多功能電能表校線儀研究意義與現(xiàn)狀

李題印，金明，姚海燕，屠永偉

1國網(wǎng)余杭區(qū)供電公司；2杭州清源電力設計有限公司

多功能電能表校線儀研究意義與現(xiàn)狀

李題印1，金明2，姚海燕1，屠永偉1

1國網(wǎng)余杭區(qū)供電公司；2杭州清源電力設計有限公司

住宅用電能表由于多種原因，存在著在不同用戶間接錯的可能性，給用戶帶來損失，對電網(wǎng)運行也帶來一定的影響。分析了電能表接錯的原因，通過實例說明其影響，研究了校線工作技術發(fā)展現(xiàn)狀。

電能表；校線儀；單片機

隨著城市化規(guī)模擴大，建設速度不斷加快，作為各樓宇中電能測量的儀表，電能表是必不可少的，對其進行裝表后的校線工作成為一個極為重要的環(huán)節(jié)。

1、引言

常用的電能表有單相電能表、三相三線電能表、三相四線電能表等。電能表設置有用于連接導線的接線端子，接線端子包括進線端子、出線端子，現(xiàn)有的電能表接線大都需要手工接線，而且所接電線在外形等是相同的，這樣開發(fā)商進行樓宇建設時，就出現(xiàn)了一定的幾率將電能表在不同用戶之間接錯，另外供電公司在更換電表時也有可能因工作人員的失誤將電表接錯。

2、樓宇校線的意義

目前公眾和企業(yè)對公用設施的服務水平的要求迅速提升，電表接錯后就會出現(xiàn)用戶為他人繳電費情況，這種情況在福州、贛州、北京、福州、無錫、大連等城市都出現(xiàn)過，2010年合肥鄭先生家與樓下住戶電表電線接錯，發(fā)生“串戶”現(xiàn)象，用了一年才發(fā)現(xiàn)。兩家互交電費一年，后在清算電費過程中由于時間較長，繳費憑證丟失等產(chǎn)生一定麻煩。問題的產(chǎn)生是由于電表的安裝有分界點，供電公司只負責上面部分的安裝，而下面的像接線這種事基本是由物業(yè)或者是開發(fā)商做的。很多住戶不了解這種情況，以為都是由供電公司安裝的，其實并不如此。

2010年福州朱先生發(fā)現(xiàn)電表與樓上用戶接反，整個小區(qū)里跟他有同樣遭遇的還有十幾戶。小區(qū)物業(yè)處表示，可能是開發(fā)商施工時把電表接錯了，需要業(yè)主們能先把算錯的電費結算清，他們就負責把電表改接好。2013年贛州陳女士發(fā)現(xiàn)家里的電表在安裝時線路出了問題，導致她們家與同棟樓的另外一戶人家用電量混淆達兩年之久。當?shù)毓╇姽颈硎居捎诰€路比較亂，比較雜，在檢測了表盒線中發(fā)現(xiàn)確實有錯誤，由于當時接線任務比較重，發(fā)生了錯誤。由于兩家人是同時安裝的智能電表，只要將這兩家人的用電總量進行計算就能得出誤差用電，這個誤差電費則由換表的工人來承擔。誤差費用不是很大，事件很快解決。

3、樓宇校線研究現(xiàn)狀分析

以上事例中有的用戶預存充足電費后被停電，造成一定經(jīng)濟損失。另外在將電表接線更正后，有的用戶間也在電表接錯期間的電費繳納問題上引起法律糾紛。現(xiàn)代社會文明要求公用設施管理部門給予更高的服務承諾，這就要求在施工后或是更換電表后對電表的接線進行校線,以確保接線的正確性。

早在1964年，就提出了一種新的控制電纜和多芯導線的校線方法，針對萬用表或燈光顯示法校線的缺點，利用部分線纜和導線的結構特征進行了改進。1982-1988年，采用二極管制造了數(shù)字校線儀，其原理簡單，效率高，但不能顯示線的代號[1-5]。1991年，一種利用發(fā)光二極管單向?qū)ê蟀l(fā)光的特性進行工作的單人快速校線儀被研制出來，同樣具有結構簡單的優(yōu)點，并且迅速有效。到1995年時，已經(jīng)出現(xiàn)了利用單片機的校線器，但對線號的顯示仍然存在問題[6-8]。1996-1998年間，研制了一種簡易的校線器并不斷的加以改進，這種校線器只利用了簡單的電阻和萬用表，制作簡單，成本低廉，但當發(fā)生線間短路時，不容易測出[9-11]。2003年，基于數(shù)字電路的實用型校線器被設計實現(xiàn)，具有一定的先進性，但工作人員的工作量仍較大。2006年，微型機技術重新被利用，用單片機和74LS164等元件制作完成了自動校線裝置，但由于LED數(shù)碼管的限制，顯示仍達不到要求[12-14]。2007-2009間，仍然有人利用二極管或電阻進行了校線的研制，但由于利用二極管或電阻校線原理本身的問題，仍存在上述提到的弊端[15,16]。

經(jīng)過多年的探索，盡管校線工作在提高效率和準確率方面都有巨大的進步，但是，依舊不能滿足新的環(huán)境下校線工作的需要。現(xiàn)在校線不僅要求能夠顯示線纜的序號，很多情況下還要求顯示線號，而且線號的范圍包括數(shù)字、英文大小寫字母和羅馬大寫字母，這些要求在以上提到的文獻中都很難滿足。而且很多高頻設備應用場合禁止使用無線通訊，這就為當兩個人校線時使用對講設備提出了挑戰(zhàn)。經(jīng)過多年的探索，目前電能表校線已經(jīng)發(fā)展到使用單片機。

基于單片機的樓宇配電電能表綜合電力線路校線儀，它主要由主測試器和遠程測試端兩部分組成。主測試器包括多個測試端口，遠程測試端也可以包括多個測試端口。使用時，按操作說明上連接好引線端子，當滿足測試條件時裝置會給出相應端口接通的文字顯示，同時帶有指示燈或蜂鳴音提示。主測試器具有鍵盤，可滿足現(xiàn)場對每條待測線（對應裝置每個端口）輸入線號的要求，輸入線號后，當相應端口線路通過測試線接通時，遠程測試器會顯示出線號。這樣可以高效、準確的進行電能表校線工作。本研究對城市電網(wǎng)中電能表的安全經(jīng)濟運行將具有重要的作用和影響，運行人員可在方便的對電能表進行實時監(jiān)控，及時處理早期故障點，避免停電事故的發(fā)生。可較好地解決城市電網(wǎng)的樓宇電能表校線問題，從而保證電能表安全穩(wěn)定運行，有較為可觀的直接和間接的經(jīng)濟效益。

4、結語

由于建筑商的疏忽，用戶電能表存在不同用戶間接錯的可能，電能表接錯對各類用戶的安全經(jīng)濟用電產(chǎn)生一定的影響，經(jīng)過多年發(fā)展，電能表校線技術逐漸從采用電阻、二極管等過渡到以單片機為主。

[1]王忠衡.控制電纜和多芯導線的校線法[J].工業(yè)建筑,1964,7 (4)：44-45．

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[16]李冰.基于單片機控制的多功能微機校線儀的設計.中國電業(yè),2011(9)

圖1

3等離子電視整機和模組輻射的抑制

目前測試模組是否滿足規(guī)格要求，需要從整機角度來判定，而這在一體化制造中更是突出。所以在做模組EMI對策時，不僅需要對模組部分電路和結構做設計和整改，還要根據(jù)整機狀態(tài)在整機電路和結構上考慮。

從電磁干擾三要素方面抑制輻射。從具體措施來說，可以從接地、濾波、屏蔽來抑制輻射。在實際應用中是結合多個方面來進行的。比如輻射源的抑制，可以用接地，也可以用濾波，也可以用屏蔽來減小源的干擾。對傳播路徑和敏感設備的抑制，也可以用這3種方法。

1）結構方面，主要是針對接地和屏蔽來進行。模組背板是整個模組的地平面，每個PCB都是安裝在背板上，這里就有接地的問題，是否每個PCB都接地良好。同時在每個PCB里面，不同位置的地如何排布，也有接地分布問題。

電磁屏蔽不僅僅是要有一個密閉的金屬外殼，重要的是這個外殼必須是導電連續(xù)的。組裝整機時，如果不能將后蓋和背板緊密的閉合在一起，留有一些縫隙，電路所產(chǎn)生的高頻輻射還是會泄露出來。所以我們需要使整機結構件達到完好的屏蔽效果，從而降低輻射。

2）電路方面，從三要素和接地、濾波幾方面來進行設計整改。

PCB與PCB之間、單塊PCB上完成不同功能的電路之間也存在相互干擾，所以在這些不同層級的PCB、電路模塊之間也存在源和敏感設備的區(qū)分。

從輻射源方面，我們把每個單板電路都進行優(yōu)化，使單板電路干擾達到最低，這樣盡可能的抑制輻射源。電路中干擾主要是瞬時變化的電流和電壓，其來源主要是開關電源和開關元件。需要對這些開關電路進行優(yōu)化，使電路參數(shù)最優(yōu)。并采用接地濾波的方法，將每個PCB的輸出部分的干擾過濾掉，波形進入下一個PCB時干擾信號盡量少。在電路優(yōu)化中，不同的PCB布線布局寄生參數(shù)不同，會有不同的效果，當PCB有變化時，需要再進行優(yōu)化。

3）改善能量分布

在頻率固定的情況下，降低幅度；

在幅度固定的情況下，改善能量分布：1）改變頻率；2）頻率偏移。改變頻率是不可能的，所以采取頻率偏移，也就是擴頻。

在等離子電視整機和模組的設計和生產(chǎn)中，通過應用以上的電路、波形和結構的電磁兼容設計方法，完成了等離子電視整機的電磁兼容測試認證順利量產(chǎn)。由于電磁兼容是門跨學科的技術，需要在很多領域進行研究，具體在設計應用時，要使系統(tǒng)達到好的電磁兼容性，需要考慮不同學科的知識應用，也需要不斷的積累經(jīng)驗，并在實踐中運用理論進行指導。

金興祥（1979-），男，籍貫：四川省樂山市，學歷：本科，現(xiàn)職稱：中級，研究方向：等離子電視的電磁兼容。