电能表射频辐射抗扰度试验整改1

电能表是国家重点监管的六种计量器具之一，对于带有电子功能装置的感应式或完全电子式的电能表，要求进行包括射频辐射抗扰度试验在内的一系列电磁兼容试验，其中射频辐射抗扰度试验要求频率范围为 80MHz~2GMHz，包括有电流时10 V/m 试验和无电流时 30 V/m 试验。

实验室的试验情况统计表明，射频辐射抗扰度试验是比较难以通过的。科研人员对于仪表抗干扰问题进行了一些研究，但针对电能表整改还没有成熟的方法指导，所有企业技术人员整改时都是采取试验试探的方法，往往要经过多次的整改，才能够通过试验。

因此本文将在对一款典型性三相多功能电子式电能表进行分析、整改的基础上，总结提出一些针对性的解决方案。

1 多功能电能表工作原理及试验要求

1.1 多功能电能表工作原理

选取一款典型的三相多功能电子式电能表进行试验分析。其工作原理框图如下图所示。

电源部分采用线性变压器经过变压-整流-稳压后得到整个系统所需直流工作电源。计量部分选用 ANALOG DEVICES 公司的 ADE7758 芯片完成电能采集和能量脉冲输出。

ADE7758 有 6路模数转换电路（ADC），对来自外部电流和电压传感器的电压信号进行数字化处理，经过乘法器和低通滤波处理再将功率信号转化为一定频率的脉冲输出，并通过 SPI 接口与功能用核心微处理器（MCU）通讯。

MCU对ADE7758的输出能量脉冲进行采集和电量累加，并控制 LCD显示模块，完成电量、需量、时间、日期、表号、局号等相关信息，通过外部 EEPROM 和 RTC 及按键接口电路完成各类数据的设置和存储工作。

通讯部分采用 RS485 通讯和红外通讯实现外部终端设备与电能表的通讯和数据交换。

1.2 电能表射频辐射抗扰度试验要求

按照标准要求，试验频率范围为80MHz~2000MHz，具体试验如下：

（1）在场强为 10V/m 情况下，电压线路通参比电压、电流线路通参比电流（带载），试验过程中误差改变量值不应超过极限值。

不同准确度等级电能表射频抗扰度误差改变量极限如表 1 所示。

表 1 射频抗扰度误差改变量极限

从试验结果来看，受试电能表明显受到射频电磁场辐射信号的影响，导致了能量脉冲非正常输出。

一般来说，抑制干扰信号有三种方法：减少干扰源向外发射、切断传播路径和提高受试设备抗干扰能力。在电能表的试验要求及实际应用中，前两种方法不适用，因此选择采取措施来提高电能表本身的抗干扰能力。

2.2 试验诊断及对策

从试验的不合格现象来看，在空载情况下有能量脉冲输出和电量累加。有以下可能的原因：

（1）电流采样信号受到干扰。在电能表模拟信号的采样过程中，正常的电压采样信号有效值大致为 100~200mv，电流采样信号因为负载范围宽，在参比电流下通常只有约几十毫伏或者更小，因此相同的骚扰源，电流采样电路更为敏感。

（2）能量脉冲输出信号受到干扰。能量脉冲输出是 5V 电平的数字信号，脉冲输出的快慢反映了负载的大小。脉冲输出线路一般比较长，当脉冲输出线路走线不合理或者周围有敏感电路比如时钟电路或者通讯总线等，距离太近会降低脉冲信号质量，严重的骚扰将会影响到脉冲信号的正常输出。

（3）地参考网络耦合干扰。电磁骚扰从某一电路通过公共地网络或地回路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。

下面针对上面可能的几种原因采用不同的对策措施进行试验验证。

注：来源于网络整理