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摘要：电能表是电能计量的重要装置，其计量的准确性和可靠性直接关系到电能交易的公平性，因此电能表在供电部门要进行全方位全指标的测试以保证其性能。在电能表的诸多检定项目中，电磁兼容性检测是一项关键的指标，在这一指标的检定过程中，电磁干扰的影响导致测量误差较大。因此为了提高电能表检定实验的准确性和精度，必须对电能表检定装置采取抗电磁干扰措施，以实现在电磁干扰环境下也能够对电能表进行准确的检定。
关键词：电能表；检定装置；电磁干扰；抑制措施
1.导言
电能表作为电能计量的关键设备，必须保证其准确性。电能表的准确性和可靠性除了在设计上进行保证外，还需要在检定方面保证其准确定。这就要求电能表的检定装置必须准确可靠。在电能表检定过程中，电子式电能表在进行射频电磁场抗扰度试验、快速瞬变脉冲群试验、射频场感应的传导骚扰抗扰度试验和衰减振荡波抗扰度试验等四项EMS抗扰度试验时，需要考核电子式电能表在无干扰和有干扰状态下误差的变化量。然而在电磁兼容抗扰度试验中使用的电能表检定装置，它作为辅助设备测量电能表误差时，往往发现电能表能正常工作而电能表检定装置出现复位、误动作和死机等现象，特别是在电快速瞬变脉冲群试验中，干扰信号对电能表检定装置影响明显，无法用电能表检定装置准确测量电能表误差。所以必须对电能表检定装置采取抗电磁干扰措施，使其在电磁干扰下正常工作，实现在电磁兼容抗扰度试验时准确测量电能表误差。
2.电能表检定及检定装置
2.1电能表检定中误差测量方法
电能表检定过程中，根据提供电压和电流信号方式的不同，可以分为虚负载测量法和实负载测量法，如下对两种方法进行简要介绍。
（1）虚负载测量法
这种测试方法是设计一种电能表检定装置对电能表测量精度进行检定。检定过程中，电能表检定装置模拟用电环境，发出正弦的电流信号和电压信号，信号经过功率放大环节后，将信号放大，同时传送给被检定电表和标准电能表，通过对比标准电能表和被检定电表的结果误差，判定被检测电表的计量准确性。
（2）实负载测量法
这种方法与虚负载测量法不同，它是让被测电表和标准电表同时对真实的负载进行测量，负载通常采用照明灯具或者电热炉等，通过一段时间的测量，对比标准电表和被测电表的误差，判断被测电表的准确性。
2.2电能表检定装置
电能表检定装置是一个复杂的检验设备，其组成部分包括基本的结构框架、常规电器设备、仪器仪表以及走线和接口等。电能表检定装置与电能表一样也有精度等级，目前对电能表检定装置的精度等级定义有0.01级、0.05级、0.1级和0.2级等。不同精度的检定装置可以检定不同等级的电能表。最早的电能表检定装置是基于电工式产品，随着电子技术和芯片技术的发展，其逐渐发展到电子式检定装置，在通信技术和计算机控制技术的发展背景下，又逐渐升级到程控式检定装置。
图1程控式检定装置
程控式检定装置是在电子式电能表检定装置的基础上，通过采用计算机控制电子器件，实现电能表检定的全自动化实施，通过设备程控系统，使得在检定时，只需要在计算机中输入相关参数，点击执行即可。基本实现了电能表检定的全自动化操作。使用方便，对人员水平和数量要求都降低，可以极大的提高工作效率。
3.电能表检定装置干扰状况分析
3.1电磁干扰与电磁兼容技术
电磁兼容英文名称为electromagneticcompatibility，简称EMC，它包括两部分内容，一是设备或者系统本身在电磁环境中能够正常工作不受影响，表征的是一种耐受电磁干扰的能力，二是设备或者系统本身工作时，不会对其他设备造成干扰。电磁干扰英文名称为electromagneticinterference，简称为EMI。它是指电气设备工作后，因为电生磁、磁生电的原理向周围空间辐射磁场的效应，从而会对其他设备产生影响。电磁干扰根据干扰路径和干扰源等方面，又可以分为辐射、传导以及干扰产生等。
3.2电能表检定装置中电磁干扰的来源
要进行抗电磁干扰措施，首先要明确电磁干扰的来源。根据干扰的不同可以分为电压回路、电流回路、工作电源线路、接地线和脉冲接收回路等不同的干扰途径。
图2电能表检定装置的干扰途径
其中工作电源线是指给电能表检定装置供电以及给电能表供电的传输线，其本身会含有干扰。比如电网中的电力谐波等，这些谐波会对电能表检定过程产生影响。接地线本身也会带有带有干扰，其原理与工作电源线相似，在电力设备中，都要求设备良好接地，把设备上的静电等通过接地线传到到大地中。如果接地不好，也会从接地线上引入干扰信号。电流回路和电压回路是为电能表做计量功率的输入线，该线路上存在干扰也会对电能表检定产生影响。而脉冲接收回路是电能表计量采集后的输出回路，此线路上的干扰将直接影响计量准确性。
4.电能表检定装置抗电磁干扰方法和措施
4.1抑制电磁干扰的相关器件
常用的抗电磁干扰器件有共模扼流线圈、电容器、电感器、滤波器、铁氧体EMI抑制元件和光隔离器件等。
4.2设计抗电磁干扰滤波器
电磁干扰的滤除原理是滤除电磁干扰信号而允许有用信号传输，在对电能表进行电磁兼容抗扰度检定时，有用的信号为工频50Hz信号，滤除的干扰信号频率为100kHz～420MHz的高频信号，因此滤波器设计基本以低通滤波器为主。
低通滤波器设计充分利用电感、电容、铁氧体和共模扼流线圈等器件，实现对不同干扰通道上干扰信号的滤除，根据电容的频率特性，其应该并联在传输信号线上，滤除差模干扰信号，而电感应该串联在传输信号线上，抑制高频信号，铁氧体应串联在信号传输线上，抑制高频干扰信号，共模扼流线圈串接在信号传输线上，滤除共模干扰信号。在滤波器的设计上，除了对相关滤波器件的合理选择、器件参数的计算外，还需要对电路板的设计进行考虑，因为电路板本身作为信号传输和器件的承载，对滤波效果起到决定作用，因此充分考虑电路板的隔离设计、信号回路设计、旁路设计、叠层设计等。
4.3设计抗干扰电路的PCB
抗干扰电路都是基于电子器件，因此同时还要设计该电路的PCB电路板。电路板的设计同样会影响滤波电路工作的效果。在滤波电路的PCB设计中，要综合考虑电路板的叠层因素、器件因素、布局因素、布线因素以及针对电路板上的隔离因素。
5.结论和展望
本文通过查阅大量有关电能表检定与电磁干扰的相关论著，根据所在单位的具体工作实际，确定了电磁干扰的耦合路径，包括电压回路上的干扰信号、电流回路的干扰信号、脉冲回路的干扰信号和工作电压源和接地线上的干扰信号五部分，并给出了抑制电磁干扰的措施。
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论文作者:杨敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
标签：电能表论文; 干扰论文; 装置论文; 信号论文; 电磁干扰论文; 回路论文; 测量论文; 《防护工程》2018年第27期论文;