浅析智能电能表运行故障及有效的运行管理机制

摘 要：随着智能电能表在我国近年的推广应用，将资源达到最大化的利用效率，给供、用双方带来了诸多益处。其性能的稳定性、准确性也倍受关注，因此，文章通过对智能电能表出现的故障进行分类并分析其原因，同时提出有效的运行管理机制，从而降低智能电能表现场运行故障，提升运行水平，将智能电能表的优势充分发挥出来。

关键词：智能电能表；故障；原因；运行管理机制

引言

随着我国科学技术的不断发展，电能表更新的速度也越来越快，电能表的功能也越来越全面，反之，其运行过程中发生的故障也呈现出多样化。为了能够从根本上将智能电能表的故障解决，就必须对其产生的原因进行充分的了解，并建立有效的运行管理机制，以此来确保智能电能表的有效运行。

1 常见故障类分析

1.1 外观常见故障

（1）按键卡死，当电能表安装现场存在较大灰尘或化学粉尘时，长期运行就会形成按键卡死，這属于生产厂家设计问题。

（2）表尾盖不严、接线螺丝锈蚀，当电能表安装现场潮湿或有化学气体时，就会造成表尾螺丝锈蚀或腐蚀，这属于生产厂家选材问题。

1.2 时钟电池常见故障

时钟电池（以下称电池）故障常见于欠压、无电。分为硬件故障、软件故障和制造工艺等故障。

（1）电池硬件故障。a.电池电路设计存在隐患，造成电池反向充电，尤其在高温情况下电池反向充电情况更严重。b.电池钝化。电池长期工作在微弱电流状态，当输出较大电流时，输出电压产生明显跌落。c.电池品质问题。电池电解质含有杂质、内部隔膜层受到污染等，导致电池自放电过大，长期工作后电池容量显著减低。d.电池品质问题。电池内部碳包损坏、焊点开路等。e.电池品质问题。密封性不良导致漏液。f.电池用于焊接固定的引脚过细或者引脚材料不够坚固。

（2）电池软件故障。在系统停电情况下，MCU主动唤醒频率过高、消耗功率过大，导致电池容量早期消耗殆尽。

（3）电池制造工艺。电池虚焊导致开路。

1.3 继电器常见故障

继电器常见故障就是继电器不动作或动作不正确。分为以下几种类型故障：

（1）继电器硬件故障。a.继电器品质问题。触点金属连接片断、变形、行程不到位等。b.继电器品质问题。触点容量不符合要求，在规定的负载容量情况下，导致触点烧结、烧断等情况。c.继电器驱动电路驱动能力不够，比如采用MCU的I/O结合光耦直接驱动继电器，此时I/O的驱动电流达不到驱动目的情况。d.驱动电路元器件选型冗余度不够，导致过应力损坏。e.继电器驱动电源负载能力不够，特别是在规定的欠电压条件情况下，电源负载能力大大减弱。f.电路设计时，没有设计针对触点容量的保护电路。

（2）继电器软件故障。软件设计存在有Bug。

（3）继电器制造工艺故障。存在虚焊、短路等情况。

（4）其他。电平方式、脉冲方式参数配置错误，负载容量超过继电器规定的容量，导致继电器触点烧断、烧结、粘连等情况。

1.4 时钟故障

时钟故障常见于日期不准或时间不准。也分为硬件故障、软件故障和制造工艺等故障。

（1）时钟硬件故障。a.设计问题。电源设计不可靠，导致RTC电路出现间歇断电。b.外部晶体出现停振。

（2）时钟软件故障。a.软件设计存在有Bug。b.外部晶体频偏校准参数不合理。c.温度补偿参数不合理。

（3）时钟制造工艺故障。a.存在虚焊、短路等情况。b.线路板不整洁、污染严重。特别是受潮后，对晶体的正常工作有很大影响。

1.5 液晶显示故障

液晶显示故障一般表现为接通时，液晶屏不显示或者液晶屏缺笔画、液晶屏淡以及液晶屏闪烁等现象。（1）电源变压器绕组断线或烧坏。（2）电池欠压。（3）MCU相关管脚虚焊或连焊。（4）MCU程序出现问题。当遇有雷电冲击或强电磁场干扰时，会造成MUC程序紊乱或MUC本身损坏。（5）液晶显示屏处于高温、高湿环境中，会损伤偏光片或蚀断电极。（6）液晶显示屏本身的质量问题。

1.6 通信故障

通信故障主要包括RS485故障和红外通信故障两种情况。

（1）RS485故障。RS485辅助端子正负极接反、连焊、虚焊或RS485输出信道损坏。（2）红外通信故障。红外发射管装反、虚焊、损坏或红外接收、发射部分的电路不正常。通过以上故障分析可以看出，造成智能电能表出现故障的原因多种多样，原材料的品质，元器件参数的合理设计，生产加工环节，环境对元器件的影响，运输搬运过程中的碰撞挤压等都会造成故障出现。如何杜绝或者控制故障的比例，其中智能电能表进入到电力部门后的有效运行管理机制将在整个智能电能表质量体系中起到非常重要的作用。

2 智能电能表有效的运行管理机制

我们需要从人员培训、加强入库检验、现场检测、故障环境模拟、故障模式信息化统计等多种手段入手，收集相关可靠性数据并建立数据库，对供应商进行考核或提出相关可靠性指标要求等方式，筛选优质供应商，淘汰劣质供货单位，为用电单位提供优质服务与可靠保障。

2.1 加强对各环节技术人员培训，不断提高业务技术水平

（1）对各类计量检定人员进行智能电能表全性能试验、样品比对、抽样验收试验、全检验收试验等技术方面的培训，以及充分掌握智能电能表工作原理与构成、单元电路的组成及指标要求、相关规范的技术要求以及功能应用在电能表设计中的体现。准确识别电能表的主要部件，特别是能对关键元器件有一定的认知、典型故障的判断与分析能力等，以增强业务处理能力。（2）对于安装、用电检查、抄收人员则应进行智能电能表工作原理、安装工艺、安全作业、标准化作业、故障判断、服务行为规范等方面的培训，特别是对广大农村电工，基础知识相对薄弱，相关培训尤为重要。

2.2 加强智能电能表各检测环节的管控

智能电能表从招标到验收过程中，严格进行招标前全性能检测、供货前样品比对和全性能检测、到货后样品比对和抽样检测、到货后全检验收试验。对于全检验收合格率低于98.5%，或在检测过程中发现有三只及以上样品存在因生产工艺、元器件等同一原因引起的质量隐患问题，判为全检验收不合格，对到货电能表进行批量退货处理。总之，要严格把好智能电能表质量的第一道关卡，确保每一只智能电能表均为合格产品。

2.3 加强智能电能表仓储、配送和运输环节的质量控制

在智能电能表仓储、配送和运输环节均应采取防受潮、防震动、防腐蚀、防电磁干扰等措施，确保安装到客户的每一只智能电能表都是合格产品。

2.4 满足智能电能表的现场安装要求

智能电能表现场安装需要满足以下两个要求：安装地点要防潮、防雨、防晒、防尘、防化学腐蚀等措施；安装高度要适合，不宜过高或过低，以便用户插卡充值和查看电量。

2.5 按周期开展智能电能表现场检验

电能表现场检验是采用电能表现场校验仪，测定电能表在工作条件下的工作误差，检查电能表和互感器的接线是否正确并查看有无其他异常情况的过程，或称之为实负荷检测。

根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》的要求，按用户电能计量装置类别所对应的时间周期适时进行现场检验。对安装在现场的电能表进行检验的项目有：（1）外观检查；（2）电能表接线检查；（3）电压互感器二次回路压降误差；（4）电能表实际负荷下的误差；（5）核对计时误差；（6）检查分时计度（多费率）电能表计度器读数的组合误差，并填写好试验记录和结果，同时对现场检验结果进行稳定性等技术指标的统计分析。

2.6 开展运行中智能电能表定期抽检工作

对于已投入现场运行的智能电能表，按照类型、到货批次加大抽样比例，抽样试验项目和试验方法严格按国家技术标准执行，并采取相应的质量控制措施，将智能电能表质量风险降至最低。

2.7 加强智能电能表质量体系建设和其他相关工作的精细化管控

（1）建立健全智能电能表质量管控的组织体系。将智能电能表管理涉及的计划、采购、检定、安装、调试、运行、监控、故障、分析等重点环节纳入管控工作，分工明确、职责清晰、责任到位。（2）建立健全智能电能表质量管控的制度体系。规章制度覆盖智能电能表计划管理、检验测试、工艺检查、施工安装、运行维护、监控预警、故障调查处理、分析等方面，定期检查制度执行情况，确保质量管控的全过程闭环管理。（3）建立健全智能电能表质量指标评价体系。包括智能电能表招标前全性能检测指标、供货环节检测指标和运行环节评价指标。（4）加强业扩报装环节电能表配置的管控。在新报装或换装电能表业扩报装业务中，应严格按照智能电能表和采集系统的技术规范和工艺标准进行设计、选型、审查、安装、验收，确保电能计量装置配置合理、参数正确、运行可靠。（5）加强运行智能电能表质量监督检查的管控。结合现场抄表、用电检查、轮换抽检等工作，巡视检查智能电能表运行状态，充分利用用电信息采集系统的监控手段，加强实时在线监控，及时发现处理异常问题；充分利用采集系统开展电表异常、故障状况远程监测。对巡检、抽检中发现的故障智能电能表，必须在24小时内更换，立即排查故障原因并备案。（6）建立智能电能表质量预警机制。及时统计上报所发现的智能电能表质量缺陷、鉴定分析结果、已采取的处置措施和质量控制建议；及时统计分析智能电能表质量缺陷的外在表现、内在根源、影响深度，并提出處置措施、控制重点、控制方法。（7）建立并严格落实科学的绩效考核机制。通过绩效考核机制，可以提高工作人员的责任心，能够有效避免因检定质量、用户超容量用电、表计配置不合理、运输不当、安装工艺差等人为因素引起的智能电能表故障情况的发生。

3 结束语

综上所述，建立一个良好的智能电能表运行管理机制，从而促进电能表制造产业整体技术水平的提高，进而确保电能表的整体质量，提高智能电能表的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]毛丽君.智能电能表检测故障[J].硅谷，2011（21）.

[2]蒋光清.浅谈智能电能表运行维护[J].科技创业家，2012（18）.

作者简介：岳梅，女，1994年7月参加工作，一直从事电能计量工作。