一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验方法及系统与流程

本发明涉及可靠性试验技术领域，并且更具体地涉及一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验方法及系统。

背景技术

近年来，随着智能电网的加速发展，对于智能电能表的需求也日益加大，作为智能电网的基础，智能电能表长期运行的可靠性备受人们关注。与此同时，随着制造质量和工艺的发展智能电能表的可靠性越来越高，传统的内场试验已经不能满足用户的要求。

为了研究高可靠的智能电能表寿命问题，提出了加速试验的方法评估其寿命。通过研究表明，影响智能电能表正常运行的主要应力是温度和湿度。

技术实现要素：

本发明的目的在于确定智能电能表在高温和高湿度极限工作水平和故障模式提出了一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验方法，本发明方法包括：

确定用于对待测智能电能表进行强化试验的温度范围40℃～90℃和湿度范围50％～95％；

1.1在试验箱内自然环境条件下根据试验项目对待测智能电能表进行试验前预测试，加载电流imax，获取与待测智能电能表相关联的多个参数，确定多个参数中的每个参数的初始值；

1.2根据预测试的多个参数确定智能电能表的性能和功能是否正常，当确定智能电能表的性能和功能正常时，提升试验箱的温度和湿度到强化试验温度范围和强化试验湿度范围内，预定时间内确定待测智能电能表完全热透和湿透，根据试验项目对待测智能电能表进行1.5小时的强化试验，获取每个参数的当前值；

1.3判断任意参数的当前值与初始值的差值是否满足截止判据，如果满足截止判据，则确定所述待测智能电能表异常，否则确定温度t是否等于90℃和rh是否等于95％，如果是则，结束，否则，t＜80℃时t＝t+10或t≥80℃时t＝t+5和rh＜85％时rh＝rh+10％或rh＞85％时rh＝rh％+5，进行步骤1.1。

可选的智能电能表包括：单相智能电能表和三相智能电能表。

可选的，预定时间是0～1.5小时。

可选的，试验项目包括：准确度要求试验、电气要求试验、绝缘、电磁兼容试验、机械试验、功能、温度、通讯功能和继电器功能。

可选的，参数包括：基本误差、误差变差、升降误差、日计时误差、液晶显示、通讯功能和电池电压。

本发明还提供一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验系统，本发明系统包括：

温湿度范围确定模块，确定用于对待测智能电能表进行强化试验的温度范围40℃～90℃和湿度范围50％～95％；

试验模块，1.1在试验箱内自然环境条件下根据试验项目对待测智能电能表进行试验前预测试，加载电流imax，获取与待测智能电能表相关联的多个参数，确定多个参数中的每个参数的初始值；

1.2根据预测试多个参数确定智能电能表的性能和功能是否正常，当确定智能电能表的性能和功能正常时，提升试验箱的温度和湿度到强化试验温度范围和强化试验湿度范围内，预定时间内确定待测智能电能表完全热透和湿透，根据试验项目对待测智能电能表进行1.5小时的强化试验，获取每个参数的当前值；

1.3判断任意参数的当前值与初始值的差值是否满足截止判据，如果满足截止判据，则确定所述待测智能电能表异常，否则确定温度t是否等于90℃和rh是否等于95％，如果是则，结束，否则，t＜80℃时t＝t+10或t≥80℃时t＝t+5和rh＜85％时rh＝rh+10％或rh＞85％时rh＝rh％+5，进行步骤1.1。

可选的，智能电能表包括：单相智能电能表和三相智能电能表。

可选的，预定时间是0～1.5小时。

可选的，试验项目包括：准确度要求试验、电气要求试验、绝缘、电磁兼容试验、机械试验、功能、温度、通讯功能和继电器功能。

可选的，参数包括：基本误差、误差变差、升降误差、日计时误差、液晶显示、通讯功能和电池电压。

本发明的优点在于：

本发明根据智能电能表正常运行主要受到温度和湿度的影响，确定高温和湿度的试验范围，保证了试验的合理性；

本发明在强化试验前进行预测试，可以及早发现待测智能电能表存在的问题，从而降低测试成本；

本发明根据退化速率的差异设定不同温度和湿度步长，得到在不同步长组合下智能电能表的测试项目结果，从而更加准确地确定智能电能表各个敏感应力类型的极限工作应力水平。

本发明根据测试项目在不同的温度和湿度的结果，确定智能电能表的对应的失效模式。

附图说明

图1为本发明一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验方法流程图；

图2为本发发明一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提供一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验方法，如图1所示，具体流程包括：

确定用于对待测智能电能表进行强化试验的温度范围40℃～90℃和湿度范围50％～95％，其中，智能电能表包括：单相智能电能表和三相智能电能表；

1.1在试验箱内自然环境条件下根据试验项目对待测智能电能表进行试验前预测试，加载电流imax，获取与待测智能电能表相关联的多个参数，确定多个参数中的每个参数的初始值；

1.2根据预测试多个参数确定智能电能表的性能和功能是否正常，当确定智能电能表的性能和功能正常时，提升试验箱的温度和湿度到强化试验温度范围和强化试验湿度范围内，预定时间0～1.5小时内确定待测智能电能表完全热透和湿透，根据试验项目对待测智能电能表进行1.5小时的强化试验，获取每个参数的当前值，其中，参数包括：基本误差、误差变差、升降误差、日计时误差、液晶显示、通讯功能和电池电压；

其中，试验项目包括：准确度要求试验、电气要求试验、绝缘、电磁兼容试验、机械试验、功能、温度、通讯功能和继电器功能；

试验项目具体参见表1和表2；

表1单相智能电能表测试项目

表2三相智能电能表测试项目

1.3判断任意参数的当前值与初始值的差值是否满足截止判据，如果满足截止判据，则确定所述待测智能电能表异常，否则确定温度t是否等于90℃和rh是否等于95％，如果是则，结束，否则，t＜80℃时t＝t+10或t≥80℃时t＝t+5和rh＜85％时rh＝rh+10％或rh＞85％时rh＝rh％+5，进行步骤1.1；

其中，参数的获取和截止判据的满足条件如下：

基本误差的获取及截止判据的条件，智能电能表的基本误差表述为，在电能表的某个负载点下参考表的计量脉冲减去被测表的计量脉冲，再与参考表的计量脉冲相比。如下式：

基本误差测试负载点分别为：1.0imax、0.5limax、0.8cimax、1.00.5imax、0.5l0.5imax、0.8c0.5imax、1.0ib、0.5lib、0.8cib、1.00.5ib、0.5l0.5ib、0.8c0.5ib、0.5l0.2ib、0.8c0.2ib、1.00.1ib、0.5l0.1ib、0.8c0.1ib、1.00.05ib。

失效判据即截止判据参照《jjg596-2012电子式交流电能表检定规程》：

表3百分数误差极限(0.2s级和0.5s级仪表)

表4百分数误差极限(1级和2级仪表)

误差变差的获取及截止判据条件，智能电能表在参比电压、参比电流加载30min后，对同一被试样品，在参比电压、ib、功率因数1和0.5l处，对样品做第一次测试；在试验条件不变的情况下间隔5min后，对样品做第二次测试，同一测试点处的两次测试结果的差的绝对值不应超过0.2％。

升降变差的获取及截止判据的条件，电能表基本误差按照负载电流从小到大，然后从大到小的顺序进行两次测试，记录负载点误差；在功率因数1.0、负荷电流0.01ib～imax变化范围内，同一只被试样品在相同负载点处的误差变化的绝对值不应超过0.25％。电流升降变化过程中，选取3个代表性点记录误差，计算变差值，测试点负载电流为：0.05ib、ib、imax。

日计时误差的获取及截止判据的条件，时钟晶振的准确度及稳定度是影响实时时钟芯片的时间准确度的主要因素之一；同样晶体振荡器的温漂是造成其准确度偏差的主要原因。因此日计时误差主要取决于晶体振荡器的准确度及稳定度。智能电能表采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，端子输出频率为1hz。在参比温度(23℃)下，时钟准确度≤±0.5s/d；然后温度每升高一度标准增加0.1s/d，但是在60℃范围内不能超过1.0s/d。

通讯功能参数的获取及截止判据的条件，智能电能表通讯功能包括红外通讯、载波通讯及rs-485通讯。485通讯故障可通过测试台体对电能表进行地址确认，即通过485通讯来读取电能表的地址信息来判断电能表485通讯是否正常。

液晶显示参数的获取及截止判据的条件，试验箱直接获取智能电能表的液晶显示参数，直接判断是否正常，根据强化试验的结果可知液晶显示在高温下可能出现液晶无显示即满足试验截止判据条件。

电池电压参数的获取及截止判据的条件，电池电压根据试验箱直接读取，电池电压失效判据，按照国家电网公司企业标准《q/gdw11179.7-2014》，单相时钟电池负载工作电压<3.20v；三相抄表电池<5.40v。

本发明还提供一种智能电能表的温湿度同步步进强化试验系统，如图2所示，系统200包括：

温湿度范围确定模块201，确定用于对待测智能电能表进行强化试验的温度范围40℃～90℃和湿度范围50％～95％，其中，智能电能表包括：单相智能电能表和三相智能电能表；

试验模块202，1.1在试验箱内自然环境条件下根据试验项目对待测智能电能表进行试验前预测试，加载电流imax，获取与待测智能电能表相关联的多个参数，其中，参数包括：基本误差、误差变差、升降误差、日计时误差、液晶显示、通讯功能和电池电压，确定多个参数中的每个参数的初始值，其中，试验项目包括：准确度要求试验、电气要求试验、绝缘、电磁兼容试验、机械试验、功能、温度、通讯功能和继电器功能；

1.2根据预测试的多个参数确定智能电能表的性能和功能是否正常，当确定智能电能表的性能和功能正常时，提升试验箱的温度和湿度到强化试验温度范围和强化试验湿度范围内，预定时间0～1.5小时内确定待测智能电能表完全热透和湿透，根据试验项目对待测智能电能表进行1.5小时的强化试验，获取每个参数的当前值；

1.3判断任意参数的当前值与初始值的差值是否满足截止判据，如果满足截止判据，则确定所述待测智能电能表异常，否则确定温度t是否等于90℃和rh是否等于95％，如果是则，结束，否则，t＜80℃时t＝t+10或t≥80℃时t＝t+5和rh＜85％时rh＝rh+10％或rh＞85％时rh＝rh％+5，进行步骤1.1。

本发明根据智能电能表正常运行主要受到温度和湿度的影响，确定高温和湿度的试验范围，保证了试验的合理性；

本发明在强化试验前进行预测试，可以及早发现待测智能电能表存在的问题，从而降低测试成本；

本发明根据退化速率的差异设定不同温度和湿度步长，得到在不同步长组合下智能电能表的测试项目结果，从而更加准确地确定智能电能表各个敏感应力类型的极限工作应力水平。

本发明根据测试项目在不同的温度和湿度的结果，确定智能电能表的对应的失效模式。