智能电能表运行故障原因及解决对策探讨

智能电能表运行故障原因及解决对策探讨

陈近东

（广东电网有限责任公司东莞城区供电分局）

摘要：本文阐述了智能电能表结构及主要功能，并对智能电能表常见故障及原因进行了分析，最后提出了智能电能表常见故障的解决对策，以供同仁参考。

关键词：智能电能表；结构功能；常见故障；产生原因；解决对策

一、前言

随着智能电能表更新换代的速度越来越快，出现了不同种类的智能电能表：按服务对象来分，有单相表和三相表；按缴费形式来分，分为本地表和远程表。不同类型的电能表服务于不同领域，显示出电能表的智能化和针对性。现阶段，智能电能表以其强大的功能服务于大众，成为国家电力系统中不可缺少的重要部件，其稳定性关系着万千用户的用电安全。本文阐述了智能电能表结构及主要功能，并对智能电能表常见故障及原因进行了分析，最后提出了智能电能表常见故障的解决对策，以供同仁参考。

二、智能电能表结构及主要功能

智能电能表结构十分复杂，主要有处理单元、通信单元以及测量单元等，电力公司运用该电能表，达到信息的实时监测、存储功能与自动控制等，提速电力公司的工作效率。另外电力公司借用智能电能表达到及时扣费、精准计量以及查询电价，兼具电量报警、记忆等新的功能，一定程度的提高了电费的回收效率。

它的主要功能一般表现为几点：一达到预先付费的功能，智能电能表不仅可以支持实时费控形式，还可以支持远程的费控，在二者之间转换；通信达到模块化，支持短程光纤、无线以及载波等通信形式，达到各种形式能转换自由；达到物联网的技术要求，经过REID电子标签可以自动的读取电表内置信息；达到插上马上就可以用，智能电能表是在抵押集抄的系统中，上电之后能在系统中自己注册，减轻系统的维护与安装工作量；达到计量宽量程，增强智能电能表的使用时间，提高可靠性和质量。

三、智能电能表常见故障及原因分析

（1）电池故障。这就说明锂电池的质量对于智能电能表的安全运行起到直接的影响。针对锂电池故障比较常见的故障原因多为电池自身的质量问题、电池发生钝化等。具体来说，硬件故障是指电池内部部件损坏、外部设计不合理、外在环境影响等造成电池损坏或消耗过大；再之，软件方面的不足体现在外部供电停止后，电能表无法进入低能耗状态，使电池损耗过大而引起的电池故障。

（2）烧表故障。在所有的故障当中发生频率最高达就是烧表故障，发生这样的故障，电能表立即就无法正常的使用，因此对于烧表故障要给予高度的重视。引起烧表故障的主要原因是很多的，①电能表安装不规范，这主要体现在线路的安排上。很多用户的入户线和接户线安装的不合标准，有的甚至将智能电能表安装在露天环境下，缺少必要的遮挡措施，致使电表很容易遭受雨水的侵蚀，影响其正常使用。②装表工人操作不合理，例如操作人员在安装电能表时未拧紧电流端的子螺丝，一方面会导致电路接触不良，影响电表的正常使用；另一方面螺丝部分接触不良，使电流流通时的电阻增加并产生热量，进而烧毁部分组件，还有可能影响用户的生命财产安全。③体现在部分用户的不合理用电方面上，不排除个别用户私自增加家庭电容量的现象，由于缺乏科学的计算和评估，用户的私自操作容易使家庭负载电流超出电能表的承受范围，进而造成不必要的损失。④由于外界环境的不确定性影响了智能电能表的正常使用，一方面，使用部分劣质电器可能导致电能表内部阻容分压元件过亚而毁坏；另一方面，外界自然雷电的侵害也容易使电表毁坏。

（3）显示故障。智能电能表对时钟记录的准确性提出较高的要求，由于要适应智能电能表不同时段、不同费率的计费要求，这就要求智能电能表具有高效的时钟单元。究其原因：一方面，时钟不准可能由于控制时间的芯片出现了问题，而智能电能表中的时间芯片有两种存在形式：①CPU自带的时钟。②独立于CPU的独立时钟芯片，无论是哪种形式，都有可能产生问题；另一方面，时钟需要不间断的工作，而时钟电源有可能无法保证稳定的供电，尤其在切换电源时容易引起时钟不准现象；另外在制作工艺上，部分残留物可能会影响到时钟的正常工作。（4）继电器故障。继电器出现故障是比较常见的，具有很大的危害性，需要给予高度的重视。继电器故障的原因，主要有以下几个方面的原因：①属于继电器自身的问题，其质量有待考核，例如继电器内部触点的绝缘性、容量大小、以及在使用过程中由于品质原因出现的触点变形、断裂等都是造成继电器不工作的原因；②远程控制操作不当，这主要是指在电能表在超负荷状态下被拉闸引起的触点温度过高，进而变形的情况；③智能电能表参数配置有误，导致命令与结果不符，这是导致继电器不作业和跳闸指示灯错乱的主要原因；④智能电能表的密钥错误、通讯异常等。继电器故障现象较为常见，应引起十足的重视，因为其危害性还是相当大。

四、智能电能表常见故障的解决对策

（1）防止智能电能表烧毁。在智能电能表设计时，应充分考虑压敏电阻、热敏电阻、内置继电器等关键元器件选型的冗余度，如使用TMOV（金属氧化物压敏电阻）代替现有MOV（压敏电阻）；硬件设计时增加必要的保护回路。表计安装场所应有防雨、防晒、防雷等措施，防止雨水、雷击电流等进入智能电能表内提高装表接电的工作质量，加强装接人员培训考核，避免出现因螺丝未拧紧等原因造成烧表。充分利用智能电能表过载事件记录、荷记录以及用电信息采集系统，提前了解用户超负荷用电行为，及时更换更大容量直接接入式电能表或经低压互感器接入式电能表。

（2）减少时钟电池故障。加强智能电能表生产过程中电池等相关元器件的质量控制，在电路设计上增加电池防钝化电路。供货前全性能测试以及供货后全检等质量监督过程中，增加对电池硬件质量的检测和可能会导致电池非正常损耗的软件缺陷检查，加强电池质量的管控。利用智能电能表电池欠压提示以及用电采集系统，及时发现、更换故障电池或电能表。

（3）消除时钟异常。生产厂家应加强电源、电池电路设计的可靠性，避免时钟电路出现断电；加强生产工艺过程的质量控制，避免出现虚焊、短路、线路板污染等问题。应加强拟合频率温度曲线、电容频率曲线及计算补偿数据算法以及相关参数的验证，免因软件设计错误导致的时钟异常。充分利用用电信息采集系统的对时功能，对已投入运行的智能电能表时钟进行对时，确保时钟准确性。

（4）防止继电器故障。在智能电能表控制回路设计时应充分考虑继电器触点容量，继电器激励电路的激励能相关元器件的冗余度、电源负载能力，并且应有继电器状态检测和保护电路。在选择具体的机器元件的过程中，对于其耐度和质量要进行充分的考虑，使继电器的使用寿命得到提高。要尽量避免继电器在超负荷的状态下工作，如果出现这种情况。有关部分要加大力度研究新一代的继电器设备，提供继电器的运作效率，将其使用寿命进行延长，使智能电能表的安全性和稳定性得到有效的保障。

五、结语

总之，对现场运行中发生数量较多的电能表烧毁、时钟电池欠压、时钟异常、继电器故障等4类故障进行了分析，并提出了相应的故障预防对策。下阶段，将继续分析统计浙江电网智能电能表运行质量数据，收集现场典型故障案例，利用可靠性分析技术和科学统计手段对智能电能表运行质量和运行故障进行深入地分析与统计，进一步提高供电企业对智能电能表质量管控水平，低故障发生率。

参考文献：

[1]张东华，王一，石培虎等.浅析智能电能表接线错误造成短路故障的防范措施[J].电子测试，2016，（15）

[2]李亦非，武赫，庞帅等.有监督机器学习算法在计量装置电压异常诊断中的应用[J].电测与仪表，2016，53（z1）：58-62.