电能表技术要求及检验方法详解

3.1　直观检查

3.1.1　外部检查的内容和要求如下：

a.铭牌的标志应完整、清楚。

b.计度器不应偏斜，字轮式计度器除末位字轮外，其余字轮数字被遮盖部分不得超过字高的1/5。

c.转盘上应有明显的供计读转数的有色标记。

d.玻璃窗应完整、牢固、清晰，密封良好。

e.外壳及底座完好无凹陷，油漆无剥落现象。

f.端钮盒牢固、无损伤，盒盖上或端钮盒上应有接线图或接线标志。

g.固定外壳的及端钮盒内的螺丝和铅封穿孔必须完好无缺损，接地部分不得锈蚀或涂漆。

3.1.2　内部检查的内容及要求（调前试验和故障检验除外）：

a.垫带完整，密封良好。

b.固定计度器、轴承及调整装置的螺丝、固定磁钢和驱动元件的螺丝，均应紧固、无缺损。

c.转轴应直，转盘应平整，其平面与电磁铁、永久磁钢的磁极端面应平行，且位置适中。

d.蜗轮与蜗杆齿的啮合深度应在齿高的1/2左右。

e.焊接部分质量可靠，无虚焊现象。

f.表内应无铁屑或其他杂物。

3.1.3　携带型精密电能表还应检查下列内容：

a.计度器的回零机构操作应灵活，回灵后指针偏离零位的距离不应超过刻度盘最小分格的1/5。

b.水平仪应完好，调节正常；量限转换开关转动灵活，接触良好；起、停开关操作灵活，接触良好。

3.2　绝缘强度试验

3.2.1　所有安装式电能表必须进行工频电压试验。

3.2.1.1　在室温和空气相对湿度为85%以下（对使用条件为A1和B1组）或95%以下（A和B组）时，对被试电能表施以频率为50Hz实际正弦波形的交流电压，历时1min，不应出现击穿和电弧放电现象，也不应出现机构损伤。

工频试验电压值按下述规定选取：

a.所有线路对金属外壳间或对绝缘材料外壳的金属外露部分及金属支架间为1.5kV。

b.电流和电压线路间及不同相的电流线路间为600V。

3.2.1.2　试验电压应在5～10s内由零平稳地升至规定值并保持1min。然后以同样的速度降至零。

试验装置高压侧功率应不小于500VA。

3.2.2　必要时，对安装式电能表还应进行冲击电压试验。冲击电压试验应在工频电压试验之前进行。

在3.2.1.1规定的环境条件下，对被试电能表的所有线路与金属外壳间或与绝缘材料外壳的金属外露部分及金属支架之间，电流与电压线路之间，以及不同相的电流线路之间施以波形为1.2/50μs、峰值为6kV的冲击电压，在相同极性下试验10次，不应出现电弧放电和击穿现象，也不应出现机械损伤。

3.2.3　对携带型精密电能表，仅用500V兆欧表测定其所有线路与金属外壳或与绝缘材料的金属外露部分之间和不同电气回路之间（辅助线路除外）的绝缘电阻。在室温和周围空气相湿度不大于85%的条件下，其绝缘电阻值不应低于2.5MΩ。

3.3　起动试验

3.3.1　电能表在额定电压、额定频率、功率因数（或无功功率因数）为1的条件下，当负载电流不超过表2规定的值时，转盘应不停地转动。

对于具有止逆器的电能表和运行中的2.0级单相电能表，允许其起动电流比表2规定值增加0.5%的标定电流。

3.3.2　试验时，计度器同时进位的字轮不应多于2个；其他试验条件应符合3.5.1.1项的规定。

表2

3.4　潜动试验

3.4.1　当安装式电能表的电流线路中无电流，而加于电压线路的电压为额定值的80%～110%时，电能表转盘的转动不得超过1整转。

对于携带型精密电能表，当电压线路不加电压，电流线路通以标定电流，在计数器停止计数时，其示值在1min内应无明显的变化。

3.4.2　试验时，对新购的电能表先后加80%和110%的额定电压；运行中的电能表仅加110%的额定电压。

对于经互感器接入的电能表，必要时，可在cosφ＝1或sinφ＝1的条件下，给电流线路通以1/5的起动电流，检查电能表是否潜动。

3.4.3　试验时，其他条件应符合3.5.1款的有关规定。

3.5　基本误差的测定

3.5.1　确定电能表基本误差时，应遵守下列条件。

3.5.1.1　对电能表基本误差有影响的量的偏差，不应超过表3的规定。外界磁场的允许量应满足表4的要求。

3.5.1.2　测定三相电能表基本误差时，其相序一般应符合接线图的规定^[1]。且三相电压和电流应基本对称，其不对称程度不应超过表5的规定。

3.5.1.3　电能表应在其电压线路加额定电压不少于60min，电流线路通以标定电流不少于15min后测定基本误差。

根据实验数据，对某些电能表，通电预热的时间也可以延长或缩短，但缩短后的时间不得少于15min。

3.5.1.4　对字轮式计度器，应只有转动最快的字轮在转动。

3.5.1.5　电能表必须在盖好外壳，所有的封装螺丝紧固后，测定基本误差。

3.5.2　电能表的基本误差以相对误差表示，在3.5.1规定的条件下，其值应符合下列规定。

3.5.2.1　单相和平衡负载时的三相有功电能表（安装式）的基本误差不应超过表6的规定。

3.5.2.2　平衡负载时的三相无功电能表的基本误差不应超过表7的规定。

3.5.2.3　负载不平衡（在三相电压对称的条件下，任一电流线路中有电流而其余电流线路中无电流）时，三相有功电能表和三相无功电能表的基本误差不应超过表8的规定。

3.5.2.4　携带型精密电能表的基本误差不应超过表9的规定。

在使用两只或三只单相电能表组合测量三相电能的情况下，应当将它们按实际使用的三相接线方式检验；亦可通过计算的办法求出其组合误差，计算的方法按3.5.8.2项和3.5.8.3项的规定。

对于供在现场检验使用的标准电能表，其经常使用负载范围内的基本误差不应超过表9所规定值的60%。

表3

* 有水准仪的电能表，应调至水平。

表4

注　标准温度规定为20℃，当不能满足规定的温度条件时，在10～30℃范围内，允许使用已知的电能表温度系数对测定的结果进行修正。

表5

表6

注　Imax—额定最大电流。

表7

表8

表9

注　①0.2级电能表的负载电流范围供参考。
②cosφ＝0.8容性负载，只限于额定电压为100V的单相有功电能表。

3.5.3　基本误差的测定一般应在下列负载下进行。必要时可适当地增加或减少负载点，但必须保证所检验的电能表符合3.5.1款的规定。

3.5.3.1　安装式电能表按表10所规定的负载测定基本误差。

3.5.3.2　携带型精密有功电能表按表11规定的负载测定基本误差。

3.5.3.3　三相有功和无功电能表在三相电压对称的条件下，逐相通以表12所规定的负载电流，进行不平衡负载下基本误差的测定。

3.5.3.4　测定基本误差时，负载电流应按逐次减小的顺序，且应在每一负载电流下待转速稳定后进行。

3.5.4　基本误差的测定可以采用瓦秒法或标准电能表法。使用的检验装置及标准仪表应符合下列要求。

3.5.4.1　电能表检验装置的综合误差不应超过表13的规定。装置的其他技术条件应符合水利电力部《交流电表检验装置检定方法（SD 111—1983）》的规定。

3.5.4.2　标准仪表和监视仪表的相对误差，以及在试验时负载功率的相对变化，对用瓦秒法和标准电能表法应分别不超过表14和表15的规定。

3.5.4.3　标准仪表的相对误差，在检验有效期内的相对变化不应超过其规定值的1/2。

3.5.5　用“瓦秒法”测定电能表误差，可以采用以下两种方式。

3.5.5.1　当采用在固定转盘转数的情况下以测量时间的方式确定电能表相对误差时，相对误差值按公式（1）计算

式中　γ——电能表相对误差的百分值，%；

t——实测时间，即电能表在恒定功率P下其转盘转N r时，标准计时器实测的时间，s。

T——算定时间（或称理论时间），即电能表在恒定功率P下，按照铭牌常数计算，转盘转Nr所需的时间，s。

算定时间T按公式（2）计算

N——选定的转数，rad；

C——电能表的常数，r/kW（kvar）h；

P——恒定功率，W。

表10

注　Ib—标定电流。

表11

注　表11中括弧所列负载电流，系对供现场检验用的携带型精密电能表的要求。

表12

表13

表14

* 标准互感器的相对误差是指测量功率时标准互感器的合成误差。

表15

测定误差时，转数N的选择应保证算定时间T对于1.0级及以上准确度等级的电能表不少于100s，2.0级和3.0级不少于50s。当采用自动计时时，允许缩短算定时间，但必须保证转数N不少于1r。

3.5.5.2　当采用固定测量时间而计读转盘转数（仅适用于转盘转数分度值可以读取的电能表）的方式测定电能表相对误差时，电能表的相对误差γ按公式（3）计算

式中　n——实测转数，r，即在固定的测量时间t，电能表转盘在恒定功率P下的实际转数；

n0——算定转数，r，即电能表在上述条件下，按照常数计算，应转的转数。

算定转数n0按公式（4）计算

公式（4）中测量时间t不应少于60s。同时还应使电能表转数满足读数精度的要求，即转盘的最小分度与转数相比不应超过被检电能表基本误差规定值的1/5。

3.5.6　用标准电能表法测定电能表相对误差时，应遵守下列规定。

3.5.6.1　被检电能表的相对误差按公式（5）计算

式中　n——标准电能表的实测转数，r；

n0——算定转数，即按照铭牌常数计算被检电能表转数为N转时，标准电能表应转的转数，r。

算定转数n0按公式（6）计算

式中　C0、Cx——标准电能表和被检电能表的铭牌常数，r/kWh（kvarh）；

K——系数。

系数K按公式（7）计算

式中　KI、KU——与标准电能表连用的标准电流和电压互感器的额定变比；

KL、KY——被检电能表铭牌标注的电流和电压互感器的额定变比；

KJ——接线系数，按3.5.8规定。

3.5.6.2　测定误差时，在每一负载下，应适当地选择被检电能表的转数N，使得标准电能表的算定转数（读数盘最小分格为0.01r）或算定脉冲数^[2]不少于表16的规定。且在任何情况下都不得少于1r。

表16

3.5.7　电能表在每一负载下测定基本误差，都至少应读取两次数据。然后取其算术平均值作为该负载下测定的实际值，但对有明显错误的读数应该舍去。

如果算得的误差接近于基本误差极限值（在极限值的80%～120%之间）时，应再至少进行两次测量，取这两次与原测得之数据的算术平均值计算相对误差。

3.5.8　测定电能表相对误差可按下列的方式接线。

3.5.8.1　检验单相有功电能表的接线如图1所示。图中W0是单相标准电能表或功率表。

3.5.8.2　检验三相三线有功电能表的接线如图2所示。图中W01和W02是单相标准电能表或功率表。

当使用两只单相标准电能表（或功率表）时，标准读数应为两只单相标准表读数的代数和。接线系数KJ＝1。标准表的组合误差按公式（8）计算

图1　检验单相有功电能表的接线

图2　检验三相三线有功电能表的接线

式中　γ——两只单相标准电能表（或功率表）的组合误差，%；

γ1、γ2——接入V相电流线路和W相电流线路的标准电能表（或功率表）在相应负载下的相对误差，%；

φ——负载功率因数角，（°）。

3.5.8.3　检验三相四线有功电能表的接线如图3所示。

图3　检验三相四线有功电能表的接线

当使用三只单相标准电能表（或功率表）时，标准的读数应为三只单相标准表读数的代数和。接线系数KJ＝1。标准表的组合误差为三只单相标准表相对误差的算术平均值。

3.5.8.4　检验带附加电流线圈和90°型的三相四线三元件无功电能表的接线分别如图4、图5所示。

图4　检验带附加电流线圈三相四线无功电能表的接线

图5　检验90°型三相四线三元件无功电能表的接线

图4和图5中标准表为一只三相四线标准有功电能表（或功率表）或三只单相标准有功电能表（或功率表）。当使用三只单相标准表时，标准的读数应为三只单相标准表读数之代数和。

接线系数KJ＝/3。

3.5.8.5　具有60°内相角的三相三线无功电能表可以采用下列三种接线之一进行检验：

a.采用Y/△—11电压互感器和两只单相或一只三相二元件标准有功电能表（或功率表）检验60°内相角三相三线无功电能表的接线如图6所示。

Y/△—11电压互感器应和标准表一起检验。

当图6中标准表为两只单相标准有功电能表（或功率表）时，标准读数应为两只单相标准表读数的代数和。接线系数KJ＝1。

b.用两只单相标准功率表并把电压线路接成人工中性点的方式检验具有60°内相角的三相三线无功电能表的接线如图7所示。

图7中标准读数应为两只单相标准功率表读数的代数和。接线系数KJ＝。

图6　检验60°内相角三相三线无功电能表接线之一

图7　检验60°内相角三线三相无功电能表接线之二

图7中附加电阻Rb与两只单相标准功率表的内阻R1、R2三者之间电阻值相互之差不应大于0.2%。

c.用90°移相变压器检验具有60°内相角的三相三线无功电能表的接线如图8所示。标准读数应为两只单相标准表读数的代数和。接线系数KJ＝1。

90°移相变压器应和标准电能表（或功率表）一起检验。

图8　检验60°内相角三相三线无功电能表接线之三

3.6　需量指示器的试验

3.6.1　最大需量表的验收试验应按相应的专业标准或技术条件进行。运行中的最大需量表按下列规定检验。

3.6.1.1　最大需量表的有功电能测量部分应符合相应准确度等级的有功电能表的要求。

3.6.1.2　最大需量指示部分（功率测量部分）的检验方法及要求如下：

a.将标准电能表（或标准功率表）和最大需量表按检验有功电能表的接线方式接入电路，通电预热时间不少于15min。

b.将需量指示针（留针）置于算定值的80%左右，推动针复零，脱扣机构处于刚脱扣状态。

c.在额定电压、cosφ＝1的条件下，分别给电流线路通以50%和100%的标定电流，经过一个需量时限T，在推动针返回零位时，记下标准电能表的转数N（或标准功率表的指示值）和需量指示值Px，然后按公式（9）计算相对引用误差：

式中　γP——需量指示器的相对引用误差，%；

PM——需量指示器的测量上限，kW；

P0——通过最大需量表的实际功率，kW。

实际功率P0按公式（10）计算

式中　C0——标准电能表常数，r/kWh；

N——标准电能表转数，r；

T——需量指示器的时限，min。

当采用标准功率表作标准表时，其指示值即为实际功率P0，在试验过程中应保持功率恒定。

d.需量指示器的相对引用误差γP不应大于±2%。

3.6.1.3　时限机构的误差试验应在额定电压、额定频率下，用秒表测定从推动针回零开始，到脱扣机构再次脱扣，推动针又一次返零为止所需的时间，其误差不应超过一个需量时限的±1%。

3.6.1.4　对于用同步电机的时限机构，尚需试验同步电机的起动电压，其最小起动电压应不高于额定电压的60%。

3.7　走字试验

3.7.1　所有经过以上试验后的安装式电能表还必须较长时间地通电，进行走字试验，检查或校核以下项目：

a.基本误差测定中的差错。

b.计度器传动与进位是否正常。

c.电能表常数和倍率是否正确。

3.7.2　走字试验的方法和要求如下：

选用性能稳定的电能表作为标准表，与一批被检表相比较。

在通电前，被检电能表的计度器除最末一位字轮外，其余字轮的示数均应为9。在电压线路加以额定电压，电流线路通以10%的标定电流，cosφ≈1的条件下，被检电能表计度器示数的改变不应少于5个字。在缩短试验时间，允许在计度器所有字轮进位之后，将通入电流线路的电流增大到标定电流或额定最大电流继续进行试验。

3.7.3　对于经走字试验后计度器示数误差过大的电能表，除了已知的明显故障外，均应校核电能表的常数。

电能表的常数可以在通电的情况下校核，校核方法是：记取计度器末位字轮数字改变量、计读电能表转盘的转数，并据此计算出电能表常数；也可以用其他方法，例如数齿轮齿数比的方法等。

计度器末位字轮改变一个数字时，转盘的转数按公式（11）计算

式中　N1——计度器末位字轮改变一个数字时转盘转数，r；

b——铭牌倍率，未标注者为1；

a——计度器小数位数，无小数时为0；

C——电能表铭牌常数，r/kWh（r/kvarh）。

3.8　检验结果的处理

3.8.1　电能表的相对误差值，应按表17所规定的间距化整。在需要引入检验装置系统误差进行修正时，应先修正后化整。

表17

判断电能表的基本误差是否超过规定值时，应以化整后的数据为准。

3.8.2　检验合格的电能表，均需加检验单位的封印，并将检验结果和有效期等有关项目填入检验证（单）。

3.8.3　在对计量结果有异议的电能表进行检验时，若检验装置的综合误差大于被检电能表基本误差规定值的1/5时，可以用高准确度等级的检验装置进行复验；也允许用检验装置已定的误差修正检验结果。

3.8.4　对计量结果有异议的电能表的检验，均需填写详细的检验报告。在未按有关规定处理之前，均不许拆启原封印。