智能电表外置微型断路器方案设计

随着智能电网建设的推进，智能电能表费控系统作为量大面广的基础，受到国家电网公司和南方电网公司的重视。为进一步提高电能表费控系统的可靠性，加强电能表外置断路器的质量控制，确保电力系统智能管理、智能服务的安全稳定运行，国家电网公司和南方电网公司分别在2015制定了《电能表外置断路器技术规范》，中国质量认证中心(CQC)在2016年5月份研发并推出了电能表外置断路器的认证业务。

电能表外置微型断路器(以下简称：微型断路器)是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件，额定电流相对较大(>60A)的智能电能表一般采用微型断路器的方式来实现各种费控功能。

图1是微型断路器示意图。微型断路器是配合智能电表使用，可以实现欠费自动分闸断电，续费自动合闸续电的功能。微型断路器和电表之间有两根线连接，分别是控制信号线和反馈线。控制线采用AC220V电平方式，控制单元供电从控制信号线取电，拉闸动作时可以从相线短暂用电，动作结束后相线泄露电流需要小于0.2mA。反馈信号也采用AC220V电平方式，内部串联100kΩ电阻后输出。控制单元上包含一个用于带动执行机构的直流马达，通过马达动作带动断路器分闸和合闸，并由位置传感器检测马达的实际位置。

图 1. 电能表外置断路器示意图

根据《电能表外置断路器技术规范》，微型断路器需要满足以下技术要求：

1) 额定控制电平电压：AC220V;

2) 额定控制电平电流：≤ 1mA;

3) 相线泄露电流：控制单元合闸后，每相线消耗的稳态电流小于0.2mA;

4) 额定频率：50Hz或60Hz;

5) 自动合闸时间：≤3s;

6) 上电延时：≥ 4s。