单相智能电能表型式规范条文解释.docx
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单相智能电能表型式规范条文解释
第一章单相智能电能表型式规范条文解释
【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45Hz～65Hz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】
智能电能表是智能电网的重要组成部分，本标准从优化外形、规范型式等要求以及满足国家电网公司电能表集中规模招标需求出发，结合国内外计量、通信技术现状以及公司系统生产、经营、管理对电能表的基本要求，对单相智能电能表的环境条件、规格要求、显示要求、外形及安装尺寸、端子接线、材料、工艺等进行了规范，为规范单相智能电能表的设计、制造、选型与管理工作提供技术依据。
【条文】
2 规范性引用文件
GB/Z21192－2007《电能表外形和安装尺寸》
GB/T17215.211-2006《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/T1804-2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》
Q/GDW205－2008《电能计量器具条码》
Q/GDW354－2009《智能电能表功能规范》
【条文解释】
除本标准中已经作了规定的内容外，未述及的有关技术要求、内容应遵循被引用文件的相关条款。
如果制造单位有自已的标准或规范，原则上应比本规范更严格。
3 规格要求
【条文】
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
电能表接入线路方式
参比电压（V）
直接接入
220
【条文解释】
略。
【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
电能表接入方式
标准值（A）
直接接入
5，10，20
经互感器接入
1.5
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5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A七个标准的参比电流值，根据公司系统多年的使用经验，本规范将直接接入式单相表的参比电流值优化为5A、10A、20A三个规格，结合最大电流不小于参比电流4倍的要求，可以满足各地大部分用户的使用需求。
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/T448-2000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。
宽量程、高可靠性是电能表的一个发展趋势，电能表的过载倍数越高，其可满足等级指数准确计量的负荷范围就越宽。
另外，如果今后用户的负荷增长了，可减少更换电能表的工作量；规范要求电能表的最大电流与参比电流的比值不应小于4。
对于具有费控功能的直接接入式的电能表，选择最大电流时还应考虑与负荷开关内置或外置方式相匹配；当采用内置负荷开关时电能表最大电流不宜超过60A。
【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】
略。
【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
规定的工作范围
-25℃～60℃
极限工作范围
-40℃～70℃
储存和运输极限范围
-40℃～70℃
4.3 工作相对湿度
不大于95%。
4.4 大气压力
63kPa～106.0kPa（海拔4000m及以下），特殊订货要求除外。
【条文解释】
在我国，电能表检定规程要求将参比温度规定为23C。
在规定的环境条件下，电能表应能正常计量、存储、显示、通信，并记录事件。
超出规定的工作范围，但在极限工作范围内时，电能表应能正常计量、存储、通信，并记录事件；显示器允许暂时不显示，但回到规定的工作范围内1小时后应恢复正常显示。
【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-40℃～＋70℃；
－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±60º；
－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。
表5-1 单相智能电能表LCD各图形、符号说明
序号
LCD图形
说 明
1
汉字字符，可指示：
1）当前、上1月/次-上12月/次的用电量、累计电量
2）时间、时段
3）阶梯电价、电能量1234
4）赊、欠电能量事件记录
5）剩余金额
6）常数、表号
2
数据显示及对应的单位符号
3
1）①②代表第1、2套时段
2）功率反向指示
3）电池欠压指示
4）红外、485通信中
5）载波通信中
5）允许编程状态指示
6）三次密码验证错误指示
4
1）IC卡"读卡中"提示符
2）IC卡读卡"成功"提示符
3）IC卡读卡"失败"提示符
4）"请购电"剩余金额偏低时闪烁
5）继电器拉闸状态指示
6）透支状态指示
7）IC卡金额超过最大储值金额时的状态指示（囤积）
5
1）指示当前运行第"1、2、3、4"阶梯电价
2）指示当前费率状态（尖峰平谷）
3）"
"指示当前使用第1、2套阶梯电价
【条文解释】
规范明确了电能表采用LCD液晶显示器，白底黑字，以及液晶屏的可视尺寸、显示数字、汉字、符号的尺寸等。
液晶显示器按工作温度范围可划分为常温型LCD和低温型LCD两种。
HTN（HighTwistNematic）型LCD为高扭曲向列型液晶显示器；其视角范围为60°~70°，扭曲角度为110°~140°，工作温度范围为-40℃～+70℃，对比度较好。
此类型显示器可应用在非高寒地区使用的电能表中。
FSTN（FormulatedSuperTwistedNematic）型LCD为格式化超级扭曲向列型液晶显示器；其视角范围为80°~90°，扭曲角度为180°~240°，工作温度范围为-25℃～+80℃，对比度较好。
此类型的显示器可应用在高寒地区使用的电能表中。
当操作电能表时，电能表的显示屏应有背光，背光的颜色应是白色。
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，所以液晶显示器需要有防紫外线的措施，如加装防紫外线滤光片。
图5-1给出了LCD显示参考图；不同类型的电能表可参照该图对显示符号、汉字、数字及其布局进行调整，但应能够完整显示Q/GDW364-2009《单相智能电能表技术规范》所规定的显示内容。
为满足《单相智能电能表技术规范》中4.4.3条款的要求：
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，显示器字符信息的设计应参照Q/GDW356-2009《三相智能电能表型式规范》中给出的LCD显示参考图。
【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Ｂ。
【条文解释】
电能表显示分为自动循环显示和按键显示两种模式；两种模式显示内容、显示时间及时间间隔是可设置的，但至少应能显示条款a）所列内容；缺省情况下应为自动循环显示模式。
电能表显示位数为8位，除有功电能量、剩余金额外，其它显示内容的小数位可根据需要在0~4位范围内设置；显示应采用国家法定计量单位，如：
kW、V、A等；只显示有效位。
电能表上电应全屏显示20秒钟。
【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，可作为实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。
电能表未带电或带电没有电能量（有功/无功）脉冲输出的情况下，脉冲指示灯灭；有电能量脉冲输出时，脉冲指示灯闪烁。
电能表在检测到异常时，除在循环显示中显示异常报警代码外，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；在合闸工况下，跳闸指示灯灭；负荷开关无论内置、外置，在电能表发出跳闸命令的同时，跳闸指示灯点亮。
【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】
停电情况发生后，电能表由电池供电（具有辅助电源的电能表除外）；为降低功耗，此工况下液晶显示应自动关闭，但可用按键或其他非接触方式（如在不打开表箱的情况下，可通过红外抄表器发送任意的一串字符）唤醒液晶显示或进行抄表（不要求点亮背光）。
电能表被唤醒后自动循环显示一遍后，或按键显示操作结束30秒后，液晶显示应自动关闭。
【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/Z21192-2007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：
CoolGray1U；
—电能表的表座颜色：
色卡号PANTONE：
CoolGray4U。
【条文解释】
参见附录A。
【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A.4。
【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或其他非法操作触及编程开关，铭牌盖板可以直接铅封，以防止非授权人的非法操作。
【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/GDW205-2008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/GDW205-2008的相关要求，使用单位可按需求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（附录A）；一维条码尺寸为18mm×60mm（图1），二维条码尺寸为18mm×50mm（图2）。
使用单位可以根据自身管理需要在不影响现有基本规则和布局的条件下，增加体现其管理要求的管理条码。
图1128条码尺寸
图2四一七条码尺寸
【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，采样元件主要是指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。
【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：
IEC249-2NO.12；国标为:
GB/T4725-1992《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DL/T614-2007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。
【条文】
7.3 表座
－采用嵌入式表座；
－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、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为一种玻璃纤维；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）。
2、嵌入式是指电能表的挂钩嵌在表座内，方便运输及现场安装。
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。
【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。
【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Imax≤60A时，应不小于M5，Imax＞60A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。
【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25K。
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3mm~3.5mm。
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。
【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。
【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，建议采用喷印、激光刻印或模具印制的方式。
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°。
【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。
【条文】
7.9 ESAM模块（安全芯片）
－费控电能表ESAM模块可采用DIP封装形式，宜直接焊接在线路板上；DIP封装形式如采用插接方式安装，需保证插接牢靠。
－ESAM模块尺寸说明及管脚定义参见附录F。
【条文解释】
略。
8附录
单相电能表接线图按接线方式分为两种，一种为直接接入式接线图，一种是经互感器接入式接线图。
直接接入式接线图
1
相线接线端子
7
脉冲接线端子
2
相线接线端子
8
脉冲接线端子
3
零线接线端子
9
多功能输出口接线端子
4
零线接线端子
10
多功能输出口接线端子
5
跳闸控制端子
11
485-A接线端子
6
跳闸控制端子
12
485-B接线端子
说明：
采用内置负荷开关时5、6端子为预留端子；采用外置负荷开关时5、6端子为跳闸控制端子。
经互感器接入式接线图
1
电流接线端子
7
脉冲接线端子
2
电流接线端子
8
脉冲接线端子
3
相线接线端子
9
多功能输出口接线端子
4
零线接线端子
10
多功能输出口接线端子
5
跳闸控制端子
11
485-A接线端子
6
跳闸控制端子
12
485-B接线端子
单相电能表载波通信模块
强电在左下脚，弱电在右上角；其中，载波模块与电能表的连接必须增加过压、过流和静电等保护电路。
E.2 通信模块弱电接口管脚定义
通信模块弱电接口采用2×6双排插针作为连接件，电能表弱电接口采用2×6双排插座作为连接件。
图E-3为通信模块弱电接口管脚定义示意图；单相电能表与通信模块弱电接口管脚定义见表E-1。
表E-1 电能表与通信模块弱电接口管脚定义说明
电能表接口管脚编号
模块对应管脚编号
信号类别
信号名称
信号方向
（针对模块）
说 明
20
9
预留
RESERVE
预留
19
10
状态
EVENTOUT
I
电能表事件状态输出，当有开表盖、功率反向、时钟错误、存储器故障事件发生时，输出高电平，请求查询异常事件；查询完毕输出低电平。
电平上拉电阻在基表（即电能表）侧。
18
11
状态
STA
O
接收时地址匹配正确输出0.2s高电平；发送过程输出高电平，表内
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