3.3　电能表

电能表又称电度表，它是一种用来计算用电量（电能）的测量仪表。电能表可分为单相电能表和三相电能表，分别用在单相和三相交流电路中。

3.3.1　电能表的结构与原理

根据工作方式不同，电能表可分为感应式和电子式两种。电子式电能表是利用电子电路驱动计数机构来对电能进行计数的，而感应式电能表是利用电磁感应产生力矩来驱动计数机构对电能进行计数的。感应式电能表由于成本低、结构简单而被广泛应用。

单相电能表（感应式）的外形及内部结构如图3-17所示。

从图3-17（b）中可以看出，单相电能表内部垂直方向有一个铁芯，铁芯中间夹有一个铝盘，铁芯上绕着线径小、匝数多的电压线圈，在铝盘的下方水平放置着一个铁芯，铁芯上绕有线径粗、匝数少的电流线圈。当电能表按图示的方法与电源及负载连接好后，电压线圈和电流线圈均有电流通过而都产生磁场，它们的磁场分别通过垂直和水平方向的铁芯作用于铝盘，铝盘受力转动，铝盘中央的转轴也随之转动，它通过传动齿轮驱动计数器计数。如果电源电压高、流向负载的电流大，两个线圈产生的磁场强，铝盘转速快，通过转轴、齿轮驱动计数器的计数速度快，计数出来的电量更多。永久磁铁的作用是让铝盘运转保持平衡。

三相三线式电能表内部结构如图3-18所示。从图中可以看出，三相三线式电能表有两组与单相电能表一样的元件，这两组元件共用一根转轴、减速齿轮和计数器，在工作时，两组元件的铝盘共同带动转轴运转，通过齿轮驱动计数器进行计数。

三相四线式电能表的结构与三相三线式电能表类似，但它内部有三组元件共同来驱动计数机构。

3.3.2　电能表的普通接线方式

电能表在使用时，要与线路正确连接才能正常工作，如果连接错误，轻则会出现电量计数错误，重则会烧坏电能表。在接线时，除了要注意一般的规律外，还要认真查看电能表接线说明图，按照说明图来接线。

（1）单相电能表的接线

单相电能表的接线如图3-19所示。

图3-19（b）中圆圈上的粗水平线表示电流线圈，其线径粗、匝数小、阻值小（接近0Ω），在接线时，要串接在电源相线和负载之间；圆圈上的细垂直线表示电压线圈，其线径细、匝数多、阻值大（用万用表欧姆挡测量时几百到几千欧），在接线时，要接在电源相线和零线之间。另外，电能表电压线圈、电流线圈的电源端（该端一般标有圆点）应共同接电源进线。

（2）三相电能表的接线方式

三相电能表可分为三相三线式电能表和三相四线式电能表，它们的接线方式如图3-20所示。

3.3.3　电子式电能表

电子式电能表内部采用电子电路构成测量电路来对电能进行测量，与机械式电能表比较，电子式电能表具有精度高、可靠性好、功耗低、过载能力强、体积小和重量轻等优点。有的电子式电能表采用一些先进的电子测量电路，故可以实现很多智能化的电能测量功能。常见的电子式电能表有普通的电子式电能表、电子式预付费电能表和电子式多费率电能表等。

（1）普通的电子式电能表

普通的电子式电能表采用了电子测量电路来对电能进行测量。根据显示方式来分，它可以分为滚轮显示电能表和液晶显示电能表。图3-21列出了电子式电能表和滚轮显示电子电能表的内部结构。

滚轮显示电子式电能表内部没有铝盘，不能带动滚轮计数器，在其内部采用了一个小型步进电机，在测量时，电能表每通过一定的电量，测量电路会产生一个脉冲，该脉冲去驱动电机旋转一定的角度，带动滚轮计数器转动来进行计数。图3-21左方的电子式电能表的电表常数为3200imp/（kW·h）［脉冲/（千瓦·时）］，表示电能表的测量电路需要产生3200个脉冲才能让滚轮计数器计量一度电，即当电能表通过的电量为1/3200度时，测量电路才会产生一个脉冲去滚轮计数器。

液晶显示电子式电能表则是由测量电路输出显示信号，直接驱动液晶显示器显示电量数值。

电子式电能表的接线与机械式电能表基本相同，这里不再叙述，为确保接线准确无误，可查看电能表附带的说明书。

（2）电子式电能表与机械式电能表的区别

电子式电能表与机械式电能表如图3-22所示。两种电能表可以从以下几个方面进行区别：

① 查看面板上有无铝盘。电子式电能表没有铝盘，而机械式电能表面板上可以看到铝盘。

② 查看面板型号。电子式电能表型号的第3位含有S字母，而机械式电能表没有，如DDS633为电子式电能表。

③ 查看电表常数单位。电子式电能表的电表常数单位为imp/（kW·h）［脉冲/（千瓦·时）］，机械式电能表的电表常数单位为r/（kW·h）［转/（千瓦·时）］。

3.3.4　电能表型号与铭牌含义

（1）型号含义

电能表的型号一般由五部分组成，各部分意义如下。

① 类别代号：D—电能表。

② 组别代号：A—安培小时计；B—标准；D—单相电能表；F—伏特小时计；J—直流；S—三相三线；T—三相四线；X—无功。

③ 功能代号：F—分时计费；S—电子式；Y—预付费式；D—多功能；M—脉冲式；Z—最大需量。

④ 设计序号：一般用数字表示。

⑤ 改进序号：一般用汉语拼音字母表示。

⑥ 派生代号：T—湿热、干热两用；TH—湿热专用；TA—干热专用；G—高原用；H—船用；F—化工防腐。

电能表的形式和功能很多，各厂家在型号命名上也不尽完全相同，大多数电能表只用两个字母表示其功能和用途。一些特殊功能或电子式的电能表多用三个字母表示其功能和用途。

举例如下：

① DD28表示单相电能表。D—电能表，D—单相，28—设计序号。

② DS862表示三相三线有功电能表。D—电能表，S—三相三线，86—设计序号，2—改进序号。

③ DX8表示无功电能表。D—电能表，X—无功，8—设计序号。

④ DTD18表示三相四线有功多功能电能表。D—电能表，T—三相四线，D—多功能，18—设计序号。

（2）铭牌含义

电能表铭牌通常含有以下内容：

① 计量单位名称或符号。有功电表为“kW·h（千瓦·时）”，无功电表为“kvar·h（千乏·时）”。

② 电量计数器窗口。整数位和小数位用不同颜色区分，窗口各字轮均有倍乘系数，如×1000、×100、×10、×1、×0.1。

③ 标定电流和额定最大电流。标定电流（又称基本电流）是用于确定电能表有关特性的电流值，该值越小，电能表越容易启动；额定最大电流是指仪表能满足规定计量准确度的最大电流值。当电能表通过的电流在标定电流和额定最大电流之间时，电能计量准确，当电流小于标定电流值或大于额定最大电流值时，电能计量准确度会下降。一般情况下，不允许流过电能表的电流长时间大于额定最大电流。

④ 工作电压。电能表所接电源的电压。单相电能表以电压线路接线端的电压表示，如220V；三相三线电能表以相数乘以线电压表示，如3×380V；三相四线电能表以相数乘以相电压/线电压表示，如3×220/380V。

⑤ 工作频率。电能表所接电源的工作频率。

⑥ 电表常数。它是指电能表记录的电能和相应的转数或脉冲数之间关系的常数。机械式电能表以r/（kW·h）［转/（千瓦·时）］为单位，表示计量1kW·h（1度电）电量时的铝盘的转数，电子式电能表以imp/（kW·h）（脉冲/千瓦时）为单位。

⑦ 型号。

⑧ 制造厂名。

图3-23是一个单相机械电能表，其铭牌含义如标注所示。