配网自动化计量终端过电压防护措施研究

李少娟 黄栋 赵认享

摘  要：通过对目前配网自动化计量终端过电压侵入分析，对配网自动化计量终端过电压防护现状分析，研究出一种配网自动化计量终端的过电压防护措施，该种措施主要采用在计量终端前方安装末端更加精细的过电压防护设备，对计量终端串并的传统型联合接线盒进行研究改进，在传统型联合接线盒的基础上增加过电压防护功能，该种解决方案可以对电源线路通道过电压防护，信号通道过电压防护，天馈过电压防护，可以有效地保证计量终端电能表的正常运行，减少电力维护成本，避免电量损失。

关键词：计量终端设备;过电压防护;电能计量;联合接线盒

中图分类号：TM712         文献标志码：A

0 引言

配网是整个电力系统的末端，直接面向终端用户，供电可靠性和供电质量要求越来越高。配网自动化是建立在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设備正常运行及事故状态下的监测、保护、控制以及用电和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统在线的、准实时的闭环控制。而配网自动化计量终端作为配网自动化系统的重要基础部分，其过电压防护尤为重要。

1 配网自动化计量终端过电压侵入分析

配网自动化计量终端过电压主要是指侵入电网二次系统的雷电过电压及操作过电压，而雷电是过电压侵入二次系统的主要途径。目前计量终端过电压防护部分无过电压防护组件，未设置防护装置存在雷击侵入损害设备的风险;部分安装了防护设备的，存在防护模式不符合规范要求、老式结构不便于维护管理、器件损坏仍在网运行、防护性能参数不符合规范要求等诸多问题，以至于不能有效防护计量终端设备，造成诸如设备损坏、信号中断、数据掉包等事故。

配网自动化计量终端包括电能计量表箱、互感器、隔离开关、熔断器、过电压防护组件、联合接线盒和电能表。用电信息采集主要是通过用电现场计量管理终端装置实现，而电能计量用的联合接线盒是计量二次回路的重要组成部分，其作用是将互感器引出的二次线经联合接线盒端的端子串并联再接到电能表的端子上，此回路有无过电压防护，则直接影响电能计量用的联合接线盒上的电压及电流，其是否正常运行，直接关系到电能表是否正常运行。

2 配网自动化计量终端过电压防护现状分析

目前配网线路计量终端使用的电能采集终端均安装在室外、分布区域广，分散性大，在室外遭受雷击或线路瞬间过电压的风险大，而实地勘察大部分区域对于电能采集终端未安装过电压保护装置，传统型联合接线盒也没有过电压防护功能，所以配变电负荷管理终端、计量电表经常会遭受雷击而损坏，势必造成电能表不能正常运行，导致电能表无法读取与计量，严重影响电能计量，同时更换配变电负荷管理终端的维护工作量也非常大，为此造成极大的损失。虽然有些电表箱已经按照规范要求配置了浪涌保护器，但是由于这些浪涌保护器不是配变电负荷管理终端专用浪涌保护器，所以很难起到应有的效果。对于具备数据远程的管理终端串口和天线馈线路都没有配置过电压保护措施，传统型的联合接线盒也没有对应串口和天线过电压保护的功能，存在极大的安全风险。

3 配网自动化计量终端过电压防护措施研究

虽然变压器低压侧防雷器能够有效抑制计量终端过电压，但抑制效果受变压器与计量终端间连接线路长度影响，线路越长，过电压抑制效果越差。为实现更加精细的智能电表过电压防护，可以在智能电表前面安装末端过电压防护设备。但基于以上对配网自动化计量终端过电压防护的分析，暴露出实际诸多问题，届时我们针对这些问题和市场的需求进行过电压防护措施研究，就是在传统型联合接线盒上进行研究增加过电压防护功能。

该次研究的新型联合接线盒在结构安装孔位上与传统的计量用接线盒一致，不影响计量箱体结构，设计具备电源， RS485串口输出、SMA天馈接线功能，并各路都具有过电压防护功能。

目前，从新型联合接线盒过电压防护设计来看，该设计主要是由3个部分过电压防护组成。①对线路通道过电压防护。②对信号通道过电压防护。③对天馈通道过电压防护。主要采用在联合接线盒内装置过电压浪涌保护器，实现联合接线盒的过电压防护功能;该次研究产品模具设计采用三相四线结构设计，当用到三相三线时多余的一路空位，可实现2种供电制式的兼容。其中联合接线盒具备电源、RS485、SMA天馈浪涌防护功能于一体，同时能与多功能电表端子排有可靠配合，实现电源的转接。电源线路过电压防护原理如图1所示，线路设计每路电源分别都并联2个压敏电阻，当瞬间过电压侵入时，将并联线路上的2个压敏电阻击穿，压敏电阻导通将瞬间过电压引至地下，从而电磁线圈不受其影响仍保持输出正常电压，保证连接设备的持续运行，不受过电压的影响;信号通道过电压防护原理如图2所示，对于信号通道过电压防护采用瞬态二极管在有雷击发生时瞬态二极管能迅速吸收浪涌，同时将RS485的4根线分别通过气放管与地连接，达到双重保护的目的。此外，对于天馈通道过电压防护采用将天馈模块的2根连接线分别与气放管连接，再连接地，当有过电压及雷电发生时，高压将气放管击穿，将雷电流引至地下，保证设备的安全。

4 结语

随着人口的逐渐增加，电能采集终端也随之增多，计量终端的过电压的防护也是重中之重，该项措施研究中计量终端中的计量用联合接线盒又是电能采集终端必不可少的组成部分，所以具备过电压防护功能的计量用联合接线盒在电力行业必然应用广泛，为此希望通过该文对此方面的措施研究，解决目前计量终端无防护及不规范防护的诸多弊端，由此改进这方面的技术与发展。

参考文献

[1]中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T448—2016电能计量装置技术管理规程[S].北京：中国电力出版社，2017.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 1634—2013 电能计量柜[S].北京：中国标准出版社，2014.

[3]中华人民共和国国家经济贸易委员会. DL/T825—2002电能计量装置安装接线规则[S].北京：中国电力出版社，2003.

[4]国家电网公司.380/220V 配电网工程典型设计（2014版）[M].北京：中国电力出版社，2014.