淺析智能電能表的電磁兼容

王　姼（佳木斯市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢測中心，黑龍江 佳木斯　154004）

淺析智能電能表的電磁兼容

王姼
（佳木斯市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢測中心，黑龍江 佳木斯154004）

近年來，各種電子設(shè)備在人們生活、工作中廣泛的應(yīng)用，電磁兼容技術(shù)在這種時代背景下逐漸被人們關(guān)注，成為業(yè)界研究的焦點。本文通過對智能電能表的技術(shù)特點、有關(guān)標準的電磁兼容性測試分析，總結(jié)了在工作中有關(guān)注意事項，僅供同行參考。

智能電能表；兼容性；測試；干擾

智能電能表是當今電力工作中常見的儀器，它隨著各種電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用而普及，其中兼容性控制技術(shù)也逐漸成為當今人們研究的新興課題。尤其是在近幾十年來，各種無線設(shè)備、移動設(shè)備的涌現(xiàn)，使得電磁干擾問題越來越突出，這使得集中式智能電能表在工作中受到很大的干擾，嚴重影響了測量準確度，給居民和電力企業(yè)利益帶來威脅?；谶@種情況，我們有必要對智能電能表的電磁兼容性進行分析，以確保電力系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定。

一、智能電能表干擾源分析

隨著各種電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電磁兼容控制技術(shù)已成為當今電力部門和企業(yè)研究的焦點。尤其是在近十年時間里，隨著移動技術(shù)的發(fā)展和其他無線設(shè)備的普及，電磁干擾和危害越來越大，嚴重的影響了智能電能表的工作精確度，使得居民和電力企業(yè)自身利益受到影響。在這種時代背景下，做好電磁兼容設(shè)計相當重要，它是整個電力系統(tǒng)設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。就目前的智能電能表干擾源分析，其具體包含以下幾個方面。

1 暫態(tài)高頻脈沖。暫態(tài)高頻脈沖的出現(xiàn)主要是因為低壓電網(wǎng)內(nèi)部因為熔斷器熔斷的時候在電網(wǎng)內(nèi)部形成儲存能量，這些能量由于沒有及時的釋放，在電流經(jīng)過的時候該能量迅速沖出釋放，在電網(wǎng)中瞬間形成高壓；同時高壓開關(guān)在操作的時候，由于開關(guān)斷開或者電弧切斷的時候引起了高頻振蕩造成的。

2 靜電。設(shè)備檢修工作中，維護人員接觸或者靠近電能表的時候，由于人體本身攜帶者一定的靜電，這些靜電通過電荷轉(zhuǎn)移而進入到電能表內(nèi)部，對電能表中的一些敏感器件造成破壞，從而影響到智能電表的電磁兼容性。

3 雷電。電力線路在遭受雷擊之后，電網(wǎng)的電壓瞬間增大形成負載狀態(tài)，這種大能量脈沖電壓和電流在形成之后必然沿著電線向四周傳播，同時受到雷電的影響電力系統(tǒng)本身還會產(chǎn)生十分強烈的電磁場和脈沖電流，這種磁場和電流的出現(xiàn)必然會導致電力系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生故障，最終給優(yōu)質(zhì)相關(guān)的設(shè)備造成運行威脅，甚至引起芯片的燒毀等現(xiàn)象。

二、電磁兼容性

電磁兼容機是在目前的電力系統(tǒng)中應(yīng)用范圍越來越廣泛，它以良好的電磁干擾解決能力而受到業(yè)界的重視，已成為一門綜合、系統(tǒng)的交叉性學科。這一技術(shù)領(lǐng)域，它的定義主要是設(shè)備的電磁干擾抵抗能力，它能保證設(shè)備在運行中免受電磁干擾和破壞。就這一方面的內(nèi)容而言，我們可以發(fā)現(xiàn)電磁兼容性本身就存在可限制性、豁免性和共有性三方面的要求?？上拗菩灾饕且驗樵陔娏ο到y(tǒng)中各種干擾都是普遍存在的，其中大多干擾因素都存在不受限制的特征，這就要求智能電表的電磁兼容性要達到預計電磁干擾范圍內(nèi)。干擾豁免性是目前無線電設(shè)備、信息傳輸設(shè)備及高頻設(shè)備應(yīng)用的基礎(chǔ)，由于電磁干擾并非都是不良的，因此就需要設(shè)備電磁兼容性設(shè)計上確保不影響設(shè)備耐久性和穩(wěn)定性的電磁能夠得到發(fā)揮，且設(shè)備在這些電磁干擾下能正常、有機的進行工作。干擾共享性是對一些無法預防和處理的電磁干擾問題而言的，由于這些電磁干擾問題無處不在、無所不在且在設(shè)備運行中又無法有效的加以處理，那么則可以采用干擾共存的方式來進行兼容性分析。

三、智能電表的電磁兼容性設(shè)計要點

針對上述存在的幾種常見的智能電能表干擾情況分析，在電磁兼容性研究中我們可以從不同的角度和方法入手，做好有關(guān)測試工作。尤其是在同一種供電回路中，我們可以采用多種不同的電器開關(guān)來進行控制。由于多種不同電器在共同工作的時候，產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖不盡相同，這必然給智能電能表的正常工作造成騷擾。因此，為了更好的測試智能電能表的抗干擾能力，我們在工作中必須要重視智能電報的電磁兼容性設(shè)計工作，確保整個智能電表的利用優(yōu)勢。在目前具體的設(shè)計工作中，兼容性設(shè)計要點如下。

1 電源設(shè)計。電源是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是電力設(shè)備科學運行的動力之源，一旦設(shè)備在運行中電網(wǎng)電壓和電流發(fā)生變化，那么設(shè)備運行必然會受到干擾。就目前的電力系統(tǒng)而言，瞬息百變的電壓、電流在通過線路的時候必然會干擾電表的工作效率和進度，因此在智能電表兼容性設(shè)計中我們必須要將電源設(shè)計放在首位。但在近年來，隨著科學技術(shù)的日新月異發(fā)展，各種先進電能設(shè)備和電力機械不斷出現(xiàn)，這也給智能電表電磁兼容性設(shè)計提出了新的要求。由于電源線上的各種干擾因素眾多，雖然目前人們已經(jīng)對其給予了一定的重視，但效果仍不明顯。

2 線路設(shè)計。線路是智能電表的核心，也是連接電源和顯示裝置的重要媒介，在設(shè)計中我們可以按照數(shù)字邏輯、電力分布等內(nèi)容進行設(shè)計。具體的設(shè)計內(nèi)容體系包含了以下方面。首先，在去耦電容設(shè)計中我們要及時的消除電容對電路的影響，要盡可能的將芯片連接在電源線主線上，所使用的電容器的尺寸要盡可能的小，并盡量縮短其引腳的長度（最好無線腳）；所有連接到其他面板及部件的連接頭必須盡可能相互靠近放置，以防止外部電流流過印刷線路板上的線路。元器件的選擇微控制器是智能電能表的核心部件，應(yīng)選擇體系結(jié)構(gòu)好，并具備優(yōu)異電磁兼容性能的控制器；邏輯電路盡可能選擇低速的時鐘頻率，并將閑置的輸入輸出端強制在高電平或低電平上。

結(jié)語

由于電磁兼容技術(shù)是伴隨著無線電、電子技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)并得以發(fā)展，隨著電子、電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對于產(chǎn)品的電磁兼容性要求也越來越高。智能電能表作為電能計量和電費結(jié)算的計量產(chǎn)品，要求產(chǎn)品具有精確、穩(wěn)定的計量性能在設(shè)計時必須充分考慮電磁干擾源，并仔細分析這些干擾源如何傳遞。通過對智能電能表的結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計可以提高其電磁兼容性，特別是通過電源設(shè)計和印刷電路板的設(shè)計在硬件上可以抑制和消除電磁干擾源。

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