浅谈电能表接线错误造成短路故障的防范措施

浅谈电能表接线错误造成短路故障的防范措施

江超榆

广东电网韶关乐昌供电局广东韶关512200

摘要：文章介绍有功电能表接线和测量原理，分析电能表接线错误引起的短路故障类型及危害，最后提出电能表接线错误的防范措施。

关键词：电能表；接线错误；短路故障；危害；防范措施

引言

随着供电企业的发展以及电能用户的增加，电能表的安装数量越来越多，因而由于电能表接线错误导致的短路问题也越来越多，在影响供电线路正常工作的同时，也给电能用户的用电安全性带来了严重影响。在这样的情况下，寻找科学有效的电能表接线错误导致的短路故障的防范措施已经势在必行，也只有这样，才能够在电能表安装数量不断增加的情况下，实现对于供电线路、电能用户的有效保护，减少电能表接线错误造成的短路故障所带来的损失。

1有功电能表接线和测量原理

1．1单相两线有功电能表

单相两线有功电能表的接线图如图1所示，图1中两个圆点表示电压回路和电流回路的同名端，电能表的测量回路由其端钮盒中的金属接头引入，电流回路输入相线电流，电压回路输入相线和零线间的电压。

图3三相三线有功电能表的接线图

和单相两线、三相四线有功电能表的接线原理不同，三相三线有功电能表U相电压回路输入U相和V相之间的线电压，U相电流回路输入U相电流，W相电压回路输入W相和V相之间的线电压，W相电流回路输入W相电流，接线时应保证电压、电流端的极性、相序、相别正确。当三相负载对称时，电量计算公式如式(3)所示。

(3)

其中，UL表示线电压，其余物理量的含义与式(1)相同。其中，UL表示线电压，其余物理量的含义与式(1)相同。

2电能表接线错误引起的短路故障类型

在电能表接线现场作业中，由于电能表接线盒空间狭窄，当相邻接头导线接错或相邻导线没接牢而相互接触时，会出现因接线错误而产生的短路故障问题，单相两线、三相四线、三相三线有功电能表由于接线原理不同，因此接线错误引起的短路故障类型也不同，单相两线、三相四线、三相三线有功电能表因接线错误产生的短路故障分别如图4(a)、(b)、(c)所示。

由图4(a)可知，当单相两线有功电能表端钮盒中的相邻金属接头a、b跟导线没接牢或相邻接头导线接错时，相线和零线间发生短路故障，由于零线一般和大地相连，因此，发生短路故障时短路电流通过单相两线有功电能表电流回路流向大地，此类故障为接地短路故障。单相两线有功电能表中。除a、b之外的其他两个接头接错发生的短路故障也为接地短路故障。

由图4(b)可知，当三相四线有功电能表端钮盒中的相邻金属接头c、d跟导线没接牢或相邻接头导线接错时，发生UV两相短路故障，短路电流通过U相电能表电流回路流向V相。当e、f接头出现此类接线错误时，由于中性线和大地相连，短路电流通过W相元件电流回路流向大地，因此会发生单相接地短路故障。

由图4(c)可知，当三相三线有功电能表端钮盒中的相邻金属接头g、h跟导线没接牢或相邻接头导线接错时，发生UV两相短路故障，短路电流通过U相电能表电流回路流向V相。同理，当另一组元件的接线发生此类错误时，发生WV两相短路故障，短路电流通过W相电能表电流回路流向V相。由于相邻接头导线没接牢或相邻接头导线接错也可能会发生三相短路故障，此时两块电能表电流回路中均有短路电流通过。无功电能表接线错误引起的短路故障和有功电能表的情况类似，在此不再赘述。

3电能表接线错误引起短路故障的危害

电能表接线错误引起短路故障的危害有:

(1)对电能表

电能表接线错误引起的短路故障造成短路相回路电流过大，短路电流可以使电能表中的电源芯片、数据处理芯片、液晶屏、液晶屏驱动电路、采样电阻、电容等电子元器件烧毁。

这些电子元器件的烧毁轻则使得电能表不能正常工作，重则使电能表爆裂冒烟，危及人身安全。

(2)对互感器

当电源通过互感器和电能表相连时，电能表接线错误引起的短路故障会使得电压互感器二次侧短路。由于电压互感器本身阻抗较小，一次侧是恒压电源，二次侧短路后，阻抗进一步变小，在一次侧恒压电源作用下二次线圈会产生很大的短路电流，烧损互感器绕组，同时，短路电流产生的温升会使互感器绝缘烧坏，电压互感器绝缘烧坏后，电压互感器一、二次侧容易发生击穿，影响供电系统其他设备和人身安全。此外，电压互感器损坏后，会使得继电保护中的距离保护及与系统电压有关的保护误动作，与电压有关的相关仪表无指示，影响局部乃至整个电力系统的安全。

(3)对变压器

当变压器带负荷运行时，电能表接线错误引起的短路故障会产生两个大电流分别流过变压器一、二次绕组，绕组通过大电流会引起变压器温度升高，使一、二次绕组及其绝缘烧毁，绝缘烧毁后变压器一、二次侧容易发生击穿，危及电力系统的其他设备和人身安全。此外，短路电流通过变压器绕组时，会使得变压器绕组间的电磁力变大，从而导致绕组发生形变，过大的电磁力也会损坏变压器支撑件，缩短变压器及其支撑件的使用寿命。

(4)对接地线

如果接地线老化，当电能表接线错误引起短路接地故障时，短路电流会使接地线温度迅速升高，烧毁接地线及其外绝缘，使接地线暴露于空气中，如果不及时切断电源，还会因接地线暴露而危及周围人员和贵重设备的安全。

4电能表接线错误的防范措施

通过以上分析可以看出，电能表接线错误引起的接地短路故障、两相短路故障、三相短路故障等会对电力系统一次、二次设备及其元器件产生极大的破坏，甚至危及人身安全，为了防止此类故障及损害发生，可以采取以下措施:

(1)装表接线时，应保证至少两人在场，一人接线的同时，其他人应严格按照表计说明书监督接线操作是否正确，并在前面一人接线完成时，另一人按照各类电能表接线的原理详细检查相应表计的接线回路是否符合说明书要求。

(2)在允许断电的情况下，装表接线时应先断开变压器一次侧和二次侧开关，防止接线短路造成的危害扩展至用户，不仅损坏电力公司的设备，还危及用户的低压电器设备安全。装完表合闸时，应保证变压器二次侧不带负荷，这样即使电能表接线会造成短路故障，短路电流也不会太大，进而降低短路电流对电力系统一次和二次设备的损坏程度。

(3)电能表接线完成时，可以在断电情况下用万用表的“欧姆档”检验电能表接线盒中相邻接头是否短路。

(4)如果万用表“欧姆”档示数不便于观察，可以使用其“二极管”档检验电能表接线盒中相邻接头，若存在短路情况，万用表会发出尖锐的响声。

5结束语

总之,智能电能表接线错误造成短路故障会对电能表、变压器、接地线以及互感器造成严重的危害,这就需要电力部门高度重视这方面的问题,有针对性的采取一定措施,确保用电客户用电安全。

参考文献：

[1]王鹏伍,杨一帆,牛逸宁,许鑫.电能表接线错误造成的短路故障及防范措施[J].华北电力技术,2015,04:35-39.

[2]马骏钢.电能表接线错误造成短路故障防范措施研究[J].通讯世界,2016,14:181-182.

[3]张东华,王一,石培虎.浅析智能电能表接线错误造成短路故障的防范措施[J].电子测试,2016,15:130-131.