چه آزمون‌هایی برای یک شمارنده هوشمند برق کارآمد مورد نیاز است

در دنیای امروز، عدم پوشیدن ساعت معمول شده است، اما عدم داشتن گیرنده برق موضوع جدی است. به عنوان یک وسیله اندازه‌گیری حیاتی در زندگی روزمره مردم، گیرنده برق ابزار ضروری برای اندازه‌گیری مصرف برق و صدور قبض در هر خانوار است. با توجه به نیازهای استراتژیک کشوری فعلی برای توسعه شبکه هوشمند، گیرنده‌های هوشمند برق به طور گسترده‌ای استفاده و ترویج یافته‌اند که فرصت‌های بازار جدید و گسترده‌ای را به صنعت اندازه‌گیری آورده‌اند.

در اوایل دهه ۱۹۹۰، خانوارها معمولاً از گیرنده‌های مکانیکی سنتی استفاده می‌کردند. وقتی این گیرنده‌های مکانیکی به مدار متصل می‌شدند، دو جریان متناوب از طریق سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کردند که میدان مغناطیسی متناوب در هسته‌های آهنی آن‌ها ایجاد می‌کرد. این میدان‌های مغناطیسی متناوب از طریق یک دیسک آلومینیوم عبور می‌کردند و جریان‌های دوگردشی در آن ایجاد می‌کردند. تعامل این جریان‌های دوگردشی با میدان مغناطیسی گشتاوری ایجاد می‌کرد که باعث چرخش دیسک آلومینیوم می‌شد. هر چه توان بار بیشتر باشد، جریان عبوری از سیم‌پیچ بزرگ‌تر خواهد بود، که منجر به جریان‌های دوگردشی قوی‌تر و گشتاور چرخشی بزرگ‌تر روی دیسک می‌شود. توان مصرفی توسط بار متناسب با تعداد چرخش‌های دیسک آلومینیوم بود. در مقایسه، گیرنده‌های هوشمند برق کاملاً از المان‌های الکترونیکی تشکیل شده‌اند. آن‌ها ابتدا ولتاژ و جریان کاربر را نمونه‌برداری می‌کنند، سپس از مدارهای مجتمع الکترونیکی اختصاصی برای پردازش داده‌های جمع‌آوری شده ولتاژ و جریان استفاده می‌کنند و آن‌ها را به پالس‌های متناسب با انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. در نهایت یک میکروکنترلر این پالس‌ها را پردازش کرده و آن‌ها را به عنوان مصرف اندازه‌گیری شده برق نمایش می‌دهد.

روش‌های تأیید این دو نوع گیرنده نیز متفاوت است. گیرنده‌های مکانیکی سنتی مصرف برق را با کشف کار مکانیکی اندازه‌گیری می‌کنند—به این معنا که گیرنده فقط زمانی چرخیده و مصرف را ثبت می‌کند که دستگاه‌های برق فعال باشند. خارج از مصرف فعال، گیرنده مکانیکی خواندن را تجمع نمی‌کند. در مقایسه با گیرنده‌های مکانیکی سنتی، گیرنده‌های هوشمند نه تنها اندازه‌گیری انرژی را ارائه می‌دهند بلکه عملکردهای مدیریت هوشمند مانند ثبت داده‌ها، نظارت بر مصرف برق و انتقال اطلاعات را نیز ارائه می‌دهند.

با این حال، نمی‌توان نادیده گرفت که گیرنده‌های هوشمند در نهایت دستگاه‌های الکترونیکی هستند که مستعد تداخل از آب و هوا، میدان‌های الکترومغناطیسی و سایر عوامل محیطی خارجی هستند. دقت اندازه‌گیری آن‌ها نه تنها بر سود اقتصادی شرکت‌های برق بلکه به طور مستقیم بر منافع مالی مصرف‌کنندگان تأثیر می‌گذارد. بنابراین، برای بهبود بهتر کیفیت گیرنده‌های هوشمند برق، انجام آزمون‌های لازم غیرقابل انفصال است.

روال‌های تأیید معمولاً شامل الزامات عمومی مکانیکی و الکتریکی و شرایط آزمون، الزامات نشان‌گذاری عملکرد، الزامات و شرایط آزمون مرتبط با محیط‌های آب و هوایی و الکترومغناطیسی، آزمون‌های مقاومت در برابر تأثیرات خارجی، الزامات نرم‌افزارهای تعبیه شده، به همراه مدارهای ورودی و خروجی کمکی، شاخص‌های عملیاتی و خروجی‌های آزمون برای تجهیزات اندازه‌گیری انرژی است.

معمولاً، توان تاب‌آوری گیرنده‌های هوشمند در برابر تداخلات الکترومغناطیسی با آزمون عملکرد آن‌ها تحت انواع مختلف تداخلات الکترومغناطیسی ارزیابی می‌شود. استاندارد GB/T 17215.211 "تجهیزات اندازه‌گیری الکتریکی برای جریان متناوب—الزامات عمومی، آزمون‌ها و شرایط آزمون—بخش ۱۱: تجهیزات اندازه‌گیری" آزمون‌های مختلف تاب‌آوری برای گیرنده‌های هوشمند برق مشخص می‌کند.

در حال حاضر، این استاندارد در حال بازنگری بیشتر است و نسخه به‌روز آن عوامل تداخل بیشتری اضافه کرده است. یک آزمون مهم جدید برای آزمون تاب‌آوری سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) گیرنده‌های هوشمند برق معرفی شده است: آزمون جریان بیش از حد کوتاه‌مدت. استاندارد جریان پالسی اوج ۶۰۰۰ آمپر را به عنوان جریان ماکزیمم مشخص می‌کند که به طور خاص برای ارزیابی خسارت و تغییرات عملکرد گیرنده‌های هوشمند برق ناشی از پالس‌های جریان توان بالا در لحظه طراحی شده است.