電子式電能表單板老化的實現
2012-04-12 00:00:00何小輝崔艷華劉靜然項立衛方明義朱光磊
現代電子技術 2012年13期
摘要：電子式電能表要求有較高的質量穩定性和可靠性，而質量穩定性和可靠性卻受制造工藝和電子器件的質量壽命影響。為了達到提前暴露電子器件的質量缺陷和延長其壽命并且不影響大批量生產周期的目的，同時降低成本投入，保證高效率，在此提出采用高溫單板老化工藝來提高電能表的穩定性和可靠性。實驗結果表明，該方式能夠使產品現場運行穩定可靠。
關鍵詞：電能表； 制造工藝； 質量穩定性； 單板老化
中圖分類號：
TN71034
文獻標識碼：A
文章編號：1004373X(2012)13
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收稿日期：20120221
0引言
電子元器件是組成電子產品的核心［1］，電子元器件質量的高低和壽命的長短直接決定了包括電子式電能表在內的所有電子產品的使用壽命。另外，合理的工藝設計\\[2\\]和制造也是影響到產品質量的又一個重要因素。因此，為保證出廠后產品的使用質量可靠，必須在產品出廠前驗證影響其質量穩定性\\[3\\]的因素。有些電表廠家做了整機通電老化，雖然這種方式可靠性好，但整機通電老化會使生產效率大打折扣，并且勞動量會增加很多。
近兩年，隨著電網改造的逐漸完成，電能表更新換代也在緊張進行中。面對這個巨大的市場需求，各個廠家都在為自己的生產能力不斷擴展規模，引進先進的生產線，然而在不斷提高生產能力的同時，也要考慮生產效率和生產成本。以下介紹低成本投入保證高效率的生產的單板老化方式［4］。
1老化對象
根據電能表產品的分類，被老化對象可以分為兩大類：單相表和三相表。
1.1單相表
國內單相表使用電壓統一為AC 220 V，因此可以實現老化電源的統一。因此要求電能表設計一致的電源輸入接口，這樣在電能表電路板單板被老化時，接口才能統一。
1.2三相表
三相表的設計相對單相表而言稍微復雜一些。一般情況下三相表要求功能較多，這樣三相表就會由電源板和邏輯板組合而成，為了實現電源板和邏輯板生產互不干涉，可以采用兩種單板分開單獨老化。
由于產品的生產是根據用戶實際需求而制作的，因此電源板也根據產品要求有AC 55.7 V，AC 100 V，AC 220 V和AC 380 V之分。邏輯板的設計也受到各地招標規約的限制電源輸入接口不能完全一致，然而為了實現單板老化的便捷，要求邏輯板設計時需要一致的電源排列順序。
2老化工裝
單板老化架要實現操作便捷性、可維護性、使用安全性\\[5\\]等基本原則。架體組成可分為獨立老化托盤、多層老化架體、表頭顯示箱等三大組成部分。
獨立老化托盤根據單個托盤所能承載能力［6］，設計不同尺寸。托盤根據尺寸大小設計多個老化工位，為防止單板在托盤上出現互相碰撞，需要再固定上防撞隔斷。
多層老化架體根據單個老化架的承載能力、單層托盤間距要求、托盤大小等因素設計老化架體的尺寸，當然也要受到老化室［7］入口的限制。
表頭顯示箱是老化架體工作時需要顯示各個輸入電壓值的指示箱，里面裝載電壓電流表頭，實時顯示電壓電流值，對電源波動起到實時監控的作用。同時表頭箱又承載電源開關的功能。
3老化方案
3.1單相表老化方案
由于單相表使用電源的統一性，其單板老化實現更方便一些，只需提供統一的電源接口，即可完成便捷的單板接線操作。老化是在通電時進行，因此單板老化架與老化托盤之間的連接也是比較關鍵的問題。這里建議采用暗線方式，老化托盤與架體之間采用彈簧卡子可靠接觸方式實現。這樣老化托盤在架體軌道上可以方便插拔，不受連接線的限制。單相表電源輸出電路如圖1所示。
3.2三相表電源板老化方案
由于三相表電源板存在多種電源輸入規格，因此在老化架體取電后需要將其轉化成多路輸出的不同值電源電壓［8］，這些不同值的電源電壓可以通過制作多路輸出大功率交流隔離變壓器來實現，同時這些經過隔離的電源電壓對后端的安全也起到了很好的保護作用。三相表電源板輸出電路如圖2所示。
3.3三相表邏輯板老化方案
三相表邏輯板電源輸入接口一般情況都是直流電源，因此需要做交流變直流的轉換，根據邏輯板直流電源的需求配置不同型號的開關電源，通過斷路器開關單獨控制電源輸出，同時輸出電源通過數顯表顯示，每路電源輸出加大過載的單向二極管［9］，防止電源反串燒壞其他低輸出電源，三相表邏輯極電路如圖3所示。
4結語
本文論述了電子式電能表單板老化在生產中的實施方法，該方法設備投入小，電源轉換便捷，能夠很快見效。通電老化工藝符合國標老化規范［10］并結合實際生產合理安排工藝流程。其他電子產品的單板老化同樣可以參照此模式進行適當更改。
參考文獻
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［9］張建華.數字電子技術［M］.北京：機械工業出版社，1994.
［10］王酣，吳京燕，陳大為.集成電路高溫動態老化系統校準規范［S］.北京：全國無線電計量技術委員會，2007.
作者簡介：
何小輝男，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
崔艷華女，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
劉靜然男，1967年出生，河南許昌人，工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
項立衛男，1983年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
方明義男，1974年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
朱光磊男，1991年出生，河南許昌人。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
