Q／GDW 12175-2021  单相智能物联电能表技术规范

电能表常用电流规格见表3 电能表基本电流I=10Im。

电能表标称频率为50Hz。

.1. 6 电能表脉冲常数

电能表推荐脉冲常数见表4，有功常数包含全波和谐波有功脉冲常数

空调标准规范范本表4电能表推荐脉冲常数

4. 2. 1 参比条件

电能表的参比条件见表5

电能表的参比条件见表5

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计算方法：首先将电能表与电源正常连接来测定各误差，然后将电流电路和电压电路反向连接后测定各误差。 之差的一半就是误差偏移的值。由于外磁场相位未知，试验宜在Ir，功率因数为0.5感性以及0.5I.r、功率因 条件下进行。

4. 2. 2温度范围

表应能够在大气压力为63kPa～106kPa（海拨4000m及以下）的环境条件下正常工作，计量功能 影响，特殊订货要求除外。高海拔地区要求电能表在海拔4000m～4700m应能正常工作。

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电能表应满足模组化设计要求，单相智能物联电能表整体框架见附录A。 电能表整机由计量模组、管理模组和扩展模组构成，各模组结构上独立。除计量模组外，其它模组 通过接插件实现连接，支持带电热插拨操作，并应有失效保护电路，即在未接入、接入或更换管理或扩 展模组时，电能表自身性能、运行参数以及正常计量不应受到影响。模组外观、尺寸以及接口要求应满 足附录B要求。 扩展模组可配置的通信波特率有：2400bps、4800bps、9600bpS、19200bps、38400bps、57600bps 115200bps、230400bps、460800bps。

计量模组能够实现电能计量，可不依赖其它模组独立工作；结构上应采用止逆设计，不可拆卸，不 持软件升级， 计量模组应具备以下接口： a)与管理模组接口 至少应包含电源、地、时钟、通信和输出接口，计量模组通过该接口与管理模组进行数据通信， 对外提供电能和时钟脉冲输出信号和计量原始数据，接口定义见附录B.3 b）与A型扩展模组接口 该接口为A型扩展模组提供强电耦合接口，用于载波通信，接口定义见附录B.4。

管理模组包括管理MCU、液晶、蓝牙等部件，能够运行嵌人式实时多任务操作系统，具有数据路由 分发和软件在线升级功能，负责电能表的数据管理、模组管理以及模组之间的数据交互。 计量模组与扩展模组之间的工作逻辑关系应由管理模组统一管理，不允许多重交叉。 管理模组除具备与计量模组的接口外，还应具备如下接口： a)A型扩展模组信号接口 具有电源、到位检测和通信接口，通过该接口可实现与A型扩展模组的通信及主动上报功能，接 口定义见附录B.4。 b)B型扩展模组信号接口 具有电源、到位检测和通信接口，通过该接口可实现与B型扩展模组的数据交互，并可向B型扩 展模组提供原始采样数据，接口定义见附录B.5。

4.3.4.1A型扩展模组

A型扩展模组主要用于电能表数据通信，支持载波、微功率无线等通信方式；利用载波方式还可以 与电能表从设备通信，实现上行和下行通信功能复用。 A型扩展模组与管理模组之间采用串口全双工通信模式，通信速率默认9600bpS，最大可支持460800 PS A型扩展模组应内置储能器件，应能在3分钟内完成停电主动上报

4. 3.4. 2 B型扩展模组

B型扩展模组包括B型扩展模组1、B型扩展模组2。B型扩展模组结构尺寸和硬件接口兼容， 安装，并可根据非介入式负荷辨识、电能质量分析、有序充电控制、水气热仪表数据接入等不同 景需求进行选配。 B型扩展模组与管理模组之间采用串口全双工通信模式，通信速率默认9600bpS，最大可支持46

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bpS。B型扩展模组与计量模组之间采用SPI单向通信（只收不发），通信速率可通过管理模组配置， 最大可支持2Mbps。 B型扩展模组应分别具备独立电源和信号接口，任一模组的电源或信号故障不应影响其它模组正常 工作。

4. 4. 1通用要求

电能表的机械和结构应符合以下要求： a 应保证在参比条件使用时不引起任何危险，尤其应保证：防电击的人身安全，防高温影响的人 身安全，防火焰蔓延，防固体异物、灰尘及水； ） 易受腐蚀的所有部件在正常条件下应予以有效防护： 任一保护层在正常工作条件下不应由于一般的操作而引起损坏，也不应由于在空气中暴露而受 损； d 应有足够的机械强度，并能承受在正常工作条件下可能出现的高温和低温；部件应可靠地紧固 并确保不松动； e 电气接线应防止断路，包括在本文件规定的某些过载条件下；电能表结构应使由于布线、螺钉 等偶然松动引起的带电部位与可触及导电部件之间绝缘短路的危险最小； f 应能耐受阳光照射； 名 电能表计量模组的外壳应满足防拆卸要求，拆除外壳后可目测外壳损坏； h 宜采用硬连接设计，强电接入、电压及电流采样信号等线路宜采用硬连接或焊接方式与PCB 板连接，不应使用可插拔的连接器方式，以确保连接可靠，

4.4.2外观结构和安装尺寸

电能表的外观结构、安装尺寸及颜色应满足如下要求： 外形尺寸为160mm（高）×112mm（宽）×71mm（厚）； 计量模组和管理模组的结构尺寸，计量模组、管理模组和扩展模组的接口应符合附录B的要求； 电能表的外观尺寸与安装尺寸、端子结构及尺寸、电池盒结构及尺寸、电压和电流接线定义、 LCD结构及尺寸应符合附录C的要求； 翻盖、指示灯、按键的相对位置应符合附录C的布置，外形尺寸严格按附件3D图执行： ? 端子盖内侧的接线图应符合附录C.6、附录C.7中端子接线图的要求； f 表盖、翻盖、模组盒、电池盒塑壳颜色统一，色卡号为RAL9003（信号白），色差值△E应不大 于2.0； 电能表表座、端子座颜色统一，色卡号为RAL9003（信号白），色差值△E应不大于2.0； h) 表盖上按键的颜色采用国网绿，色卡号为RAL6036，色差值△E应不大于2.0； i）电能表外观结构和安装尺寸还应满足GB/Z21192一2007要求。

4.4.2.2条形码结构和尺寸要求

电能表的条形码结构和尺寸应满足如下要求： a）条形码结构、尺寸及相关要求应符合Q/GDW10205相关要求，布置位置参见附录C.2； b）射频电子条码应安装在翻盖背面中心位置

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4.4.3材料及工艺要求

4.4.3.1采样元件

电能表的采样元件应满足如下要求： a）如采用精密互感器，应保证精密互感器具有足够的准确度，宜采用硬连接方式可靠地固定在端 子上，或采用焊接方式固定在线路板上，不应使用胶类物质或捆扎方式固定； 如采用锰铜分流器，锰铜片与铜支架应焊接良好、可靠，不应采用铆接工艺，锰铜分流器与其 采样连接端子之间应采用电子束焊或钎焊。

4.4.3.2线路板及元器件

电能表的线路板及元器件应满足如下要求： a）线路板须用耐氧化、耐腐蚀的双面/多层敷铜环氧树脂板，并具有电能表制造厂商的标识； b）线路板表面应清洗干净，不得有明显的污渍和焊迹，应做绝缘、防腐处理； c）表内所有元器件均应防锈蚀、防氧化，紧固点牢靠； d）电子元器件（除电源器件外）宜使用贴片元件，使用表面贴装工艺生产； e）线路板焊接采用回流焊、波峰焊工艺： f）分流器、端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离； 线路板之间，线路板和电流、电压元件之间，显示单元和其它部分之间的连接宜采用硬质焊 焊接或可靠的接插件连接，不应采用软导线连接； h）主要器件表面应印有制造厂商标志及产品批号

4. 4. 3. 3表座

电能表的表座应满足如下要求： a）采用嵌入式表座； b）使用绝缘、阻燃、防紫外线的PC+（10%土2%）GF材料制成，不允许使用回收材料； c）耐腐蚀、抗老化且有足够的硬度，上紧螺钉后不应变形； d）表座与挂钩应采用一体式设计

4. 4. 3.4 表盖

电能表的表盖应满足如下要求： a）使用绝缘、阻燃、防紫外线的PC+（10%土2%）GF材料制成，不允许使用回收材料： b）耐腐蚀、抗老化且有足够的硬度，上紧螺钉后不应变形； c）表盖的透明窗口应采用透明度好、阻燃、防紫外线的聚碳酸酯（PC）材料，不允许使用回收料， 透明窗口与上盖应无缝紧密结合； d）表盖上按键的材料应与表盖一致。

4.4.3.5端子座及接线端子

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4.3.6封印及封印螺钉

电能表的封印及封印螺钉应满足如下要求： a）封印结构能防止未授权人员打开表盖而触及电能表内部，在安装运行状态，电能表封印状态应 正面可视； b）除接线端子盖的装表封印外，电能表还具有出厂封印，出厂封印应为一次性编码封印； c）管理模组右耳封印为出厂封，左耳封印为检定封； d）封印螺钉采用铜钝化或中碳钢镀锌、镀铬或镀镍制成的螺钉，满足72小时中性盐雾试验要求， 螺钉应采用防脱落、防锈处理，封印螺钉尺寸应符合附录D的规定； e）端子盖封印螺钉可兼容穿线式封印与嵌入式封印

4. 4. 3. 7 端子盖

电能表的端子盖应满足如下要求： a）使用绝缘、阻燃、防紫外线的透明聚碳酸酯（PC）材料制成； b）耐腐蚀、抗老化、有足够的强度； c）内侧接线图应采用模具蚀刻； d）采用与表壳连体方式；端子盖可以向上翻转并能可靠固定，翻转角度应不小于135°； e）端子盖封印孔可兼容穿线式封印与嵌入式封印

4.4.3.8电池盒结构要求

电能表的电池盒结构应满足如下要求： a）电池盒塑壳使用绝缘、阻燃、防紫外线的PC+（10%土2%）GF材料制成； b）耐腐蚀、抗老化且有足够的强度； c）时钟电池与电池盒宜采用一体化设计，电池盒应具有良好密封性和绝缘性。

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4.4.3.10结构件及接插件

电能表的结构件及接插件应满足以下要求： 电能表表壳采用II类防护绝缘包封，在90℃的高温环境下不应出现变形，在650℃土10℃温 度下不助燃，可熄灭； b） 电能表接插件处采用的塑胶材质性能应能够保持稳定，保证连接器的正常使用，其热变形温度 要求不低于260℃； 接插件表层镀金厚度不少于2μ”（微英寸），单根插针额定通流1A，接触电阻应小于15mQ。 接插件插座宜选用0型插座，参考示意图见附录E。

4.4.4输入输出要求

4.4.4.1脉冲和多功能输出

电能表电能量脉冲测试输出采用光信号输出，输出宽度范围为10ms～96mS，输出要求见附录F。脉 中和多功能输出同时还应满足如下要求： a）有功脉冲指示灯：使用高亮、长寿命红色LED，平时灭，计量有功电能时闪烁； b）多功能复用指示灯：使用高亮、长寿命红色LED，通过软件可配置为无功电能计量输出、正向 谐波电能计量输出、反向谐波电能计量输出、秒脉冲输出，上电默认关闭；当配置为电能计量输 出时，平时灭，计量电能时闪烁：当配置为秒脉冲输出时，应采用1Hz光信号输出。

4.4. 4. 2蓝牙通信

电能表蓝牙通信应满足以下要求： a 选用5.0及以上版本低功耗蓝牙，蓝牙应通过BluetoothSIG（蓝牙技术联盟）协议栈版本认 证并获得其授权QDID编号；应以整机或蓝牙模组的方式通过蓝牙认证，认证内容至少包含核 心规格版本、灵敏度、频偏、物理层速度等指标： b 具备较强的抗干扰性能力和较好的兼容性，其通用指标应满足附录G要求，蓝牙MAC地址采用 蓝牙随机地址类型中的静态地址，与电能表通信地址保持一一对应，蓝牙MAC地址格式应满足 附录H要求； 支持蓝牙脉冲检定技术，可以通过蓝牙调制发送秒脉冲、无功脉冲、有功脉冲、谐波脉冲等无 线电信号，用于误差校验。

4.4.4. 3显示输出

电能表采用点阵液晶LCD显示信息，用户可以根据需要设置相应的显示内容，各字符具体尺寸、LCI 显示区划分、显示说明、液晶字符等应满足附录I要求。 LCD还应符合以下要求：

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电能表时钟电池应满足如下要求： a）采用绿色环保可更换锂电池，电池标称电压3.6V，额定容量不应小于1200mAh，断电后可维持 内部时钟正确工作时间累计不少于5年； b）电池给计量模组时钟供电，要求可插拔， 电池正负极应与PCB板接触紧密可靠

4. 4. 6 储能器件

电能表应具备可充电储能器件，如超级电容。储能器件充放电寿命次数不低于10000次，同时应具 有良好的密封性，不应发生漏液、鼓包等现象。

通信信号的隔离宜采用光耦、容隔等隔离器件，其隔离耐压应满足4kV交流电压，漏电流应 5mA。

电能表应能够耐受一个不重复的具有特定峰值加速度和持续时间的标准冲击脉冲波形的冲击， 电能表功能不应损坏，误差偏移应符合本文件中4.7.11的规定。

电能表应具有一定的抗振性，可通过模拟运输振动测试。试验后电能表功能不应损坏，误差偏 合本文件中4.7.11的规定

4. 4. 10弹簧锤试验

电能表外壳应进行弹簧锤试验，试验后表盖和端钮盖不应出现可能触及带电部件的损伤，或轻 不应削弱对间接接触的防护或对固体物质、灰尘和水的侵入等的防护

4.4.11电能表温度限值及耐热

电能表温度限值及耐热应符合以下要求： a)在试验条件下，电路和绝缘体的温度不应达到影响电能表正常工作的温度； b）电能表易接触表面的塑料温度不应超过100℃，端子金属部分的温度不应超过120℃： C）端子附近的接触面不作为易接触表面

4. 5. 1通用要求

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电能表应具有电源保护设计，扩展模组中任一模组电源故障不应引起计量模组、管理模组和其它扩 展模组电源异常。

能表各模组电源应满足附录B中各模组接口电源指标要求。

7.1基本最大允许误差

表7中的值适用于每个计量方向，电能表有功电能的误差极限应满足表7的误差限值： 无功电能的误差极限应符合GB/T17215.323一2008中8.1的规定。 电能表出厂误差数据应控制在误差限值的60%以内。

当电能表只施加1.1U电压，电流线路无电流时，在规定时间内其测试输出不应产生多于一个的 脉冲。

4. 7. 4 电能表常数

则试输出与显示器指示之间的关系，应与铭牌标志一致。

测试输出与显示器指示之间的关系，应与铭牌标志一致。

4.7.5电子指示显示器电能示值组合误差

数器示值（增量）的组合误差应符合式（1）要

AW—规定试验时段内，电子显示器总电能计数器的电能增量；

一费率数； 指示显示器显示总电能示值的小数位数

4. 7. 6 计时准确度

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4. 7. 8 变差要求

对同一被试样品相同的测试点，在负载电流为10Itr、功率因数为1和0.5L的负载点进行重复 邻测试结果间的最大误差变化的绝对值不应超过0.2%。

4.7.9负载电流升降变差

电能表按照负载电流从小到大，然后从大到小的顺序进行两次测试，记录负载点误差；在功率因数 为1、负载电流为Iin～I的变化范围内，同一只被试样品在相同负载点处的误差变化的绝对值不应超 过0.25%。

4. 7. 10 重复性

同一被测信号在相同的测量条件下，应产生接近一致的连续测量结果。电能表各试验点最大测 最小测量值之间的绝对差不应超过表9规定的限值。

4. 7. 11影响量

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4.7.11.1影响量包含阳光辐射防护、极限工作环境、防尘、防水、交流电压暂降和短时中断、静电放 电、射频电磁场（电流线路中无电流）、浪涌、振铃波、外部工频磁场（无负载条件）、外部工频磁场 干扰、无线电干扰抑制和表10中所列的其它影响量。 4.7.11.2表10中所列影响量相对于参比条件的变化所引起的附加百分数误差偏移极限应符合本表的 规定。 4.7.11.3电能表在阳光辐射防护、防尘、防水、交流电压暂降和短时中断、静电放电、射频电磁场（无 电流）、浪涌、振铃波、外部工频磁场（无负载条件）、外部工频磁场干扰单一外部影响试验下，试验 过程中应无重大缺陷，试验结束后，当上述影响恢复到参比条件时，电能表的功能不应损坏，外观标识 和显示器的清晰度不应改变，并应符合本文件4.7.1中对电能表基本最大允许误差极限的要求。

表10影响量误差偏移极限

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4.7.12谐波准确度

电能表应能测量第2～21次谐波的正向有功电能之和与反向有功电能之和，单次谐波电能的百 差极限应符合表11的要求。

表11单次谐波电能的百分数误差极限

者波电流及谐波功率测量准确度应满足表12的要

表12谐波电压、电流和功率测量准确度要求

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电能表具有电流端子铜条温度监测功能 a)测温范围在+25℃～+150℃，测温误差不超过土5℃； b)任一接线端子两次测温之间的时间间隔不超过5s

4.10.1.1电压线路

电能表电压线路功耗应符合以下要求： a）电能表处于非通信状态（扩展模组仓不插模组）、背光关闭时，电压线路的平均有功功率和视 在功率消耗不应超过2W、10VA； b 电能表插入A型扩展模组且模组处于通信状态，由A型扩展模组导致的电压线路的平均有功功耗 增量不应超过2W； C 每增加一个B型扩展模组（处于工作但非通信状态），电能表平均有功功耗增量不应超过0.75W。

4.10.1.2电流线路

4. 10. 2耐受长期过电压

电能表应能耐受1.9U.的最大耐受电压4h

电能表应能耐受1.9Um的最大耐受电压4h

园林工艺、表格4.10.3扩展模组接口带载能力

A型扩展模组Vcc电压12V土1V，最大峰值电流250mA且持续时间不应超过20mS，秒平均电流不应 超过125mA。 B型扩展模组Vc电压5V土0.25V，最大峰值电流150mA且持续时间不应超过20mS，秒平均电流不 应超过100mA

4. 10.4绝缘性能

4.10.4.1脉冲电压

能表应能承受脉冲电压影响，试验电压按表13

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