[摘 要]介紹了帶電流隔離互感器的三相電能表檢定裝置的工原理和應用；傳統的直接接入式三相電能表為了能夠多塊表同時校驗，設置了一個電壓與電流回路的掛鉤，在校驗時需要脫鉤校驗，給管理和操作上帶來不便，新型的電子式電能表電流采用分流器采樣，掛鉤無法設置；新型的電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置內部每表位設置了一個高精度的電流隔離互感器，可以實現電流的隔離，電壓的等電位，從而解決了三相電能表的不脫鉤校驗；本文介紹了該裝置的工作原理、技術特點，并結合我局采購的該種裝置的使用情況，談一下該裝置的具體適用性。

[關鍵詞]三相電能表檢定裝置、電流隔離、等電位、電流隔離互感器、不脫鉤校驗、內連接式電能表 
  1.前言
對于傳統的低壓直接接入式三相電能表，內部電壓和電流線圈的同名端是通過一個掛鉤短接在一起的，該掛鉤的設置目的是為了實現多塊表的同時檢定；如果在多塊表接入同一電流、電壓回路，不脫掛鉤的等效原理圖如圖一所示，由于后面表只的電壓回路電流在前面表的電流回路上形成了一個電壓降，造成每只表的電壓線圈不等電位，同時由于電壓線圈的電流也使每個表位的電流回路不等電流，從而無法實現多表位單回路檢定。 由于電壓掛鉤的存在給電能表的生產、檢驗和使用均帶來了一定的影響，特別是在檢驗過程中需要校前松開掛鉤，校驗完成后閉合掛鉤，而一旦忘記閉合掛鉤或接觸不好，就使得表計安裝到現場后無法正確計量，造成計量事故或電量損失；再者對于一些在現場發現問題不便拆封的電能表的仲裁，也無法實現多表位的同時檢測，只能單只表進行檢測，同時電壓掛鉤的存存地也給防竊電管理工作帶來了一定的困難，掛鉤的人為松動或由于其它原因的接觸不良均會給電能計量帶來損失。 而對于近年來興起的電子式電能表，其工作原理是通過電壓、電流取樣送到專用的電能計量芯片中進行電能計算和累計，電壓取樣可以分為變壓器取樣和電阻分壓兩種方法，電流取樣可以分為電流互感器取樣和錳銅電流分流器兩種方法；電壓采用電阻采樣、電流采用分流器是一種最為經濟、可靠、準確度高的取樣方法，但是這種取樣無法電壓電流的隔離，也既無法設置掛鉤，給電子式電能表的進一步展帶來了定的制約。 歐美的大多數居民用戶多以三相直接接入式電能表為主，而近年來的發展多以電子式電能表取代傳統的感應式電能表，并且在電表廠設計、電力公司采購過程中明確規定電壓、電流回路外部不設掛鉤，采用內連接的方式，而國內某些地區如上海也已實現了三相直接接入式電能表不設外部掛鉤的試點試驗工作。

圖一、電能表不脫鉤接入的等效原理圖
從上述情況可以看出，傳統的三相電能表檢定裝置已不能滿足新的市場和用戶需求，而電能表的發展方向也朝著電子化、內連接的方向發展；因此需要一種新型的電能表檢定裝置能夠實現三相電能表的不脫鉤校驗，也即保證多塊電能表掛接接入時，保證每塊電能表的電壓回路等電位，電流回路等電流；可喜的是，國內目前已出現的相關的產品，以鄭州三暉電氣有限公司等為代表的電能表檢定裝置生產廠家已研制出了新一代的電流隔離型的三相等電位電能表檢定裝置，并且在國內外取得了一定的應用和推廣；我局于2006年進行計量中心的組建過程中，考慮到未來技術的發展和實際管理的需求，訂購了兩臺DZ603-12三相電流隔離型等電位電能表檢定裝置，在裝置的生產、驗收和使用過程中，對該裝置取得了進一步的了解和認識，現做以總結，以供交流。
2.電流隔離型電能表檢定裝置的工作原理 單相電能表檢定裝置的多表位不脫鉤校驗是通過增加電壓隔離互感器實現的，但在三相電能表檢定裝置中，是無法采用電壓隔離的，如下圖二所示，由于有電壓公共端的存在，電壓無法實現完全隔離，以一號表的A相電壓元件為例，施加的隔離電壓Ua1又通過Rai1、Rau2、Rcu2、Rci1、Rcu1構成了分流回路。因此，三相電能表多表位不脫鉤校驗的唯一解決辦法是通過電流隔離，其電原理如圖三所示，在每一表位的電流回路設置一組三相1：1的電流隔離互感器，通過電流隔離實現每表位的等電位。

圖二、三相表電壓隔離的等效原理圖

圖三、三相電能表電流隔離原理
3.裝置的技術特點 如上所述，三相電流隔離等電位電能表檢定裝置與傳統三相電能表檢定裝置的最大不同是增加了電流隔離互感器，但也不是簡單的增加普通的互感器，裝置針對增加互感器后進行了全面的針對性的技術設計，裝置的技術特點主要體現在以下幾個方面： 3.1 高精度的電流互感器 依據相關的標準和規程要求，0.1級的裝置要配備0.01級的互感器，并且互感器的電流范圍和負載范圍均要求非常寬，要滿足裝置需求，電流范圍至少要做到0.1A~100A，負載范圍從0.1VA~30VA，傳統的互感器是無法實現這樣的要求的，DZ603三相電流隔離等電位電能表檢定裝置采用有源電子補償式電流互感器，通過專用的誤差檢測和補償回路，實現了高精度、寬范圍的電流互感器，達到了上述的基本要求。 3.2全面互感器保護措施 電流互感器二次開路可能造成互感器損壞，二次過載則使準確度喪失，而在裝置的使用過程中這兩種現象是不可避免的，DZ603裝置采用了全面的防護和保護措施，互感器設置了專門的防二次開路保護單元，能夠在二次開路或過載時時自動保護，并且有聲光報警指示相應的故障表位或相別，能夠依據指示做出相應的處理，方便使用。 3.3更大的電流輸出功率 由于電流互感器的存在，電流需要更大的輸出功率以適應每個互感器每個表位二次端均能輸出不小于30VA的功率，加上互感器本身的損耗和線路損耗，電流的輸出功率要至少保證每個表位50VA，16表位的DZ603電源最大輸出功率達1000VA每相，確保足夠的帶載能力。 3.4結構進行針對性的設計 由于互感器不可能距離掛表座太遠，裝置的結構也進行了適應性的布局設計，以保證二次線路損耗最小，能夠提供更大的外部輸出。 3.5測方式的適應必改進 由于每個表位均有電流互感器，除了互感器要進行單獨的檢測以外，在對裝置綜合誤差測試時，也要對每個表位進行綜合誤差的測試，以保證各個表位的誤差一致性；由于電流隔離互感器不像電壓隔離互感器那樣共用一個初級和鐵芯，不存在不同表位的負荷差異影響。4.裝置的測試結果 裝置在生產完成后，我們進行了廠驗，由于與傳統的裝置有所不同，本次廠驗的內容也相當的詳細，針對裝置的各項功能指標進行了全面的測試，對于多功能的實現和計算機軟件的適應性也進行了考核，特別是針對電流互感器的準確度、帶載能力進行了試驗與測試，通過實地測試，該款裝置的電流互感器的相關指標還是能夠保證0.1級裝置的需求的，針對帶不同電流范圍的電能表進行了對比性的測試，互感器也能夠適應不同電流范圍的電能表，當輸出電流小至100mA時，互感器后的綜合誤差還能保持在0.05以內，能夠滿足檢定經互感器接入的1.5(6)A的電能表的小電流的輸出要求。
5.裝置的使用情況 該裝置于2006年10月份交貨，目前已安裝到位，調試完畢，投入生產運行，在期間我們又對該裝置進行了測試與試驗，通過測試表明電流互感器的可靠性高，誤差穩定，對于開路或過載也能自動報警保護，在具體使用過程中，由于不用再斷開電壓掛鉤，簡化了檢定過程，提高了生產效率，同時也杜絕了電壓掛鉤忘掛或接觸不好的事情發生，對于傳統的電能表檢定方式，無異于是一場革新，同時也為將來使用和檢定內連接式電能表打下了基礎。
參考文獻：[1] 鄭州三暉電氣有限公.DZ603電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置企業標準[R].2005.[2] 鄭州三暉電氣有限公.DZ603電流隔離型等電位三相電能表檢定裝置使用手冊[R].2006.作者簡介：劉春強，男，工程師，全國電工儀器儀表標委會委員，主要從事電能計量管理工作章根米，男，工程師，主要從事電能計量技術工作