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摘 要本文通过对电能表和互感器这两种电能计量装置的核心组成部分的产生、发展和日趋成熟的过程的介绍，对电能计量装置的发展历程作了简要的阐述。
关键词电能；计量；装置；发展；历程
中图分类号TM 文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)111-0211-01
1什么是电能计量装置
电能是一种特殊的商品，它在生产出来以后无法储存，因此发、供、用必须同时完成。随着电能进入到日常生活中，就需要对电能进行计量，以便于销售和使用，由此就产生了电能计量装置。电能计量装置由电能表、互感器及计量箱（柜）等组成，其中电能表和互感器是其核心所在。电能计量装置是电网运行的重要环节，它的准确与否关系到贸易结算的准确、公正，关系到电力企业的形象以及广大用户的切身
利益。
2电能计量装置的发展历程
2.1电能表
电能表的出现距今已经一百多年了。1880年著名美国科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）利用电解原理制作了世界上第一块直流电能表。1885年世界著名科学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）发明了交流电并很快得以应用，交流电能表也应运而生。1895年德国人布勒泰制作了世界上第一块感应式（交流）电能表，但是体积很大，难于使用。自此直到20世纪初的很长一段时间里，人们致力于减小电能表的体积、改善其性能。1905年人们发现了增加非工作磁路改进90°的方法，使电能表的发展有了长足进步。而后，随着导磁材料学的发展，电能表采用了一些高导磁材料制作铁芯，极大的减轻了互感器的重量，缩小了体积并降低了电能表自身的功耗。19世纪30年代起，电能表开始采用铬钢和铝镍合金替代了钨铜合金，并通过降低感应电能表转盘转速的方法来减少误差，改善负荷特性。
20世纪中后期，微电子技术飞速发展，产生了电子式电能表。与此同时，电力工业也取得了巨大的发展，各种特性的负荷对电能表的准确度提出了越来越高的要求，而电子式电能表由于防窃电能力强，准确度高、负荷特性好、误差小、功耗低，而且配合单片机使用可以扩展多种功能等优势开始迅速的发展。20世纪60年代末期，日本人发明了分割乘法器，全电子式电能表由此诞生。随着微电子技术的进一步发展，数模转换技术和大规模集成电路的技术日益完善，使全电子式电能表逐步成为电能计量的中流砥柱，全电子式多功能电能表的智能化功能更是日趋完善，配合现代通信技术和单片机的使用，使远方测量和电能表的智能化成为现实。
2.2互感器
《电磁式电压互感器》（GB 1207-2006）对互感器的定义：一种为测量仪器、仪表、继电器和其他类似电器供电的变压器。通俗的讲互感器就是将电流或电压变换成为可测参数的电气设备。互感器与变压器原理相同，只是目的不同：变压器转换电压和电流的目的是传递电能；而互感器是测量和监视线路的电压或电流并对电能进行计量。
互感器的产生至今已有一百多年的历史。1831年英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现当磁铁穿过闭合线圈时会产生电流，这就是电磁感应。同年法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现，从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者。但事实上变压器由美国著名的科学家亨利于1830年发明。由于种种原因，亨利与电磁感应现象的发现和变压器的发明权失之交臂，但他在电学上的贡献是举足轻重的，而且亨利实验装置比法拉弟感应线圈更接近于现代通用的变
压器。
1879年第一台电压互感器开始得以应用。1882年第一台电流互感器也已设计出来，可在当时无人问津，直到1885年才制造出可以实用的电流互感器。1906年德国出版的长达1 970页的《电气测量技术手册》中，有关互感器的内容还不到两页，手册中仅提到了电流互感器和钳形电流表，还没有提及电压互感器。1909年德国人奥尔里奇（E·Orlich）才对电流互感器和电压互感器作了比较全面的论述。
互感器的发展依赖于导磁材料学的进步。最初的互感器采用0.5 mm厚的铁片叠成铁芯，互感器运行时电能损耗很大、发热严重，、误差大。1900年英国人哈德菲尔德（R.A.Hadfield）等发现含硅（Si）4%的Si-Fe合金（硅钢）有良好磁性，后来成为互感器的主要导磁材料。1913年美国人埃尔门（G.W.Elmen）发现，含镍30%～90%的Ni-Fe合金在弱、中磁场下具有良好的软磁特性，其中含镍78%的镍铁合金的起始磁导率μi最高，遂命名为坡莫合金（permalloy），它的特性特别适合制作电流互感器，因而成为制作电流互感器等弱磁场器件的重要材料，使电流互感器的准确度得到很大的提高。
随着高压输变电的发展，20世纪70年代以来，中高等级电压互感器方开始采用新的材料和绝缘结构，进一步提高了互感器的性能，缩小了体积。此外，还出现了采用罗哥夫斯基（Rogowski）线圈和轻载线圈的基本原理制作而成的电子式互感器，这种互感器具有不含铁芯或只有小铁芯、没有磁饱和、频带宽、动态测量范围大、测量准确度高、测量保护范围内完全线性、传输性能好等优点，并且体积更小、重量更轻。最主要的是电子式电流互感器二次侧开路不产生高电压，电子式电压互感器二次侧短路不产生大电流，也不产生铁磁谐振，彻底根除了电力系统运行中长久以来的重大安全隐患，保证了人身和设备安全，但是目前这种新型互感器目还处于研发和挂网试运行阶段。
参考文献
[1]国家质量监督检疫总局、国家标准化管理委员会.GB 1207-2006电磁式电压互感器[S].2006.
[2]国家质量监督检疫总局、国家标准化管理委员会.GB 1208-2006电流互感器[S].2006.
[3]余恒洁.数字化变电站中电能计量装置的应用[J].云南电力技术,2008,5.
关键词电能；计量；装置；发展；历程
中图分类号TM 文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)111-0211-01
1什么是电能计量装置
电能是一种特殊的商品，它在生产出来以后无法储存，因此发、供、用必须同时完成。随着电能进入到日常生活中，就需要对电能进行计量，以便于销售和使用，由此就产生了电能计量装置。电能计量装置由电能表、互感器及计量箱（柜）等组成，其中电能表和互感器是其核心所在。电能计量装置是电网运行的重要环节，它的准确与否关系到贸易结算的准确、公正，关系到电力企业的形象以及广大用户的切身
利益。
2电能计量装置的发展历程
2.1电能表
电能表的出现距今已经一百多年了。1880年著名美国科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）利用电解原理制作了世界上第一块直流电能表。1885年世界著名科学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）发明了交流电并很快得以应用，交流电能表也应运而生。1895年德国人布勒泰制作了世界上第一块感应式（交流）电能表，但是体积很大，难于使用。自此直到20世纪初的很长一段时间里，人们致力于减小电能表的体积、改善其性能。1905年人们发现了增加非工作磁路改进90°的方法，使电能表的发展有了长足进步。而后，随着导磁材料学的发展，电能表采用了一些高导磁材料制作铁芯，极大的减轻了互感器的重量，缩小了体积并降低了电能表自身的功耗。19世纪30年代起，电能表开始采用铬钢和铝镍合金替代了钨铜合金，并通过降低感应电能表转盘转速的方法来减少误差，改善负荷特性。
20世纪中后期，微电子技术飞速发展，产生了电子式电能表。与此同时，电力工业也取得了巨大的发展，各种特性的负荷对电能表的准确度提出了越来越高的要求，而电子式电能表由于防窃电能力强，准确度高、负荷特性好、误差小、功耗低，而且配合单片机使用可以扩展多种功能等优势开始迅速的发展。20世纪60年代末期，日本人发明了分割乘法器，全电子式电能表由此诞生。随着微电子技术的进一步发展，数模转换技术和大规模集成电路的技术日益完善，使全电子式电能表逐步成为电能计量的中流砥柱，全电子式多功能电能表的智能化功能更是日趋完善，配合现代通信技术和单片机的使用，使远方测量和电能表的智能化成为现实。
2.2互感器
《电磁式电压互感器》（GB 1207-2006）对互感器的定义：一种为测量仪器、仪表、继电器和其他类似电器供电的变压器。通俗的讲互感器就是将电流或电压变换成为可测参数的电气设备。互感器与变压器原理相同，只是目的不同：变压器转换电压和电流的目的是传递电能；而互感器是测量和监视线路的电压或电流并对电能进行计量。
互感器的产生至今已有一百多年的历史。1831年英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现当磁铁穿过闭合线圈时会产生电流，这就是电磁感应。同年法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现，从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者。但事实上变压器由美国著名的科学家亨利于1830年发明。由于种种原因，亨利与电磁感应现象的发现和变压器的发明权失之交臂，但他在电学上的贡献是举足轻重的，而且亨利实验装置比法拉弟感应线圈更接近于现代通用的变
压器。
1879年第一台电压互感器开始得以应用。1882年第一台电流互感器也已设计出来，可在当时无人问津，直到1885年才制造出可以实用的电流互感器。1906年德国出版的长达1 970页的《电气测量技术手册》中，有关互感器的内容还不到两页，手册中仅提到了电流互感器和钳形电流表，还没有提及电压互感器。1909年德国人奥尔里奇（E·Orlich）才对电流互感器和电压互感器作了比较全面的论述。
互感器的发展依赖于导磁材料学的进步。最初的互感器采用0.5 mm厚的铁片叠成铁芯，互感器运行时电能损耗很大、发热严重，、误差大。1900年英国人哈德菲尔德（R.A.Hadfield）等发现含硅（Si）4%的Si-Fe合金（硅钢）有良好磁性，后来成为互感器的主要导磁材料。1913年美国人埃尔门（G.W.Elmen）发现，含镍30%～90%的Ni-Fe合金在弱、中磁场下具有良好的软磁特性，其中含镍78%的镍铁合金的起始磁导率μi最高，遂命名为坡莫合金（permalloy），它的特性特别适合制作电流互感器，因而成为制作电流互感器等弱磁场器件的重要材料，使电流互感器的准确度得到很大的提高。
随着高压输变电的发展，20世纪70年代以来，中高等级电压互感器方开始采用新的材料和绝缘结构，进一步提高了互感器的性能，缩小了体积。此外，还出现了采用罗哥夫斯基（Rogowski）线圈和轻载线圈的基本原理制作而成的电子式互感器，这种互感器具有不含铁芯或只有小铁芯、没有磁饱和、频带宽、动态测量范围大、测量准确度高、测量保护范围内完全线性、传输性能好等优点，并且体积更小、重量更轻。最主要的是电子式电流互感器二次侧开路不产生高电压，电子式电压互感器二次侧短路不产生大电流，也不产生铁磁谐振，彻底根除了电力系统运行中长久以来的重大安全隐患，保证了人身和设备安全，但是目前这种新型互感器目还处于研发和挂网试运行阶段。
参考文献
[1]国家质量监督检疫总局、国家标准化管理委员会.GB 1207-2006电磁式电压互感器[S].2006.
[2]国家质量监督检疫总局、国家标准化管理委员会.GB 1208-2006电流互感器[S].2006.
[3]余恒洁.数字化变电站中电能计量装置的应用[J].云南电力技术,2008,5.