摘 要：提高對(duì)運(yùn)行中智能電表的故障診斷能力，是充分保證電能計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性，以及供用電雙方利益的重要手段之一。為保證智能電表的正常工作，方便實(shí)驗(yàn)室檢定人員在工作中對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和處理，本文依托國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程中規(guī)定的檢定項(xiàng)目和檢定方法，在分析論證的基礎(chǔ)上總結(jié)了智能電表在運(yùn)行中常出現(xiàn)的故障類(lèi)型，并歸納了一些可供參考的診斷意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：智能電表；故障；診斷意見(jiàn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.151

0 引言

智能電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，智能電表作為電網(wǎng)的重要終端，在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，不僅擁有電能計(jì)量、檢測(cè)功能，還增加了實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、信息存儲(chǔ)及處理、費(fèi)用控制、信息交互等功能，可以很大程度上滿(mǎn)足電力監(jiān)察的信息化和時(shí)效性需要。而智能電表在實(shí)際運(yùn)行若干年后陸續(xù)出現(xiàn)的各種故障，影響著電能的正確計(jì)量和數(shù)據(jù)的及時(shí)采集，因此對(duì)智能電表的故障進(jìn)行全面系統(tǒng)的判斷并形成較為科學(xué)有效的處理手段，尤為重要。

1 實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢定項(xiàng)目及檢定方法

計(jì)量實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢定辦法通常以JJG 596-2012《電子式交流電能表》為依據(jù)，相應(yīng)檢定項(xiàng)目含：外觀(guān)檢查、交流電壓試驗(yàn)（首檢需要）、潛動(dòng)試驗(yàn)、基本誤差、儀器常數(shù)試驗(yàn)（含有功、無(wú)功）、時(shí)鐘日計(jì)時(shí)誤差、起動(dòng)試驗(yàn)等[1]。

2 智能電表在運(yùn)行中的常見(jiàn)故障及其分析

生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際中，常見(jiàn)的智能電表發(fā)生故障通?？蓺w結(jié)為：工作質(zhì)量問(wèn)題，外界環(huán)境問(wèn)題，不可抗力影響，設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題。

工作質(zhì)量問(wèn)題指由于計(jì)量工作人員對(duì)電能表參數(shù)的設(shè)置不正確或因誤接線(xiàn)導(dǎo)致計(jì)量器件開(kāi)裂，破損，造成計(jì)量失準(zhǔn)。

外界環(huán)境問(wèn)題是指用電環(huán)境異常，如運(yùn)行電壓超標(biāo)、諧波、工頻強(qiáng)磁場(chǎng)、環(huán)境溫濕度超標(biāo)、鹽霧等，以及竊電、過(guò)負(fù)荷、運(yùn)行中外力損毀等外部因素造成計(jì)量失準(zhǔn)。

不可抗力影響例如火災(zāi)、地震、雷擊、冰凍雨雪災(zāi)害等自然因素導(dǎo)致電表發(fā)送質(zhì)量故障，造成計(jì)量失準(zhǔn)。

設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題包括：外觀(guān)損壞、計(jì)量性能故障、顯示單元故障、存儲(chǔ)單元異常、控制單元異常、通信問(wèn)題、電源單元故障、費(fèi)控異常、其他質(zhì)量問(wèn)題。

現(xiàn)從某地市供電公司2018年全市13717只故障計(jì)量表計(jì)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，從12個(gè)月的故障表中抽取36個(gè)案例，各類(lèi)故障案例數(shù)量如下表：

其中，由設(shè)備質(zhì)量故障問(wèn)題引起的案例占80.5%，為主要故障因素；由工作質(zhì)量問(wèn)題，外界環(huán)境問(wèn)題，不可抗力影響及其他原因造成的案例分別占5.6%，8.3%，5.6%，故本文將主要針對(duì)設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題作簡(jiǎn)要分析。

2.1 外觀(guān)損壞

電能表出現(xiàn)尾該固定不牢，接線(xiàn)柱、螺絲出現(xiàn)銹跡、甚至斷裂等現(xiàn)象，造成表計(jì)銘牌字跡不清楚、計(jì)度器顯示不清晰、表殼損壞、封印破壞等現(xiàn)象，稱(chēng)之為電能表外觀(guān)損壞。

此外由于接線(xiàn)螺絲未擰緊、雷擊過(guò)壓、元器件排布不合理發(fā)生短路等發(fā)生瞬時(shí)過(guò)電流造成電能表燒毀，即燒表，也可歸類(lèi)于外觀(guān)損壞。

造成電能表外觀(guān)損壞的因素可歸結(jié)為：（1）生產(chǎn)設(shè)計(jì)不合理，生產(chǎn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；（2）電能表長(zhǎng)期處于長(zhǎng)日照，高濕度或鹽霧等較差工作環(huán)境；（3）外部應(yīng)力破壞，人為操作不當(dāng)。

2.2 計(jì)量性能故障

常見(jiàn)的計(jì)量性能故障表現(xiàn)：誤差超差、潛動(dòng)不合格、不起動(dòng)、表計(jì)停走、無(wú)錯(cuò)接線(xiàn)時(shí)屏幕顯示Err-56等。

2.2.1 誤差超差

電能計(jì)量誤差代表電能表計(jì)量的準(zhǔn)確度，是電能表最重要的考核指標(biāo)之一，實(shí)際生產(chǎn)工作中電能表誤差超差的表現(xiàn)為：施加電壓和電流，電能表脈沖指示燈頻閃，但裝置無(wú)誤差值顯示；施加電壓和電流，檢定裝置檢測(cè)結(jié)果為誤差超差，有時(shí)表現(xiàn)為明顯負(fù)超差。

造成電能表誤差超差的因素可歸結(jié)為：（1）電脈沖輸出回路故障，由元器件損壞引起或電脈沖輸出端與PCB電路板脈沖輸出口接觸不良導(dǎo)致；（2）計(jì)量用的片式電容存在虛焊、連焊，導(dǎo)致相應(yīng)芯片基準(zhǔn)電壓或采樣電壓失穩(wěn)，或者因誤接線(xiàn)所造成。

2.2.2 潛動(dòng)

電能表發(fā)生潛動(dòng)是指當(dāng)電能表只施加電壓、沒(méi)有電流負(fù)荷時(shí)，表計(jì)產(chǎn)生電脈沖并計(jì)量?，F(xiàn)場(chǎng)具體表現(xiàn)形式為用電客戶(hù)家中沒(méi)有用電器工作時(shí)，電能表有電量累加。

導(dǎo)致電能表無(wú)負(fù)荷潛動(dòng)的因素可歸結(jié)為：（1）由于電阻短路等原因造成電流采樣回路不正常工作，電流采樣紊亂；（2）由于生產(chǎn)工藝問(wèn)題造成計(jì)量回路電氣元件虛焊，無(wú)法正常采樣；（3）受外部影響產(chǎn)生感應(yīng)電流，如錳銅片在工頻電磁場(chǎng)的影響下產(chǎn)生感應(yīng)電流，影響采樣。

2.3 顯示單元故障

智能電能表通常采用液晶方式顯示計(jì)量信息，可通過(guò)輪顯按鍵了解用電狀況[2]。

顯示單元故障指液晶屏幕出現(xiàn)亂碼（如FFFF）、彩虹閃爍、字符缺筆畫(huà)、黑屏等現(xiàn)象，但是表計(jì)本身仍能正常計(jì)量。

造成液晶顯示故障的因素可歸結(jié)為：（1）電壓?jiǎn)栴}，液晶屏電源器短路或燒壞；（2）外界因素的干擾，如紅外干擾，背光燈失控，導(dǎo)致液晶屏出現(xiàn)程序混亂和損壞；（3）顯示模塊元件質(zhì)量原因，造成液晶驅(qū)動(dòng)片損壞、液晶屏不正常工作。

2.4 存儲(chǔ)單元異常

電能表存儲(chǔ)單元異常通常表現(xiàn)為：電表底自動(dòng)清零、存儲(chǔ)電量丟失、電量數(shù)據(jù)出現(xiàn)突變：包括電量數(shù)據(jù)飛走、倒走，以及總示數(shù)≠峰+谷。

造成存儲(chǔ)單元異常的因素可歸結(jié)為：（1）電源故障，存儲(chǔ)器電源失壓，造成其工作點(diǎn)偏移；（2）存儲(chǔ)芯片異常，無(wú)法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，造成電表數(shù)據(jù)丟失；（3）外界電磁場(chǎng)、靜電、雷電以及繼電器和接觸器動(dòng)作瞬間產(chǎn)生強(qiáng)信號(hào)干擾，可能導(dǎo)致成存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)被篡改。

2.5 控制單元異常

電能表控制單元故障通常體現(xiàn)在繼電器故障，具體表現(xiàn)為：負(fù)荷過(guò)載，繼電器沒(méi)有按照相關(guān)指令動(dòng)作；當(dāng)用電客戶(hù)電費(fèi)余額富足，繼電器誤動(dòng)作發(fā)生跳閘動(dòng)作。

造成繼電器故障因素可歸結(jié)為：（1）繼電器的制作工藝不佳、電路欠壓以及載荷能力不足，對(duì)繼電器觸點(diǎn)容量的保護(hù)裕量設(shè)置不合理；（2）繼電器出廠(chǎng)參數(shù)配置不當(dāng)，導(dǎo)致電流負(fù)載過(guò)大，發(fā)生繼電器保護(hù)燒毀等情況；（3）電能表程序混亂。

2.6 通信問(wèn)題

現(xiàn)代智能電能表可通過(guò)RS485、電力載波（寬帶、窄帶）、微波等通信方式與采集終端進(jìn)行信息交互。通信類(lèi)的故障主要表現(xiàn)為通信異常，即紅外接口損壞、485接口損壞、232接口損壞、脈沖接口損壞、載波模塊損壞等。

造成通信故障的因素可歸結(jié)為：（1）通信參數(shù)配置不當(dāng)。波特率、校驗(yàn)?zāi)Ｊ讲黄ヅ洌拇嫫骺撮T(mén)狗關(guān)閉，通信延時(shí)，都會(huì)引發(fā)通信異常；（2）硬件問(wèn)題。由于硬件電路元件接觸不良，通信模塊負(fù)載能力有限，造成通信連接不穩(wěn)定；（3）外界強(qiáng)信號(hào)影響，如雷電、高頻磁場(chǎng)等強(qiáng)能量信號(hào)耦合進(jìn)入通信線(xiàn)路，使通信紊亂甚至發(fā)生芯片爆炸。

2.7 電源單元故障

電能表電源單元故障主要表現(xiàn)有：上電無(wú)現(xiàn)象、電表死機(jī)、時(shí)鐘電源異常等。其中時(shí)鐘故障作為電源單元故障的主要表現(xiàn)形式，大致可分為：時(shí)間日期不準(zhǔn)確；時(shí)鐘電池欠壓。

導(dǎo)致時(shí)鐘故障的因素可歸結(jié)為：（1）時(shí)鐘硬件電路排布不合理，導(dǎo)致電源輸出不理想，實(shí)時(shí)時(shí)鐘發(fā)生掉電；（2）時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)存在缺陷，如斷電仍處于高功耗狀態(tài)，可造成時(shí)鐘電池欠壓；（3）時(shí)鐘生產(chǎn)工藝不高，或則線(xiàn)路板所處環(huán)境不佳，直接關(guān)系到芯片晶體能否正常運(yùn)行。

2.8 費(fèi)控異常

費(fèi)控故障即指供電企業(yè)無(wú)法控制負(fù)載的通和斷，導(dǎo)致發(fā)生電費(fèi)拖欠的現(xiàn)象。

費(fèi)控故障的主要表現(xiàn)為：用戶(hù)身分認(rèn)證不合格，即電表內(nèi)部安全密鑰模塊和安全密碼設(shè)置之間缺少穩(wěn)定的安全信息防護(hù)模式；遠(yuǎn)程控費(fèi)紊亂，即在對(duì)智能電表下達(dá)費(fèi)控指令之后，智能電表不能迅速跳閘，或者在跳閘之后不能及時(shí)合閘。

導(dǎo)致費(fèi)控故障的因素可歸結(jié)為：（1）控制回路故障?？刂圃骷嬖谔摵脯F(xiàn)象，高溫條件下控制回路結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)故障；（2）由于繼電器內(nèi)部接觸不良或者繼電器工藝不合格，出現(xiàn)瞬間大電流燒毀繼電器[3]。

2.9 其他質(zhì)量問(wèn)題

除上述較為典型的故障類(lèi)型外，電能表在生產(chǎn)實(shí)際中還可能出現(xiàn)斷相、逆相序報(bào)警以及表計(jì)內(nèi)有異物等故障。因此類(lèi)故障數(shù)量較少，不具代表性，需要針對(duì)不同故障進(jìn)行一對(duì)一分析，此處不做具體描述。

3 運(yùn)行中智能電表常見(jiàn)故障處理方法

對(duì)于遇到現(xiàn)場(chǎng)電能表運(yùn)行故障時(shí)，以不妨礙電力客戶(hù)正常用電，將影響降到最小為原則，一般采取以下幾種處置方法：

（1）遇到個(gè)別故障無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)迅速查明并解決的，選擇直接換裝新表。

（2）遇到少量表計(jì)參數(shù)設(shè)置原因引起的故障，由廠(chǎng)家配合對(duì)電能表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)整。

（3）遇到整批由于元器件質(zhì)量、軟件或硬件設(shè)計(jì)問(wèn)題，選擇批量換裝新表，并將未安裝的電能表進(jìn)行退換貨處理。

（4）在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)電能表問(wèn)題，網(wǎng)省電力公司一般要求廠(chǎng)家整改或批量退貨。

對(duì)于生產(chǎn)管理側(cè)，要從源頭和全過(guò)程把控智能電表的質(zhì)量，建立健全相關(guān)質(zhì)量管理體系和質(zhì)量監(jiān)督體系。從采購(gòu)，到室內(nèi)檢定，到安裝后故障分析和檢修，每項(xiàng)工作都需嚴(yán)格管控，將制度落實(shí)到實(shí)際工作中；另一方面還需建立供應(yīng)商評(píng)價(jià)體系，把控智能電表供貨前后的質(zhì)量檢測(cè)，確保安裝使用的電表性能穩(wěn)定、安全可靠。

此外，在電表裝出運(yùn)行時(shí)，要注意電表的使用環(huán)境，考慮溫濕度、用戶(hù)負(fù)荷等情況，注意這些外部因素可能導(dǎo)致電表發(fā)生何種類(lèi)型故障。同時(shí)，廠(chǎng)家在生產(chǎn)電表時(shí)要充分考慮各種環(huán)境因素條件，提高元器件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)工藝。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文綜合分析闡述了運(yùn)行中智能電表的常見(jiàn)故障并給出對(duì)應(yīng)的分析和診斷意見(jiàn)，對(duì)今后電能表檢定人員在判定和處理故障表具有一定的指導(dǎo)意義。由于工作環(huán)境的復(fù)雜性以及負(fù)荷變化的多樣性，在今后生產(chǎn)實(shí)際中，電能表的故障分析處理將更加具挑戰(zhàn)性，需要不斷的思考和探索，建立更為科學(xué)完善的處理體系，確保電能計(jì)量無(wú)差錯(cuò)，保障供用電雙方的利益。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李帆，王委，郭寒，丁黎.淺談運(yùn)行中智能電能表的常見(jiàn)故障及解決措施[J].電測(cè)與儀表，2016，53（S1）：128-130.

作者簡(jiǎn)介：陳偉峰 （1994-），男，福建連城人，碩士在讀，助理工程師，初級(jí)資產(chǎn)管理員，研究方向：計(jì)量表計(jì)檢測(cè)、電能表資產(chǎn)管理。