工频交变磁场对电子式电能表的计量影响（发表于《电气应用》2016）（2）

当测试点超出误差允许范围，控制台发出报警信号^[10]。图 5 为检定三相四线电能表的原理图。

4.1 试验项目

不同磁场角度 θ 下，测试不同 Δφ 磁场引入的电能误差。

4.2试验设备

1）源装置：准确度为 0.05 级。

2）励磁源：磁场强度为 0~400 A/m，准确度为 0.1 级。

3）亥姆霍兹线圈：直径为 1 m，磁通势为 400 安匝。

4）电能表旋转台。

5）被检电能表。

4.3 测试数据

1） 0.5 级三相三线电子式多功能电能表（变换电路为互感器）规格：3´100 V，3´1.5 A，5 000 imp/kW • h。表 1 为磁场垂直作用电能表 X、Y、 Z 正交截面磁场引入的电能误差。

4. 试验

4.1 试验项目

不同磁场角度 θ 下，测试不同 Δφ 磁场引入的电能误差。

4.2 试验设备

1）源装置：准确度为 0.05 级。

2）励磁源：磁场强度为 0~400 A/m，准确度为 0.1 级。

3）亥姆霍兹线圈：直径为 1 m，磁通势为 400 安匝。

4）电能表旋转台。

5）被检电能表。

4.3 测试数据

1）0.5 级三相三线电子式多功能电能表（变换电路为互感器）规格：3´100 V，3´1.5 A，5 000 imp/kW • h。表 1 为磁场垂直作用电能表 X、Y、Z 正交截面磁场引入的电能误差。

表 1 中，为励磁电流同电能表工作电压的相位差。

2）1.0 级单相电子式多功能电能表（变换电路为分流器），规格：220 V，5 A，3 200 imp/kW • h。表 2 为磁场垂直作用于电能表 X、Y、 Z正交截面磁场引入的电能误差。

表 2 中，根据 R46 要求 δ≤±1.3%，测量 1.0级单相电能表 Z 正交截面，Δφ =90°或φ =270°时，误差超差。建议电能表添加高磁导率屏蔽层且分流器电压测量线尽量缩短，经过测量磁场引入电能误差减少且在 R46 要求范围内。图 6 为试验 2 中单相电能表误差曲线图。红色曲线为 Δφ=90°时，改变磁场方向 θ ，磁场引入误差关系。蓝色曲线为励磁电流与工作电压相位 角与电能误差关系。

电能表生产厂家为了提高抗电磁干扰能力，可在电能表壳内衬添加薄层高磁导率材料作为总屏蔽层，减少电磁干扰。将分流器电压输出信号线拧成双绞线，再接入 PCB 板上，减少有效磁通。同时分流器电压测量导线应尽量短，减小导线的寄生电感、电容，减少有效磁场面积。分流器和互感器为磁场敏感元件，放置的位置也十分重要。

参考文献
[1] R46．Active electrical energy meters [S]．

[2] 周碧红，石雷兵，韩志强，等．工频外磁场对电子式电能表影响[J]．上海计量测试，2011（6）：50-53．

[3] 陈念，何永周，任芳林，等． 2 维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法[J]．强激光与粒子束，2014，24（8）：1941-1946．
[4] 成大先．机械设计手册[M]．北京：机械工业出 Measurements[M]．北京：机械工业出版社，2011．版社，
[5] 田雨，王成林．有源交变磁场导向定位方法及实验研究[J]．电子测量技术．2011，34（10）：4-7．
[6] JJF1245.3—2010 安装式电能表型式评价大纲特殊要求 静止式有功电能表（0.2S、0.5S、1 和 2 级）[S]．

[7] Colonel Wm．T Mclyman．变压器与互感器设计手册[M]．4 版．北京：中国电力出版社，2014．

[8] Slawomir ， Tumansk ． Handbook of Magnetic Measurements[M]．北京：机械工业出版社，2011．

[9] JJG596—2012 电子式交流电能表检定规程[S]．

[10] 李宝树．电磁测量技术[M]．北京：中国电力出版社，2007．

作者简介

熊浩（1962-），男，高级工程师，主要研究方向为电测计量。