摘要：智能电能表是智能电网实现数据采集功能的基础设备，是实现智能用电的重要设备之一。随着智能电表的持续推广应用，电能表的可靠性逐渐得到重视。本文主要从智能电表的概念及构成原理、智能电能表可靠性评价方法分析、智能电能表的标准化展望等方面进行了全面的阐述。
关键词：智能；电能表；可靠性；预测技术
引言：随着科技和经济的发展，智能电能表不仅实现了电力数据的存储与管理，更具备强大的通信能力，已经被广泛运用在电能计量系统中
1智能电能表简介
1.1智能电能表简介
智能电能表是智能电网系统中一个重要组成部分，也是使用电系统走向智能化的重要体现，在整个智能电网建设中占据着至关重要的地位。针对我国用电系统的现状，大规模的智能电网建设是必然趋势，对于智能电能表的研究也是极其必要的。
目前，由于智能用电系统的组成较为复杂，主要是由智能电能表、智能管理系统、用电信息采集设备、智能互感器、智能检定技术、营销管理系统等构成。智能电能表作为其中最主要的部分，承担着原始数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成，分析优化的基础。目前，随着国家电网公司提出智能电网的建设方向后，智能电能表已经开始在全国范围内安装运行。虽然目前智能电能表的技术方面还存在一些隐患，但总体来说还是取得了很好的应用成效。
1.2智能电能表的类型
国家电网在2009年时就发布了关于智能电能表系列的一些标准与规范，智能电能表拥有很多功能，因此属于一款多功能的基表。其采用的是模块化的设计，且在传统电能表的基础上增设了费控、无线以及载波等等功能，实现了更多电能表功能。前面介绍过，智能电能表是一种全新的全电子式电能表，主要由测量单元、数据处理与存储单元以及通信单元等几部分组成，不仅实现了电能的计量、信息的存储与处理、实时监控等目的，还具有自动控制与信息交互等功能，是非常强大的集通信与数据处理予一身的智能电能计量系统。
如果从有功电能计量准确度的角度来分类，智能电能表可以分为0.2S、0.5S、1、2四个等级，我们可以按照不同的安装环境来选择不同等级的类型电能表。具体可以参考下表：
与普通的电能表不同，智能电能表的检测项目与试验流程都有所不同，针对费控智能电能表而言，不仅要进行普通电能表全部的验收检测项目外，还要进行安装之前对于跳闸、合闸以及交易密钥下装等环节的检测。然后，还必须对智能电能表的计量功能、冻结功能、脉冲输出以及计时等功能进行严密的检测。除此之外，智能电能表的设计选型还必须按照相关要求，在相关人员的配合与写作之下完成安装调试，投入运行。
1.3智能电能表特点介绍
智能电能表的功能十分多样化，但整体来说就是对用电信息等数据进行记录、统计、分析，然后再对用电系统进行自动化控制。那么根据这些功能，相应的，智能电能表就具有以下特点：准确性高，智能电能表对数据进行监测、统计时，由于排除了人为失误的可能性，使得对数据记录的准确性达到了显著的提高，而且只需要内部微处理器的系统控制，可以对数据进行多次测量，排除了偶然误差，使准确性很高；效率高，由于是机器控制，整个过程中执行指令十分迅速，尤其在面对大量数据时具有明显的优势，使其对大量数据的记录杂而不乱，效率很高；安全性高，由于智能电能表在设计过程中就对其安全方面做了很多研究，比如添加了编程开关、编程密码等，使得安全性得到大大提高。
2智能电能表可靠性评价方法分析
2.1现场数据统计分析
该方法对运行中的表计进行数理统计和分析、确定一定数量的电能表为试验样品后。对样品电能表的投运时间，运行状况，失效时间，寿命历史数据等信息进行统计。在此基础上拟合可靠度、寿命分布。推导该批电能表的可靠性特征量和可靠寿命、在运行环境中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现场数据代表了一批电能表的实际可靠性性能。是对电能表进行可靠性评价的重要指标。但是采用该方法需要较长的周期。具有时间滞后的缺点、
2.2加速寿命试验
加速寿命试验是在不改变电子式电能表失效机理，不增加新的失效模式的前提下。提高试验应力强度。加速失效进程&根据试验结果。拟合可靠度、寿命分布曲线&计算推导电子式电能表的可靠性特征量和可靠寿命、温度和湿度是影响电能表寿命的重要参数。因此可选用温度，湿度作为加速应力。通过提升温湿度。使电能表出现加速失效状态。在较短的周期内对电能表可靠性及寿命进行考核验证、
2.3可靠性预计
电子式电能表可靠性预计指根据电子式电能表的元器件，部件的可靠性数据和模型。预计电子式电能表在规定时间内正常工作或失效的概率。是提高电子式电能表固有可靠性的重要技术手段、常用的方法包括：元器件应力法，元器件计数法，失效物理分析法，相似预计法，评分预计法，上下限法，可靠性框图法，蒙特卡洛法等、元器件应力计数法是目前预计电子式电能表可靠性最实用的方法、该方法属于以数理统计为基础的可靠性预计方法。通过大量样品的统计分析。鉴别元器件失效模型和失效因子。将影响设备可靠性的多个因素独立化，定量化。方便了应用。能反应失效率的统计平均水平、基本原理是：当系统可靠性模型为串联模型时。系统的失效率为各组件失效率之和。智能电能表就可以看做由电阻，电容，集成电路，线路板，电池等元件组成的串联模型。因此其失效率受到各个器件质量的共同影响。
3预计结果分析
在选定预计手册之后，应用预计手册计算的智能电能表预计结果除了可以综合评价设计方案，给电力公司提供加强入网的检测手段之外，对智能电能表的
可靠性检测和设计等也具有重要意义。通过分析预计结果可以鉴别出高失效率元器件，为优选及使用元器件提供数据，可以评估出外界应力对智能电能表可靠性的影响，为智能电能表的使用和维护提供有益信息，帮助检查智能电能表研发方案和电路设计的合理性，发现设计中的潜在缺陷，为改进优选设计方案提供依据。
1.影响智能电能表可靠性的主要元器件为：集成电路、液晶、电解电容、锂电池、稳压器、锰铜分流器、变压器和压热敏电阻等。进一步对比单个元器件的失效率，可发现液晶的失效率最高、其次为实时时钟芯片和锂电池的失效率。为提高智能电能表可靠性，上述元器件的使用和选取在方案设计时必须着重分析。
2.在现场应用中，液晶、时钟电池、电解电容、存储器、晶振、表壳、卡槽及卡座等是影响智能电能表寿命的主要元器件。液晶、电池和电解电容是智能电能表中失效率较高、容易出现故障的3类元器件，应作为关键元器件进行研究。此 3类元器件在选用时要使用品牌厂商的优质元器件，且在方案设计、应力筛选、可靠性试验验证等各个环节都应当给予重视。
3.集成电路失效占比较大。一方面是由于手册提供的集成电路失效率较高；另一方面，使用数量较多。经现场调研，集成电路对智能电能表的寿命周期影响较小，经历了半个世纪的发展已具有超长寿命。预计失效率较高是由于预计手册的数据存在一定的滞后性造成的。
4.智能电能表中应用最多的电阻和电容，由于属于无源器件，物理特性较为稳定，没有时效性，单个失效率较小，在现场较少发生故障。
结束语：智能电能表是被赋予了时代色彩的多功能电子表的延伸，它是我国的电网建设的转折点。随着我国科学技术的进步，智能电能表功能必将会更加的完善，实现真正意义上的智能。由于智能电能表的规范化生产，我国在近两年电子式电能表的全自动化检测线逐步兴起。这样将会大在提高电能表检定的工作效率，为企业节省更多的人力，物力。随着智能电能表生产技术的成熟，电能表的功能也会得到不断的扩展，例如我们在智能电能表之后看到的一体化智能电能表，它就是将采集器集成到了电能表内，做为智能电能表的一个模块，发挥着原来采集器的作用。
参考文献：
[1]浦志勇，林克.加速寿命试验与电能表的可靠性试验方法[J].电测与仪表，2008.45
[2]鲍进等.高加速寿命试验在智能电能表可靠性研究中的应用[J].电测与仪表，2014.51
论文作者:吴博,张知,李倩,安思达,潘优
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：电能表论文; 智能论文; 可靠性论文; 元器件论文; 寿命论文; 数据论文; 功能论文; 《电力设备》2018年第34期论文;