多功能電能表校線儀研究意義與現狀

李題印，金明，姚海燕，屠永偉

1國網余杭區供電公司；2杭州清源電力設計有限公司

多功能電能表校線儀研究意義與現狀

李題印1，金明2，姚海燕1，屠永偉1

1國網余杭區供電公司；2杭州清源電力設計有限公司

住宅用電能表由于多種原因，存在著在不同用戶間接錯的可能性，給用戶帶來損失，對電網運行也帶來一定的影響。分析了電能表接錯的原因，通過實例說明其影響，研究了校線工作技術發展現狀。

電能表；校線儀；單片機

隨著城市化規模擴大，建設速度不斷加快，作為各樓宇中電能測量的儀表，電能表是必不可少的，對其進行裝表后的校線工作成為一個極為重要的環節。

1、引言

常用的電能表有單相電能表、三相三線電能表、三相四線電能表等。電能表設置有用于連接導線的接線端子，接線端子包括進線端子、出線端子，現有的電能表接線大都需要手工接線，而且所接電線在外形等是相同的，這樣開發商進行樓宇建設時，就出現了一定的幾率將電能表在不同用戶之間接錯，另外供電公司在更換電表時也有可能因工作人員的失誤將電表接錯。

2、樓宇校線的意義

目前公眾和企業對公用設施的服務水平的要求迅速提升，電表接錯后就會出現用戶為他人繳電費情況，這種情況在福州、贛州、北京、福州、無錫、大連等城市都出現過，2010年合肥鄭先生家與樓下住戶電表電線接錯，發生“串戶”現象，用了一年才發現。兩家互交電費一年，后在清算電費過程中由于時間較長，繳費憑證丟失等產生一定麻煩。問題的產生是由于電表的安裝有分界點，供電公司只負責上面部分的安裝，而下面的像接線這種事基本是由物業或者是開發商做的。很多住戶不了解這種情況，以為都是由供電公司安裝的，其實并不如此。

2010年福州朱先生發現電表與樓上用戶接反，整個小區里跟他有同樣遭遇的還有十幾戶。小區物業處表示，可能是開發商施工時把電表接錯了，需要業主們能先把算錯的電費結算清，他們就負責把電表改接好。2013年贛州陳女士發現家里的電表在安裝時線路出了問題，導致她們家與同棟樓的另外一戶人家用電量混淆達兩年之久。當地供電公司表示由于線路比較亂，比較雜，在檢測了表盒線中發現確實有錯誤，由于當時接線任務比較重，發生了錯誤。由于兩家人是同時安裝的智能電表，只要將這兩家人的用電總量進行計算就能得出誤差用電，這個誤差電費則由換表的工人來承擔。誤差費用不是很大，事件很快解決。

3、樓宇校線研究現狀分析

以上事例中有的用戶預存充足電費后被停電，造成一定經濟損失。另外在將電表接線更正后，有的用戶間也在電表接錯期間的電費繳納問題上引起法律糾紛。現代社會文明要求公用設施管理部門給予更高的服務承諾，這就要求在施工后或是更換電表后對電表的接線進行校線,以確保接線的正確性。

早在1964年，就提出了一種新的控制電纜和多芯導線的校線方法，針對萬用表或燈光顯示法校線的缺點，利用部分線纜和導線的結構特征進行了改進。1982-1988年，采用二極管制造了數字校線儀，其原理簡單，效率高，但不能顯示線的代號[1-5]。1991年，一種利用發光二極管單向導通后發光的特性進行工作的單人快速校線儀被研制出來，同樣具有結構簡單的優點，并且迅速有效。到1995年時，已經出現了利用單片機的校線器，但對線號的顯示仍然存在問題[6-8]。1996-1998年間，研制了一種簡易的校線器并不斷的加以改進，這種校線器只利用了簡單的電阻和萬用表，制作簡單，成本低廉，但當發生線間短路時，不容易測出[9-11]。2003年，基于數字電路的實用型校線器被設計實現，具有一定的先進性，但工作人員的工作量仍較大。2006年，微型機技術重新被利用，用單片機和74LS164等元件制作完成了自動校線裝置，但由于LED數碼管的限制，顯示仍達不到要求[12-14]。2007-2009間，仍然有人利用二極管或電阻進行了校線的研制，但由于利用二極管或電阻校線原理本身的問題，仍存在上述提到的弊端[15,16]。

經過多年的探索，盡管校線工作在提高效率和準確率方面都有巨大的進步，但是，依舊不能滿足新的環境下校線工作的需要。現在校線不僅要求能夠顯示線纜的序號，很多情況下還要求顯示線號，而且線號的范圍包括數字、英文大小寫字母和羅馬大寫字母，這些要求在以上提到的文獻中都很難滿足。而且很多高頻設備應用場合禁止使用無線通訊，這就為當兩個人校線時使用對講設備提出了挑戰。經過多年的探索，目前電能表校線已經發展到使用單片機。

基于單片機的樓宇配電電能表綜合電力線路校線儀，它主要由主測試器和遠程測試端兩部分組成。主測試器包括多個測試端口，遠程測試端也可以包括多個測試端口。使用時，按操作說明上連接好引線端子，當滿足測試條件時裝置會給出相應端口接通的文字顯示，同時帶有指示燈或蜂鳴音提示。主測試器具有鍵盤，可滿足現場對每條待測線（對應裝置每個端口）輸入線號的要求，輸入線號后，當相應端口線路通過測試線接通時，遠程測試器會顯示出線號。這樣可以高效、準確的進行電能表校線工作。本研究對城市電網中電能表的安全經濟運行將具有重要的作用和影響，運行人員可在方便的對電能表進行實時監控，及時處理早期故障點，避免停電事故的發生。可較好地解決城市電網的樓宇電能表校線問題，從而保證電能表安全穩定運行，有較為可觀的直接和間接的經濟效益。

4、結語

由于建筑商的疏忽，用戶電能表存在不同用戶間接錯的可能，電能表接錯對各類用戶的安全經濟用電產生一定的影響，經過多年發展，電能表校線技術逐漸從采用電阻、二極管等過渡到以單片機為主。

[1]王忠衡.控制電纜和多芯導線的校線法[J].工業建筑,1964,7 (4)：44-45．

[2]陳步秋.數字校線儀[J].電力機車與城軌車輛,1982,9(5)：16-18．

[3]陳又專.電力機車校線儀[J].電力機車與城軌車輛,1988,2(1)：8-10．

[4]邵慶仁,沈國鈞.發光管單人快速校線儀[J].電力建設,1991, 12(1)：61.

[5]張澤民.無觸點鍵盤校線器[J].電子技術,1995,17(8)：21-23.

[6]段鵬飛.一種實用的校線器[J].機床電器,1996,10(5)：40.

[7]吳向發.自制多芯線校線器[J].建筑電氣,1997,6(4)：133.

[8]趙莉華,黃念慈,黃山.全能型校線器[J].電工技術,1998,9(3)：54-56．

[9]陳世善,葉繼東.一種實用的電纜單人校線器[J].石油工程建設,1999,4(2)：53-55．

[10]朱興文.19芯電纜全能型校線器[J].機電設備,2000,1(1)：32-33．

[11]李雙喜.一種實用型快速校線器的設計[J].安徽技術師范學院學報,2003,17(1)：68-69．

[12]王蔚,王世榮,何緯.自動校線儀的研制[J].自動化技術與應用,2006,25(4)：76-77．

[13]王新煒.自制實用電纜校線器[J].機械工人(冷加工),2007, 15(5)：73.

[14]田東日.電纜校線器[J].油氣田地面工程,2008,27(2)：77.

[15]田爽,閆晨光.自制兩用16線校線器[J].科技信息,2009,21 (4)：394-396．

[16]李冰.基于單片機控制的多功能微機校線儀的設計.中國電業,2011(9)

圖1

3等離子電視整機和模組輻射的抑制

目前測試模組是否滿足規格要求，需要從整機角度來判定，而這在一體化制造中更是突出。所以在做模組EMI對策時，不僅需要對模組部分電路和結構做設計和整改，還要根據整機狀態在整機電路和結構上考慮。

從電磁干擾三要素方面抑制輻射。從具體措施來說，可以從接地、濾波、屏蔽來抑制輻射。在實際應用中是結合多個方面來進行的。比如輻射源的抑制，可以用接地，也可以用濾波，也可以用屏蔽來減小源的干擾。對傳播路徑和敏感設備的抑制，也可以用這3種方法。

1）結構方面，主要是針對接地和屏蔽來進行。模組背板是整個模組的地平面，每個PCB都是安裝在背板上，這里就有接地的問題，是否每個PCB都接地良好。同時在每個PCB里面，不同位置的地如何排布，也有接地分布問題。

電磁屏蔽不僅僅是要有一個密閉的金屬外殼，重要的是這個外殼必須是導電連續的。組裝整機時，如果不能將后蓋和背板緊密的閉合在一起，留有一些縫隙，電路所產生的高頻輻射還是會泄露出來。所以我們需要使整機結構件達到完好的屏蔽效果，從而降低輻射。

2）電路方面，從三要素和接地、濾波幾方面來進行設計整改。

PCB與PCB之間、單塊PCB上完成不同功能的電路之間也存在相互干擾，所以在這些不同層級的PCB、電路模塊之間也存在源和敏感設備的區分。

從輻射源方面，我們把每個單板電路都進行優化，使單板電路干擾達到最低，這樣盡可能的抑制輻射源。電路中干擾主要是瞬時變化的電流和電壓，其來源主要是開關電源和開關元件。需要對這些開關電路進行優化，使電路參數最優。并采用接地濾波的方法，將每個PCB的輸出部分的干擾過濾掉，波形進入下一個PCB時干擾信號盡量少。在電路優化中，不同的PCB布線布局寄生參數不同，會有不同的效果，當PCB有變化時，需要再進行優化。

3）改善能量分布

在頻率固定的情況下，降低幅度；

在幅度固定的情況下，改善能量分布：1）改變頻率；2）頻率偏移。改變頻率是不可能的，所以采取頻率偏移，也就是擴頻。

在等離子電視整機和模組的設計和生產中，通過應用以上的電路、波形和結構的電磁兼容設計方法，完成了等離子電視整機的電磁兼容測試認證順利量產。由于電磁兼容是門跨學科的技術，需要在很多領域進行研究，具體在設計應用時，要使系統達到好的電磁兼容性，需要考慮不同學科的知識應用，也需要不斷的積累經驗，并在實踐中運用理論進行指導。

金興祥（1979-），男，籍貫：四川省樂山市，學歷：本科，現職稱：中級，研究方向：等離子電視的電磁兼容。