浅谈智能表的一些常见故障及原因分析

2014-08-27陈岚

中国科技纵横 2014年13期

关键词：电表常见故障器件

陈岚

(台州市计量技术研究院,浙江台州 317000)

浅谈智能表的一些常见故障及原因分析

陈岚

(台州市计量技术研究院,浙江台州 317000)

对智能表的一些常见故障及原因分析,对于减少计量纠纷和提高智能电表运行质量。

智能表故障原因分析

1 引言

伴随着坚强智能电网建设在中国的全面实施，智能电表的需求量与日俱增。由于对智能电表的相关功能缺乏了解，计量纠纷投诉事件逐步上升，现结合智能电表的功能特点对智能电表的故障类型及原因进行探讨、分析，对于减少计量纠纷和提高智能电表运行质量十分必要。

2 智能电表的功能特点

(1)误差要求全面提高：范围变宽，1级表小电流到1%，大电流10倍过载；更加严格的启动潜动要求；误差的一致性；误差变差(重复性)；负荷电流升降变差；影响量的误差要求。

(2)全新的可靠性要求：引入可靠性设计验证；可靠性试验；可靠性统计管理要求。

(3)EMC指标提高：新增了两个试验项目：射频场感应的传导、衰减振荡波试验。

(4)环境要求更高：低温要求提高到-40℃，高温提高到70℃。

(5)型式的统一：每一种类型的电能表的型式都进行了统一。

(6)智能电表功能的扩展：全面推行费控功能，确保电费有效回收；全面推广分时功能，为提高用电能效服务；预留阶梯电价方案，为节能服务；多种冻结方案，实现及时回收电费；事件记录扩展较大，利于故障分析和及时处理(失压、断相、失流、掉电、全失压、电流不平衡、电压逆相序、电流逆相序、开表盖、开端钮盖、电量清零、需量清零、编程、各相过负荷等)。

3 智能电表的常见故障类型

(1)电表故障类：控制回路错误、ESAM错误、内卡初始化错误、时钟电池电压低、内部程序错误、存储器故障或损坏、时钟故障；(2)电表事件类：过载、电流严重不平衡、过压、功率因数超限、超有功需量报警事件、有功电能方向改变；(3)电表状态类：此类异常一旦发生需要在显示的循环显示的第一屏插入显示该异常代码。目前此类异常只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；(4)IC卡类：认证错误、ESAM验证失败、客户编号不匹配、充值次数错误、购电超囤积、现场参数设置卡对本表已经失效、修改密钥错误等等。

4 智能表的故障类型分类

(1)智能表按故障性质分：机械故障、电子故障、工艺故障、软件故障、使用故障等。(2)智能表按故障原因分：电源故障、计量故障、费控故障、显示故障、存储故障、通信故障、主控故障、时钟故障等。

5 智能表的故障分析手段及方法

(1)故障分析手段：电压测量、电流测量、电阻测量、波形测量、短路、开路。

(2)故障分析方法：观察法、除尘法、振动法、排除法、比较法、替换法。

6 智能表的常见故障及原因分析

(1)显示故障：故障现象：LCD黑屏、LCD缺划、花屏、显示数据错、键显出错等。原因分析：LCD驱动片、液晶屏、轮显键显按键、背光板及相关器件故障；液晶管脚未插好或虚焊；表计受强电磁场干扰，或单片机损坏；背光灯不亮或亮度不够，背光电路焊接错误等等。

(2)计量故障：故障现象：不计量、无脉冲输出与指示、电能计量误差出错、电能计量误差超差、电压、电流有效值出错、脉冲输出与表计常数不一致、电量突变、需量计量出错等。原因分析：采样电路器件、计量芯片、脉冲驱动电路及相关器件故障；虚焊、脱焊、短路现象、线路板工艺质量；错接线、大电流；引线、端子接触不良；电源故障、主CPU故障、存储器故障、时钟故障等这些都有可能引起计量故障；还有就是表计在运输过程中剧烈震动造成的元器件损坏，现场运行环境恶劣造成的采格电阻值老化，电阻阻值偏移，这些都有可能导致误差超差。

(3)电源故障：故障现象：表计上电无反应、抄表电池欠压、时钟电池欠压。原因分析：电源电路、整流滤波电路、上电复位电路、掉电检测故障、电池及相关器件故障；错接线、电池安装方向；引线、端子接触不良。

(4)主控故障：故障现象：表计上电无反应、时钟出错、报警出错、多功能输出口无输出、数据不能冻结、费率不能切换。原因分析：主CPU及外围、报警电路、时钟电路、多功能端输出电路及相关器件故障；主控处理模块、费率处理模块、冻结处理模块等相关软件；费率、冻结、报警等相关参数配置；引线、端子接触不良；电源故障、存储器故障。

(5)存贮故障：故障现象：事件数据乱、计量数据乱；参数乱。原因分析：EEPROM、FLASH及相关器件故障；虚焊、短路、开路；软件可靠性、寿命处理；电源故障及主CPU故障。

(6)通信故障：故障现象：不通信、单向通信。原因分析：RS485芯片、驱动光耦及电阻、红外收发电路、载波接口及相关器件故障；通信初始化、处理、自检自恢复；表地址、通信参数、权限、RS485接线。

(7)费控故障：故障现象：台体上电电流报警、继电器不跳闸、继电器不合闸、认证失败、卡操作无反应。原因分析：ESAM、继电器、驱动电路、卡接口电路及相关器件故障；费控模块软件；保电、分散因子、密钥体系、延时时间、插卡方向、大电流；引线、端子接触不良。

7 智能表的典型故障分析案例

(1)控制故障分析：1)软件流程：系统认证、发送控制命令(合闸、跳闸、保电)、规约处理、数据解密、控制处理、输出控制信号、状态指示、控制检测、异常处理；2)故障分析思路：①判断系统与电表是否通信正常？②判断系统密钥是否一致？③判断控制软件处理是否正常？④判断控制驱动电路及电源是否正常？⑤判断控制继电器是否正常？

(2)计量故障分析：1)软件流程：计量参数下载(从存储器读取计量参数并下载到计量芯片)、电测量参数读取、处理、存储、电量数据读取、处理、存储、滑差需量与最大需量计算、处理、存储、计量芯片检测与异常处理。2)故障分析思路：①判断计量脉冲输出与指示是否正常？②判断计量芯片是否正常？③判断计量取样回路是否正常？④判断计量校表参数下载是否正常？⑤判断计量与CPU接口及电源是否正常？⑥判断存储器是否正常？⑦判断计量常数是否一致？