中心議題：

• 討論電子式電能表的絕緣性能對EMC抗擾度試驗的影響及改進措施
• 進行各項EMC抗擾度試驗，達到事半功倍的效果

解決方案：

• 增大間隙或爬電距離能使電能表的絕緣性能符合要求
• 選用質量好的變壓器
• 簡化脈衝輸出電路，去掉多餘部分電路

引 言
電子式電能表(或稱靜止式電能表，以下簡稱電能表)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)和(he)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)能(neng)的(de)好(hao)環(huan)，直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)人(ren)民(min)生(sheng)命(ming)財(cai)產(chan)的(de)安(an)全(quan)以(yi)及(ji)電(dian)能(neng)計(ji)量(liang)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)，因(yin)此(ci)，在(zai)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)中(zhong)列(lie)為(wei)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)的(de)試(shi)驗(yan)項(xiang)目(mu)。我(wo)們(men)在(zai)電(dian)能(neng)表(biao)性(xing)能(neng)試(shi)驗(yan)中(zhong)發(fa)現(xian)，有(you)相(xiang)當(dang)數(shu)量(liang)的(de)試(shi)驗(yan)樣(yang)品(pin)當(dang)其(qi)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)不(bu)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)時(shi)，對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)EMC電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)能(neng)試(shi)驗(yan)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。本(ben)文(wen)就(jiu)此(ci)現(xian)象(xiang)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)並(bing)提(ti)出(chu)為(wei)消(xiao)除(chu)這(zhe)種(zhong)影(ying)響(xiang)而(er)采(cai)取(qu)的(de)措(cuo)施(shi)，同(tong)時(shi)提(ti)出(chu)一(yi)個(ge)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)的(de)試(shi)驗(yan)順(shun)序(xu)。

技術要求
GB／T 17215—20020級和2級靜止式交流有功電能表》對絕緣性能的基本要求是：電子式電能表屬於Ⅱ類防護絕緣包封儀表，采用絕緣材料表殼，無保護接地措施。其額定輸人電壓≤300V時，試驗脈衝電壓為6kV。電路結構最小間隙允許3．Omm；最小爬電距離6．3mm(室內儀表)和lOmm(室外儀表)[1]。

絕緣性能對EMC抗擾度試驗的影響
a.對電快速瞬變脈衝群試驗影響
電能表性能試驗中，我們發現凡絕緣性能不能通過6kV衝擊電壓試驗的樣品
，絕大多數通不過4kV脈衝群試驗。通過分析和對比試驗

，我們認為這種通不過
，並不是由於電能表本身的原理設計問題
，而是源於一個簡單的
、被忽視的事實— — 帶(dai)電(dian)元(yuan)器(qi)件(jian)空(kong)間(jian)間(jian)隙(xi)或(huo)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)線(xian)爬(pa)電(dian)距(ju)離(li)不(bu)夠(gou)造(zao)成(cheng)的(de)，是(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)缺(que)陷(xian)和(he)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)問(wen)題(ti)。從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)試(shi)驗(yan)時(shi)脈(mai)衝(chong)群(qun)試(shi)驗(yan)設(she)備(bei)保(bao)險(xian)絲(si)燒(shao)壞(huai)，試(shi)驗(yan)無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)。

b.對浪湧試驗的影響
其qi現xian象xiang和he產chan生sheng原yuan因yin同tong脈mai衝chong群qun試shi驗yan。但dan由you於yu電dian浪lang湧yong比bi群qun脈mai衝chong波bo具ju有you更geng高gao的de衝chong擊ji能neng量liang，因yin此ci在zai對dui脈mai衝chong群qun試shi驗yan不bu產chan生sheng影ying響xiang的de場chang合he，也ye可ke能neng對dui浪lang湧yong試shi驗yan產chan生sheng影ying響xiang。

c.對靜電放電試驗的影響
在電能計量器具的性能試驗中，曾發現過因絕緣問題而導致靜電放電試驗[2]通不過的例子(見表1)。

d. 對電壓跌落試驗的影響
在我們的試驗中
，尚未發現由於絕緣問題而導致電壓跌落試驗不能進行或通不過的例子，但理論分析表明：存在絕緣問題的電能表
，有可能改變跌落波波形
，這直接導致了實際跌落試驗波形不符合要求，從而帶來試驗的複現性和一致性問題。

原理性分析
(1)6kV衝擊電壓試驗是為了確定電能表經受短時高壓衝擊而不損壞的能力。試驗目的一方麵是基本保證變壓器(含電壓互感器、電流互感器)的初、cijijian，jiqiraozuzajianhuocengjiandejueyuanzhiliang，lingyifangmianshijibenbaozhengzaizhengchanggongzuozhonglianjiedaodianwangbutongxiangweidaoxiandeyibiaodebutongxianlujiandejueyuan，zhexiexianlushikenengfashengguodianyade。6kV衝擊電壓試驗是直接施加在電壓線圈兩端的，以此檢驗電能表電壓線圈絕緣是否合格；同時脈衝電壓也會耦合到變壓器次級
，形成對電能表低壓電路的瞬態幹擾。衝擊電壓試驗過程中要求儀器不應產生飛弧、擊穿放電現象。其試驗波形：按GB／T 16927．1《高壓試驗技術》規定為1．2／5Otis脈衝；試驗電壓等級為6kV[3]。

(2)電浪湧現象通常是指開關操作(包括設備和係統對地短路、飛弧故障)或雷擊(含避雷器動作)會在電網或通信線上產生瞬態過電壓或過電流。試驗時通過耦合／去耦網絡施加到電能表的被測端口。GB／T 17626．5規定了浪湧的試驗波形參數按GB／T16927．1規定的1．2／5Oμs開路電壓波和8／20μs短路電流波[4]。

比較上述兩項試驗

，可見：二者試驗目的不同
，試驗電壓施加方式不同，試驗電壓等級前者為6kV
，後者為4kV；浪湧試驗還對短路電流波形有要求。其共同點是試驗電壓波形是一樣的。而且直接施加在電能表電壓線圈兩端的6kV瞬態衝擊電壓也會耦合到變壓器次級，形成浪湧試驗的部分效果。

(3)電快速瞬變脈衝群試驗是模擬電感性負載快速接通和斷開，或觸點彈跳時產生的暫態騷擾，這種暫態騷擾以脈衝群形式出現。GB／T 17626．4規定了試驗波形和試驗等級l5]。由於電能表電壓和電流線路要承受幅度為4kV，持續時間60s的脈衝群試驗
，因此可以預見，絕緣強度不合格的電能表引起的內部放電、飛弧，擊穿會造成該項試驗不合格。

改進措施和試驗結果
a.問題產生原因
由於市場對電子式電能表的功能要求不斷增加，因此新技術、新(xin)型(xing)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)更(geng)新(xin)速(su)度(du)很(hen)快(kuai)，電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)不(bu)斷(duan)更(geng)新(xin)，不(bu)少(shao)廠(chang)家(jia)對(dui)其(qi)性(xing)能(neng)尚(shang)未(wei)完(wan)全(quan)掌(zhang)握(wo)。在(zai)電(dian)子(zi)式(shi)電(dian)能(neng)表(biao)新(xin)產(chan)品(pin)試(shi)製(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，絕(jue)緣(yuan)問(wen)題(ti)是(shi)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)的(de)

；主要表現形式有以下幾種：(a)線路板布線爬電距離不夠(多見於光耦輸入／輸出部分及周圍電路)；(b)連線間絕緣不符合要求
，焊接點質量不高，焊錫堆積
，形成尖峰放電。(c)帶電元器件空間距離不夠，形成尖端放電
；(d)變壓器自身絕緣不符合要求
；(e)脈衝輸出電路過於複雜且不符合要求。以上以(a)情況較為多見。就絕緣性能而言，上述5種情況都可歸結為間隙或爬電距離不夠。

b.改進措施
    (1)對於(a)情形，改進印製板布線；相關區域增大間距，增大爬電距離。
    (2)對於(b)情形
，加強連線絕緣強度或增大間距，提高焊接點焊接質量。
    (3)對於(c)情形，增大元器件間的空間距離。
    (4)對於(d)情形，選用質量好的變壓器。
    (5)對於(e)情形，簡化脈衝輸出電路，去掉多餘部分電路(含元件)。

c.試驗結果
部分典型實例和試驗結果列於表1。
 

結束語
我wo們men對dui國guo內nei眾zhong多duo電dian能neng表biao生sheng產chan廠chang家jia的de試shi驗yan樣yang品pin進jin行xing的de成cheng功gong整zheng改gai說shuo明ming，大da多duo數shu情qing況kuang下xia，國guo產chan電dian子zi式shi電dian能neng表biao在zai通tong過guo了le試shi驗yan成cheng本ben相xiang對dui較jiao低di的de脈mai衝chong電dian壓ya試shi驗yan後hou，許xu多duo即ji可ke達da到dao國guo家jia標biao準zhun要yao求qiu的de電dian磁ci兼jian容rong性xing能neng指zhi標biao。

因此，電子式電能表及其類似產品進行定型鑒定、樣機性能試驗時
，試驗程序可以優化為：首先通過6kV脈衝電壓試驗
，再進行各項電磁兼容性能試驗，可以節約時間
、人工、儀器設備消耗等試驗成本，取得事半功倍的效果。