电能科普专栏 | 04 电能表的发展历程

2023-04-07 来源 : 上海市计量协会

1880年，美国的爱迪生利用电解原理制作成功世界上第一块直流电能表，称安时计。1889年，匈牙利岗兹公司的一位德国人布莱泰制作成功了总重量达36.5kg的感应式电能表。当时的电能表不仅体积大、重量重，而且测量误差很大。100多年来，电能表的技术发展经历了感应式、机电式、电子式和智能电能表四个发展阶段。

一开始，电能表是在直流电基础上发明的。1888年，交流电的发现和应用，向电能表提出了新的要求。科学家经过努力，发明了适用于交流电的感应式电能表。这种电能表具有结构简单、操作安全、价廉耐用、便于维修和批量生产等一系列优点，所以发展很快。1905年出现了增加非工作磁路的方法，使电能表的测量准确度有了很大提高，此后，随着高导磁材料出现，大大减轻了电能表的重量，减小了体积，也降低了电能表本身的功耗。但是，感应式电能表也有不少缺点，主要是准确度低、适用频率窄、功能单一、对非线性负荷、冲击负荷的计量误差大和缺乏防窃电能力等。

20世纪末，人们对电能表提出了具有多功能、高准确度和便于抄表、具有通讯接口等多种需求，针对这些需求，科学家设计出了机电一体化的长寿命电能表，且能满足多项需求。如分时多费率电能表、有脉冲输出的电能表、多路最大需量表、预付费电卡电能表等。它们是以感应式电能表为基表，同时应用电子电路来拓展功能。机电式长寿命电能表整机一体化程度高，各零部件均采取了特别工艺处理，使用寿命较长，并可在各种恶劣环境条件下的正常运行。但是机电式电能表仍然难以克服感应式电能表准确度低、功能扩展困难、防窃电能力差等缺点。

20世纪60年代末，日本发明了全电子化电能计量装置，并由横河株式会社生产了2885型数字功率变换器，受到世界上的关注。电子式电能表功能强大，准确度高，误差曲线平直且稳定，启动电流小，频率响应范围宽，功耗小，过载能力强，具有防窃电功能，安装便利。其主要缺点是：维修复杂、价格较高、寿命不如感应式电能表长，抗干扰能力差等。

智能电表是信息时代的产物，它已经不是传统意义上的电能表，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有用电信息存储、双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。