工廠和科研單位的機(jī)械設(shè)備，大都采用電力拖動。有時，為了記錄其耗電量，往往要配裝電能表。但由于一般機(jī)械設(shè)備的功率較大，電能表不能承受其電流，故必須再添加電流互感器。例如當(dāng)用電設(shè)備的運(yùn)行電流略小于300A。

筆者所在單位的某個工段，所有用電設(shè)備全部配置了電能表，其接線方式見圖1。筆者所在單位的用電設(shè)備全都具有電感性質(zhì)，由兩條相線構(gòu)成的380V電源或220V的單相電源供電，并且，它們在工作時還不規(guī)則地接通或斷開，所以三相的電流極不平衡。在安裝時考慮到這一現(xiàn)象，選用了能承載140安電流的50平方毫米裸銅線作為連接配電站的中性線。另外，為了減小開關(guān)瞬間的諧波輻射對精密儀器儀表的干擾，將該裸線接于現(xiàn)場的接地極上，這樣，大家以為中性線已接地。

在安裝電能表時，把電流互感器的S2端就近接到控制柜內(nèi)的中線上面；而電能表上的“中線端”，則接在電能表附近的中線（零線）上面。電工師傅認(rèn)為，這兩個端子連接在同一根中線上而且該中線電阻又極小，這樣連接應(yīng)該是沒有問題的。但奇怪的是，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時，各電能表的轉(zhuǎn)盤（機(jī)械式電能表）卻不與設(shè)備的用電量成比例地旋轉(zhuǎn)。而是時快、時慢、時停甚至倒轉(zhuǎn)。這一現(xiàn)象，讓人百思不得其解。實(shí)際上，圖1只是簡單的原理示意圖，在實(shí)際施工接線時，電流互感器的S2端子并不是通過導(dǎo)線連接到電能表上，而是接在控制柜的零線母排上的a點(diǎn)上，而電能表上應(yīng)與電流互感器S2連接的端子則接在電能表附近的中線b點(diǎn)處，見圖2。

為了解決這一問題，研究了三相電的相電流特點(diǎn)和電能表驅(qū)動的原理之后，才明白產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因并順利給予解決。

我們知道，交流電能表，是利用它的電流線圈和電壓線圈所產(chǎn)生的相位上相差90度的交流旋轉(zhuǎn)磁場，并由帶軸的鋁圓盤轉(zhuǎn)子在磁場的空氣隙中感應(yīng)渦流而轉(zhuǎn)動的。由于兩磁通均穿過圓盤與驅(qū)動軸平行，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩M＝KUIcos∮正比于有功功率。在制動電磁鐵的作用下，圓盤轉(zhuǎn)動的速度即代表用電設(shè)備當(dāng)時消耗功率的大小。由此從計(jì)數(shù)器讀出用電的累計(jì)數(shù)即度數(shù)（千瓦小時）。由于兩線圈取自同一電源，故在負(fù)載為純電阻時，二者所產(chǎn)生的磁場將嚴(yán)格保持90°的相位角。圓盤轉(zhuǎn)子就始終能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載中帶有電感或電容的成份，則其磁場的相位差將會偏離90°（大于或小于）。若相位差為0°或180°時，則轉(zhuǎn)動力矩為零。同樣，若電流互感器的S2端和電能表的“中線端”分別接于中線的不同部位，則當(dāng)三相電流嚴(yán)重不平衡時，中線即有強(qiáng)大的回路電流，又因該中線存在一定電阻而產(chǎn)生電壓降。故某一電流表對應(yīng)的用電設(shè)備即使已經(jīng)關(guān)閉，但由于鄰近設(shè)備仍在運(yùn)行的緣故，中線在較遠(yuǎn)距離的兩點(diǎn)之間的電位差（即圖中的Uab）會通過電流互感器和電流表而產(chǎn)生電流，使電能表轉(zhuǎn)動。并且，這一電流是和電流互感器的電流疊加的，即Uab極性的變化會使輸入到電能表的電流增大或減小。因此，電能表的轉(zhuǎn)盤就出現(xiàn)了時快、時慢、時停甚至倒走的怪現(xiàn)象。另外，特別應(yīng)該指出的是，在帶有電感或電容成份的多臺設(shè)備“無序運(yùn)行或停機(jī)”的運(yùn)行方式中，這一電位差所形成的電流相位也是隨機(jī)的，它也會隨著鄰近設(shè)備各相電流的“此起彼落”而不斷變化。因而也參與了促使電能表轉(zhuǎn)盤的變化。更大的產(chǎn)生了附加誤差，降低了計(jì)量的準(zhǔn)確性。明白了以上道理，解決問題的方法就十分簡單了。只要消除a、b兩點(diǎn)間的電位差即可。但中線上的電流是客觀存在的，唯一的辦法是把互感器和電能表的“中線端”接到中線的同一點(diǎn)上，即是把圖中的a點(diǎn)和b點(diǎn)合二為一即成，如圖3所示。

另外，考慮到這些設(shè)備有不小的電感成份，無功電流也不容忽視。為了了解中線電流情況，用36伏低壓電燈泡接在中線和接地極之間，燈泡發(fā)出較亮的燈光。測電壓，最高時竟達(dá)到30伏左右。上述現(xiàn)象仍給一些控制儀表產(chǎn)生不小的電干擾，影響其正常工作。原來干擾源確實(shí)來自中線。這說明一根接地極是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。于是沿中線一帶又打了若干地樁并一一和中線相連，即現(xiàn)場中線多點(diǎn)接地，干擾隨即消失。這一點(diǎn)很重要，但有些電氣工作人員卻對此并不知情，或雖然知道卻并不關(guān)心。這一現(xiàn)象在機(jī)械行業(yè)的熱處理車間尤為常見，嚴(yán)重時甚至不能正常生產(chǎn)。必須引起重視。
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