電能表是電能計(jì)量的儀表，正確計(jì)量電量使電能計(jì)量準(zhǔn)確、公平、公正十分重要，它直接影響到發(fā)、供、用三方的經(jīng)濟(jì)利益。由于它的應(yīng)用面大量廣，除要求安全可靠、性能穩(wěn)定外，提高計(jì)量性能減少自身電量損耗、防止電力用戶(hù)私自改動(dòng)接線、降低計(jì)量成本、安裝使用維護(hù)方便成為從業(yè)人員關(guān)注的重點(diǎn)。

　　1 電能表的現(xiàn)狀

　　目前，使用的電能表在低電壓（0.5 kV）和小電流（< 40 A）的情況下，電能表可直接接入電路進(jìn)行測(cè)量,而在大電流或高電壓的情況下，電能表不能直接接入線路，需配合電流互感器或電流、電壓互感器使用。對(duì)于直接接入線路的電能表，要根據(jù)負(fù)載電壓和電流選擇合適的規(guī)格，使電能表的額定電壓和額定電流，等于或稍大于負(fù)載的電壓或電流。另外，負(fù)載的用電量要在電能表額定值的10%以上，否則，引起計(jì)量誤差超標(biāo)造成線損增大。由于機(jī)械式電能表、電子式電能表結(jié)構(gòu)的原因，使用一段時(shí)間后，電能表誤差會(huì)逐漸變化，所以供電部門(mén)規(guī)定每五年對(duì)電能表輪校一次，否則誤差會(huì)增大，造成電量損失。傳統(tǒng)的機(jī)械式電能表、電子式電能表是將負(fù)載導(dǎo)線接入或負(fù)載導(dǎo)線通過(guò)電流互感器轉(zhuǎn)換的二次電流，接入電能表尾部的端子盒，通過(guò)端子盒內(nèi)的錳銅電阻進(jìn)行采樣，長(zhǎng)時(shí)間使用后易出現(xiàn)接點(diǎn)接觸電阻增大而引起誤差增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)“燒表尾”和防竊電困難。另外，電能表的電流實(shí)際工作范圍，特別是戶(hù)用電能表大多工作在額定工作電流的30%以下，處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)的計(jì)量誤差大多偏負(fù)，經(jīng)常出現(xiàn)總表計(jì)量電量大于分表計(jì)量電量的現(xiàn)象。為解決電能表存在的上述問(wèn)題，具有寬負(fù)載、防竊電、節(jié)能降損、不用配互感器的貫穿電子式電能表，提高了高供低計(jì)、低供低計(jì)供電方式的電能計(jì)量性能，使電能計(jì)量更加準(zhǔn)確、運(yùn)行更為可靠。

　　2 的工作原理及結(jié)構(gòu)

　　近年來(lái)，電子式電能表因其有較好的線性度和穩(wěn)定度，具有功耗小，電壓和頻率響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)被電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。更是利用了電子式電能表的特點(diǎn)，并針對(duì)電子式電能表的不足之處，對(duì)電流輸入回路進(jìn)行了改革，即“表尾”部分進(jìn)行了改革。正是由于這種改革，解決了普通電子式電能表解決不了的問(wèn)題，使電子式電能表的特性更為*。與普通電子式電能表的基本原理相同，是在功率表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，也是采用乘法器實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的測(cè)量。同普通電子式電能表一樣，必須有電壓和電流輸入電路。上百伏的（100~220 V）的被測(cè)電壓經(jīng)電阻分壓器或電壓互感器轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男‰妷盒盘?hào)，方可送入乘法器。幾十安乃至上百安的交流電流值，要將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男⌒盘?hào)交流電壓（或電流），才能進(jìn)行測(cè)量。與普通電子式電能表的電壓輸入電路原理*相同，電流輸入電路不同于普通電子式電能表，它不用錳銅電阻片進(jìn)行分流，而是采用特殊設(shè)計(jì)的大變比小電流電磁式電流互感器，替代錳銅電阻分流電阻Rs，作為電能表的電流輸入回路。它zui大優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)電能的主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離，并可提高電能表的抗*力。其原理圖如圖1所示。

 

　　電流輸入回路采用特殊設(shè)計(jì)的大變比小電流電磁式電流互感器，替代錳銅分流電阻，作為電能表的電流輸入回路。它zui大優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)電能的主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離，并可提高電能表的抗*力。其電器原理圖如圖2所示。

 

　　i（t） = kiiT（t）

　　式中 i （t）——流過(guò)電能表主回路的電流；

　　　　iT（t）——流過(guò)電流互感器二次測(cè)的電流；

　　　　ki——電流互感器的變比。

　　u（t） = i（t）RL = RL

　　式中 u（t）——送入電能計(jì)量單元的電流等效電壓；

　　RL——負(fù)載電阻。

　　應(yīng)用了貫穿式互感器作為電流輸入回路，被測(cè)電流穿過(guò)特殊設(shè)計(jì)的大變比小電流互感器，把幾十安乃至幾百安的交流電流變換成毫安級(jí)的電流送入乘法器，作為可供電能計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。它是電能表與被測(cè)電路的接口，也就是俗稱(chēng)的電能表的“表尾”，由于應(yīng)用了貫穿式互感器替代了錳銅電阻分流器，改變了被測(cè)回路的接入方式，電流輸入原理的不同使與傳統(tǒng)的電能表的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化（見(jiàn)圖3）。它沒(méi)有俗稱(chēng)“標(biāo)尾”的接線盒，只有被測(cè)線路穿線孔，單相表有兩個(gè)孔；三相三線表有三個(gè)孔 ；三相四線表有四個(gè)孔。每個(gè)孔內(nèi)有一個(gè)尖錐螺栓，孔內(nèi)設(shè)有電流采樣的貫穿式電流互感器，互感器的二次接入電能計(jì)量單元，電壓輸入回路的電壓信號(hào)，則由穿透負(fù)荷導(dǎo)線絕緣層的鎖定螺栓，通過(guò)螺栓固定嵌件接入計(jì)量單元。接入的采樣電流、電壓信號(hào)通過(guò)電能計(jì)量芯片轉(zhuǎn)換成與所計(jì)量負(fù)荷電流、電壓成正比的脈沖輸出，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器（或LCD、LED）顯示電量或配合微機(jī)進(jìn)行集中抄表，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。

　　3 的特點(diǎn)

　　結(jié)構(gòu)的變化、電流輸入方式的不同改變了電能表的結(jié)構(gòu)，同時(shí)補(bǔ)足了普通電子式電能表的缺點(diǎn)，使得性能更為*。電流互感器采用了特殊的磁性材料，通過(guò)合理設(shè)計(jì)，使互感器在額定工作電流0.005 Ib至12 Ib的電流范圍內(nèi)誤差曲線平直，誤差的線性度非常好，保證了的寬負(fù)載計(jì)量特性，產(chǎn)品通過(guò)了山東省計(jì)量科學(xué)研究院的的形式評(píng)價(jià)，誤差曲線圖見(jiàn)圖4。

 

　　在（0.05~12） Ib電流范圍內(nèi)誤差幾乎不變，線性度非常好，近乎一條直線，整個(gè)范圍內(nèi)誤差不超0.5%，而且，功率因數(shù)分別為1.0、 0.8（C）、 0.5（L）時(shí)誤差變化很小，不超 0.1%，充分展示出了優(yōu)良的寬負(fù)載特性。經(jīng)過(guò)合理調(diào)整誤差曲線可以調(diào)在零附近，提高的計(jì)量精度變得非常簡(jiǎn)單。使在額定工作電流至12倍的額定工作電流范圍內(nèi)，誤差曲線平直，滿足標(biāo)稱(chēng)精度的要求。利用貫穿式電流互感器作為電能表的電流輸入單元進(jìn)行電流采樣，替代錳銅電阻分流器的電流輸入單元，使得負(fù)載導(dǎo)線不用斷開(kāi)進(jìn)行觸點(diǎn)式連接，而是貫穿電能表的穿線孔既可進(jìn)行電能計(jì)量。這一*設(shè)計(jì)減少了電流回路多個(gè)接點(diǎn)，即決定了除具有普通電子式電能表的特點(diǎn)外，還有許多有利于電能計(jì)量的優(yōu)點(diǎn)。

　　負(fù)載導(dǎo)線貫穿電能表，電流回路無(wú)接點(diǎn)。運(yùn)行電流取決于負(fù)載導(dǎo)線截面，不“燒表尾”。延長(zhǎng)了電能表的使用壽命，并可有效防止短接電能表電流回路、斷開(kāi)電能表電壓回路的竊電現(xiàn)象。

　　不用配互感器、電量直讀。不但減少投資，減少二次回路接點(diǎn)，從而減少了人為的計(jì)量誤差，避免人為造成電量損失及配互感器帶來(lái)的計(jì)量死角段、偏負(fù)段引起的漏計(jì)電量問(wèn)題，降損效果明顯，并有效地避免了錯(cuò)變比、錯(cuò)接線、錯(cuò)匝數(shù)等多種漏記電量和竊電手段的實(shí)施。

　　靈敏度高誤差曲線特性好。啟動(dòng)電流Iq小，無(wú)計(jì)量死角，實(shí)踐證明，與普通電子式電能表誤差相同的情況下，比普通電子式電能表多計(jì)1.5%~2%的電量，減少了因電能表的計(jì)量性能引起的漏計(jì)電量，提高了計(jì)量性能。

　　寬負(fù)載。從額定電流0.5Ib至12Ib的電流范圍內(nèi)，誤差曲線平直，優(yōu)于國(guó)標(biāo)精度要求。有利于提高電能表的計(jì)量精度，12倍的負(fù)載寬度是目前高水平。

　　接線無(wú)方向，無(wú)相序要求。電量計(jì)數(shù)器均為正轉(zhuǎn)，避免人為引起粗大誤差又可有效防止電表“倒轉(zhuǎn)”，也是防竊電的有效措施。

　　節(jié)能。電流取樣回路幾乎無(wú)功耗，與普通電子電能表相比，每支單相表年節(jié)電約2.8 kWh。三相表年節(jié)電約8.4 kWh。若用每年可節(jié)省大量電量損耗，從而節(jié)省計(jì)量成本。

　　防震、防水、防干擾、防過(guò)電壓、過(guò)電流性能好，誤差穩(wěn)定免修調(diào)，可戶(hù)外應(yīng)用。

　　有脈沖輸出接口，可用于集抄。