新型智能电能表检测技术的研究及应用

潘 亮，杜启源

国网内蒙古东部电力有限公司供电服务监管与支持中心，内蒙古 通辽 028000

0 引言

第一块电能表于1876年面世，随着科技的发展，电能表逐渐由机械式电能表演变为智能电能表，并在电力物联网建设进程中得到大力普及和广泛应用。为了确保电能表在全寿命周期内的可靠运行，需要高度重视智能电能表的检测工作，提高检测的标准化水平，通过采用合适的检测技术对可能存在的故障作出及时分析，进而更好地发挥智能电能表的效能。基于IR46标准的智能电能表，其管理功能和计量功能从硬件方面分别独立设置智能芯片，以满足更全面的管理需求和更精准的计量性能。

1 检测现状

自IR46标准2012年发布以来，电能表小电流计量检测技术不断被研究与发展。虽然已经研发出新的小电流检测装置升级方案，但相关检测技术尚未成熟，主要是由于小电流的产生和测量上未能形成一个科学统一的标准，在实际生产中，厂家大多自行研发相关技术，从而产生了许多问题。同时，未配置齐全且统一的专业检测装置，导致现阶段所运用的检测技术，无法满足IR46标准的电能表检测的实际需要[1]。

基于IR46标准的智能电能表相比以往的智能电能表，具备全新的功能、技术规范结构和原理，在检测的方法、项目、流程等方面也存在一定的差别；同时，检测IR46标准的电能表需运用统一的新型装置，相关检测人员未能及时更新检测知识、提高检测技能水平，导致难以保证检测IR46标准的电能表的可靠性。

2 新型智能电能表性能检测

2.1 管理性能检测

对智能电能表管理性能的检测等同于对其软件功能的检测[2]，主要检测内容包括液晶显示、红外信号输出、智能费控、数据存储等。先分析边缘计算功能、文档、数据流及各项参数，再开展模块完好测试、功能实现测试。

2.2 通信性能检测

通信性能的主要检测内容包括数据通信功能、数据传输效率。

（1）数据通信功能。远程通信属于新型智能电能表最为关键的一项功能。采集主站和电能表之间的数据交换均依据该项功能实现。新型电能表提供的高速通信接口可以实现用电信息的实时采集，有效采集用户电量数据，同时将这些数据传送给智能电网；正确识别具体用电情况，将信息数据记录在电表内存；依托局域网以及广域网，将其分别输送给采集主站。

（2）数据传输效率。对数据传输效率的检测主要分为内部通信接口的测试和外部通信接口的测试。数据传送时效性的检测，主要检测数据库能否在第一时间接收到上传的电量等数据；数据反馈时效性的检测，主要检测新型智能电能表能否及时把费率变动清晰反馈给用电用户；远程控制效果检测，主要依托通信系统能否对用户实际用电情况有效检测，能否及时使用断电保护举措。

2.3 计量性能检测

计量性能检测与现行标准存在电流参数和准确度等级存在换算关系，标准表比较法的量值溯源关系及检测方法依然适用，唯一不同的是小电流的检测精度有所提升。此外，新型智能电能表在谐波、辅助设备影响、耐久性和综合误差方面的计量能力有显著提升[3]。

3 IR46标准下的检测

3.1 基本误差测试

根据《电子式交流电能表》（JJG 596—2012）国家计量检定规程，电能表及装置的基本误差用相对误差表示，其测量结果测量模型为

式中：γ为被检表的相对误差；m为实测脉冲数；m0为算定（或预置）的脉冲数。

式中：N为被检电能表低频或高频脉冲数；C0为标准电能表的（脉冲）仪表常数；CL为被检电能表的（脉冲）仪表常数；KL、KU为标准表外接的电流、电压互感器变化，当没有外接电流、电压互感器时，KL=KU=1。

3.2 通信接口测试

主要对组件间接口进行测试，重点检测子系统和外部系统彼此间的交互点，对数据交换进行检查，是一个控制管理及传递的过程。

3.3 故障注入测试

该测试方法具有较高的灵活性，依据现有故障模式，形成故障并施加在相应的目标系统，增快发生系统错误以及失效的速度，采集回收、分析注入故障的有关反应信息，并提供最终结果。

4 智能电能表的质量控制

4.1 控制生产过程

全面检测各元件所需材质和开关性能等，确保元件的运用可以符合新型智能电能表的相关标准。相关企业需指定专人亲自去厂家展开监督，重点对电能表功能质量和厂家生产能力进行检测，以便及时发现问题并处理。

4.2 控制继电器及结构材质

对表壳、端子座等关键零部件的材料进行严格的质量检测，防止内部出现损伤且保证其内部的完整性。同时，为了更好地保障电气安全，延长电能表的使用周期，强化适应周围环境的性能，需对继电器有关性能进行检测，旨在及时找出存在的故障。

4.3 进行抽样检测

智能电能表到货后应进行抽检，通常会运用抽样检测的手段校验继电器及其安全性能，确保电能表误差符合检定规程的要求，由此为产品合格率提供保障，如合格率没有达到具体标准，应退货处理。针对运行状态下的新型智能电能表，应重视质量跟踪工作，同时依据电能表实际运行情况。针对存在的运行故障开展模拟测验，同时制订更具针对性、可行性的解决方案。全面调查和深入分析收集的异常数据信息，针对异常出现的原因全面了解并妥善处理，保证电能表运行的安全性。

4.4 设定校验标准

若想让电能表顺利检测以及稳定运行，必须制定科学的工作标准，提高检测的规范性。生产厂家有必要将电能表的各种型号样图、部件信息等重要资料交付给计量中心，从而避免由于零件难以匹配电能表，对电能表的正常运行造成严重影响。同时，厂家需要补充说明电能表的出厂参数、内部设计及功能等，明确部件所用材料的质量，让元件质量能符合电能表的运行需要。

4.5 进行质量监督

在进行室内检测时如果发现故障电能表，应将故障产生原因找出且马上处理，如果无法进行现场处理的应该将其返厂维修。电能表不只是要进行室内检测，还需要构建并完善整个过程的监督标准，应将重点的计量检测内容加以明确，针对已投入日常运行的电能表，监督小组需依据抽检监督计划进行抽样检测，并及时反馈最终的抽检结果。针对存在故障的新型智能电能表，计量中心需及时进行处理，同批次电能表检测合格之后需跟踪后期运行情况。对检测场地的湿度、温度、磁场强度等要素严格控制，同时需定期评估场地环境，确保和检测环境实际需求相符合。

5 检测优化措施

5.1 建立运行稳定的硬件与软件环境

通过良好的硬件设施及完备的软件系统为检测新型智能电能表提供重要保障。深入研究检测技术、升级优化现有装置、开发新的检测设备和技术、研发新型检测系统等，构建长时间平稳运行的检测硬件、软件工作环境，从而为全国的新型智能电能表检测提供必要的技术保障。

5.2 科学构建与完善有关规程规范

电能表当前的检定规程，是针对传统IEC标准框架下的电能表而言的。新型智能电能表检测内容虽然部分适用，但是当前标准的主要参数变更和限值改变导致以往的检测规程难以适用。基于此，应该构建以新型智能电能表为基础的相关使用规程、检测指导体系，有效指导新型智能电能表的应用，旨在让我国电能表检测可以依据统一的规范和标准进行。

5.3 科学构建质量管理及控制体系

质量监管及控制体系属于重要的质量保障手段。有关该项体系的构建应该关注以下内容：（1）应加大检验力度，升级抽样验收和全检验收工作程序，需要实现全方位变更参数，并通过运用各种新方法构建各层级的质量控制体系；（2）升级系统数据库，主要囊括全检及抽样验收数据、监督抽检等相关数据，从而提高质量管理的科学性及有效性。

6 结束语

为了确保电能表功能质量，应针对其软件性能、计量性能等展开严格检测。从实际检测情况看，无论是硬（软）件设施还是检测人员配备上均存在一定问题，导致传统检测技术难以满足现阶段的检测要求，使新型装置无法实现批量生产。为了解决上述问题，需从操作规程、装置环境、控管体系和技能进行完善，以保障新型智能电能表的使用性能。