如何从元器件的选择上保证电能表的可靠性

发布时间:2010/08/04

在国内,电子式电能表经过十几年发展,从无到有、从小到大,已经达到了一个相当的水平。

  电能表的最关键指标之一是其产品的可靠性。因为电能表产品是一个计量产品,售电用电均涉及到买卖双方的切身利益;其次,电能表需要每天连续二十四小时不间断地工作,这不同于其他大部分的消费类产品和工业产品。且工作环境多种多样,具有不确定性;再者,电子式电能表与感应式电能表相比。引起感应式电能表可靠性下降的主要原因是,长期运行后,误差偏负超差,损害供电方的利益,虽然它不准确却还在计量。而电子式电能表却可能因为一个小小的几分钱的元器件,使电能表停走不计量。所以,电子式电能表运行的长期稳定性、准确性、抗干扰性等技术指标对电能表的运行至关重要。

  电子式电能表产品的可靠性分为App可靠性和硬件可靠性(App可靠性本文不再赘述)。本文着重论述元器件的选择对电能表可靠性的影响及对策。

  当前存在的的问题

  随着微电子技术在电能计量领域的迅速渗透,目前市场上有多种成熟的电能计量IC可供选择。同时,供应商还在不断地推出新型的电路。CPU的选择有几百种之多,功能更多,内存更大,抗干扰能力更强。现已很少有厂家采用8031 8051系列单片机设计电能表了。还有其他许多应用电路,使得厂家在设计时有更多的选择。比如,几年前复费率电能表的时钟难以达到标准要求,往往是样机试验可以通过,实际运行超差较多。现使用带温补的专用时钟电路,解决了此问题。

  虽然众多的元器件供应商,给了大家研发生产厂家提供了多样化的选择,但选谁不选谁,怎么选,各厂家往往带有较大的随意性和片面性,主要表现在:

  1、 元器件认证的基础工作薄弱

  凡是参加投标的厂家,必有ISO9000的证书。但在实际运作过程中,持续性工作转变成了周期性工作。只在复审时,突击应付,使质量管理工作产生基础性漏洞。

  缺乏相应的检测设备和入厂检验人员,难以为元器件的选择提出基础数据的支撑。比如有的厂家生产的产品运送到用户手中时,支撑计度器或PCB板的柱子断裂;有的厂家采用的接线铜端子杂质含量过高。现场安装时,铜端子裂开,使产品报废。外壳塑料应有多高的强度、拉伸力、剪切力才能保证电表质量?铜端子螺钉施加有多少公斤的下压力才使铜端子不裂开,才能保证接线可靠?这些要求标准没有给出参数,但电表制造厂家应有相应的基础数据,才能对出厂的产品心中有数。

  2、 短期利益驱使

  有的厂家没有固定的供货渠道,对供应商也没有系统的认证,只看产品先容,哪家便宜就用哪家的,带有较大的随意性。这种方式使产品处于失控状态,极易造成产品一批好,一批不好;短期好,长期不好。产品出去以后,再忙着“救火”,不仅把元器件省下来的钱搭进去,还影响企业品牌。

  3、 技术指标不均衡

  有的厂家缺乏对电能表整体质量的把握,把有的元器件的技术参数提得过高,不断地检验,不断地测试、退货,空耗人力物力。但又把有的元器件的技术要求订得过低,100%合格,实际使用却出现这样那样的问题。这就象一个木桶,能装多少水,取决于最短的那块木板。质量水平也是如此。

  4、 缺乏系统的认证方法

  供应商的产品不同、资质不同、渠道不同,应有系统的认证方式。而不是简单的一个套路,以不变应万变。

对生产厂家的建议:

  1、把ISO9000质量体系切实应用起来,没有完整的体系,产品质量就难以可控。刚开始要突击重点,无需面面俱到。指标也不要订得过高,能做到多少,文件就写多少,逐步积累,逐步提高。

  2、要有一整套供应商认证的程序文件,并按此实行。其基本流程为:资质文件、样品确认、到厂考察、样机测试、小批量生产、中批量生产、认证确定。对于规模不大、人力有限的厂家,选择供应商的捷径是“跟风”。如果有国内两三家知名品牌采用该供应商产品,跟进选择是省时省力,风险较小的方法。

  3、入厂检验要分门别类,哪些全检,哪些抽捡,什么条件由全检转化为抽检,什么条件由抽检转为全检,应有明确的规定。尽可能选择知名品牌供应商,因为电子元器件有许多技术参数,大家只能选择性测试一两项。有些元器件受到专用测试设备的限制,可能一项都测不了。拿片状电阻来说,每个只有1分钱。阻值准确度是主要参数,但其温度系数、可焊性、耐压参数都关系到电能表的质量。如果完全测试,测试成本要高于采购成本。因此对此类元器件品牌是其质量的最大保证。选择知名品牌产品,要注意每次采购应选择同一批产品,至多两个批号。其次,生产日期要在一年以内,出厂时间过长,可焊性会变差,再者,要防止代理商偷梁换柱,以次充好。

  4、在进入批量试用后,一要重视生产过程的元器件失效反馈,二要重视用户使用过程中的质量反馈,分析其失效率是否在正常范围内。

  5、当稳定地使用某个品牌的产品后,不要轻易地更换。低价格的竞争,最易使注重短期效益的老板们的心动。孰不知,每一种元器件的正常使用,都是从不确定不稳定到稳定的过程,这当中需要时间和精力。更换频繁,就很难处于稳态,风险随之而来。

  6、对于通用元器件,每种应有两个供应商。这样可以保证在一个供应商出现问题时,不至于影响生产系统的运行。此外,多个供应商可引入竞争,侧重于采购质量、价格、服务更好的供应商的产品,当然,有些元器件是独一无二的,比如像CPU、时钟电路等,一旦选中就无法更换,所以选择这些元器件就更要慎重。

对电力局用户的建议:

  电能表的最终使用,是安装在电力局的用户处,作为电能计量收费和电力管理的器具。除去App抗干扰的因素之外,现场失效的电能表绝大部分是其内部的元器件失效造成的。电力局作为电能表的采购方,其考核指标、验收程序、招标文件对电能表生产厂家有着巨大的市场导向。

  1、应尽快出台电子式电能表的可靠性判定标准。电子式电能表大批量使用已有近十年历史。但相应的国际、国家标准却迟迟不能出台,严重影响了电力部门对电能表可靠性的判断。建议在可靠性标准没有出台之前,相关部门提出相应的可靠性技术条件。哪怕不是很准确,有依据也比没依据好得多。现在有许多电力局招标文件中,指定其元器件品牌和技术参数,这是不得已的做法。但它会带来如下缺陷:一方面是限制了新器件,新设计方案的应用;另一方面,电力局的技术人员,专长于电能表的外部技术,很难专长于电能表内部元器件研究。指标过高,增加无效成本;指标过低,对电能表可靠性带来影响。例如,电能表用电解电容,许多电力局提出须采用国际知名品牌。105℃4000小时以上寿命的规格。但实际上,根据电解电容寿命推算原则,使用环境温度每降低10℃寿命增加1倍;使用105℃2000小时的电解电容,在35℃平均环境环境温度下,其连续工作寿命已达到256000小时(近30年)。考虑其冗余度,已完全满足电能表15年的寿命要求。

  2、有些电力局招标其功能技术要求越提越高,越提越多,但中标价格却越来越低,个别电力局以最低价中标。这样的市场导向最具杀伤力,这引导电能表生产厂家最关注降低成本,选用价格低的元器件,忽视产品质量,忽视产品可靠性。所以,电力局应有一个保护自己长远利益的中标规则。

  3、为了促进电能表厂家选择满足可靠性要求的元器件,电力局到厂考察,应象ISO9000认证的外审员一样,考评厂家的质量保证体系,包括各种程序文件和原始记录,以确认厂家在元器件选择上是否有充分的质量保证。

  4、如何确认电能表厂家元器件使用质量水平,较好的检验手段是,生产批量抽检及现场运行一年后的批量抽检。如果这些抽检结果作为下一次招标是否中标及中标多少的依据。这更会促使生产厂家关注其产品长期可靠性。

  5、长远来说,电力部门的相关政策,应能促使电能表生产厂家从机会型逐步转变为品牌型。一个品牌树起来不易,却可以因为一个小小的失误倒下去。当电能表生产厂家,顾惜自己的品牌就象顾惜自己眼睛的时候,就会关注电能表产品的方方面面,包括电能表元器件的选择。

  电子式电能表生产厂家经过十几年的积累和发展,已具备了相当的整体实力。加上电力部门的高标准、严要求,我相信不久的将来,中国定会产生具有国际影响力的知名电能表产品品牌。让大家共同努力

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