三相插拔式智能電表的結構功能設計與研究

金燈輝

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1 三相插拔式智能電表的結構功能設計目標

于三相智能電能表而言，其利用了插拔式安裝結構，輸出信號控制是閥控采用的方式。如果采樣時使用的是錳銅電阻，負載電流可以達到100A；如果采樣時利用的是小型化互感器，負載電流將會達到200A。對三相智能電能表進行設計，可以使電能量采集與計量功能有效結合。

2 三相插拔式智能電表的結構設計方案分析

2.1 選擇插座結構

相關人員在設計插拔式三相表時，插座以及插頭的設計屬于設計的難點工作，需要保證插頭以及插座滿足電流的運行，因此，相關人員在確定三相插拔式電能表結構的設計方案時[1]，需要對設計結構進行對比，并且對使用的材料進行對比。當額定最大電流通過電流回路時，設計人員需要保持環境溫度在規定范圍之內，利用溫度計法對插座各個部件的升溫情況進行測量，保證各個部件的升溫不超過65k。設計人員在對比多種材料以及多種結構時，應該避免插座在陽光輻射或者是通風區域內工作。設計人員可以根據下列順序對多種材料以及多種結構進行測試。第一點，選擇相應的智能電表，選擇好之后進行插拔測試，插拔測試總共做5次；第二點，智能電表通額定最大電流，對智能電表各個部位的升溫情況進行試驗；第三點，在結束了溫升測試之后，進行反復插拔試驗，反復進行13次；第四點，在反復插拔試驗結束之后，將被試驗插座冷卻兩小時，在兩小時之后繼續進行反復插拔試驗，總共實驗12次；第五點，繼續進行循環測試，使用120%的額定最大電流通電，通電時間為兩小時，然后斷電一個小時，循環16次；第六點，智能電表通額定最大電流，然后再次進行各個部位溫升測試[2]。

設計人員將插拔力與溫升試驗進行相應的對比，最終確定設計方案，并選擇出使用的材料。

2.2 選擇外形結構

（1）底座的選擇。設計人員可以選擇耐高溫材料制作基體，總共有7根強電部分的接線端子，對應的插座也應該有7個。底座應該具備防呆功能，在安裝的過程中需要避免裝錯、裝反的問題。利用梅花觸頭方式連接插座與電流端子，通過這樣的方式可以使接觸性能得到保障，連接板與電流端子的材質為紫銅，在電流端子表面進行鍍銀或者是鍍錫，通過這樣的方式可以將接觸面的導電性能逐步提高，使發熱問題得到有效控制。接線端子的載流量以及截面積應該滿足電流的使用。

（2）電表主體的選擇。設計人員可以利用防紫外線、絕緣以及阻燃的環保材料制成電表主體。將較大液晶可視區域放置在電能表的正面，視窗旁邊設置相應的功能鍵，這樣可以方便用戶的操作。設計人員需要獨立的設計GPRS模塊以及載波模塊，這可以方便后期工作人員的維護以及更換。電能表中有15根弱電端子，這些端子集中在一個排插上，在表殼上固定排插公頭。

3 三相插拔式智能電表的工作原理

于三相插拔式電能表而言，其主要由三相電能表模塊、遠程通信管理模塊以及失壓計時模塊組成。于遠程通信管理模塊而言，其利用了GSM系統承載的無線數據分組業務，通過該業務實現網絡通信，并且利用RS485接口與相應的電表設備進行通信。于失壓計時模塊而言，其具有測量電參數的功能，并且具有記錄供電電壓失壓時間的功能。于三相電能表模塊而言，可以進行電能計量，并且具有表內事件記錄的作用，主要由實時時鐘、人機接口設備、電壓、電流互感器、數據接口設備以及高性能高速單片機等設備組成。三相插拔式電能表在工作時，當電流、電壓經專用計量芯片采集計算之后，電能脈沖會分兩路進行輸出[2]。

三相插拔式電能表可以通過RS485接口對電能表本地參數進行管理以及設置，可以方便用戶進行設置。用戶可以通過遠程對部分參數進行設置，從而使不同的用戶管理需求得以滿足。三相插拔式電能表中使用了較好的CDMA、GPRS技術，利用先進的技術可以更好的進行遠程數據的傳輸，通信鏈路設置為InterNet。

4 三相插拔式智能電表的功能研究

第一點，三相插拔式智能電表可以對有功電能進行累計；具有測量需量清零以及最大需量的功能；具有月末自動凍結上月各費率累積電能的功能；第二點，三相插拔式電能表可以定期抄收電表。失壓計時模塊可以根據電能表的具體情況向主站轉發相應的警報。每月的1號零點三相插拔式電能表就會自動抄表，在進行自動抄表的過程中，電量會自動存儲，最大需量也會恢復成零。相關人員可以利用RS485進行數據的設計以及抄表工作；第三點，三相插拔式電能表可以對傳輸的數據進行加密或者是解密。電能表可以存儲較多的計費數據、故障事件記錄數據等。三相插拔式電能表具有自動抄讀功能、顯示功能、失壓計時功能、電壓監測功能、時鐘校時功能、數據采集功能以及拉合閘控制功能等；第四點，三相插拔式電能表具備事件記錄功能，其可以記錄日期、時間修改、電量修改，編輯跳線短接以及斷開、功率反向等內容。

5 結語

相關人員對三相插拔式智能電表的結構功能進行改進，可以使三相插拔式智能電表的作用得到充分發揮，使用戶停電時間得到有效控制，使電能計量智能化發展得到進一步推進，從而為用戶提供更好的用電服務。通過三相插拔式智能電表的不斷優化，可以使竊電行為得以避免，使電能計量管理更加精細，使電能得到充分利用。