单相智能电能表型式规范.ppt

,单相智能电能表型式规范,【条文】1 适用范围 本标准适用于国家电网公司新订货的，用于测量频率范围为45Hz65Hz的单相智能电能表（以下简称电能表）。本标准中规定了单相智能电能表的环境条件、规格要求、显示要求、外观结构、安装尺寸、材料及工艺等型式要求。【条文解释】本标准规范、统一了单相智能电能表的环境条件格要求、显示要求、安装尺寸、外形尺寸、端子接线、材料及工艺等型式要求，从而规范单相智能电能表的生产及指导用户的使用。,单相智能电能表型式规范,【条文】2规范性引用文件GB/Z 211922007 电能表外形和安装尺寸GB/T 17215.211-2006交流电测量设备通用要求试验和试验条件-第11部分:测量设备GB/T 1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差Q/GDW 20520 电能计量器具条码Q/GDW 3542009 智能电能表功能规范【条文解释】所有引用标准一览表前的导语都是相同的。就其内容而言，它表明列入引用标准一览表的标准或全部引用或部分引用，一经引用就成为本标准的一部分，在执行本标准时，遇到引用标准则应按引用标准(全部或部分)的要求执行，其要求应是一致的，不能出现相互矛盾。另一方面，导语声明了所有标准都会被修订，一旦引用标准被修订，在使用本标准时要探讨使用引用标准最新版本的可能性，特别是当引用标准与本标准的要求有冲突时，应研究如何执行要求更高的标准。在引用的标准中有部分没有注明日期的，这部分标准一是正在修改之中，二是时间较久即将修改，为增强本标准的时效及适用性故未标注日期。,单相智能电能表型式规范,【条文】3规格要求3.1标准的参比电压 标准的参比电压见表3-1。表3-1标准的参比电压【条文解释】我国低压配电网的标准电压值为380V/220V。,单相智能电能表型式规范,【条文】3.2标准的参比电流 标准的参比电流见表3-2。表3-2标准的参比电流3.3最大电流 最大电流应是参比电流的整数倍，倍数不宜小于4倍。【条文解释】GBT17215.211-2006交流电测量设备-通用要求试验和试验条件 第11部分：测量设备规定了5、10、15、20、30、40、50A几个参比电流，根据各网省公司的实际情况，为进一步精简电能表电流规格，结合最大电流不小于参比电流的4倍，本标准规定了5、10、20三个参比电流，能够满足实际应用的要求。经电流互感器接入的电能表，参比电流应与电流互感器的额定二次电流相匹配，DL/T 448-2000规定“经电流互感器接入的电能表，其标定电流宜不超过电流互感器额定二次电流的30%”，针对额定二次电流为5A的电流互感器，规定了经电流互感器接入式单相电能表的参比电流为1.5A。电能表发展趋势是宽量程、高可靠性，电能表过载倍数越高，电能表准确计量的负荷范围就越宽。同时，当用户负荷增长后，可减少更换电能表的工作量。此处要求最大电流不小于参比电流的4倍，并鼓励生产厂家设计生产宽量程的电能表。对于直接接入式的具有费控功能的电能表，选择最大电流时还需结合负荷开关内置或外置来进行考虑。,单相智能电能表型式规范,【条文】3.4标准的参比频率 参比频率的标准值为50Hz。【条文解释】我国电网频率的标准值为50 Hz。,单相智能电能表型式规范,【条文】4环境条件4.1参比温度及参比相对湿度参比温度为23，参比相对湿度为40%60%。4.2工作温度范围工作温度范围见表4-1，特殊订货要求除外。表4-1工作温度范围表4.3工作相对湿度 不大于95%。4.4大气压力 63kPa106.0kPa（海拔4000m及以下），特殊订货要求除外。【条文解释】参比温度为23C是要求做各项试验时温度为23C。在规定的工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据并能正常显示。在规定的工作范围外但在极限工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据，可暂时不 显示，但回到规定的工作范围内1小时后应能正常显示。电能表在设计时应考虑满足气候环境影响试验的要求以及环境温度变化对电能表准确度的影响。,单相智能电能表型式规范,【条文】5显示5.1显示方式 电能表采用LCD显示信息，液晶屏可视尺寸为60mm（长）30mm（宽）；数字不小于4mm（宽）9mm（高）；汉字不小于3mm（宽）4mm（高）；符号不小于3mm（宽）3mm（高）。常温型LCD的性能应不低于FSTN类型的材质，其工作温度范围为-25 80；低温型LCD的性能应不低于HTN类型的材质，其工作温度范围为-4070；LCD应具有高对比度；LCD应具有宽视角，即视线垂直于液晶屏正面，上下视角应不小于60；LCD的偏振片应具有防紫外线功能；LCD显示的显示内容参见图5-1，图中各图形、符号的说明参见表5-1；不同类型电能表可以根据需要选择相应的显示内容。,图5-1单相智能电能表LCD显示界面参考图 说明：LCD显示界面信息的排列位置为示意位置，可根据用户需要调整。,单相智能电能表型式规范,表5-1单相智能电能表LCD各图形、符号说明,【条文解释】智能电能表均采用液晶（LCD）进行显示，统一要求为白底黑字。根据工作温度范围分为常温型LCD和低温型LCD。FSTN型LCD为格式化超级扭曲向列型（Formulated Super Twisted Nematic）液晶显示器。视角范围为8090，响应速度一般，工作温度范围为-25+80，对比度较好。HTN型LCD为高扭曲向列型（High Twist nematic）液晶显示器。视角范围为6070，扭曲角度为110140，响应速度较快，工作温度范围为-40+70，对比度较好。背光是一种照明的形式，当用户操作电能表时，电能表的显示屏能发出背光，以便更清晰地显示内容，背光的颜色统一为白色。对比度是液晶显示器的一个重要参数，在合理的亮度值下，对比度越高，其所能显示的色彩层次越丰富。液晶偏振片是有机物，在紫外线照射下会发生光化学反应、劣化，所以在液晶需要在前面装置防紫外线滤光片或其它的防紫外线方法。为规范电能表的显示界面，给出了LCD显示参考图。不同类型的电能表可参照LCD显示参考图对显示符号、汉字、数字及其布局进行调整，但必须能够完整显示技术规范所规定的显示内容。单相智能电能表技术规范“4.4.3 测量及监测”要求能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流（包括零线电流）、功率、功率因数等运行参数，设计时应参照三相智能电能表型式规范LCD显示参考图对显示符号、汉字、数字及其布局进行调整。,单相智能电能表型式规范,【条文】5.2显示要求a）电能表至少应能显示以下信息：1）当月和上月月度累计用电量；2）本次购电金额；3）当前剩余金额；4）各费率累计电能量示值和总累计电能量示值；5）插卡及通信状态提示；6）表地址。b）有功电能量显示单位为千瓦时（kWh），显示位数为8位，含2位小数；只显示有效位。c）剩余金额显示单位是元；显示位数为8位，含2位小数，只显示有效位。d）具体显示内容及代码要求参见智能电能表功能规范附录。【条文解释】电能表平时应为自动循环显示，显示内容（循显项目）、显示时间可以由用户设置。按动显示按键时按照电能表内设置的按键显示项目进行显示。,单相智能电能表型式规范,【条文】5.3指示灯 电能表使用高亮、长寿命LED作为指示灯，各指示灯的布置位置参照附录中电能表外观简图，并要求如下：脉冲指示灯：红色，平时灭，计量有功电能时闪烁；报警指示灯：红色，正常时灭，报警时常亮。跳闸指示灯：黄色，负荷开关分断时亮，平时灭。【条文解释】光输出应符合GBT17215.211-2006交流电测量设备-通用要求试验和试验条件 第11部分：测量设备5.11的要求，可作为试验室或现场准确度测试使用。脉冲指示灯的寿命应满足：电能表在参比电压、最大电流、功率因数为1.0的条件下，使用寿命不小于10年。电能表在检测到异常时除在循环显示的异常报警代码中进行指示外，报警指示灯也应同时点亮。单相智能电能表均为费控电能表，应具有跳闸指示灯，跳闸指示灯平时灭，在电能表发出跳闸命令的同时，跳闸指示灯点亮。,单相智能电能表型式规范,【条文】5.4停电显示停电后，液晶显示自动关闭；液晶显示关闭后，可用按键或其他方式唤醒液晶显示；唤醒后如无操作，自动循环显示一遍后关闭显示；按键显示操作结束30秒后关闭显示。【条文解释】停电后，单相智能电能表由电池供电，为降低功耗，停电后液晶显示应自动关闭。但为了进行停电抄表，可用按键或其他非接触方式（如在不打开表箱的情况下，通过红外发送任意的一串字符）唤醒电能表液晶显示，此时不需要点亮背光。电能表被唤醒后如没有按键操作，自动循环显示一遍电能表内设置的循环显示项目后关闭液晶显示；电能表被唤醒后如有按键操作，按电能表内设置的按键显示项目进行显示，如30秒内没有按键操作自动关闭液晶显示。,单相智能电能表型式规范,【条文】6外观结构和安装尺寸 电能表外观结构和安装尺寸除满足GB/Z 21192-2007要求外，还应该满足以下要求。6.1外观结构、安装尺寸图及颜色电能表外形尺寸有两种规格：规格1：160（高）*112（宽）*58（厚），适用于远程不带通信模块的单相电能表；规格2：160（高）*112（宽）*71（厚），适用于其它类型的单相电能表。电能表的外观尺寸与安装尺寸、端子座结构及尺寸、LCD结构及尺寸、通信模块结构及尺寸以及电压和电流接线端子、辅助端子定义应符合附录的要求。电能表的条码、卡槽、指示灯、按键的相对位置应符合附录的布置，其他部分可根据需要调整。端子盖内侧的接线图应符合附录中端子接线图的要求。电能表的表盖颜色：色卡号PANTONE：Cool Gray 1 U；电能表的表座颜色：色卡号PANTONE：Cool Gray 4 U。【条文解释】见附录A。,单相智能电能表型式规范,【条文】6.2编程开关 编程开关采用按压形式，并应能施加封印；具体结构及位置见附录。【条文解释】编程开关是配合编程操作的硬件防护设施，为更有效地利用空间，缩小电能表尺寸，编程开关采用按压触发形式，按压后按键能自动回位。编程开关设置在铭牌盖板的下方，不能通过按压铭牌盖板表面触及编程开关，铭牌盖板可以直接铅封，以防止非授权人的非法操作。编程开关通常采用圆形按键，按键中心相对凹陷以确保操作方便舒适。,单相智能电能表型式规范,【条文】6.3条形码结构和尺寸要求 条形码结构、尺寸及相关要求应符合Q/GDW 205-2008执行；布置位置参见附录。【条文解释】电能表条形码的编码规则、技术要求等应符合Q/GDW 205-2008的相关要求，使用单位可根据实际条件选择使用一维条码或二维条码。电能表条码布置具体位置参见相应智能电能表外观简图；一维条码尺寸为18mm60mm（见图1），二维条码尺寸为18mm50mm（见图2）。,单相智能电能表型式规范,【条文】7材料及工艺要求7.1采样元件采样元件如采用精密互感器，应保证精密互感器具有足够的准确度，并用硬连接可靠地固定在端子上，或采用焊接方式固定在线路板上；不应使用胶类物质或捆扎方式固定。采样元件如采用锰铜分流器，锰铜片与铜支架应焊接良好、可靠，不应采用铆接工艺；锰铜分流器与其采样连接端子之间应采用电子束或钎焊。【条文解释】本条规范了采样元件的具体要求，采样元件主要包括锰铜分流器和精密互感器。采样元件如采用精密互感器采样其准确度应不低于电能表准确度级别的1/10，推荐采用铜引脚的硬连接方式直接固定在端子上，禁止使用胶类物质或捆扎方式进行固定。采样元件如采用锰铜分流器，锰铜片与铜支架和采样线的焊接工艺应采用电子束或钎焊；锰铜分流器的选择应充分考虑到锰铜阻值在大电流负载下温升对其的影响。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.2线路板及元器件线路板须用耐氧化、耐腐蚀的双面/多层敷铜环氧树脂板，并具有电能表生产厂家的标识。线路板应符合CEPGC-32F中的相关要求。线路板表面应清洗干净，不得有明显的污渍和焊迹，应做绝缘、防腐处理。表内所有元器件均能防锈蚀、防氧化，紧固点牢靠。电子元器件（除电源器件外）宜使用贴片元件，使用表面贴装工艺生产。线路板焊接应采用回流焊、波峰焊工艺。电能表内部分流器、端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离。线路板之间，线路板和电流、电压元件之间，显示单元和其他部分之间的连接应采用导线焊接或可靠的接插件连接。主要器件表面应印有生产厂家标志及产品批号。【条文解释】线路板应采用双面或多层敷铜环氧树脂板或耐氧化、耐腐蚀性能更好的板材，并在线路板明显可视位置上印制有电能表制造厂商的标志和线路板批号。板材的各项技术指标必须满足CEPGC-32F标准规定的要求；CEPGC-32F对应的美标为FR-4，IEC标准为：IEC249-2 NO.12；国标为:GB/T4725-1992国标的名称为印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板。焊接组装后的线路板表面应该洁净，无杂质、锡渣、松香等残留物，不允许残留足以腐蚀线路板或者元器件的化学物质；线路板表面及所有元器件应经过绝缘、防腐、防氧化处理；元器件紧固点应牢靠，对于较重元器件焊接点应该足够多，并且焊点足够大，满足DLT/614-2007以及GB/T17215.211-2007中关于振动试验的要求；并且在运输过程中的冲击不足以造成线路板变形及元器件损伤。电能表内部分流器、端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应该具有足够的安全间距，可参照GB/T17215.211-2006的相关要求。主要元器件至少应包括计量专用芯片、存储芯片、CPU、液晶、电流互感器、电压互感器、光耦、电池、变压器等，元器件表面应印有生产厂家标志与产品批号。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.3表座采用嵌入式或延伸型表座；表座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成；表座应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度，上紧螺丝后不应变形；采用嵌入式挂钩。【条文解释】1、表座要求采用嵌入式。2、目前满足要求的表座材料主要有PC、PC+GF、PC+ABS三种，对于绝缘、阻燃、防紫外线等性能更好的环保材料可优先采用，禁止使用回收料。（PC为聚碳酸酯；GF为玻璃纤维；ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯）。3、嵌入式是指电能表的挂钩嵌在表座内，方便运输、线路板布板及现场安装。要求挂钩可以调节不同伸缩档位，应牢固、可靠，且防锈、防氧化。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.4表盖表盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制作；表盖应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度，上紧螺丝后，不应变形表盖的透明窗口（包括整个上盖为全透明的）应采用透明度好、阻燃、防紫外线的聚碳酸酯（PC）材料（不应使用回收料）；透明窗口与上盖应无缝紧密结合；表盖上按钮的材料应与表盖一致。【条文解释】表盖材料要求与7.3条文要求一致。透明窗口与上盖应无缝紧密结合，推荐采用超声波焊接，不得采用胶粘方式。表盖上按钮的材料及颜色应与表盖一致。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.5端子座及接线端子端子座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成，要求有足够的绝缘性能和机械强度。电压、电流端子应组装在端子座中；端子应采用HPb59-1铜或导电性能更好的材料，表面进行钝化、镀铬或镀镍处理；接线端子的截面积和载流量应满足1.2倍最大电流长期使用而温升不超过限定值。端子座的电压电流接线端钮的孔径应能容纳至少18mm长去掉绝缘的导线；和螺钉的配合应能确保牢固固定最小2.5mm2的导线；固定方式应确保充分和持久的接触，以免松动和过度发热；在施加封印后，应不能触及接线端子；端子座内的端子部分采用嵌入式双螺钉旋紧。电压、电流端子螺丝应使用防锈且导电性能好的一字、十字通用型螺丝，经互感器接入式电能表接线螺杆直径不小于M4，直接接入式电能表接线螺杆直径在Imax60A时，应不小于M5，Imax60A时，应不小于M6，并有足够的机械强度。电压、电流端子接线柱在受到轴向60N的压力时，接线柱不应内缩。辅助端子接线柱在受到轴内10N的压力时，接线柱不应内缩。RS485端子的孔径应能容纳2根0.75mm2的导线。电能表端子座与电能表底座之间应有密封垫带，密封良好。端子座内接线端子号应刻印，不易磨损。,单相智能电能表型式规范,【条文解释】1、端子座材料要求是环保材料，建议采用满足要求的PC+GF材料。2、电压、电流端子材料应具有良好的机械性能、导电性能，便于加工，应采用HPb59系列的铅黄铜或导电性能更好的材料；为保证接线端子防腐蚀、抗氧化性能，要求接线端子表面进行钝化、镀铬或镀镍处理。3、接线端子的截面积和载流量选择应保证：每一电流线路通以1.2倍额定最大电流，每一电压线路加载1.15倍参比电压，电能表外表面的温升在环境温度为40时应不超过25 K。4、电压、电流端子螺丝推荐使用不锈钢、铁镀锌（如镀彩锌）或镀镍并经硬化处理的一字、十字通用型的复合槽螺丝。螺丝底部应平整，保证与导线充分接触。5、RS485端子的孔径应能容纳2根0.75mm2的导线。要求孔径不小于3mm，建议孔径范围为3mm3.5 mm。6、端子座内接线端子号应清晰可辨，且不易磨损。7、采用压接方式进行电能表检定时，为保证校验装置的接线柱能与电能表端子保持良好的接触，电压、电流端子接线柱在受到轴向60N的压力时，接线柱不应内缩；辅助端子接线柱在受到轴内10N的压力时，接线柱不应内缩。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.6封印、表壳螺丝及封印螺丝表壳螺丝及封印螺丝应采用HPb59-1铜或铁钝化、镀锌、镀铬或镀镍制成的十字、一字通用螺丝。表壳和封印螺丝应采用防锈材料。除接线端子盖的装表封印外，电能表还应具有出厂封印。封印结构能防止未授权人打开表盖而触及电能表内部。在安装运行状态，电能表封印状态应可在正面直接观察到。出厂封印为一次性编码封印。【条文解释】表壳螺丝和封印螺丝推荐使用HPb59系列铅黄铜、铁镀锌（如镀彩锌）或镀镍并经硬化处理的一字、十字通用型的复合槽螺丝。出厂封印上应印有加封单位及序列编码，加封后，封线在不破坏的情况下不能拉出，破坏后不能恢复。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.7端子盖端子盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成，端子盖颜色与表盖颜色一致（或透明）。要求耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度，上紧螺丝后，不应有变形现象。在端子盖内侧刻印电能表电压接线端子、电流接线端子、辅助接线端子等接线图；接线图清晰、永久不脱落。端子盖采用与表壳连体方式；端子盖可以向上翻转并能可靠固定，翻转角度应大于150。【条文解释】1、为保证端子盒内接线图清晰、永久不脱落，建议采用刻印的方式。2、在端子盖不做透明要求的情况下，端子盖材料、颜色应与表盖保持一致；如端子盖要求透明可采用透明PC材料。3、为便于电能表现场接线操作，要求端子盖可以向上翻转并能可靠固定，翻转角度应大于150。,单相智能电能表型式规范,【条文】7.8铭牌铭牌材料采用铝板或阻燃复合材料，应具有耐高温、防紫外线功能。铭牌应符合有关标准和技术规范的规定，铭牌标识清晰、不褪色，带有条形码位置。铭牌上应有计量器具生产许可证和制造标准的标识。铭牌布置参见附录及相关要求。【条文解释】建议采用铝铭牌或PC材料的铭牌，铭牌表面的印刷颜料必须具有耐高温、防紫外线功能。铭牌条码使用喷墨打印或者激光刻蚀方式，不建议使用不干胶粘贴方式。,单相智能电能表型式规范,附录A单相智能电能表外观结构 单相电能表共有四种类型，结构及安装尺寸依据GB/Z20092-2007电能表外形和安装尺寸指导性标准进行设计，尽量考虑简单、适用、美观、精致。按照精简、统一的原则，为便于现场安装四类电能表具有相同的安装尺寸，设计了两种外形尺寸、四种表盖，统一了表座、端子座的结构尺寸。,单相智能电能表型式规范,A.1 外形尺寸,表盖-单相本地费控智能电能表,表盖-单相本地费控智能电能表,表盖,单相本地费控智能电能表(载波),单相远程费控智能电能表,表盖-单相远程费控智能电能表(载波),表盖-单相远程费控智能电能表(载波),表座,说明：两者表座结构尺寸完全相同，端子盖与表盖连体并可翻转150以上。,表座,说明：图中所标示出来的挂钩为嵌入式挂钩，为两档可调节结构，与底部固定孔中心的距离分别为140mm、150mm。所有单相电能表的安装尺寸均为100mm*140（150）mm,端子座及接线芯,端子座结构为上下两排结构，上排为辅助端子，下排为强电端子。四类电能表端子座的外形结构尺寸完全相同，根据电流大小电流端子的孔径不同，分为三种：经电流互感器接入式其端子孔径为6mm；直接接入式电流在60A及以下的端子孔径为7.5mm；直接接入式电流在60A以上的端子孔径为8.5mm。其中强电端子的孔深必须大于18mm。为了保证电能表校验装置接线柱与电流端子的可靠接触，电流端子孔口的倒角必须符合图示要求。根据要求可选择使用绝缘板,绝缘板位于强电端子与弱电端子之间,其材料和颜色跟表座一致.,接线图及端子定义,直接接入式接线图,说明：采用内置负荷开关时5、6端子预留；采用外置负荷开关时5、6端子为跳闸控制端子。,接线图及端子定义,经互感器接入式接线图,单相智能电能表型式规范,A.7 表面工艺与公差要求A.7.1 表壳外表面要求处理为亚光带皮纹，皮纹应为美观、大方的细火花纹。A.7.2 公差要求,通信模块,1、为便于对通信模块进行管理，通信模块上要有厂家名称、模块名称、规格型号、出厂编号等标识。2、通信模块所使用的材料和颜色必须与表盖一致，模块上的两个指示灯为高亮、长寿命LED指示灯，RXD指示灯为绿色，TXD为红色。3、为增强通信模块的互换性，通信模块上接口所使用的排针伸出模块底部的长度为4mm，插针尺寸图如下。,通信模块,4、通信模块模拟部分电源和数字部分电源均由电能表基表 提供。5、EVENOUT信号相对于电能表基表为输出信号，输出高电平用于指示电能表基表检测到异常或内部故障，请求通信模块进行异常或故障查询，通信模块查询完毕后，输出低电平。6、STA信号相对于电能表基表为输入信号，电能表基表在检测到高电平时用于指示载波通信模块在进行载波通信，此时功耗较大，不宜进行负荷开关的跳闸或合闸操作，否则可能导致负荷开关跳闸或合闸操作不成功,效果图-1,效果图-2,效果图-2,效果图-3,效果图-3,