自主研發 提高效率十倍

——國網山東電科院研發國內首家電能表外置斷路器全性能自動檢測系統側記

張勁

3月1日，國內首家電能表外置斷路器全性能自動檢測系統在國網山東省電力公司電力科學研究院（簡稱“國網山東電科院”）計量中心正式投入運行。“該系統在全性能檢測、抽樣檢測、可靠性評估、綜合性能研究中發揮了重要作用，大大提高了檢測效率及可靠性驗證能力。”國網山東電科院計量中心副主任陳琳說，“我們一直鼓勵員工在一線發現問題，敢于創新，解決現場工作難題，這是我們大力開展‘接地氣’科研項目的又一成果。”

電能表外置斷路器方便實用

國家電網公司智能電能表按負荷開關類型分類可分為：負荷開關內置電能表和負荷開關外置電能表（簡稱“內置表”和“外置表”）。在整體性能方面，電能表內置開關存在大電流時無法斷開的問題，整體性能低于外置斷路器，而在安全方面，采用外置電能表燒毀風險較小。

此外，根據市場應用情況，內置開關的故障率明顯高于外置斷路器，且當內置開關故障時只能整表更換，外置斷路器故障時僅需更換斷路器。一方面，結合內外置電表的投資成本與運行成本，外置表明顯優于內置表；另一方面，由于內置開關故障導致故障換表頻次的增加，用戶用電體驗感較差，影響電力優質服務。

“從設備性能與故障率、未來技術發展趨勢、投資與運行成本、經濟性方面等方面分析，開關外置電能表的應用更適合遠程費控策略的推廣。”國網山東電科院計量中心技術質檢室主管徐新光介紹，“2019年國網公司營銷計量工作要點中提到：要加快推廣應用電能表外置斷路器，提升試驗檢測與質量監督能力，根據近兩年電能表外置斷路器的試點應用情況（山東、重慶、湖南電力公司為主要試點單位），國網公司已基本確定未來外置斷路器將大面積推廣的技術策略。”

國家電網公司于2016年1月5日正式發布《電能表外置斷路器技術規范》（q/gdw11421—2015）并實施，電能表外置斷路器采用電機驅動，具有過載短路保護功能、自動分、合閘功能，安全性高，對即將欠費的用戶，向客戶及時發送短信預警，提示及時交納電費。如果客戶已經補交電費，系統可以自動遠程下發合閘指令，及時復電，外置斷路器在電費回收、遠程控制方面發揮了巨大作用。自2015年開始，國網山東省電力公司全面推廣使用電能表外置斷路器，運行數量80萬只，在全性能檢測、運行抽檢、質量管控等方面積累了豐富經驗。

加強質量管控自動檢測勢在必行

目前，電能表外置斷路器質量參差不齊，做為計量箱內最重要的元器件之一，其質量好壞直接關系到低壓計量設備的運行穩定性，為了更好的質量管控，國網山東電科院早在2017年就開始研發電能表外置斷路器全性能自動檢測系統。

目前針對電能表外置斷路器的檢測基于傳統思路，設備功能單一、接線復雜、效率低下、缺少可靠性驗證及數據整合功能。為全面保證外置斷路器的運行可靠性、穩定性、提高對外置斷路器的質量管控，國網山東電科院計量中心結合前期各試驗項目的檢測經驗，自主設計研發了全性能自動檢測系統。

“研發過程中，由于系統要兼容不同種類、不同規格、控制端不同位置、不同尺寸的斷路器，所以要建立圖像識別功能。最初設計沒有考慮控制端孔徑、電機側高度、斷路器顏色等細節，經常造成識別失敗、接線錯誤。”國網山東電科院外置斷路器自動檢測系統項目組組長張志回想研發歷程時說,“為了徹底解決這一問題，我們項目組5個人連續奮戰26天，將全部微小特征全部納入系統，解決了斷路器顏色不一致、光線干擾、接線孔深度不一致、手柄高度不一致帶來的所有問題。”

根據《電能表外置斷路器技術規范》q/gdw11421—2015的技術要求，全性能自動檢測系統能夠自動完成除電磁兼容及短路性能外的所有檢測項目，同時建立了微小特征識別系統，可兼容多種類、不同規格型號的斷路器。系統建成后，完全消除了由于人工接線帶來的測試誤差，測試一致性、穩定性大幅提高，同時檢測效率提高10倍。

“電能表外置斷路器全性能自動檢測系統自2018年9月試運行以來，在全性能檢測、抽樣檢測、可靠性評估研究中發揮了重要作用，大大提高了檢測效率及可靠性驗證能力，有效提升了計量中心的綜合試驗能力。”陳琳介紹，“系統建成后，中國電科院、江蘇、北京、湖南、山西、河南、重慶等兄弟單位蒞臨參觀指導，對檢測系統的兼容測試能力及可靠性評估策略給予了高度評價。”