| 目前智能电能表中普遍使用的是电子式电压、电流互感器，其特点是精度高、动态测量范围大、抗电磁干扰性能强、体积小质量轻等。考量电压、电流互感器优劣的指标有精度、线性度和抗电强度。
2.5光电耦合器
光电耦合器简称光耦，以光为媒介、按照“电-光-电”的方式实现信号的传输，使输入、输出之间实现电气隔离。智能电能表电路设计中，光耦一般配置在功能脉冲输出端和RS485接口电路端，不仅提高电路的电绝缘能力和实现输入、输出电气隔离，还能提高电路抗干扰能力和共模抑制能力。光耦的主要性能指标参量有电流传输比CTR、正向压降V、反向击穿电压V以及工作温度。
2.6片式二极管
在智能电能表中，片式二极管主要有整流二级管、稳压二极管、瞬态抑制二极管等。整流二极管在智能电能表中主要用于电源的整流，其性能指标有反向耐压、正向最大电流、反向电流。稳压二极管和瞬态抑制二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，在临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，电流增加而电压则保持恒定，用于保护接口电路，这两种二极管主要用于通讯接口的保护，其性能指标有稳定电压、电压温度系数、稳定电流、最大允许功耗等。
2.7压敏电阻
压敏电阻一般安装在智能电能表相线输入最前端，对于三相四线表加在各相线与零线之间，对于三相三线表加在各相线（A、C相）与B相之间。作为一种电路保护元器件，压敏电阻主要用于泻放线路上瞬间脉冲电压和浪涌冲击，以保护后端电路和精密元器件免受损坏，其主要性能指标为动作电压、工作电压和冗余量。
需要指出的是，除上述主要元器件外，其它一些元器件的优劣也影响着智能电能表性能。如电压采样使用的取样电阻，其阻值受环境温度和外部强电压影响较大进而影响电压采样的准确性和电能计量准确性。因而，取样电阻的优劣部分程度上决定着智能电能表能否通过温度试验和耐压试验。
3.智能电能表性能检验
智能电能表性能检验分为出厂检验、型式检验、全性能检验、抽样验收检验和全检验收检验。其中，在生产厂家批量供货前的全性能试验由网省电力计量中心组织实施，以确定电能表规定的特性并证明其与标准要求的符合性。全性能检验包括机械性能、准确度、功能性、电气性能、费控、电磁兼容性等10个大项、计59个小项的试验。当前，对智能电能表的硬件电路检验方面主要开展的是开盖元器件比对，即依据电表供应商的中标文书中的元器件清单，打开抽样表盒盖进行元器件逐个对照。限于生产厂家的技术保密而无法提供电路设计原理图，硬件电路其它性能，如PCB布线的合理性，是难以直接实施检测的，需要通过其它项目试验如电气性能试验和电磁兼容性试验来反映和溯源。如光耦和电源变压器的设计不完善或配置不够会导致电表无法通过绝缘耐压试验，压敏电阻的容量不够会导致电能表无法通过浪涌抗干扰试验，而分流器和互感器由于易受到磁场干扰，它们的性能优劣决定着电表能否通过电磁场辐射抗扰度试验。
实际检验中发现，由于市场元器件采购压力大，部分厂家存在私自更换元器件品牌的情况，如一厂家擅自将原定的NEC光耦更改成光宝光耦。此外，也有厂家试图简化硬件电路设计以降低成本，在一次电快速瞬变脉冲群抗扰度试验中，由于某厂家删去了原有设计中的电源端配置共模电感和匹配电容，导致出现重大不稳定偏差。发现上述情况后，相应厂家均被责令带回电表进行返厂整改。
4.总结
硬件电路的有效设计和元器件的准确配置是智能电能表实现精确电能计量、费控、通信、安全认证等所有预定功能的前提条件。本文介绍的硬件电路设计方案、主要元器件功能与性能指标参数以及在实际检验中发现的情况、总结的经验将会给网省和地市计量检定人员提供一些参考，以确保智能电能表安装前检定工作的完成。
参考文献
1 宗建华,闫华光,史树冬等.智能电能表. 北京:中国电力出版社. 2010.9.
2 国家电网公司企业标准. Q/GDW 354-2009: 智能电能表功能规范.
3 张瑞占,屈百达. 基于ATT7022B三相精确计量智能电能表设计. 电子测量技术. 2008, 9(31): 150-153.
4 钱云,庄严,鲁子卉. 基于CS5460A芯片的智能电能表设计. 仪表技术. 2007(5): 8-10.
5 炬力集成. 多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片ATT7022B用户手册. 2005.03.28
6 Texas Instruments. MSP4305438 datasheet.
7 张亚东. 电力系统微机型产品的电磁兼容设计. 广东电力. 2002, 15(3): 45-48
8 郭志忠. 电子式电流互感器研究评述. 继电器. 2005, 33(14): 11-14
9 程开富. 光电耦合器的发展及应用. 国外电子元器件. 2002(1): 64-66
10 庄严. 静电浪涌吸收元件——片式多层压敏电阻器. 电子科技导报. 1996(12): 30-33 2/2 首页 上一页 1 2 |
