智能电能表现场运行常见故障分析手册
江阴长仪集团有限公司
一、简介
智能电表是由测量单元、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，目前我公司已实现单相费控智能电表的校验、现场安装工作，部分地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，部分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）智能电表异常显示代码解决方案
1.电表故障类异常提示
此类异常一旦发生电表会将循环显示功能暂停，液晶屏固定显示该异常代码。
电表故障类型异常代码对应异常名称及处理方法如表1所示：
表1 电表故障类型异常代码明细
2.事件类异常提示
此类异常一旦发生电表会在循环显示的第一屏插入显示该异常代码。
电表事件类型异常代码对应异常名称及处理方法如表2所示：
表2 电表事件类型异常代码明细
3.IC卡相关提示
此类异常为IC卡处理过程中发生异常需要在卡处理结束后进行提示，一旦发生电表会在循环显示的第一屏插入显示该异常代码。
电表IC卡相关异常代码对应异常名称及处理方法如表3所示：
表3 电表IC卡相关异常代码明细
改正确后即可
18 Err－27
已经开过户的新开户卡
（新开户卡回写区有数
据）
此卡已经对另外的表计开过
户，更换一张新卡即可
19 Err－28
其他错误（卡片选择文
件错，读文件错，写文
件错等）
需返厂分析原因
4、已经在液晶屏上有提示符号的异常，其故障代码、故障名称及故障类型如表4所示：
表4 电表其他相关异常代码明细
序号故障代码故障名称故障类型备注
1 失压（三相表）事件类异常有液晶提示符号
2 断相（三相表）事件类异常有液晶提示符号
3 失流（三相表）事件类异常有液晶提示符号
4 逆相序（三相表）事件类异常有液晶提示符号
5
停电显示电池欠压（三
相表）
运事件类异常有液晶提示符号
6 Err－04 时钟电池电压低电表故障
单相表规范已定
义，三相表有液
晶提示符号
7 透支状态事件类异常有液晶提示符号
8 Err－15 购电超囤积IC卡相关提示有液晶提示符号
5、电表状态提示
此类异常一旦发生电表会在循环显示的第一屏插入显示该异常代码。
目前此类异常有停电显示电池欠压、透支状态两种，但是目前这两种异常均有液晶提示符号，因此不另外定义。
单相智能电能表LCD各图形、符号说明。
图1、单相智能电能表LCD显示界面参考图
表5 单相智能电能表LCD各图形、符号说明
"
（二）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、断线现象，电子元器件是否损坏及PCB板线路因脉冲线碰到强电而导致烧断。
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，测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障，制作工艺不良导致在运输振动后器件松动或接触不良，导致精度超差或者因为制作时使用助焊剂后清洗不干净导致在温度、湿度变化后其性能改变导致微弱的电信号变化而引起精度超差，锰铜电阻和铜连接片之间的焊接发生变化，电压调整回路的焊接出现虚焊、短路或电源干扰，现场运行环境恶劣造成的采样电阻值老化，电阻阻值偏移，导致误差超差。
（三）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、表通讯地址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4.2V，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，其他红外的干扰，编程键是否打开。
5、485通讯失败时，检查同一通讯线路上是否有相同表号相互干扰。
（四）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。
5、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。
（五）显示屏故障
1、显示器的数字笔画不完整缺笔故障，可能是显示驱动或者液晶管脚未插好或虚焊。
2、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导致显示模糊。
3、显示器无规律跳字，受强电磁场干扰，或单片机损坏。
4、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。
（六）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。
3、继电器故障主要是继电器触点接触不良或吸合不上，制造工艺不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。
（七）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。
（八）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、结束语
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）和表计的非预期使用等都会造成智能电表各种故障。
因此作为表计维护和售后服务人员应深入实际，了解情况掌握第一手资料，在应对错综复杂的表计故障时，做到具体问题具体分析，确保客户满意度，同时对智能电表的产品验收、样品检测、实验室检定、包装储运提出改进建议有效提高表计的合格率和计量准确性。