一、概述：
電能表用低壓計量箱(表箱)關系千家萬戶，涉及百姓切身利益。而此前卻沒有一個關于計量箱的產品標準，使得計量箱產品型式、質量、電氣性能、機械特性、壽命等方面存在諸多問題。與當前社會、技術發展不相適應，電能計量公信力也受到質疑。它已嚴重影響到了計量公平、公正的社會形象和企業形象，國家相關標準GB7251.5-2008 《低壓成套開關設備和控制設備 第5部分: 對公用電網動力配電成套設備的特殊要求》遲遲未修訂改版，為此國家電網公司正式頒布了Q/GDW11008-2013《低壓計量箱技術規范》標準，相關的電力行業標準也正在起草編制過程中。在新標準中，對計量箱的檢測暨試驗內容則進行了系統、全面規范，是開展計量箱相關型式檢驗、質量檢驗的重要技術保障措施。因此隨著新標準的問世及質量監督部門和各企業對計量箱管理的需要，依據新標準建造計量箱實驗室，成為電力檢測機構、相關企業目前的一項重要業務。
計量箱品種、型式、檢測項目多，其檢驗是一個復雜、耗時的系統工作。如果對標準沒有透徹的理解、沒有一個科學的規劃、沒有一個系統周詳的技術方案，要建成這樣一個復雜的綜合性實驗室并能使之科學運轉則是不可能的，即使建成了也可能是能力不健全的。通過對標準中規定的試驗項目、設備進行分析及試驗項目順序優化設計，設計一個結構合理、技術先進、能力健全的技術方案，則可以多快好省建設好計量箱實驗室；如能再借助于目前的電力產品流水線檢測線手段，組建一個自動化的檢測系統，則可大大提高檢測效率、檢測質量，成為一個*的實驗室。新型現代化的計量箱檢測實驗室建立將為今后計量箱的質量監督、生產驗收、采購驗收提供可靠的技術保障，更好地貫徹、執行標準，從根本上改善目前計量箱狀況差、技術水平低、可靠性差、管理混亂的無序狀況。基于此東莞市高升電子精密科技有限公司特別聯合國內主要低壓電器3C認證實驗室研發出整套應用于低壓計量箱檢測的設備，在此特別感謝國家電網公司電能計量重點實驗室的穆工的大力支持！目前我司研發的設備已經成功應用于中檢質技檢測研究院，上海電器科學研究院，西高所等相應實驗室，歡迎廣大生產企業和檢測實驗室咨詢訂購，技術 張工。
二、低壓計量箱試驗項目分析
Q/GDW11008-2013《低壓計量箱技術規范》中所列試驗項目*依據相應國標、屬類標準，其檢測試驗項目按試驗性質可分為以下幾類(組)：
1) 機械性能試驗：包括靜載力、動載荷、沖擊載荷、拉力、扭矩、門/開關/門鎖機械壽命試驗；
2) 計量箱高低溫、高低溫沖擊、潮濕環境試驗；
3) 計量箱鹽霧/二氧化硫腐蝕試驗（SO2）、外殼標志、漆膜附著力等環境影響試驗；
4) 計量箱溫升電氣性能試驗；
5) 計量箱介電、絕緣、接地有效性、電氣間隙/爬電距離等電氣性能試驗；
6) 計量箱 IP 防護等級驗證試驗；
7) 計量箱內微型斷路器常規電氣試驗；
8) 計量箱內接插件性能試驗；
9) 計量箱外殼及箱內絕緣材料性能試驗。
按試驗場所分布及合理化順序，對所有試驗進行合理組合、排序，見表 1。通過表 1 可以對計量箱試驗項目及順序、設備有一個全面的了解。
三、計量箱實驗室之建設
計量箱實驗室實驗能力應能涵蓋《低壓計量箱技術規范》中全部試驗項目，滿足全性能檢測要求；實驗室定位目標應是技術先進，檢測可靠；實驗室裝備應量身定裁，通過研制與集成的方式實現；試驗系統、流程應科學規劃、設計；對試驗技術、手段進行現代化設計，以奠定*實驗室平臺；通過因地制宜與現有檢測專業橫向聯合，充分利用已有資源多快好省、節約化搞建設。
3.1、實驗室檢測設備技術方案
計量箱多數試驗設備(如環境試驗設備等)為標準化產品，通過選型或稍加技術改造進行配置、選購即可；而對機械性能試驗、工件傳送、特殊類試驗項目所需設備，由于計量箱型式的多樣性及機械性能試驗對樣品結構的依賴性，所用試驗設備一般沒有專門的標準通用設備，需要定制、設計開發。因此我司依據標準中計量箱相關圖紙，研發出整套的機械試驗設備。
機械性能試驗設備主要包括：
1) 耐靜載及扭力試驗機；
2) IK自動沖擊試驗機；
3) 箱門操作(機械壽命)試驗機；
4) 門鎖操作(機械壽命)試驗機；
5) 接插件性能(機械壽命)試驗機；
6) 電氣開關操作(機械壽命)試驗機；
7) 自動/半自動工件傳輸機；
每臺設備技術指標、參數應滿足標準中規定的參數值；機械壽命試驗機工作方式能夠與產品操作方式相匹配；工件傳送自動化與工件、試驗設備、場地條件相匹配。總之，通過快速集成與設備研發并行方式實現實驗室設備硬件化；通過采用新技術等手段實現快速、檢測。
表 1. 計量箱試驗項目、順序及設備分析表
序號 | 試驗項目 | 試驗設備 |
1 | 型式、外觀、工藝檢查 | 游標卡尺、直尺等 |
2 | 耐沖擊負載試驗 | 沙包/沖擊試驗裝置 |
3 | IK 代碼、角狀物撞擊驗證試驗 | IK自動擺錘沖擊試驗裝置 |
4 | 外殼耐靜力試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
5 | 外殼剛度試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
6 | 外殼耐扭力試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
7 | 安裝板靜載能力試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
8 | 箱門耐靜力試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
9 | 絕緣材料金屬嵌件軸向力試驗 | 耐靜載及扭力試驗機 |
10 | 箱門、門鎖、接插件及開關操作試驗、接插件插拔力試驗 | 插接件自動插拔試驗機/門開關壽命試驗機 |
11 | 附件緊固性試驗 | 扭力扳手/扭矩螺絲批 |
12 | 溫度沖擊、低溫撞擊試驗 | 高低溫沖擊試驗箱 |
13 | 動態負載試驗 | 振動沖擊試驗臺/碰撞沖擊試驗臺 |
14 | 殼體防護等級-防雨驗證試驗 | 擺管淋雨試驗房 |
15 | 殼體防護等級--塞規插入試驗 | 塞規/試驗指針銷 |
16 | 介電強度驗證試驗 | 耐壓測試儀 |
17 | 電氣間隙爬電距離測定試驗 | 爬電距離測試卡 |
18 | 絕緣電阻測量 | 兆歐表 |
19 | 保護電路連續性測量 | 電阻測試儀 |
20 | 溫升極限驗證試驗 | 恒流源、溫度巡檢儀 |
21 | 塑料耐熱性驗證試驗(高溫球壓試驗) | 球壓試驗裝置/高溫烘箱 |
22 | 塑料熱穩定性驗證試驗(高溫干熱試驗) | 恒溫恒濕試驗箱(步入式房) |
23 | 塑料耐受非正常發熱和火焰危險的能力試驗(灼熱絲試驗) | 灼熱絲試驗儀 |
24 | 金屬件耐腐蝕驗證試驗(濕熱、鹽霧試驗) | 鹽霧試驗箱、二氧化硫腐蝕試驗箱 |
25 | 外殼標志印刷性能試驗 | 水、汽油/標簽耐磨試驗機 |
26 | 殼體及五金件防護涂層附著力試驗 | 涂層厚度測量儀、切割機 |
27 | 塑料耐老化驗證試驗 | UV紫外線耐候試驗機、氙燈老化試驗機、恒溫恒濕試驗箱(步入式房) |
28 | 塑料沖擊性能測定試驗 | 懸臂梁沖擊試驗機 |
29 | 塑料拉伸性能測定試驗 | 電子拉力試驗機 |
30 | 塑料彎曲性能測定試驗 | 電子拉力試驗機、彎曲模量 |
31 | 開關電器性能試驗 | 電器附件負載柜、開關壽命試驗機、變頻電源 |
技術設備的現代化，使實驗室建成伊始，就具備*實驗室水平。
3.2、實驗室自動化檢測技術方案
計量箱的試驗項目和內容都比較多，對一件被檢品進行全性能試驗，需要幾個流程、工位。按目前工業自動化生產思路，進行流水化的檢測作業應是比較科學的方案，技術型式上可參照、采用工業流水線模式。考慮到目前電網企業計量器具檢測(電能表、終端、互感器等)都在采用自動化、流水線方式，因此計量箱檢測可借鑒其方式。加之計量箱個體較大、質量較重，對檢測操作、運輸傳送采用自動化或半自動化等方式比較合理。對于運輸機，可考慮移動小車、穿梭車、輸送機等方式，并建立輸送總線及到各工位支線的輸送網絡。同時，還可以積極考慮采用自動監控技術、被試品多媒體信息自動錄入技術，滿足規范性檢測的管理需求，提高產品檢測公正性，提高檢測機構自身的公信力。我司目前也已經成功研發出相關的自動化檢測生產線。
3.3、計量箱試驗流程設計
計量箱試驗項目多達 30 余項，項目多、范圍廣，如果不進行科學設計、無序檢測，即使設備再先進，試驗工作也不可能很好地完成。因此，如何對試驗項目優化分析、合理分組，并盡量降低送檢企業試驗成本，是考核計量箱實驗室技術水平高低的重要標志。過多樣品雖然會帶來檢測效率的提高，但給送檢企業帶來高送檢成本的同時，也會對樣品存貯空間、實驗空間、人員數量帶來較多的需求，場地及人力資源成本的提高及檢測品后續處理帶來的問題應統籌考慮。實驗室檢測效率提高應建立于技術手段的提高及系統優化、科學化管理。
對計量箱 3C 認證驗，樣品為通常 3 只(額定樣品數)，計量箱實驗室全檢樣品送樣數可參考此值。如此可把試驗流程分為 3 節(段)，基本上可兼顧效率與成本。任何一段某試驗節點產品發現缺陷或額定樣品數量中已有一個判定不合格，則試驗“鏈”斷裂，即判定該產品試驗不合格。計量箱多項試驗流程并不是“同類項”合并，同類試驗不一定要在同一時間或同一個工位、同一個分實驗室做。 圖 1 為計量箱樣品的試驗的全部流程，為一種優化后的檢測程序方案。
3.4、計量箱實驗室規劃方案
低壓計量箱試驗內容整體分為計量箱材料試驗與整機性能試驗(含附件試驗)。對多數電力檢測機構，都已有材料性能實驗室。為充分利用現有資源，本著節約化理念，在新建計量箱實驗室時可不考慮重復建設。應打破專業界限，把計量箱實驗室拆分為兩大分實驗室：整機性能實驗室、材料性能實驗室。對每個分實驗室又可規劃為若干個子實驗室。對整體性能試驗，其試驗空間上可分為 8~10 個區域，包括機械靜載&沖擊載荷試驗區、機械振動區、機械壽命試驗區、淋水試驗區、環境試驗區(1~2 個)、電氣試驗區、電氣開關試驗區、電氣控制室、振動控制室、各個工位試驗臺放置區、輸送線及傳輸區、備品備庫區及臨時倉儲區。每個試驗區平均按 20㎡ 計算，則整體性能試驗區域需要 200 m2，加上倉儲區、運輸通道、安防通道、公共設施等，計量箱整機試驗區域至少應按 300 m2 考慮。由于實驗室所需面積較大，加之振動設備基礎(地基)、淋水試驗供排水系統特殊需求及流水線作業方式，計量箱實驗室宜設計在地面層。
圖 2 為一種計量箱試驗區域規劃參考圖。它考慮了流水線檢測作業方式及工業化廠區布置基本規則。
計量箱實驗室建設是一個全新的系統化技術工程，涉及眾多技術鄰域，在建設過程中還有許多問題去探索；計量箱許多試驗內容涉及多學科、多專業，還有許多課題去研究。計量箱標準及相應實驗室的建立，必將帶來電能計量箱產品更新換代、功能升級及技術、質量、管理方面水平的提高，也必將給電能管理企業帶來顯著的經濟效益與社會效益，同時也為廣大電力用戶的用電計量提供準確、可信的有力保障。可以預見，計量箱實驗室將成為衡量一個電力檢測機構檢測能力的重要標志。
