一、概述：
電能表用低壓計(jì)量箱(表箱)關(guān)系千家萬戶，涉及百姓切身利益。而此前卻沒有一個(gè)關(guān)于計(jì)量箱的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使得計(jì)量箱產(chǎn)品型式、質(zhì)量、電氣性能、機(jī)械特性、壽命等方面存在諸多問題。與當(dāng)前社會、技術(shù)發(fā)展不相適應(yīng)，電能計(jì)量公信力也受到質(zhì)疑。它已嚴(yán)重影響到了計(jì)量公平、公正的社會形象和企業(yè)形象，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB7251.5-2008 《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第5部分: 對公用電網(wǎng)動力配電成套設(shè)備的特殊要求》遲遲未修訂改版，為此國家電網(wǎng)公司正式頒布了Q/GDW11008-2013《低壓計(jì)量箱技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也正在起草編制過程中。在新標(biāo)準(zhǔn)中，對計(jì)量箱的檢測暨試驗(yàn)內(nèi)容則進(jìn)行了系統(tǒng)、全面規(guī)范，是開展計(jì)量箱相關(guān)型式檢驗(yàn)、質(zhì)量檢驗(yàn)的重要技術(shù)保障措施。因此隨著新標(biāo)準(zhǔn)的問世及質(zhì)量監(jiān)督部門和各企業(yè)對計(jì)量箱管理的需要，依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)建造計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室，成為電力檢測機(jī)構(gòu)、相關(guān)企業(yè)目前的一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)。
計(jì)量箱品種、型式、檢測項(xiàng)目多，其檢驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜、耗時(shí)的系統(tǒng)工作。如果對標(biāo)準(zhǔn)沒有透徹的理解、沒有一個(gè)科學(xué)的規(guī)劃、沒有一個(gè)系統(tǒng)周詳?shù)募夹g(shù)方案，要建成這樣一個(gè)復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)室并能使之科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)則是不可能的，即使建成了也可能是能力不健全的。通過對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)備進(jìn)行分析及試驗(yàn)項(xiàng)目順序優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、能力健全的技術(shù)方案，則可以多快好省建設(shè)好計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室；如能再借助于目前的電力產(chǎn)品流水線檢測線手段，組建一個(gè)自動化的檢測系統(tǒng)，則可大大提高檢測效率、檢測質(zhì)量，成為一個(gè)*的實(shí)驗(yàn)室。新型現(xiàn)代化的計(jì)量箱檢測實(shí)驗(yàn)室建立將為今后計(jì)量箱的質(zhì)量監(jiān)督、生產(chǎn)驗(yàn)收、采購驗(yàn)收提供可靠的技術(shù)保障，更好地貫徹、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，從根本上改善目前計(jì)量箱狀況差、技術(shù)水平低、可靠性差、管理混亂的無序狀況?；诖藮|莞市高升電子精密科技有限公司特別聯(lián)合國內(nèi)主要低壓電器3C認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出整套應(yīng)用于低壓計(jì)量箱檢測的設(shè)備，在此特別感謝國家電網(wǎng)公司電能計(jì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的穆工的大力支持！目前我司研發(fā)的設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用于中檢質(zhì)技檢測研究院，上海電器科學(xué)研究院，西高所等相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室，歡迎廣大生產(chǎn)企業(yè)和檢測實(shí)驗(yàn)室咨詢訂購，技術(shù) 張工。
二、低壓計(jì)量箱試驗(yàn)項(xiàng)目分析
Q/GDW11008-2013《低壓計(jì)量箱技術(shù)規(guī)范》中所列試驗(yàn)項(xiàng)目*依據(jù)相應(yīng)國標(biāo)、屬類標(biāo)準(zhǔn)，其檢測試驗(yàn)項(xiàng)目按試驗(yàn)性質(zhì)可分為以下幾類(組)：
1) 機(jī)械性能試驗(yàn)：包括靜載力、動載荷、沖擊載荷、拉力、扭矩、門/開關(guān)/門鎖機(jī)械壽命試驗(yàn)；
2) 計(jì)量箱高低溫、高低溫沖擊、潮濕環(huán)境試驗(yàn)；
3) 計(jì)量箱鹽霧/二氧化硫腐蝕試驗(yàn)（SO2）、外殼標(biāo)志、漆膜附著力等環(huán)境影響試驗(yàn)；
4) 計(jì)量箱溫升電氣性能試驗(yàn)；
5) 計(jì)量箱介電、絕緣、接地有效性、電氣間隙/爬電距離等電氣性能試驗(yàn)；
6) 計(jì)量箱 IP 防護(hù)等級驗(yàn)證試驗(yàn)；
7) 計(jì)量箱內(nèi)微型斷路器常規(guī)電氣試驗(yàn)；
8) 計(jì)量箱內(nèi)接插件性能試驗(yàn)；
9) 計(jì)量箱外殼及箱內(nèi)絕緣材料性能試驗(yàn)。
按試驗(yàn)場所分布及合理化順序，對所有試驗(yàn)進(jìn)行合理組合、排序，見表 1。通過表 1 可以對計(jì)量箱試驗(yàn)項(xiàng)目及順序、設(shè)備有一個(gè)全面的了解。
三、計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室之建設(shè)
計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?yīng)能涵蓋《低壓計(jì)量箱技術(shù)規(guī)范》中全部試驗(yàn)項(xiàng)目，滿足全性能檢測要求；實(shí)驗(yàn)室定位目標(biāo)應(yīng)是技術(shù)先進(jìn)，檢測可靠；實(shí)驗(yàn)室裝備應(yīng)量身定裁，通過研制與集成的方式實(shí)現(xiàn)；試驗(yàn)系統(tǒng)、流程應(yīng)科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)；對試驗(yàn)技術(shù)、手段進(jìn)行現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，以奠定*實(shí)驗(yàn)室平臺；通過因地制宜與現(xiàn)有檢測專業(yè)橫向聯(lián)合，充分利用已有資源多快好省、節(jié)約化搞建設(shè)。
3.1、實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備技術(shù)方案
計(jì)量箱多數(shù)試驗(yàn)設(shè)備(如環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備等)為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，通過選型或稍加技術(shù)改造進(jìn)行配置、選購即可；而對機(jī)械性能試驗(yàn)、工件傳送、特殊類試驗(yàn)項(xiàng)目所需設(shè)備，由于計(jì)量箱型式的多樣性及機(jī)械性能試驗(yàn)對樣品結(jié)構(gòu)的依賴性，所用試驗(yàn)設(shè)備一般沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)通用設(shè)備，需要定制、設(shè)計(jì)開發(fā)。因此我司依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)量箱相關(guān)圖紙，研發(fā)出整套的機(jī)械試驗(yàn)設(shè)備。
機(jī)械性能試驗(yàn)設(shè)備主要包括：
1) 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī)；
2) IK自動沖擊試驗(yàn)機(jī)；
3) 箱門操作(機(jī)械壽命)試驗(yàn)機(jī)；
4) 門鎖操作(機(jī)械壽命)試驗(yàn)機(jī)；
5) 接插件性能(機(jī)械壽命)試驗(yàn)機(jī)；
6) 電氣開關(guān)操作(機(jī)械壽命)試驗(yàn)機(jī)；
7) 自動/半自動工件傳輸機(jī)；
每臺設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的參數(shù)值；機(jī)械壽命試驗(yàn)機(jī)工作方式能夠與產(chǎn)品操作方式相匹配；工件傳送自動化與工件、試驗(yàn)設(shè)備、場地條件相匹配?？傊ㄟ^快速集成與設(shè)備研發(fā)并行方式實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備硬件化；通過采用新技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)快速、檢測。
表 1. 計(jì)量箱試驗(yàn)項(xiàng)目、順序及設(shè)備分析表
序號 | 試驗(yàn)項(xiàng)目 | 試驗(yàn)設(shè)備 |
1 | 型式、外觀、工藝檢查 | 游標(biāo)卡尺、直尺等 |
2 | 耐沖擊負(fù)載試驗(yàn) | 沙包/沖擊試驗(yàn)裝置 |
3 | IK 代碼、角狀物撞擊驗(yàn)證試驗(yàn) | IK自動擺錘沖擊試驗(yàn)裝置 |
4 | 外殼耐靜力試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
5 | 外殼剛度試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
6 | 外殼耐扭力試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
7 | 安裝板靜載能力試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
8 | 箱門耐靜力試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
9 | 絕緣材料金屬嵌件軸向力試驗(yàn) | 耐靜載及扭力試驗(yàn)機(jī) |
10 | 箱門、門鎖、接插件及開關(guān)操作試驗(yàn)、接插件插拔力試驗(yàn) | 插接件自動插拔試驗(yàn)機(jī)/門開關(guān)壽命試驗(yàn)機(jī) |
11 | 附件緊固性試驗(yàn) | 扭力扳手/扭矩螺絲批 |
12 | 溫度沖擊、低溫撞擊試驗(yàn) | 高低溫沖擊試驗(yàn)箱 |
13 | 動態(tài)負(fù)載試驗(yàn) | 振動沖擊試驗(yàn)臺/碰撞沖擊試驗(yàn)臺 |
14 | 殼體防護(hù)等級-防雨驗(yàn)證試驗(yàn) | 擺管淋雨試驗(yàn)房 |
15 | 殼體防護(hù)等級--塞規(guī)插入試驗(yàn) | 塞規(guī)/試驗(yàn)指針銷 |
16 | 介電強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn) | 耐壓測試儀 |
17 | 電氣間隙爬電距離測定試驗(yàn) | 爬電距離測試卡 |
18 | 絕緣電阻測量 | 兆歐表 |
19 | 保護(hù)電路連續(xù)性測量 | 電阻測試儀 |
20 | 溫升極限驗(yàn)證試驗(yàn) | 恒流源、溫度巡檢儀 |
21 | 塑料耐熱性驗(yàn)證試驗(yàn)(高溫球壓試驗(yàn)) | 球壓試驗(yàn)裝置/高溫烘箱 |
22 | 塑料熱穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)(高溫干熱試驗(yàn)) | 恒溫恒濕試驗(yàn)箱(步入式房) |
23 | 塑料耐受非正常發(fā)熱和火焰危險(xiǎn)的能力試驗(yàn)(灼熱絲試驗(yàn)) | 灼熱絲試驗(yàn)儀 |
24 | 金屬件耐腐蝕驗(yàn)證試驗(yàn)(濕熱、鹽霧試驗(yàn)) | 鹽霧試驗(yàn)箱、二氧化硫腐蝕試驗(yàn)箱 |
25 | 外殼標(biāo)志印刷性能試驗(yàn) | 水、汽油/標(biāo)簽?zāi)湍ピ囼?yàn)機(jī) |
26 | 殼體及五金件防護(hù)涂層附著力試驗(yàn) | 涂層厚度測量儀、切割機(jī) |
27 | 塑料耐老化驗(yàn)證試驗(yàn) | UV紫外線耐候試驗(yàn)機(jī)、氙燈老化試驗(yàn)機(jī)、恒溫恒濕試驗(yàn)箱(步入式房) |
28 | 塑料沖擊性能測定試驗(yàn) | 懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī) |
29 | 塑料拉伸性能測定試驗(yàn) | 電子拉力試驗(yàn)機(jī) |
30 | 塑料彎曲性能測定試驗(yàn) | 電子拉力試驗(yàn)機(jī)、彎曲模量 |
31 | 開關(guān)電器性能試驗(yàn) | 電器附件負(fù)載柜、開關(guān)壽命試驗(yàn)機(jī)、變頻電源 |
技術(shù)設(shè)備的現(xiàn)代化，使實(shí)驗(yàn)室建成伊始，就具備*實(shí)驗(yàn)室水平。
3.2、實(shí)驗(yàn)室自動化檢測技術(shù)方案
計(jì)量箱的試驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容都比較多，對一件被檢品進(jìn)行全性能試驗(yàn)，需要幾個(gè)流程、工位。按目前工業(yè)自動化生產(chǎn)思路，進(jìn)行流水化的檢測作業(yè)應(yīng)是比較科學(xué)的方案，技術(shù)型式上可參照、采用工業(yè)流水線模式?？紤]到目前電網(wǎng)企業(yè)計(jì)量器具檢測(電能表、終端、互感器等)都在采用自動化、流水線方式，因此計(jì)量箱檢測可借鑒其方式。加之計(jì)量箱個(gè)體較大、質(zhì)量較重，對檢測操作、運(yùn)輸傳送采用自動化或半自動化等方式比較合理。對于運(yùn)輸機(jī)，可考慮移動小車、穿梭車、輸送機(jī)等方式，并建立輸送總線及到各工位支線的輸送網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，還可以積極考慮采用自動監(jiān)控技術(shù)、被試品多媒體信息自動錄入技術(shù)，滿足規(guī)范性檢測的管理需求，提高產(chǎn)品檢測公正性，提高檢測機(jī)構(gòu)自身的公信力。我司目前也已經(jīng)成功研發(fā)出相關(guān)的自動化檢測生產(chǎn)線。
3.3、計(jì)量箱試驗(yàn)流程設(shè)計(jì)
計(jì)量箱試驗(yàn)項(xiàng)目多達(dá) 30 余項(xiàng)，項(xiàng)目多、范圍廣，如果不進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、無序檢測，即使設(shè)備再先進(jìn)，試驗(yàn)工作也不可能很好地完成。因此，如何對試驗(yàn)項(xiàng)目優(yōu)化分析、合理分組，并盡量降低送檢企業(yè)試驗(yàn)成本，是考核計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。過多樣品雖然會帶來檢測效率的提高，但給送檢企業(yè)帶來高送檢成本的同時(shí)，也會對樣品存貯空間、實(shí)驗(yàn)空間、人員數(shù)量帶來較多的需求，場地及人力資源成本的提高及檢測品后續(xù)處理帶來的問題應(yīng)統(tǒng)籌考慮。實(shí)驗(yàn)室檢測效率提高應(yīng)建立于技術(shù)手段的提高及系統(tǒng)優(yōu)化、科學(xué)化管理。
對計(jì)量箱 3C 認(rèn)證驗(yàn)，樣品為通常 3 只(額定樣品數(shù))，計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室全檢樣品送樣數(shù)可參考此值。如此可把試驗(yàn)流程分為 3 節(jié)(段)，基本上可兼顧效率與成本。任何一段某試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)缺陷或額定樣品數(shù)量中已有一個(gè)判定不合格，則試驗(yàn)“鏈”斷裂，即判定該產(chǎn)品試驗(yàn)不合格。計(jì)量箱多項(xiàng)試驗(yàn)流程并不是“同類項(xiàng)”合并，同類試驗(yàn)不一定要在同一時(shí)間或同一個(gè)工位、同一個(gè)分實(shí)驗(yàn)室做。 圖 1 為計(jì)量箱樣品的試驗(yàn)的全部流程，為一種優(yōu)化后的檢測程序方案。
3.4、計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃方案
低壓計(jì)量箱試驗(yàn)內(nèi)容整體分為計(jì)量箱材料試驗(yàn)與整機(jī)性能試驗(yàn)(含附件試驗(yàn))。對多數(shù)電力檢測機(jī)構(gòu)，都已有材料性能實(shí)驗(yàn)室。為充分利用現(xiàn)有資源，本著節(jié)約化理念，在新建計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室時(shí)可不考慮重復(fù)建設(shè)。應(yīng)打破專業(yè)界限，把計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室拆分為兩大分實(shí)驗(yàn)室：整機(jī)性能實(shí)驗(yàn)室、材料性能實(shí)驗(yàn)室。對每個(gè)分實(shí)驗(yàn)室又可規(guī)劃為若干個(gè)子實(shí)驗(yàn)室。對整體性能試驗(yàn)，其試驗(yàn)空間上可分為 8~10 個(gè)區(qū)域，包括機(jī)械靜載&沖擊載荷試驗(yàn)區(qū)、機(jī)械振動區(qū)、機(jī)械壽命試驗(yàn)區(qū)、淋水試驗(yàn)區(qū)、環(huán)境試驗(yàn)區(qū)(1~2 個(gè))、電氣試驗(yàn)區(qū)、電氣開關(guān)試驗(yàn)區(qū)、電氣控制室、振動控制室、各個(gè)工位試驗(yàn)臺放置區(qū)、輸送線及傳輸區(qū)、備品備庫區(qū)及臨時(shí)倉儲區(qū)。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)平均按 20㎡ 計(jì)算，則整體性能試驗(yàn)區(qū)域需要 200 m2，加上倉儲區(qū)、運(yùn)輸通道、安防通道、公共設(shè)施等，計(jì)量箱整機(jī)試驗(yàn)區(qū)域至少應(yīng)按 300 m2 考慮。由于實(shí)驗(yàn)室所需面積較大，加之振動設(shè)備基礎(chǔ)(地基)、淋水試驗(yàn)供排水系統(tǒng)特殊需求及流水線作業(yè)方式，計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室宜設(shè)計(jì)在地面層。
圖 2 為一種計(jì)量箱試驗(yàn)區(qū)域規(guī)劃參考圖。它考慮了流水線檢測作業(yè)方式及工業(yè)化廠區(qū)布置基本規(guī)則。
計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一個(gè)全新的系統(tǒng)化技術(shù)工程，涉及眾多技術(shù)鄰域，在建設(shè)過程中還有許多問題去探索；計(jì)量箱許多試驗(yàn)內(nèi)容涉及多學(xué)科、多專業(yè)，還有許多課題去研究。計(jì)量箱標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的建立，必將帶來電能計(jì)量箱產(chǎn)品更新?lián)Q代、功能升級及技術(shù)、質(zhì)量、管理方面水平的提高，也必將給電能管理企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，同時(shí)也為廣大電力用戶的用電計(jì)量提供準(zhǔn)確、可信的有力保障。可以預(yù)見，計(jì)量箱實(shí)驗(yàn)室將成為衡量一個(gè)電力檢測機(jī)構(gòu)檢測能力的重要標(biāo)志。
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