多功能电能表校线仪研究意义与现状

李题印，金明，姚海燕，屠永伟

1国网余杭区供电公司；2杭州清源电力设计有限公司

多功能电能表校线仪研究意义与现状

李题印1，金明2，姚海燕1，屠永伟1

1国网余杭区供电公司；2杭州清源电力设计有限公司

住宅用电能表由于多种原因，存在着在不同用户间接错的可能性，给用户带来损失，对电网运行也带来一定的影响。分析了电能表接错的原因，通过实例说明其影响，研究了校线工作技术发展现状。

电能表；校线仪；单片机

随着城市化规模扩大，建设速度不断加快，作为各楼宇中电能测量的仪表，电能表是必不可少的，对其进行装表后的校线工作成为一个极为重要的环节。

1、引言

常用的电能表有单相电能表、三相三线电能表、三相四线电能表等。电能表设置有用于连接导线的接线端子，接线端子包括进线端子、出线端子，现有的电能表接线大都需要手工接线，而且所接电线在外形等是相同的，这样开发商进行楼宇建设时，就出现了一定的几率将电能表在不同用户之间接错，另外供电公司在更换电表时也有可能因工作人员的失误将电表接错。

2、楼宇校线的意义

目前公众和企业对公用设施的服务水平的要求迅速提升，电表接错后就会出现用户为他人缴电费情况，这种情况在福州、赣州、北京、福州、无锡、大连等城市都出现过，2010年合肥郑先生家与楼下住户电表电线接错，发生“串户”现象，用了一年才发现。两家互交电费一年，后在清算电费过程中由于时间较长，缴费凭证丢失等产生一定麻烦。问题的产生是由于电表的安装有分界点，供电公司只负责上面部分的安装，而下面的像接线这种事基本是由物业或者是开发商做的。很多住户不了解这种情况，以为都是由供电公司安装的，其实并不如此。

2010年福州朱先生发现电表与楼上用户接反，整个小区里跟他有同样遭遇的还有十几户。小区物业处表示，可能是开发商施工时把电表接错了，需要业主们能先把算错的电费结算清，他们就负责把电表改接好。2013年赣州陈女士发现家里的电表在安装时线路出了问题，导致她们家与同栋楼的另外一户人家用电量混淆达两年之久。当地供电公司表示由于线路比较乱，比较杂，在检测了表盒线中发现确实有错误，由于当时接线任务比较重，发生了错误。由于两家人是同时安装的智能电表，只要将这两家人的用电总量进行计算就能得出误差用电，这个误差电费则由换表的工人来承担。误差费用不是很大，事件很快解决。

3、楼宇校线研究现状分析

以上事例中有的用户预存充足电费后被停电，造成一定经济损失。另外在将电表接线更正后，有的用户间也在电表接错期间的电费缴纳问题上引起法律纠纷。现代社会文明要求公用设施管理部门给予更高的服务承诺，这就要求在施工后或是更换电表后对电表的接线进行校线,以确保接线的正确性。

早在1964年，就提出了一种新的控制电缆和多芯导线的校线方法，针对万用表或灯光显示法校线的缺点，利用部分线缆和导线的结构特征进行了改进。1982-1988年，采用二极管制造了数字校线仪，其原理简单，效率高，但不能显示线的代号[1-5]。1991年，一种利用发光二极管单向导通后发光的特性进行工作的单人快速校线仪被研制出来，同样具有结构简单的优点，并且迅速有效。到1995年时，已经出现了利用单片机的校线器，但对线号的显示仍然存在问题[6-8]。1996-1998年间，研制了一种简易的校线器并不断的加以改进，这种校线器只利用了简单的电阻和万用表，制作简单，成本低廉，但当发生线间短路时，不容易测出[9-11]。2003年，基于数字电路的实用型校线器被设计实现，具有一定的先进性，但工作人员的工作量仍较大。2006年，微型机技术重新被利用，用单片机和74LS164等元件制作完成了自动校线装置，但由于LED数码管的限制，显示仍达不到要求[12-14]。2007-2009间，仍然有人利用二极管或电阻进行了校线的研制，但由于利用二极管或电阻校线原理本身的问题，仍存在上述提到的弊端[15,16]。

经过多年的探索，尽管校线工作在提高效率和准确率方面都有巨大的进步，但是，依旧不能满足新的环境下校线工作的需要。现在校线不仅要求能够显示线缆的序号，很多情况下还要求显示线号，而且线号的范围包括数字、英文大小写字母和罗马大写字母，这些要求在以上提到的文献中都很难满足。而且很多高频设备应用场合禁止使用无线通讯，这就为当两个人校线时使用对讲设备提出了挑战。经过多年的探索，目前电能表校线已经发展到使用单片机。

基于单片机的楼宇配电电能表综合电力线路校线仪，它主要由主测试器和远程测试端两部分组成。主测试器包括多个测试端口，远程测试端也可以包括多个测试端口。使用时，按操作说明上连接好引线端子，当满足测试条件时装置会给出相应端口接通的文字显示，同时带有指示灯或蜂鸣音提示。主测试器具有键盘，可满足现场对每条待测线（对应装置每个端口）输入线号的要求，输入线号后，当相应端口线路通过测试线接通时，远程测试器会显示出线号。这样可以高效、准确的进行电能表校线工作。本研究对城市电网中电能表的安全经济运行将具有重要的作用和影响，运行人员可在方便的对电能表进行实时监控，及时处理早期故障点，避免停电事故的发生。可较好地解决城市电网的楼宇电能表校线问题，从而保证电能表安全稳定运行，有较为可观的直接和间接的经济效益。

4、结语

由于建筑商的疏忽，用户电能表存在不同用户间接错的可能，电能表接错对各类用户的安全经济用电产生一定的影响，经过多年发展，电能表校线技术逐渐从采用电阻、二极管等过渡到以单片机为主。

[1]王忠衡.控制电缆和多芯导线的校线法[J].工业建筑,1964,7 (4)：44-45．

[2]陈步秋.数字校线仪[J].电力机车与城轨车辆,1982,9(5)：16-18．

[3]陈又专.电力机车校线仪[J].电力机车与城轨车辆,1988,2(1)：8-10．

[4]邵庆仁,沈国钧.发光管单人快速校线仪[J].电力建设,1991, 12(1)：61.

[5]张泽民.无触点键盘校线器[J].电子技术,1995,17(8)：21-23.

[6]段鹏飞.一种实用的校线器[J].机床电器,1996,10(5)：40.

[7]吴向发.自制多芯线校线器[J].建筑电气,1997,6(4)：133.

[8]赵莉华,黄念慈,黄山.全能型校线器[J].电工技术,1998,9(3)：54-56．

[9]陈世善,叶继东.一种实用的电缆单人校线器[J].石油工程建设,1999,4(2)：53-55．

[10]朱兴文.19芯电缆全能型校线器[J].机电设备,2000,1(1)：32-33．

[11]李双喜.一种实用型快速校线器的设计[J].安徽技术师范学院学报,2003,17(1)：68-69．

[12]王蔚,王世荣,何纬.自动校线仪的研制[J].自动化技术与应用,2006,25(4)：76-77．

[13]王新炜.自制实用电缆校线器[J].机械工人(冷加工),2007, 15(5)：73.

[14]田东日.电缆校线器[J].油气田地面工程,2008,27(2)：77.

[15]田爽,闫晨光.自制两用16线校线器[J].科技信息,2009,21 (4)：394-396．

[16]李冰.基于单片机控制的多功能微机校线仪的设计.中国电业,2011(9)

图1

3等离子电视整机和模组辐射的抑制

目前测试模组是否满足规格要求，需要从整机角度来判定，而这在一体化制造中更是突出。所以在做模组EMI对策时，不仅需要对模组部分电路和结构做设计和整改，还要根据整机状态在整机电路和结构上考虑。

从电磁干扰三要素方面抑制辐射。从具体措施来说，可以从接地、滤波、屏蔽来抑制辐射。在实际应用中是结合多个方面来进行的。比如辐射源的抑制，可以用接地，也可以用滤波，也可以用屏蔽来减小源的干扰。对传播路径和敏感设备的抑制，也可以用这3种方法。

1）结构方面，主要是针对接地和屏蔽来进行。模组背板是整个模组的地平面，每个PCB都是安装在背板上，这里就有接地的问题，是否每个PCB都接地良好。同时在每个PCB里面，不同位置的地如何排布，也有接地分布问题。

电磁屏蔽不仅仅是要有一个密闭的金属外壳，重要的是这个外壳必须是导电连续的。组装整机时，如果不能将后盖和背板紧密的闭合在一起，留有一些缝隙，电路所产生的高频辐射还是会泄露出来。所以我们需要使整机结构件达到完好的屏蔽效果，从而降低辐射。

2）电路方面，从三要素和接地、滤波几方面来进行设计整改。

PCB与PCB之间、单块PCB上完成不同功能的电路之间也存在相互干扰，所以在这些不同层级的PCB、电路模块之间也存在源和敏感设备的区分。

从辐射源方面，我们把每个单板电路都进行优化，使单板电路干扰达到最低，这样尽可能的抑制辐射源。电路中干扰主要是瞬时变化的电流和电压，其来源主要是开关电源和开关元件。需要对这些开关电路进行优化，使电路参数最优。并采用接地滤波的方法，将每个PCB的输出部分的干扰过滤掉，波形进入下一个PCB时干扰信号尽量少。在电路优化中，不同的PCB布线布局寄生参数不同，会有不同的效果，当PCB有变化时，需要再进行优化。

3）改善能量分布

在频率固定的情况下，降低幅度；

在幅度固定的情况下，改善能量分布：1）改变频率；2）频率偏移。改变频率是不可能的，所以采取频率偏移，也就是扩频。

在等离子电视整机和模组的设计和生产中，通过应用以上的电路、波形和结构的电磁兼容设计方法，完成了等离子电视整机的电磁兼容测试认证顺利量产。由于电磁兼容是门跨学科的技术，需要在很多领域进行研究，具体在设计应用时，要使系统达到好的电磁兼容性，需要考虑不同学科的知识应用，也需要不断的积累经验，并在实践中运用理论进行指导。

金兴祥（1979-），男，籍贯：四川省乐山市，学历：本科，现职称：中级，研究方向：等离子电视的电磁兼容。