张帆 范蓉蓉
南通市计量检定测试所 江苏省南通市 226011
摘要：在电能表抗扰度试验中，常会发生标准电能表脉冲信号线受到干扰的现象，导致误差较大，数值无法正常显示。因此，本文重点采用脉宽检测法对电能表电磁干扰进行抑制，且在不同的试验环境中均有较好的效果。
关键字：脉宽检测法；电能表；电磁干扰；抑制；方法
一、电能表检定装置相应的抗电磁干扰的具体方法
（一）可以应用电容器部件来降低电磁对检定装置的干扰
一般来说，电容器由两个金属材质电极之间所加入的一层绝缘物质构成，本身具备充放电的能力，且能够通过特定装置降低电磁对检定装置的干扰，提升检定装置对电磁干扰的抵抗能力。实际应用中，采用电容器来降低电磁对检定装置的干扰主要选用低通滤波器，主要能够阻止高频电磁波的干扰，由电容、等效电感器与等效电阻共同构成高频状态下的电容器。
（二）可以应用电感器部件来降低电磁对检定装置的干扰
由于电感本身的特殊性质，对于高频电磁干扰信号具有较高的减低功效，故高频在理想状态下，电感的阻抗能力会催着频率的升高而增加，两者是成正比的。然而在现实中，通常会因为存在匝间寄生电容，电感器只是一个LC并联网络，只有角频率处在特定数值时会发生串联谐振，产生最大阻抗，当超过谐振点之后，电感器的阻抗能力便会对着频率增加而逐渐降低。除此之外我们还发现，电感器的电感量越大，匝间寄生电容越大，发生串联谐振频率就越低，由此可见，实际情况中需要的电感阻抗更高，需要谐振点达到最大值。应用上述特性，我们可以通过电感器的电感量调整、采用绕制方式让电感器在特定的频率上谐振，实现对特定电磁频率干扰的抑制效果，且为了能够更好的扩展电感带宽，还可以将电感进行串联使用。
（三）共模扼流线圈
根据传导模式的不同，我们可以将电能表电磁干扰分为共模干扰与差模干扰，就本质来说，我们可以消除共模干扰，但因为线路存在不平衡现象，会导致共模干扰变为差模干扰，因此在实际情况中，供模干扰存在的概率会较多，而大多数的电磁干扰技术都是用于共模干扰消除的，其中最常用到的就是共模扼流线圈。这种技术主要是将导线反方向绕制在不容易饱和的磁芯线圈上，利用线圈中负载电流方向相反所形成的不同磁场来相互抵消，将磁芯中的磁感强度变为零，实现电磁干扰抑制的作用。也正是因为该技术的工作原理，它对差模干扰的作用较小，而在共模干扰中则能够实现电感加倍，抑制作用更强。
二、脉宽检测法抑制电磁干扰的方法
对于电能表的电能脉冲输出波形，我国有明文规定，脉冲宽度为80ms，上下浮动宽度不超过20ms，这对于电能脉冲采样的抗干扰措施来说无异于一种新的方法。例如，干扰信号有较高的频率，单独一个脉冲宽度也较小，像是瞬变群脉冲的宽度为50ns，振铃波的最小频率是100kHz，与阻尼震荡波相同，周期为0.01ms，这时我们便可以做一个脉宽检测电路，以脉冲宽度30ms为临界，超过则有效，低于则无效，这样便能够采集电能表的正常脉冲，过滤干扰信号。这种电能表电磁干扰的抑制方法明显优于以往滤波的方法，像是不会产生滤波方法中过滤不干净的现象，不会衰减有效电能表的正常脉冲幅值，且能够保证采样波形幅值完整性，同时触发技术也可以得到有效保证。
四、脉宽检测电路的设计
脉宽检测电路的构成包括单稳态触发器、双D触发器、反相器三个部分。电路在工作时，电能表输入脉冲会同时加到单稳态触发器的TR+端和双D触发器的D端，并将单稳态触发器的输出端当作双D触发器的时钟，在单稳态过程结束时端输出脉冲上升沿，然后再将输入数据传入至双D触发器的输出端。当低电平输入时，可以通过反相器的1个门反相后使双D触发器复位，如果在输入中窜入干扰的噪声信号，由于干扰的信号宽度小于单稳脉冲输出，尽管也触发单稳态触发器，但是在单稳结束时（由暂态回至稳态），单稳态触发器的Q端发生波形跳变，双D触发器的D端已呈低电平状态，所以输出仍为低电平状。
五、应用实例
这里我们以电能表的快速瞬变脉冲群抗扰度试验为例，该电能表主要通以参比电流及参比电压进行正常工作，并在施加干扰电压前的误差正常，但是在施加干扰电压后，电能表误差严重，甚至无法正常显示数值，这时电能表的脉冲指示灯仍正常闪烁，显示工作正常，这时接入脉宽检测电路，电能表误差又再次恢复正常。我们以快速瞬变脉冲群抗扰度试验为例，其工作状态为电压和辅助线路通以参比电流为Ib（In），参比电压为，其指标为试验电压±4kV，供模方式为每一极性60秒，技术要求是在试验中仪表的工作状况不受干扰，且误差改变量不超过2%。注入方式选择电压线路，则接入前的试验前误差为0.129%，试验中最大误差为33.57%，最大误差改变量为33.441%，在接入后则试验前误差为0.129%，试验中最大误差为0.214%，最大误差改变量为0.085%。注入方式选择与电压线路隔离的电流线路，则接入前的试验前误差为0.129%，试验中最大误差为err，最大误差改变量为/，在接入后则试验前误差为0.129%，试验中最大误差为0.218%，最大误差改变量为0.089%。可见，脉宽检测法是能够有效抑制电能表电磁干扰的方法。
六、结束语
综上所述，以往抑制电能表抗扰度误差的方法主要是设计低通滤波器（电容器、电感器、共模扼流线圈）、加磁环等，虽然也有一定效果，但应对不同的试验环境与不同类型的试验电能表，上述方法无法从根本上解决干扰问题。脉宽检测法是一种在电能脉冲采样器后端安装脉宽检测电路起到噪声抑制的新方法，结果显示，脉宽检测法能够有效消除电能表电磁干扰信号，在进行快速瞬变脉冲群抗扰度试验、射频场感应传导骚扰抗扰度试验以及射频电磁场抗扰度试验中均效果显著。
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