置上显示警报电流，对比毫安表测量数值，计算出报警电流误差。计算公式为：

其中 表示耐压装置警示电流示值，I表示泄漏报警电流测试值。

常使用的泄漏报警电流主要包括两种方法：第一种使用高精度交流毫安表、高阻值大功率可调电阻测量耐压装置数据。该方法操作简便，对于电阻箱要求高，检测过程中具有较高危险性，可以直接进行高压操作，一般情况下不会使用这种方法。第二种间接测量，使用电压互感器转变交流高电压至交流低电压，再将毫安表和可调电阻串接至电压互感器二次侧，能够满足可调负荷要求，保持低压检测状态，具有较高安全性。

（四）检测电压保持时间

耐压装置高电压输出过程可以划分为三个阶段，第一阶段试验电压在提高至输出电压值期间，为上升时间。第二阶段是保持设定值的时间，为保持时间。第三阶段为降到零的时间，为下降时间。耐压装置保持输出电压时间主要根据开关计时原理，设置门限电压。在检测电压达到门限水平时，自动计数，电压值较门限水平低时，停止计数，期间积累的时间为实测值，相比于设定时间，可以计算出保持时间的误差。检测保持时间主要有2种方法，第一种使用继电保护器和电压互感器检测，操作简单，但需要使用高灵敏度的继电器，存在一定风险。第二种使用继电器、电压互感器以及电子式电压比较器检测，能够更加精准完成电压对比，操作较为简单，使用这种方法检测耐压装置电压保持时间更为稳定准确。

（五）实施方式

电脑和多路服务器连接建立局域网络，独立端口和耐压测试仪、控制板以及采样板连接，采样板和时序控制板连接电源，通过电源输出连接采样板和控制板，和台体外壳具有良好的绝缘性。采样板将电源信号、控制信号以及采样信号连接到电器控制板上。耐压测试仪高压输出口连接继电器控制板的总高压端，测试仪的高低压输出口和继电器控制板低压端进行连接，并连接测试仪外壳，避免输出高压和外壳不共地，形成地浮空^[2]。电源线和信号线均为低频信号，走线时必须要保证和高压线保持安全距离，以免受到高频信号的干扰。在耐压测试单元中，使用互感接入和直接接入两种方法，在一个测试单元中，表位以一边一种接入。单相和三相电能表接入方式相同，由于电压电流输入端接线特性不同。在耐压测试接线中，电压电流端子并联接入高压输入线，被检表辅助外壳和端子连接。耐压测试检查电流电压端是否有超漏的情况。电能表可以独立输入电流参数以及三相电压，在耐压测试接线上，三相电压接入高压输入端，三相电流分别并联在独立高压端口上，辅助端子并联接到外壳地。

在耐压测试时，测试仪输出电压值，采样板控制对应测试点要求继电器闭合，高压通过继电器添加到测试点端子。自动流水线托盘下和电能表外壳连接，让耐压测试仪和继电器相通。通过继电器闭合添加在表外壳和电能表之间。采样板通过电能表和高压采样漏电流值。耐压测试时如果经常出现电流超漏，测试仪将电压输出关断，蜂鸣器会持续发出警报信息。漏电流超过设定值时，采样板会将继电器断开，将表位高压关断，不会对其他表位测试产生影响。

结论：综上所述，如今电力公司不断提高管理自动化水平，逐渐普及智能电能表，也推动了自动化检定系统的应用，能够密切观察智能电能表电压试验，给出准确的耐压试验结果，评价电能表质量。经本文分析，自动检定系统进行耐压试验具有较高的可靠性，检测结果准确，能够提供较为准确的试验结论，客观评价电能表质量，提高电力公司管理的智能化、自动化水平。

参考文献：

[1]张贺然. 智能电表自动检定系统的设计与应用[D].沈阳农业大学,2020.

[2]赖渝. Z供电局单相电能表自动检定流水线项目进度管理研究[D].广东工业大学,2019.