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. 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。 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。
5. 结束语 针对电能表抗工频磁场干扰的要求，将理论和试验相结合，找出“最不利相位”和最不利磁场方向。其中“最不利相位”为励磁电流与工作电压成 90° 和 270°，最不利磁场方向为垂直方向，即所定义的电能表 Z 截面，这是因为大多数电子式电能表中互感器、分流器采用平躺的安装方式。 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。 | 
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