【2017年整理】工频磁场对单相电能表的影响0724.doc

工频磁场对单相电能表的影响 谢永明，李英莲 （华立仪表集团股份有限公司，浙江 杭州 310023） 摘要：针对单相电能表在0.5mT工频磁场干扰下存在误计量的问题，分析其主要原因在于工频磁场在电能表电流采样回路上产生了大于电能表起动的感应电流。对此，本文通过定量分析0.5mT工频磁场的影响量，根据磁通在环中感应抵消measurement error problem exists in the single phase electricity meter under the 0.5mT power frequency magnetic field interference, this paper concludes the main reason is that the current generated by the power frequency magnetic field is larger than the start current in the current sampling circuit of electricity meter. This paper analyzes quantitatively the value interfered by the 0.5mT power frequency magnetic field, based on the theory of “the induced voltage generated by magnetic flux in the alternating loop offsets each other, and proposes the method of only perforating the shunt and changing the welding position of twisted-pair cable to reduce the induced current in the current sampling circuit , but not changing the original circuit design. Actual experiments in the external power frequency magnetic field demonstration proved the feasibility of this method. Key words:0.5mT power frequency magnetic field; Current sampling circuit; Induced current; Shunt; Twisted pair 0 引言 电能表工作现场常因安装和布线不合理，使电能表处于空间工频磁场中，引起误计量，给用户带来额外的电费。为保证电能表在现场复杂的工频磁场环境中可靠工作，2013年国网新标准Q/GDW1364-2013（代替Q/GDW 364-2009）新增了一条：“0.5mT工频磁场无负载，电能表电压线路通以115%Un，电流回路无电流，将0.5mT工频磁场施加在电能表受磁场影响最敏感处，在20倍的理论起动时间内电能表不应产生多于一个的脉冲输出”[1]。工频磁场对电能表的影响主要是工频磁场产生的磁通在电能表的电流采样回路中产生感应电动势，使电能表误计量。最不利的方向即最敏感处为电磁场与电能表电流测量回路正交方向[2]。尤其是单相电能表采用分流器采样，电流采样信号小，容易受干扰。那么为什么会选用磁感应强度为0.5mT的工频磁场对电能表进行试验，其对电流测量回路的具体影响量有多少？怎样才能减小这些影响量？本文针对分流器采样的单相电能表进行了讨论（以下未特殊说明，电能表特指分流器采样的单相电能表）。 1 0.5mT工频磁场的产生 电能表安装到现场后，L、N上接额定电压，电能表处于工作状态，在电流线路无电流的情况下，若电能表附近有一根大电流线路靠近电能表时，如图1所示，对电能表测量会造成怎样的影响呢？ 首先介绍一下电能表测量的原理：电能表通过计量芯片采集输入电能表的电压信号和电流信号，并将采集到的信号变换成数字信号进行运算处理并输出显示。其中电压线路通过电阻分压采样；电流线路通过分流器电阻采样。由于电压线路采样信号比较大(几百mV)，故工频磁场对电压采样回路的影响可以忽略。而电能表的计量芯片一般采用集成芯片，所以受工频磁场的影响小。且电能表内传输的信号都是数字信号，因此工频磁场对控制和输出显示部分的影响小。而采用分流器采样的电流线路信号很小，对起动电流的采样只有几μV， 图1 大电流对电能表的影响 Fig.1 Large curr