电表试验原理与方法课件.ppt

1、11 电能表试验22 电表工作处的环境33 电表工作处的环境44 电表工作处的环境55 电表工作处的环境66 电表工作处的环境77 电表工作处的环境8群群脉脉冲冲干干群脉冲产生机理群脉冲产生机理:电感性负载在断开时电感性负载在断开时,会在断开处产生火花放电会在断开处产生火花放电,触点间的电压瞬间变化触点间的电压瞬间变化,就会在就会在断开点处产生大量脉冲群骚扰断开点处产生大量脉冲群骚扰,对对110伏或伏或220伏电源线的测量表明伏电源线的测量表明,这种脉冲群这种脉冲群的幅值在的幅值在100伏至数千伏之间伏至数千伏之间,具体由开关触点特性、负载电感决定具体由开关触点特性、负载电感决定,最大值达最大

2、值达到到6000伏伏,脉冲群重复频率在脉冲群重复频率在1KHz-1MHz,对单个脉冲而言对单个脉冲而言,其上升沿在纳秒级其上升沿在纳秒级,脉冲持续时间在几十纳秒到数毫秒之间脉冲持续时间在几十纳秒到数毫秒之间;单个脉冲的能量较小单个脉冲的能量较小,一般不会造成设一般不会造成设备故障备故障,但使能设备产生误动作。但使能设备产生误动作。群脉冲危害机理群脉冲危害机理：根据国外专家的研究根据国外专家的研究,造成设备误动作原因是脉冲群对线路中半导体结电容的造成设备误动作原因是脉冲群对线路中半导体结电容的充电充电,当结电容上的能量积累到一定程度当结电容上的能量积累到一定程度,便会引起线路、设备误动作。便会引

3、起线路、设备误动作。8 群脉冲干扰试验原理群脉冲产生机理:9群群脉脉冲冲干干 群脉冲对表机的危害群脉冲对表机的危害 从故障分析反映的情况来看，目前发现群脉冲对电表的危害如下：从故障分析反映的情况来看，目前发现群脉冲对电表的危害如下：1.把把A/D采样芯片打死，电压、电流死在某一值，需重上电才能恢采样芯片打死，电压、电流死在某一值，需重上电才能恢 复。这种故障是致命故障；因此做群脉冲试验时，要看电压是否复。这种故障是致命故障；因此做群脉冲试验时，要看电压是否 被打死，主要是看电压显示最后一位是否跳变。被打死，主要是看电压显示最后一位是否跳变。2.从从485口直接打群脉冲，电表出现复位、死机、数据

4、乱，这种故障口直接打群脉冲，电表出现复位、死机、数据乱，这种故障 主要主要485电路电路 隔离（电源、布板）没做好。隔离（电源、布板）没做好。3.有、无功灯闪烁，这是在做群脉冲试验时偶尔发现。有、无功灯闪烁，这是在做群脉冲试验时偶尔发现。9 群脉冲干扰试验原理群脉冲对表机的危害10试试验验1 0 试验设备11试试验验1 1 试验设备12 一是自然界产生雷电一是自然界产生雷电,二是电力系统操作、系统故障、输电线路中的开关二是电力系统操作、系统故障、输电线路中的开关动作等动作等,都将产生高电压、高能量的浪涌冲击骚扰。都将产生高电压、高能量的浪涌冲击骚扰。雷击浪涌形式：直击雷、感应雷、浪涌。雷击浪涌

5、形式：直击雷、感应雷、浪涌。直击雷直击雷：为带电云直接放电：为带电云直接放电,例如电表被雷直接击中例如电表被雷直接击中,它在接闪瞬间与大地存在它在接闪瞬间与大地存在很高的电压很高的电压,电压高达几万伏甚至几十万伏电压高达几万伏甚至几十万伏,电表击穿立即被烧毁。电表击穿立即被烧毁。感应雷感应雷:当空间有带电的积雨云出现时当空间有带电的积雨云出现时,带电云下面的建筑、高压架空线带电云下面的建筑、高压架空线,由于由于静电感应的作用都带上相反的电荷静电感应的作用都带上相反的电荷,当带电云突然对地放电当带电云突然对地放电,则高压架空线的感则高压架空线的感应电荷由于阻抗作用不会马上消失应电荷由于阻抗作用不

6、会马上消失,这样就形成局部高压这样就形成局部高压.高压架空线可达高压架空线可达300-400KV,300-400KV,一般低压架空线可达一般低压架空线可达100kV,100kV,电信线路可达电信线路可达40-60KV,40-60KV,这种电压对电表是危险的这种电压对电表是危险的.雷电的电磁感应雷电的电磁感应:由于雷电流有极大的峰值和陡度由于雷电流有极大的峰值和陡度,在它周围的空间有变化的强在它周围的空间有变化的强大电磁场大电磁场,处在此电磁场中导体会感应出较大的电动势处在此电磁场中导体会感应出较大的电动势,这对电表也是危险的。这对电表也是危险的。浪涌浪涌(电表能承受电表能承受)一种是由于雷击发

7、生时在电源线和通信线路中感应的电流浪一种是由于雷击发生时在电源线和通信线路中感应的电流浪涌涌,另一种是电为系统出现故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌另一种是电为系统出现故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌,这种浪涌我这种浪涌我们是电表能防住们是电表能防住.雷击浪涌产生雷击浪涌产生1 2 雷击浪涌干扰试验原理 一是自然界产生雷电,二是电力13雷雷击击浪浪涌涌干干雷击对电表的危害1.雷电直接击中电表,由于雷电电压幅值高、能量大，电表的爬电距离、间隙无法抗拒这么高的电压，立即击穿、烧表。2.感应雷击中电表,则视雷电波的能量,有可能直接击穿电表而烧表,也有可能把压敏电阻击穿,然后烧表.3.对于电网操作切

8、换产生浪涌，电表压敏电阻一般能吸收这部分能量，但对能量较大的浪涌也会使压敏击穿4.一般雷击试验是表内间隙击穿,原因是爬电距离、间隙过小。1 3 雷击浪涌干扰试验原理雷击对电表的危害14试试验验1 4 试验设备15试试验验1 5 试验设备16试试验验1 6 试验设备171 7 试验设备18静电产生机理静电产生方式有两种1.摩擦起电,两种接触、分离或摩擦,从而产生静态电荷,它与湿度有很大的关系,例如在工作台上工作,在相对湿度为10%-20%时,可产生6000伏的静电,但在相对湿度为65%-90%时,只产生100伏的静电,2.感应起电:导体在静电场的作用下,导体表面不同部位感应出不同电荷,或导体原有

9、电荷重新分布,静电放电模型静电放电模型有三种1.人体模型,通过摩擦,人体可能带上静电,若人的鞋绝缘好,人体静电可高大两万伏左右,人体电容典型值是50-250pF,人体电阻典型值为1000-5000欧,人体就想一个移动带电体,对人手所接触的物体都可能发生击穿、放电。2.带电器件模型,它是假定一个器件在其引线框架或其他导电路经上被充电,然后通过一个管脚迅速对地放电;它的静电来源有可能是摩擦带电,也有可能是人体传入的,当它被移动,就有可能对地放电,那么,构成放电回路的结、介质和元器件就可能损坏。1 8 静电放电干扰试验原理静电产生机理19静静电电放放电电干干静电放电模型静电放电模型3.3.电场感应模

10、型，由于所有带电体周围总是存在电场，且带电体和大地之间存电场感应模型，由于所有带电体周围总是存在电场，且带电体和大地之间存 在着电位梯度，所有器件如果置于静电场中并接地，就会引起场强高持续短在着电位梯度，所有器件如果置于静电场中并接地，就会引起场强高持续短 的静电放电。的静电放电。静电对电表的危害静电对电表的危害1 1、人体静电最高可、人体静电最高可25000V，在生产中，人体静电对半导元器有击穿的危险。在生产中，人体静电对半导元器有击穿的危险。2 2、电表的辅助端子、电表的辅助端子、485485口、口、ICIC卡在验表、装表、运行过程中容易受到静电袭击而损坏，卡在验表、装表、运行过程中容易受

11、到静电袭击而损坏，因此我们常对这些端口接触静电放电试验，我们有一种扩展试验，煤气枪放电试验因此我们常对这些端口接触静电放电试验，我们有一种扩展试验，煤气枪放电试验 它能产生一万三千伏的电压，如果它能产生一万三千伏的电压，如果485485口电路不加保护电路，则光耦隔离芯片会被击穿口电路不加保护电路，则光耦隔离芯片会被击穿3 3、静电感应会使电表黑屏，静电枪对电表透镜、静电感应会使电表黑屏，静电枪对电表透镜8000V8000V接触放电会使电表黑屏。接触放电会使电表黑屏。4 4、煤气枪对、煤气枪对485485口放电，会引起电表程序混乱，使电表出现数据乱、黑屏、复位、死机等口放电，会引起电表程序混乱，

12、使电表出现数据乱、黑屏、复位、死机等 现象。现象。5 5、静电枪对电表周围的铝板、静电枪对电表周围的铝板15KV15KV空气放电，电表出现复位、死机、空气放电，电表出现复位、死机、黑屏的现象，这种干扰其实是放电产生的辐射干扰。黑屏的现象，这种干扰其实是放电产生的辐射干扰。1 9 静电放电干扰试验原理静电放电模型20试试验验设设备备-2 0 试验设备-静电枪（模拟人体放电）21试试验验设设备备-2 1 试验设备-台式设备试验实例22射射频频辐辐射射电电磁磁射频辐射电磁场的产生射频辐射电磁场的产生 射频辐射除了可以由电台、电视台、固定或移动式无线电发射台射频辐射除了可以由电台、电视台、固定或移动式

13、无线电发射台 产生外，在变电站还可以由开关操作引起暂态电磁场辐射，举例：产生外，在变电站还可以由开关操作引起暂态电磁场辐射，举例：在在115 kV站变电站，由开关操作引起暂态电磁场辐射最大值可达站变电站，由开关操作引起暂态电磁场辐射最大值可达 3.8KV/m(电场强度电场强度)，这和标准中的，这和标准中的10V/m不是一个数量级的。不是一个数量级的。标准标准GB/T17626.3中试验把移动电话中试验把移动电话(手机手机)作为辐射源重点考虑。作为辐射源重点考虑。它的频率范围为它的频率范围为80-1000MZ，最大严酷度等级为，最大严酷度等级为10V/m.试验要求在电波暗室中做试验要求在电波暗室

14、中做,但电波暗室做费用较高但电波暗室做费用较高,一般在一般在 GTEM小室里做小室里做.2 2 射频辐射电磁场干扰试验原理射频辐射电磁场的产生23射射频频辐辐射射电电磁磁辐射对电表的危害辐射对电表的危害1、射频辐射电磁场是电表型式试验之一，在试验中常发现电表误差、射频辐射电磁场是电表型式试验之一，在试验中常发现电表误差 超差，原因是电磁辐射干扰电能脉冲输出电路，脉冲输出口与超差，原因是电磁辐射干扰电能脉冲输出电路，脉冲输出口与 CPU相隔较远，输出线路有较大的面积，容易受辐射干扰；相隔较远，输出线路有较大的面积，容易受辐射干扰；另另 故障形式是电表复位甚至黑屏、死机、数据，这是电磁辐射干扰故障

15、形式是电表复位甚至黑屏、死机、数据，这是电磁辐射干扰 数据线。我们常用对讲机、警棍放电来模拟电磁辐射；对讲机常数据线。我们常用对讲机、警棍放电来模拟电磁辐射；对讲机常 把电表打出超差、复位，警棍常把电表打黑屏，黑屏的原因是逻把电表打出超差、复位，警棍常把电表打黑屏，黑屏的原因是逻 辑芯片发生闩锁现象，把电源拉垮。辑芯片发生闩锁现象，把电源拉垮。2 3 射频辐射电磁场干扰试验原理辐射对电表的危害24设设备备（G2 4 设备（G T E M小室）25标标准准三三米米法法2 5 标准三米法E MC 暗室 26短短时时过过短时过流的产生短时过流的产生1.大型电机启动时大型电机启动时,会产生很大的起动电

16、流会产生很大的起动电流,最大可达额定电流的最大可达额定电流的7倍倍,这种过电流时间较长，最大可达这种过电流时间较长，最大可达3秒钟。秒钟。2.电网发生短路事故时，产生的瞬时冲击电流，这种短路电流时间电网发生短路事故时，产生的瞬时冲击电流，这种短路电流时间 较短，为毫秒级，一般为较短，为毫秒级，一般为20ms（断路器反映时间），但这种电（断路器反映时间），但这种电 流幅值非常大，大的有一百多千安，这与变压器容量、与变压器流幅值非常大，大的有一百多千安，这与变压器容量、与变压器 距离及线路阻抗有关；标准中规定冲击电流是：直通表为距离及线路阻抗有关；标准中规定冲击电流是：直通表为30Imax,经电流

17、互感器的表为经电流互感器的表为20Imax，这种电流偏小。，这种电流偏小。2 6 短时过流试验短时过流的产生27短短时时过过短时过电流对电表的危害短时过电流对电表的危害 短时过电流对电表的危害只有一个短时过电流对电表的危害只有一个,那就是冲坏电表的电流采样那就是冲坏电表的电流采样电阻电阻,不管直通表还是小电流表不管直通表还是小电流表,在现场都有发生在现场都有发生,有的电阻开路、有有的电阻开路、有的电阻阻值改变、有的电阻有明显烧毁痕迹；电流采样冲坏将导致的电阻阻值改变、有的电阻有明显烧毁痕迹；电流采样冲坏将导致电表飞字、计量不准确等故障；建议直通表做电表飞字、计量不准确等故障；建议直通表做3000A冲击电流试验。冲击电流试验。试验设备：其原理很简单，把电容冲满电，然后对电流回路放电，试验设备：其原理很简单，把电容冲满电，然后对电流回路放电，控制电容冲电压的大小，可控制放电电流的大小，我们试验室的控制电容冲电压的大小，可控制放电电流的大小，我们试验室的设备最大能做设备最大能做3000A。2 7 短时过流试验短时过电流对电表的危害