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自主研发 提高效率十倍
——国网山东电科院研发国内首家电能表外置断路器全性能自动检测系统侧记
张劲
3月1日，国内首家电能表外置断路器全性能自动检测系统在国网山东省电力公司电力科学研究院（简称“国网山东电科院”）计量中心正式投入运行。“该系统在全性能检测、抽样检测、可靠性评估、综合性能研究中发挥了重要作用，大大提高了检测效率及可靠性验证能力。”国网山东电科院计量中心副主任陈琳说，“我们一直鼓励员工在一线发现问题，敢于创新，解决现场工作难题，这是我们大力开展‘接地气’科研项目的又一成果。”
电能表外置断路器方便实用
国家电网公司智能电能表按负荷开关类型分类可分为：负荷开关内置电能表和负荷开关外置电能表（简称“内置表”和“外置表”）。在整体性能方面，电能表内置开关存在大电流时无法断开的问题，整体性能低于外置断路器，而在安全方面，采用外置电能表烧毁风险较小。
此外，根据市场应用情况，内置开关的故障率明显高于外置断路器，且当内置开关故障时只能整表更换，外置断路器故障时仅需更换断路器。一方面，结合内外置电表的投资成本与运行成本，外置表明显优于内置表；另一方面，由于内置开关故障导致故障换表频次的增加，用户用电体验感较差，影响电力优质服务。
“从设备性能与故障率、未来技术发展趋势、投资与运行成本、经济性方面等方面分析，开关外置电能表的应用更适合远程费控策略的推广。”国网山东电科院计量中心技术质检室主管徐新光介绍，“2019年国网公司营销计量工作要点中提到：要加快推广应用电能表外置断路器，提升试验检测与质量监督能力，根据近两年电能表外置断路器的试点应用情况（山东、重庆、湖南电力公司为主要试点单位），国网公司已基本确定未来外置断路器将大面积推广的技术策略。”
国家电网公司于2016年1月5日正式发布《电能表外置断路器技术规范》（q/gdw11421—2015）并实施，电能表外置断路器采用电机驱动，具有过载短路保护功能、自动分、合闸功能，安全性高，对即将欠费的用户，向客户及时发送短信预警，提示及时交纳电费。如果客户已经补交电费，系统可以自动远程下发合闸指令，及时复电，外置断路器在电费回收、远程控制方面发挥了巨大作用。自2015年开始，国网山东省电力公司全面推广使用电能表外置断路器，运行数量80万只，在全性能检测、运行抽检、质量管控等方面积累了丰富经验。
加强质量管控自动检测势在必行
目前，电能表外置断路器质量参差不齐，做为计量箱内 重要的元器件之一，其质量好坏直接关系到低压计量设备的运行稳定性，为了更好的质量管控，国网山东电科院早在2017年就开始研发电能表外置断路器全性能自动检测系统。
目前针对电能表外置断路器的检测基于传统思路，设备功能单一、接线复杂、效率低下、缺少可靠性验证及数据整合功能。为全面保证外置断路器的运行可靠性、稳定性、提高对外置断路器的质量管控，国网山东电科院计量中心结合前期各试验项目的检测经验，自主设计研发了全性能自动检测系统。
“研发过程中，由于系统要兼容不同种类、不同规格、控制端不同位置、不同尺寸的断路器，所以要建立图像识别功能。 初设计没有考虑控制端孔径、电机侧高度、断路器颜色等细节，经常造成识别失败、接线错误。”国网山东电科院外置断路器自动检测系统项目组组长张志回想研发历程时说,“为了彻底解决这一问题，我们项目组5个人连续奋战26天，将全部微小特征全部纳入系统，解决了断路器颜色不一致、光线干扰、接线孔深度不一致、手柄高度不一致带来的所有问题。”
根据《电能表外置断路器技术规范》q/gdw11421—2015的技术要求，全性能自动检测系统能够自动完成除电磁兼容及短路性能外的所有检测项目，同时建立了微小特征识别系统，可兼容多种类、不同规格型号的断路器。系统建成后，完全消除了由于人工接线带来的测试误差，测试一致性、稳定性大幅提高，同时检测效率提高10倍。
“电能表外置断路器全性能自动检测系统自2018年9月试运行以来，在全性能检测、抽样检测、可靠性评估研究中发挥了重要作用，大大提高了检测效率及可靠性验证能力，有效提升了计量中心的综合试验能力。”陈琳介绍，“系统建成后，中国电科院、江苏、北京、湖南、山西、河南、重庆等兄弟单位莅临参观指导，对检测系统的兼容测试能力及可靠性评估策略给予了高度评价。”
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