三相插拔式智能电表的结构功能设计与研究

2019-11-29金灯辉

商品与质量 2019年10期

金灯辉

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1 三相插拔式智能电表的结构功能设计目标

于三相智能电能表而言，其利用了插拔式安装结构，输出信号控制是阀控采用的方式。如果采样时使用的是锰铜电阻，负载电流可以达到100A；如果采样时利用的是小型化互感器，负载电流将会达到200A。对三相智能电能表进行设计，可以使电能量采集与计量功能有效结合。

2 三相插拔式智能电表的结构设计方案分析

2.1 选择插座结构

相关人员在设计插拔式三相表时，插座以及插头的设计属于设计的难点工作，需要保证插头以及插座满足电流的运行，因此，相关人员在确定三相插拔式电能表结构的设计方案时[1]，需要对设计结构进行对比，并且对使用的材料进行对比。当额定最大电流通过电流回路时，设计人员需要保持环境温度在规定范围之内，利用温度计法对插座各个部件的升温情况进行测量，保证各个部件的升温不超过65k。设计人员在对比多种材料以及多种结构时，应该避免插座在阳光辐射或者是通风区域内工作。设计人员可以根据下列顺序对多种材料以及多种结构进行测试。第一点，选择相应的智能电表，选择好之后进行插拔测试，插拔测试总共做5次；第二点，智能电表通额定最大电流，对智能电表各个部位的升温情况进行试验；第三点，在结束了温升测试之后，进行反复插拔试验，反复进行13次；第四点，在反复插拔试验结束之后，将被试验插座冷却两小时，在两小时之后继续进行反复插拔试验，总共实验12次；第五点，继续进行循环测试，使用120%的额定最大电流通电，通电时间为两小时，然后断电一个小时，循环16次；第六点，智能电表通额定最大电流，然后再次进行各个部位温升测试[2]。

设计人员将插拔力与温升试验进行相应的对比，最终确定设计方案，并选择出使用的材料。

2.2 选择外形结构

（1）底座的选择。设计人员可以选择耐高温材料制作基体，总共有7根强电部分的接线端子，对应的插座也应该有7个。底座应该具备防呆功能，在安装的过程中需要避免装错、装反的问题。利用梅花触头方式连接插座与电流端子，通过这样的方式可以使接触性能得到保障，连接板与电流端子的材质为紫铜，在电流端子表面进行镀银或者是镀锡，通过这样的方式可以将接触面的导电性能逐步提高，使发热问题得到有效控制。接线端子的载流量以及截面积应该满足电流的使用。

（2）电表主体的选择。设计人员可以利用防紫外线、绝缘以及阻燃的环保材料制成电表主体。将较大液晶可视区域放置在电能表的正面，视窗旁边设置相应的功能键，这样可以方便用户的操作。设计人员需要独立的设计GPRS模块以及载波模块，这可以方便后期工作人员的维护以及更换。电能表中有15根弱电端子，这些端子集中在一个排插上，在表壳上固定排插公头。

3 三相插拔式智能电表的工作原理

于三相插拔式电能表而言，其主要由三相电能表模块、远程通信管理模块以及失压计时模块组成。于远程通信管理模块而言，其利用了GSM系统承载的无线数据分组业务，通过该业务实现网络通信，并且利用RS485接口与相应的电表设备进行通信。于失压计时模块而言，其具有测量电参数的功能，并且具有记录供电电压失压时间的功能。于三相电能表模块而言，可以进行电能计量，并且具有表内事件记录的作用，主要由实时时钟、人机接口设备、电压、电流互感器、数据接口设备以及高性能高速单片机等设备组成。三相插拔式电能表在工作时，当电流、电压经专用计量芯片采集计算之后，电能脉冲会分两路进行输出[2]。

三相插拔式电能表可以通过RS485接口对电能表本地参数进行管理以及设置，可以方便用户进行设置。用户可以通过远程对部分参数进行设置，从而使不同的用户管理需求得以满足。三相插拔式电能表中使用了较好的CDMA、GPRS技术，利用先进的技术可以更好的进行远程数据的传输，通信链路设置为InterNet。

4 三相插拔式智能电表的功能研究

第一点，三相插拔式智能电表可以对有功电能进行累计；具有测量需量清零以及最大需量的功能；具有月末自动冻结上月各费率累积电能的功能；第二点，三相插拔式电能表可以定期抄收电表。失压计时模块可以根据电能表的具体情况向主站转发相应的警报。每月的1号零点三相插拔式电能表就会自动抄表，在进行自动抄表的过程中，电量会自动存储，最大需量也会恢复成零。相关人员可以利用RS485进行数据的设计以及抄表工作；第三点，三相插拔式电能表可以对传输的数据进行加密或者是解密。电能表可以存储较多的计费数据、故障事件记录数据等。三相插拔式电能表具有自动抄读功能、显示功能、失压计时功能、电压监测功能、时钟校时功能、数据采集功能以及拉合闸控制功能等；第四点，三相插拔式电能表具备事件记录功能，其可以记录日期、时间修改、电量修改，编辑跳线短接以及断开、功率反向等内容。