[摘 要]介紹了帶電流隔離互感器的三相電能表檢定裝置的工原理和應(yīng)用；傳統(tǒng)的直接接入式三相電能表為了能夠多塊表同時(shí)校驗(yàn)，設(shè)置了一個(gè)電壓與電流回路的掛鉤，在校驗(yàn)時(shí)需要脫鉤校驗(yàn)，給管理和操作上帶來不便，新型的電子式電能表電流采用分流器采樣，掛鉤無法設(shè)置；新型的電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置內(nèi)部每表位設(shè)置了一個(gè)高精度的電流隔離互感器，可以實(shí)現(xiàn)電流的隔離，電壓的等電位，從而解決了三相電能表的不脫鉤校驗(yàn)；本文介紹了該裝置的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合我局采購的該種裝置的使用情況，談一下該裝置的具體適用性。

[關(guān)鍵詞]三相電能表檢定裝置、電流隔離、等電位、電流隔離互感器、不脫鉤校驗(yàn)、內(nèi)連接式電能表 
  1.前言
對(duì)于傳統(tǒng)的低壓直接接入式三相電能表，內(nèi)部電壓和電流線圈的同名端是通過一個(gè)掛鉤短接在一起的，該掛鉤的設(shè)置目的是為了實(shí)現(xiàn)多塊表的同時(shí)檢定；如果在多塊表接入同一電流、電壓回路，不脫掛鉤的等效原理圖如圖一所示，由于后面表只的電壓回路電流在前面表的電流回路上形成了一個(gè)電壓降，造成每只表的電壓線圈不等電位，同時(shí)由于電壓線圈的電流也使每個(gè)表位的電流回路不等電流，從而無法實(shí)現(xiàn)多表位單回路檢定。 由于電壓掛鉤的存在給電能表的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和使用均帶來了一定的影響，特別是在檢驗(yàn)過程中需要校前松開掛鉤，校驗(yàn)完成后閉合掛鉤，而一旦忘記閉合掛鉤或接觸不好，就使得表計(jì)安裝到現(xiàn)場后無法正確計(jì)量，造成計(jì)量事故或電量損失；再者對(duì)于一些在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題不便拆封的電能表的仲裁，也無法實(shí)現(xiàn)多表位的同時(shí)檢測，只能單只表進(jìn)行檢測，同時(shí)電壓掛鉤的存存地也給防竊電管理工作帶來了一定的困難，掛鉤的人為松動(dòng)或由于其它原因的接觸不良均會(huì)給電能計(jì)量帶來損失。 而對(duì)于近年來興起的電子式電能表，其工作原理是通過電壓、電流取樣送到專用的電能計(jì)量芯片中進(jìn)行電能計(jì)算和累計(jì)，電壓取樣可以分為變壓器取樣和電阻分壓兩種方法，電流取樣可以分為電流互感器取樣和錳銅電流分流器兩種方法；電壓采用電阻采樣、電流采用分流器是一種最為經(jīng)濟(jì)、可靠、準(zhǔn)確度高的取樣方法，但是這種取樣無法電壓電流的隔離，也既無法設(shè)置掛鉤，給電子式電能表的進(jìn)一步展帶來了定的制約。 歐美的大多數(shù)居民用戶多以三相直接接入式電能表為主，而近年來的發(fā)展多以電子式電能表取代傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表，并且在電表廠設(shè)計(jì)、電力公司采購過程中明確規(guī)定電壓、電流回路外部不設(shè)掛鉤，采用內(nèi)連接的方式，而國內(nèi)某些地區(qū)如上海也已實(shí)現(xiàn)了三相直接接入式電能表不設(shè)外部掛鉤的試點(diǎn)試驗(yàn)工作。

圖一、電能表不脫鉤接入的等效原理圖
從上述情況可以看出，傳統(tǒng)的三相電能表檢定裝置已不能滿足新的市場和用戶需求，而電能表的發(fā)展方向也朝著電子化、內(nèi)連接的方向發(fā)展；因此需要一種新型的電能表檢定裝置能夠?qū)崿F(xiàn)三相電能表的不脫鉤校驗(yàn)，也即保證多塊電能表掛接接入時(shí)，保證每塊電能表的電壓回路等電位，電流回路等電流；可喜的是，國內(nèi)目前已出現(xiàn)的相關(guān)的產(chǎn)品，以鄭州三暉電氣有限公司等為代表的電能表檢定裝置生產(chǎn)廠家已研制出了新一代的電流隔離型的三相等電位電能表檢定裝置，并且在國內(nèi)外取得了一定的應(yīng)用和推廣；我局于2006年進(jìn)行計(jì)量中心的組建過程中，考慮到未來技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際管理的需求，訂購了兩臺(tái)DZ603-12三相電流隔離型等電位電能表檢定裝置，在裝置的生產(chǎn)、驗(yàn)收和使用過程中，對(duì)該裝置取得了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，現(xiàn)做以總結(jié)，以供交流。
2.電流隔離型電能表檢定裝置的工作原理 單相電能表檢定裝置的多表位不脫鉤校驗(yàn)是通過增加電壓隔離互感器實(shí)現(xiàn)的，但在三相電能表檢定裝置中，是無法采用電壓隔離的，如下圖二所示，由于有電壓公共端的存在，電壓無法實(shí)現(xiàn)完全隔離，以一號(hào)表的A相電壓元件為例，施加的隔離電壓Ua1又通過Rai1、Rau2、Rcu2、Rci1、Rcu1構(gòu)成了分流回路。因此，三相電能表多表位不脫鉤校驗(yàn)的唯一解決辦法是通過電流隔離，其電原理如圖三所示，在每一表位的電流回路設(shè)置一組三相1：1的電流隔離互感器，通過電流隔離實(shí)現(xiàn)每表位的等電位。

圖二、三相表電壓隔離的等效原理圖

圖三、三相電能表電流隔離原理
3.裝置的技術(shù)特點(diǎn) 如上所述，三相電流隔離等電位電能表檢定裝置與傳統(tǒng)三相電能表檢定裝置的最大不同是增加了電流隔離互感器，但也不是簡單的增加普通的互感器，裝置針對(duì)增加互感器后進(jìn)行了全面的針對(duì)性的技術(shù)設(shè)計(jì)，裝置的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 3.1 高精度的電流互感器 依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程要求，0.1級(jí)的裝置要配備0.01級(jí)的互感器，并且互感器的電流范圍和負(fù)載范圍均要求非常寬，要滿足裝置需求，電流范圍至少要做到0.1A~100A，負(fù)載范圍從0.1VA~30VA，傳統(tǒng)的互感器是無法實(shí)現(xiàn)這樣的要求的，DZ603三相電流隔離等電位電能表檢定裝置采用有源電子補(bǔ)償式電流互感器，通過專用的誤差檢測和補(bǔ)償回路，實(shí)現(xiàn)了高精度、寬范圍的電流互感器，達(dá)到了上述的基本要求。 3.2全面互感器保護(hù)措施 電流互感器二次開路可能造成互感器損壞，二次過載則使準(zhǔn)確度喪失，而在裝置的使用過程中這兩種現(xiàn)象是不可避免的，DZ603裝置采用了全面的防護(hù)和保護(hù)措施，互感器設(shè)置了專門的防二次開路保護(hù)單元，能夠在二次開路或過載時(shí)時(shí)自動(dòng)保護(hù)，并且有聲光報(bào)警指示相應(yīng)的故障表位或相別，能夠依據(jù)指示做出相應(yīng)的處理，方便使用。 3.3更大的電流輸出功率 由于電流互感器的存在，電流需要更大的輸出功率以適應(yīng)每個(gè)互感器每個(gè)表位二次端均能輸出不小于30VA的功率，加上互感器本身的損耗和線路損耗，電流的輸出功率要至少保證每個(gè)表位50VA，16表位的DZ603電源最大輸出功率達(dá)1000VA每相，確保足夠的帶載能力。 3.4結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì) 由于互感器不可能距離掛表座太遠(yuǎn)，裝置的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了適應(yīng)性的布局設(shè)計(jì)，以保證二次線路損耗最小，能夠提供更大的外部輸出。 3.5測方式的適應(yīng)必改進(jìn) 由于每個(gè)表位均有電流互感器，除了互感器要進(jìn)行單獨(dú)的檢測以外，在對(duì)裝置綜合誤差測試時(shí)，也要對(duì)每個(gè)表位進(jìn)行綜合誤差的測試，以保證各個(gè)表位的誤差一致性；由于電流隔離互感器不像電壓隔離互感器那樣共用一個(gè)初級(jí)和鐵芯，不存在不同表位的負(fù)荷差異影響。4.裝置的測試結(jié)果 裝置在生產(chǎn)完成后，我們進(jìn)行了廠驗(yàn)，由于與傳統(tǒng)的裝置有所不同，本次廠驗(yàn)的內(nèi)容也相當(dāng)?shù)脑敿?xì)，針對(duì)裝置的各項(xiàng)功能指標(biāo)進(jìn)行了全面的測試，對(duì)于多功能的實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)軟件的適應(yīng)性也進(jìn)行了考核，特別是針對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度、帶載能力進(jìn)行了試驗(yàn)與測試，通過實(shí)地測試，該款裝置的電流互感器的相關(guān)指標(biāo)還是能夠保證0.1級(jí)裝置的需求的，針對(duì)帶不同電流范圍的電能表進(jìn)行了對(duì)比性的測試，互感器也能夠適應(yīng)不同電流范圍的電能表，當(dāng)輸出電流小至100mA時(shí)，互感器后的綜合誤差還能保持在0.05以內(nèi)，能夠滿足檢定經(jīng)互感器接入的1.5(6)A的電能表的小電流的輸出要求。
5.裝置的使用情況 該裝置于2006年10月份交貨，目前已安裝到位，調(diào)試完畢，投入生產(chǎn)運(yùn)行，在期間我們又對(duì)該裝置進(jìn)行了測試與試驗(yàn)，通過測試表明電流互感器的可靠性高，誤差穩(wěn)定，對(duì)于開路或過載也能自動(dòng)報(bào)警保護(hù)，在具體使用過程中，由于不用再斷開電壓掛鉤，簡化了檢定過程，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也杜絕了電壓掛鉤忘掛或接觸不好的事情發(fā)生，對(duì)于傳統(tǒng)的電能表檢定方式，無異于是一場革新，同時(shí)也為將來使用和檢定內(nèi)連接式電能表打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：[1] 鄭州三暉電氣有限公.DZ603電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[R].2005.[2] 鄭州三暉電氣有限公.DZ603電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置使用手冊(cè)[R].2006.作者簡介：劉春強(qiáng)，男，工程師，全國電工儀器儀表標(biāo)委會(huì)委員，主要從事電能計(jì)量管理工作章根米，男，工程師，主要從事電能計(jì)量技術(shù)工作