淺談電能表電磁兼容輻射干擾問題及解決措施

張春燕 郭俊華

摘 要：近年來，隨著電力企業(yè)發(fā)展速度的加快，大規(guī)模的高頻率電磁設(shè)備得以廣泛的應(yīng)用，電磁兼容問題隨之而來，對電能表的正常使用和穩(wěn)定性帶來了較大的影響。業(yè)內(nèi)人士也加大了對電能表電磁兼容問題的研究力度，以便能夠更好地對電能表電磁兼容輻射干擾問題進行很好的解決，確保電能表能夠穩(wěn)定的運行。文章對電能表的主要干擾類型及其測試方法進行了分析，并進一步對電能表電磁兼容問題的解決措施進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：電能表；電磁兼容；干擾

前言

目前電力企業(yè)加大了對電網(wǎng)改造的力度，現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)系統(tǒng)得以建立起來，智能電能表在電網(wǎng)中得到大規(guī)模的應(yīng)用，成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)。智能電能表的應(yīng)用，對于我國供電系統(tǒng)工作效率的提升發(fā)揮了積極的作用，使電力供應(yīng)成本得以降低，確保了電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。但在智能電能表使用過程中，不可避免地會受到來自于高頻率電磁設(shè)備的電磁干擾，使電能表的性能和運行的穩(wěn)定性受到影響。特別是在出現(xiàn)同頻率干擾時，則會使電能表無法正常進行工作，對整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重的影響。所以在當(dāng)前智能電能表的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，需要將電磁干擾抵制和電磁兼容問題作為一個重要的指標(biāo)，從而使其得到有效的解決。

1 電能表的主要干擾類型及其測試方法

1.1 電快速脈沖干擾

電能表在運行過程中受到的電磁干擾較多，其中非常重要的一個部分即是自身的電脈沖干擾，這種干擾通常會在電能表結(jié)構(gòu)內(nèi)切換機械開關(guān)時產(chǎn)生，而且這種電快速脈沖具有快速的周期性特點，發(fā)生時呈現(xiàn)群體性，會對電能表內(nèi)的器件進行充電，時間一長，則會使電能表的性能下降，使其無法正常運行。

判斷電能表是否受到電磁干擾則需要利用電快速脈沖測試。這種測試其主要需要針對電能表的電源干擾抑制能力和輸入輸出電路的干擾抑制能力來進行。由于電源和輸入輸出電路所產(chǎn)生的干擾的實現(xiàn)形式不同，電源是通過耦合網(wǎng)絡(luò)的形式實現(xiàn)的，而輸入輸出電路則是通過電容耦合的形式實現(xiàn)的，所以在進行測試時通常都會利用臺式設(shè)備來進行。測試時需要對電能表的工作性能進行檢查，確定其是否處于正常工作狀態(tài)下，然后才能利用電磁兼容發(fā)生器的形式來對電快速脈沖完成測量，在操作時需要分組進行，并做好相關(guān)的記錄，便于對后期進行分析。這種電磁干擾測試方法對于電能表電磁干擾初步的判斷具有較好的適用性。

1.2 外界高頻率電磁干擾

對于外界高頻率電磁干擾的產(chǎn)生，其干擾源較為廣泛，不僅包括工業(yè)電磁輻射，同時還包括一些具有高頻率電磁波功能的儀器設(shè)備，而對電能表的電磁干擾最為明顯的當(dāng)屬于個人移動電話。由于其頻率都在800MHz～1900MHz之間，所產(chǎn)生的電磁干擾對電能表的影響十分明顯，使電能表無法穩(wěn)定的進行工作。而且我國個人移動電話具有較高的普及率，所以對于外界的高頻率電磁干擾應(yīng)該重點考慮個人移動電話所帶來的干擾。所以需要對高頻率電磁干擾進行測試，通常采用外加干擾源的方式進行，測試環(huán)境會選擇在微波暗室環(huán)境下進行操作，利用完整的電磁收發(fā)系統(tǒng)，通過對不同工作頻段的天線接入到信號源發(fā)射端，這樣天線會發(fā)射出來不同頻率的電磁波，所選擇的天線以全向輻射天線為主，這能夠有效的保證環(huán)境與真實環(huán)境的符合度。在測試過程中通過對不同頻率電磁波下電能表的工作狀況進行記錄，從而電磁波對電能表的干擾程度進行分析，可以準(zhǔn)確、真實的將外界高頻率電磁干擾對電能表工作性能的影響反映出來。

1.3 電磁感應(yīng)引起的傳導(dǎo)干擾

這種干擾主要是由電磁的本質(zhì)決定的，可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律來分析，主要是一些需要進行高頻率電磁感應(yīng)的器件（如常見的節(jié)能燈、電焊機等）所產(chǎn)生的，其干擾的頻率主要分布的HF頻段，因此，對于電能表的正常工作也有著很大程度的影響，其影響主要是由于電能表內(nèi)部的設(shè)備之間的連接線可能達到低頻率的幾個波長，從而引起電磁波的諧振，進而對電能表的正常工作產(chǎn)生影響。在進行這種由于電磁感應(yīng)引起的外界干擾時，主要是通過低頻段的耦合網(wǎng)絡(luò)進行的，并且在實際的測試過程中要做好電纜線的連接，其連接形式要與實際的工作情況相似，以更好的反映出低頻率通過電纜線對電能表產(chǎn)生的影響。在進行一個端口測試的同時，一定要保證其他的空閑端口接入50歐姆的匹配負(fù)載，以更好的增加測試的精度。

2 電能表電磁兼容問題解決措施

2.1 基于硬件的抗干擾措施

在對電能表的抗干擾技術(shù)進行研究時，對硬件方面進行考慮是必然的一個環(huán)節(jié)，長期的實踐經(jīng)驗表明，硬件部分所帶來的電磁干擾，很多時候是由于電源線付入設(shè)備的，從而使設(shè)備的正常工作受到影響，所以在電能表電磁兼容的研究上，對電源的設(shè)計是抗干擾的關(guān)鍵所在。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，目前市場上的器件和產(chǎn)品層出不窮，對于電源線的干擾都能起到極好的控制和抑制作用，所以在實際選擇中，需要對智能電能表的運行環(huán)境和成本進行充分的考慮，從而選擇抗干擾能力強，而且經(jīng)濟性較好的產(chǎn)品。主要選用的器材有：壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管（簡稱VTS）和隔離變壓器，壓敏電阻用于吸收瞬變電壓，應(yīng)根據(jù)使用電路的工作電壓的1.2～1.4倍的關(guān)系來選擇其標(biāo)稱電壓（考慮到使用電壓的波動范圍），同時還要注意有效值和峰值間的換算。VTS具有極快的響應(yīng)時間和非常高的浪涌吸收能力，用于保護電路免受靜電、電感負(fù)載切換過程以及感應(yīng)雷擊所產(chǎn)生的瞬時過電壓。隔離變壓器通過實現(xiàn)電路和電路之間的電器隔離，解決地線環(huán)路電流帶來的干擾，對低頻干擾尤其有效。

2.2 基于軟件的抗干擾措施

電能表的使用是為了能夠在電網(wǎng)運行過程中，準(zhǔn)確的對數(shù)據(jù)進行記錄，以便于更好地對電費進行回收。一旦電能表計量出現(xiàn)錯誤，則會使電網(wǎng)的正常運行受到影響，給電力企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失。為了避免電能表在工作過程中由于受到電磁干擾而出現(xiàn)較大的錯誤，因此利用軟件來加強抗干擾能力。通過在軟件中進行陷阱的設(shè)計，可以有效的避免系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生錯誤陷入死循環(huán)狀態(tài)，同時加強對輸入輸出端口進行設(shè)置，也能有效的減輕由于端口功能變化而對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性帶來的影響，提高系統(tǒng)運行的安全性。最后，為了更好地確保電能表計量中的精確度，則需要加強電能表中的控制軟件中的檢驗功能模塊設(shè)計，通過檢驗?zāi)K可以有效的控制電能表在計量中的錯誤，使其免受內(nèi)部和外部的干擾，確保其運行的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)計量誤差。

3 結(jié)束語

在電能表運用中，電磁兼容是一個較為常見的問題，需要對其抗干擾措施進行科學(xué)合理的選取，從而有效地提升電能表電磁兼容的能力，確保電能表運行的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻

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