智能电能表常见故障原因及处理分析作者：张建李宏杰郑宇光来源：《现代信息科技》2018年第07期摘要：智能电能表在电网的广泛应用及关键作用，决定了其稳定运行的重要性，但由于智能电能表是由多个元件构成的，加上外部复杂环境的影响，时常会出现各种故障，进而影响智能电能表的工作状态。
智能电能表故障的产生将直接降低电能计量的准确度，给电力企业带来经济损失，严重情况下还会造成电力事故的产生。
因此，本文对智能电能表的常见故障进行统计与归纳，并从中找出故障产生的原因及相应的处理措施，实现智能电能表故障的快速解决，保证其在最佳状态下持续运行。
关键词：智能电能表；故障；显示；通讯；计量中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）07-0048-03Abstract：The wide application and key role of intelligent electric energy meter in power grid determines the importance of its stable operation. However，because the intelligent electric energy meter is composed of many components，combined with the influence of the external complex environment，various faults often occur，and then affect the working state of the intelligent electric energy meter. The failure of the intelligent electric energy meter will directly reduce the accuracy of electric energy measurement，bring economic losses to the electric power enterprises，and will cause the generation of electric power accidents in serious circumstances. Therefore，this paper makes statistics and induction on the common faults of the intelligent electric energy meter，and finds out the causes of the fault and the corresponding treatment measures，so as to realize the quick solution of the fault of the intelligent electric energy meter and ensure its continuous operation under the best state.Keywords：intelligent energy meter；fault；display；communication；measurement0 引言为了实现用电信息的全覆盖采集，智能电能表成为了电网建设不可或缺的基础设备之一。
智能电能表以功能丰富、扩展灵活、接口多样等诸多优点，在电网的稳定、安全运行中发挥着重要的作用。
虽然智能电能表经过更新换代，在可靠性方面已经大幅度提升了，但由于其内部电子元件较多，加上运行环境的复杂性，导致故障率仍然高居不下，且故障种类繁多，故障产生的原因也越来越多样化，时常会影响电网的正常运行，并带来一定的经济损失。
因此，本文对智能电能表常见的故障原因及处理方法进行研究，这对电网运行状态的稳定及经济效益的提高具有重要意义。
另外，国家电网公司要求对智能电能表实施全过程的质量管理，跟踪监控智能电能表的运行状态及故障问题。
因此，本文通过对智能电能表各类故障问题及产生原因的统计与归纳，有利于提高故障分析及处理能力，进而反馈到日常运行管理及智能电能表的设计制造环节，便于后续的日常管理及综合性能的提高，进而从设计、生产、安装、运行、管理等多个环节实现智能电能表故障的预防与处理。
1 智能电能表的结构智能电能表虽然是新的产物，但其电能计量的本质属性没有改变，在物理构造、工作原理等方面仍以传统的电子式电能表为基础的，只是在功能方面做了完善和扩展，以适应智能电网建设的需求，主要是通过电子、通讯、智能化等先进技术来实现的。
因此，智能电能表初了具备传统电子式电能表的基础功能外，还增加了费控、零线计量、双向计量、冻结等功能，同时对通讯规约和安全论证进行了完善。
智能电能表主要构成如图1所示，可以看出其由多个模块和元件组成，任一部分故障及问题的出现都会对智能电能表的运行状态产生影响，其元器件的增多在一定程度上也增加了故障产生的几率。
结合本人所在单位智能电能表运行的实际情况，调研相关故障统计数据，将智能电能表主要故障问题归纳汇总，如表1所示。
其中表烧、电流开路、停走、时钟故障所占的比例相对较高，这些具体的故障现象可以归类为表烧故障、计量故障、显示故障、通讯故障、电源故障等几大类别，并对这几类故障的产生原因与处理方法进行分析。
2 智能电能表常见故障原因及处理2.1 表烧故障如表1所示，表烧故障在智能电能表的故障类别中所占比例的最高，而且此类故障产生后直接导致智能电能表无法运行，因此，此类故障需引起高度重视。
根据调查统计，表烧故障的产生主要有以下几个方面的原因：重负荷，由于表内采样回路端子接触不良，过热烧表；未拧紧接线端钮盒螺丝而增大接触电阻，过热烧表；线路板本身存在质量问题，短路烧表；智能电能表的长期超负荷运行，发热烧坏继电器；继电器输出端子零线端接线错误，短路烧表。
由此可以看出，表烧故障的产生主要是由智能电能表本身质量问题、安装工艺不标准、超负荷运行环境等因素导致的，这就要求在监督智能电能表生产质量和保证智能电能表安装工艺的同时，加强对客户用电性质的管理。
2.2 计量故障智能电能表的计量模块由多个部分组成，主要元器件为电压、电流采样元件及计量芯片，计量故障的主要表现是不计量、无脉冲输出及指示、误差出错、误差超差等。
不计量故障产生的原因主要有两个方面：一是计量芯片及外围电路存在故障；二是校表寄存器设置值不正确。
无脉冲输出及指示一般是由接触不良或输出电路故障导致的。
误差出错是大多数智能电能表普遍存在的故障，产生的原因较为复杂，校表时常数不一致、接线错误、采样回路短路等都有可能引发误差出错。
误差超差也是出现几率较高的故障，主要是由采样回路参数漂移、线路板质量问题、计量芯片质量问题等因素造成的，对于该故障的查找与排除，可以通过更换相应的元件来实现。
从表1可以看出，计量故障所占比重是比较高的，需要格外重视。
2.3 显示故障智能电能表的显示模块主要包括字段式LCD液晶屏和驱动芯片两部分，相应故障的产生也主要是由这两个元器件所引发的。
显示故障较容易发现和排除，主要故障现象表现为：LCD 黑屏、LCD缺划、LCD花屏、LCD数据显示混乱、LCD轮显项及键显项内容不符、LCD轮显速度异常等，这些故障产生的原因如表2所示。
一般情况下，显示故障较容易处理，主要是由LCD液晶屏及驱动芯片的质量或故障问题所导致的，只需更换液晶屏或驱动芯片即可。
2.4 电源故障电源故障的产生会衍生出其它故障，因此，该故障也是关注的重点。
电源故障多由电池质量问题引发，具体表现为三种故障现象：上电、表计无法正常工作，抄表电池欠压，时钟电池欠压。
电源线路故障、看门狗或上电复位电路故障、MCU故障等会影响上电、表计的正常运行。
抄表电池欠压一般是由电池故障所导致的，除了电池本身的质量问题外，电池相关线路问题也会引发抄表电池欠压。
时钟电池欠压故障产生的原因与抄表电池欠压故障类似，主要是由时钟电池质量问题及线路问题所造成的。
需要注意的是，电池钝化现象一旦产生，会引发出一系列其它部件的故障，例如MCU不能正常工作、存储器数据丢失、数据突变等，因此，需格外重视电池钝化现象。
2.5 主控故障智能电能表的主控体系由单片机、晶振、外围电路等元器件构成。
其主要的故障表现为：时钟故障、MCU死机、多功能输出出错等。
时钟故障主要是由时钟电池、时钟芯片等时钟元器件问题所导致。
MCU及晶振故障、软件损坏均会引发MCU死机，由于MCU芯片引脚密集，若表内出现金属片异物，有可能会对MCU芯片的正常工作产生影响。
多功能输出出错主要是由接触不良、光耦及相关线路故障、多功能参数出错等原因造成的。
2.6 存储故障智能电能表作为计量设备，需要储存大量的数据，因此，存储器的正常运行尤为关键。
存储器的故障现象主要有电量出错、LCD显示数据出错、电表抄表数据出错、计量误差出错等。
此故障的出现很大一部分原因是由于存储器本身的质量造成的，当然受环境及人为误操作的影响，选择高性能的存储器是避免存储故障的关键。
2.7 通讯故障通讯功能是智能电能表的基础功能之一，智能电能表的通讯系统的主要元器件是RS-485通讯芯片，其故障现象比较单一，即不通信、单向通信、通信不稳定等。
除了人为的操作、参数设置等原因外，通信配合、硬件质量、MCU故障、程序问题等都有可能导致通讯故障出现。
当然，外界信号的干扰也有可能造成通讯的不稳定。
2.8 费控故障智能电能表的费控系统主要是为了实现对电力用户用电的远程控制，主要故障表现为认证失败及远程费控不合格。
由于该部分的主要构成元器件是继电器，因此，大部分故障的产生都是由继电器本身的故障所导致的，处理该故障时一般首先考虑的是继电器是否出现了故障。
3 结论本文主要论述了智能电能表各类故障产生的原因，并将其归结于元器件质量、运行环境、软件故障、安装工艺这四大类，这为故障的预防提供切入点。
为了提高智能电能表整体性能，使其处于最佳的工作状态，建议应该做到以下几点：首先加强智能电能表设计、生产、制造质量的监督和管理；其次应选择高性能的元器件；最后提高安装工艺水平。
参考文献：[1] 张吟妹.运行中智能电能表的常见故障与故障鉴定 [D].保定：华北电力大学，2015.[2] 计晓怡.智能电能表常见故障的研究和分析 [D].保定：华北电力大学，2012.[3] 李帆，王委，郭寒，等.浅谈运行中智能电能表的常见故障及解决措施 [J].电测与仪表，2016，53（S1）：128-130.作者简介：张建（1984.04-），女，辽宁锦州人，工程师，本科。