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摘要：分析了单相远程智能电表在实验室检定中的常见故障，分析故障原因，并根据六安供电公司智能电表运行情况提出了相关的技术管理意见和思考。
关键词：智能电表；故障；分析；现状；思考；智能电表
中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0271-01
一、简介
由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。
智能电表是在传统多功能意义电表的基础之上，在电能计量基础上重点扩展了其相关功能，以满足智能电网“信息化、自动化、互动化”，实现电力用电客户用电采集系统的全覆盖、全采集、全预付费。
二、基本原理
被测交流电压和电流经过电阻分压网络和锰铜继电器完成信号采样后，将取样信号送入计量芯片，通过乘法器转换成功率信号并以脉冲输出，同时微处理器将脉冲信号根据费率时段进行分时累加，得到总电量和各费率电量，结果保存到数据存储器中，微处理器同时完成显示和外部进行交换的功能。
三、智能电表常见故障分析
智能电表作为智能电网建设的重要基础设备，目前我公司已实现11万只单相远程费控智能电表的校验、现场安装工作，市区已基本实现了全采集、全覆盖，但在智能电表陆续安装、试用过程中，部门居民由于对智能电表的相关功能缺乏了解，计量纠纷投诉事件上升，加强对智能电表的工作原理和故障分析判断，对于减少计量纠纷和提高智能电表运行质量十分必要。
（一）计量精度类故障
1、在额定电压和电流下，表计脉冲灯闪烁，但没有脉冲输出。如果表计计量部分正常，检查脉冲线夹接线是否正确，电表内部脉冲输出部分是否有虚焊、脱焊现象，电子元器件是否损坏。
2、如果电子表在轻载情况下产生的误差不呈线性，或产生没有规律的脉冲，就有可能产生潜动，采样芯片脉冲输出端的引脚如果与高电平上高电位短接，相当于采样芯片向CPU输入采样信号使内存累加，否则为采样芯片损坏。
3、在额定电压电流作用下，脉冲灯不闪误差不显示，检查计量部分回路是否有虚焊、脱焊现象，有无明显元器件损坏。
4、其他原因造成的误差超差，电表在运输过程中剧烈震动造成的元器件损坏，现场运行环境恶略造成的采样电阻值老化，电阻阻值偏移，导致误差超差。
（二）485红外通讯类故障
1、校验时校验软件串口，电表和软件的波特率、表密码等参数是否设置错误。
2、检查辅助端子485接线正负极是否接反，485输出信道是否算损坏，方法是用数字万用表直流档，测量RS485口电压是否为4V，否则要更换电表。
3、要考虑红外抄收器的软件是否对应符合，DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》选择是否正确（2007规约与1997规约不通用）。
4、红外掌机通讯时，如果通讯失败，检查红外接收、发射部分电路是否正常，红外发射管是否有损坏、接反的现象。
（三）死机故障
1、单片机复位后电路不工作，导致死机。
2、通电后电能表无任何反应，由于智能表大多采用电源降压方式供电，要首先排除变压器绕组是否有短线或匝间短路现象，与工作电源的连线是否正常，导致死机故障。
3、电流电压取样线虚焊或断开，电压分压电阻断裂。
4、运行中的电能表因雷电而产生过电压，可能使元器件损坏、老化或干扰电路。
变压器初级串接的热敏电阻可有效防止过电压，如果热敏电阻击穿导致显示屏不显示，可更换热敏电阻。
（四）显示屏故障
显示器的数字笔画不完整缺笔故障，可能是显示器液晶管脚未插好或虚焊；在表计存放时应避免高温、高湿，否则会损伤偏光片或蚀断电极；显示器无规律跳字，受强电磁场干扰，或单片机损坏；显示器背光灯不亮或亮度不够，背光电路焊接错误，长期过负荷或散热条件不够，都有可能使LED液晶灯减少寿命。
（五）费控类故障
1、身份认证不合格或密钥下装失败，校验软件与密码机通讯的IP地址、端口号设置错误，导致通讯失败；智能电表内部ESAM模块故障，身份认证或密钥下装过程中突然中断，应保证电表的状态稳定。
2、远程费控不合格，智能电表不能跳闸或跳闸后不能合闸，主要是控制回路故障或电流继电器故障。控制回路故障主要是高温下控制回路结构松动，活动部件位置发生变化，导致继电器吸合、释放失败，控制回路的元器件连焊、虚焊。
继电器故障主要是继电器触点接触不良或吸合不上，制造工艺部过关继电器内部有金属异物，导致继电器失效，瞬间大电流会烧坏继电器。
（六）多功能口故障
1、时段投切不合格或智能表无法正常投切时段，检查485通讯口硬件电路是否正常，是否是内部元器件焊脚脱落引起的故障，智能电表无投切信号输出。
2、无日计时脉冲，检查多功能口螺丝是否松动，日计时脉冲输出回路是否故障，目测有关回路有无虚焊、连焊现象，智能电表内的晶振、时钟是否正常。
3、日计时误差超差：日计时脉冲输出正常主要观察时钟部分电路有无虚焊、搭锡等现象，32.768kHz晶体频率值是否在规定范围内，负载电容值是否正常；如果是外部时钟芯片，可直接测量输出频率是否超差。
（七）其他故障
1、电池故障。
锂电池电量耗尽时，会造成程序和数据丢失，因此锂电池的质量对整个智能表的安全运行起着至关重要的作用。智能电表电池欠压，报警长亮，屏幕显示电池欠压标志，电池接头接触不良或连接电池的跨接器开路，也会造成断电后电池因电源无法供电而失效。
2、电能表潜动。
采样芯片（AD7755）脉冲输出端的引脚是否与电路板上的高电平短接，若短接，相当于采样芯片一直向CPU输入采样信号，使内存累加，若没有累加，则是采样芯片工作异常，电能表坏，应退回厂家修理。
3、显示器正常，电能脉冲也正常，但保存数据丢失。
主要原因是单片机受到强磁场干扰，环境温、湿度超过允许值，存储器内电池欠压。
四、结语
通过以上故障分析可以看出，造成单相智能电表故障的原因很多，元器件的选型把关、组装工艺中的错误，环境对元器件的影响，运输搬运过程中的碰撞挤压，软/硬件不匹配（主要是设计上的缺陷和不同软硬件的错误搭配产生的）等都会造成智能电表各种故障。因此加大对智能电表的产品验收、样品检测、实验室检定的质量把关，智能电表在运输过程中采取有效的防震、防潮、防尘措施，试验人员深入了解智能电表各种故障原因，都可以有效提高表计的合格率和计量准确性。
关键词：智能电表；故障；分析；现状；思考；智能电表
中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0271-01
一、简介
由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。
智能电表是在传统多功能意义电表的基础之上，在电能计量基础上重点扩展了其相关功能，以满足智能电网“信息化、自动化、互动化”，实现电力用电客户用电采集系统的全覆盖、全采集、全预付费。
二、基本原理
被测交流电压和电流经过电阻分压网络和锰铜继电器完成信号采样后，将取样信号送入计量芯片，通过乘法器转换成功率信号并以脉冲输出，同时微处理器将脉冲信号根据费率时段进行分时累加，得到总电量和各费率电量，结果保存到数据存储器中，微处理器同时完成显示和外部进行交换的功能。
三、智能电表常见故障分析
智能电表作为智能电网建设的重要基础设备，目前我公司已实现11万只单相远程费控智能电表的校验、现场安装工作，市区已基本实现了全采集、全覆盖，但在智能电表陆续安装、试用过程中，部门居民由于对智能电表的相关功能缺乏了解，计量纠纷投诉事件上升，加强对智能电表的工作原理和故障分析判断，对于减少计量纠纷和提高智能电表运行质量十分必要。
（一）计量精度类故障
1、在额定电压和电流下，表计脉冲灯闪烁，但没有脉冲输出。如果表计计量部分正常，检查脉冲线夹接线是否正确，电表内部脉冲输出部分是否有虚焊、脱焊现象，电子元器件是否损坏。
2、如果电子表在轻载情况下产生的误差不呈线性，或产生没有规律的脉冲，就有可能产生潜动，采样芯片脉冲输出端的引脚如果与高电平上高电位短接，相当于采样芯片向CPU输入采样信号使内存累加，否则为采样芯片损坏。
3、在额定电压电流作用下，脉冲灯不闪误差不显示，检查计量部分回路是否有虚焊、脱焊现象，有无明显元器件损坏。
4、其他原因造成的误差超差，电表在运输过程中剧烈震动造成的元器件损坏，现场运行环境恶略造成的采样电阻值老化，电阻阻值偏移，导致误差超差。
（二）485红外通讯类故障
1、校验时校验软件串口，电表和软件的波特率、表密码等参数是否设置错误。
2、检查辅助端子485接线正负极是否接反，485输出信道是否算损坏，方法是用数字万用表直流档，测量RS485口电压是否为4V，否则要更换电表。
3、要考虑红外抄收器的软件是否对应符合，DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》选择是否正确（2007规约与1997规约不通用）。
4、红外掌机通讯时，如果通讯失败，检查红外接收、发射部分电路是否正常，红外发射管是否有损坏、接反的现象。
（三）死机故障
1、单片机复位后电路不工作，导致死机。
2、通电后电能表无任何反应，由于智能表大多采用电源降压方式供电，要首先排除变压器绕组是否有短线或匝间短路现象，与工作电源的连线是否正常，导致死机故障。
3、电流电压取样线虚焊或断开，电压分压电阻断裂。
4、运行中的电能表因雷电而产生过电压，可能使元器件损坏、老化或干扰电路。
变压器初级串接的热敏电阻可有效防止过电压，如果热敏电阻击穿导致显示屏不显示，可更换热敏电阻。
（四）显示屏故障
显示器的数字笔画不完整缺笔故障，可能是显示器液晶管脚未插好或虚焊；在表计存放时应避免高温、高湿，否则会损伤偏光片或蚀断电极；显示器无规律跳字，受强电磁场干扰，或单片机损坏；显示器背光灯不亮或亮度不够，背光电路焊接错误，长期过负荷或散热条件不够，都有可能使LED液晶灯减少寿命。
（五）费控类故障
1、身份认证不合格或密钥下装失败，校验软件与密码机通讯的IP地址、端口号设置错误，导致通讯失败；智能电表内部ESAM模块故障，身份认证或密钥下装过程中突然中断，应保证电表的状态稳定。
2、远程费控不合格，智能电表不能跳闸或跳闸后不能合闸，主要是控制回路故障或电流继电器故障。控制回路故障主要是高温下控制回路结构松动，活动部件位置发生变化，导致继电器吸合、释放失败，控制回路的元器件连焊、虚焊。
继电器故障主要是继电器触点接触不良或吸合不上，制造工艺部过关继电器内部有金属异物，导致继电器失效，瞬间大电流会烧坏继电器。
（六）多功能口故障
1、时段投切不合格或智能表无法正常投切时段，检查485通讯口硬件电路是否正常，是否是内部元器件焊脚脱落引起的故障，智能电表无投切信号输出。
2、无日计时脉冲，检查多功能口螺丝是否松动，日计时脉冲输出回路是否故障，目测有关回路有无虚焊、连焊现象，智能电表内的晶振、时钟是否正常。
3、日计时误差超差：日计时脉冲输出正常主要观察时钟部分电路有无虚焊、搭锡等现象，32.768kHz晶体频率值是否在规定范围内，负载电容值是否正常；如果是外部时钟芯片，可直接测量输出频率是否超差。
（七）其他故障
1、电池故障。
锂电池电量耗尽时，会造成程序和数据丢失，因此锂电池的质量对整个智能表的安全运行起着至关重要的作用。智能电表电池欠压，报警长亮，屏幕显示电池欠压标志，电池接头接触不良或连接电池的跨接器开路，也会造成断电后电池因电源无法供电而失效。
2、电能表潜动。
采样芯片（AD7755）脉冲输出端的引脚是否与电路板上的高电平短接，若短接，相当于采样芯片一直向CPU输入采样信号，使内存累加，若没有累加，则是采样芯片工作异常，电能表坏，应退回厂家修理。
3、显示器正常，电能脉冲也正常，但保存数据丢失。
主要原因是单片机受到强磁场干扰，环境温、湿度超过允许值，存储器内电池欠压。
四、结语
通过以上故障分析可以看出，造成单相智能电表故障的原因很多，元器件的选型把关、组装工艺中的错误，环境对元器件的影响，运输搬运过程中的碰撞挤压，软/硬件不匹配（主要是设计上的缺陷和不同软硬件的错误搭配产生的）等都会造成智能电表各种故障。因此加大对智能电表的产品验收、样品检测、实验室检定的质量把关，智能电表在运输过程中采取有效的防震、防潮、防尘措施，试验人员深入了解智能电表各种故障原因，都可以有效提高表计的合格率和计量准确性。