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1、电能表的发展历史从十九世纪法拉第发现电磁感应定律开始，随着电能在生产生活中的应用和 技术的发展和成熟，电能已经成为当代社会的通用能源。由于其较高的能量利用 率，其他形式的能源总是转化为电能进行利用。在信息化时代，大到运算能力超 强的巨型计算机，小到集通讯和娱乐等众多功能与一身的智能手机都离不开电能 的使用，可以说电能已经成为社会的命脉。但是不同于阳光、蒸汽、石油、天然 气等能源，电看不见摸不着，那么在电能投入使用之前，还有一个问题需要解决： 如何度量电能。于是科学家们设计出了不同原理，不同工作方式的电能表。一. 电能表的出现由于电能在最早开始投入生产的时候使用的是直流电，因此1880年（或18
2、81 年）爱迪生利用电解原理发明了第一台直流电能表（安时计）。由于年代久远，网络上查找不到爱迪生发明的直流电能表的具体模型，究竟 电解原理是怎样使用来计量电能的也无从查证。因此，我们只能猜测爱迪生将电 解装置接入电路，通过电解过程中某种化合物的生成量来计算电能转化。但是这种理论存在一个问题：根据高中所学的电解知识，在已知电解质种类 的情况下，我们可以计算单位时间内的电荷转化量，进而得到电流，但是电压是 怎么测量的？资料说安时计本身就是用来测量电量的，那么仅测得电量，怎样得 到电功率？二. 感应式电表随着工业进程不断加快，受技术的限制，直流电已经无法满足市场的要求， 交流电登上了历史的舞台。交流
3、电的发现和应用，又向电能表的发展提出了新的 要求。1889年，匈牙利岗兹公司一位德国人布勒泰制作成总重量为36.5kg的世界 上第一块感应式电能表。感应式电表的工作原理比较简单：当把电能表接入被测 电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们 的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在 磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功 率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的 力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大， 铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁
4、铁产生的制动力矩的作用，制动 力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越 快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。 负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的 电能指示出来。在感应式电表刚发明出来的时候还存在很多问题。一方面，导磁材料性能差， 增大了电能表体积和质量。另一方面，转盘材料产生涡流过程中电能消耗太大。 因此，之后感应式电表又得到了逐步改进。1905年出现了增加非工作磁路改进成九十度的方法，大大提升了电能表各项 参数。随后性能较好的高导磁材料的出现，大大地减轻了电能表的重量并缩减了 其体积。上世纪
5、三十年代开始，电能表采用铭钢、铝镍合金代替原来的镍铜，并 通过降低电能表转盘的转速来降低其损耗，同时改善了电能表的负荷特性。感应式电表因结构简单、造价低廉、维修方便、操作安全在电能计量中得到 了广泛引用。但是感应式电表也有自身的缺点：消耗人力、准确度低、功能扩展 困难、防窃电能力差。三. 电子式电表二十世纪六十年代末，日本发明了时分割乘法器并提出了其测功率原理，实 现了全电子化测量装置，受到全世界的关注。电子式电表原理：被测量的电压、电流经电压和电流转换器转换后送至乘法 器，乘法器完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正 比的直流电压U，然后再利用U与关系，将电压转变为表示
6、频率的信号。经计数 显示控制显示在显示器上。其中有很多知识涉及到数电和模电的转化，因此电子 式电能表的原理并不好理解。电子式电能表的出现很好地解决了感应式电表的一些问题：功能强大、准确 度高、防窃电能力强。但是由于全部由电子元件构成，电子式电表最大的缺点就 是使用寿命短，除此之外，维修复杂、抗干扰能力弱也是限制其发展的因素。四. 机电一体式电表上个世纪末，针对电能表实现多功能、高精度及便于自动抄表、具有先进通 讯接口等诸多功能扩展需要，出现机电一体式的特种电表，且功能完善。机电式 电表采用感应式电能表作基表，同时应用电子电路来实现新的功能。例如机电式长寿命电能表一体化程度高，各零件均采取了特别
7、工艺处理，既 克服了电子式电能表由于电子元件容易老化寿命短的问题，也克服一般机电式电 能表工艺的不足，并可在各种恶劣环境条件下的正常运行。但是既然机电式电表以感应式电表作为基表，就还存在着感应式电表的缺点。五. 智能化电表随着全球性“智能电网”和国家电网公司“电力用户用电信息采集系统”建 设的开始，电能表，不再仅作为单一计费仪表而存在，而是正向智能化、系统化、 模块化和多元化的系统终端发展。自动抄表系统与负荷控制系统逐步合并升级成用电信息采集系统，并向高级 测量体系过渡，且已成为最具发展潜力的电工仪器仪表产品之一。在此影响下， 当前感应式电表的市场份额已经下降到两成不到，而随着智能电网建设的进一步 推进，电子式电表将呈现出完全取代感应式电表的趋势，并逐步向“智能电表” 过渡。智能电表是一种新型全电子式电能表，具有电能计量、信息存储及处理、实 时监测、自动控制、信息交互等功能，支持双向计量、阶梯电价、分时电价、峰 谷电价等实际需要，也是实现分布式电源计量、双向互动服务、智能家居、智能 小区的技术基础。它还能对居民用电负荷情况自动示警，避免超负荷导致的短路 及火灾等严重事故。另外，居民可以使用充值卡或网上充值两种方式缴纳电费， 方便快捷。因此可以预见，将来电能表的发展必将是以智能化作为最终目标，成为覆盖 全国的智能化电网的系统终端。
