采用限流电阻隔离M-BUS水电表短路故障

史 彤，冯思聪，柴广文

（1.华北石油通信公司河间通信总站，河北沧州 062450；2.华北油田采油一厂高阳作业区，河北保定 071500）

采用限流电阻隔离M-BUS水电表短路故障

史 彤1，冯思聪1，柴广文2

（1.华北石油通信公司河间通信总站，河北沧州 062450；2.华北油田采油一厂高阳作业区，河北保定 071500）

水电表远程集抄中采用M-BUS总线方式的水电表，比较容易出现短路故障，该故障会造成所在集中器下整个系统的水电表不能上线，并且故障排查起来费时费力，本方案可以较好的隔离短路故障对整个系统的影响，并迅速定位故障位置。

M-BUS；水电表远程集抄；限流电阻；短路隔离

1 系统简介

华北油田公司于2009年建设的水电远程集抄系统项目，实现了居民用户水电表的远程集中抄表和用电管理，它的实施标志着矿区服务工作向信息化、智能化目标迈开了第一步。在该系统中集中器通过下行通信网络接收水电表采集的数据，然后通过上行通信网络传给数据中心，在华苑东区下行通信网络采用M-BUS总线方式。

M—BUS总线是专门用于仪表数据传输而设计的一种总线通信技术。采用两芯双绞线、无极性。可采用任意总线拓扑结构（星型、树型），施工简单、扩展灵活。

图1 水电表远程集抄系统拓扑图

2 发现问题

水电表集抄的维护工作在2014年3月份交付给总站维护以后，华苑矿区内采用M-BUS方式的水电表每年都会出现多起由于用户装修或水表故障引起的短路故障，从而致使整栋楼不能上线。

2.1 故障率高，影响面大

通过调查统计，2013年3月—2014年3月，共出现整楼故障41次，影响水电表2 542块，其中水表短路故障36次（用户装修引起35次、水表故障1 次）集中器故障4次，水表小电阻影响1次。用户装修为引起故障的主要原因。

2.2 处理过程繁琐，工作量大

当整栋楼故出现障时，故障点位置很难判断，不能根据故障判断是集中器故障还是线路短路故障，判断出短路故障后也不能轻易判断出具体是哪个单元的线路短路，维修起来费时费力。

2.3 障碍历时长，给用户造成不便

出现故障后处理时间比较长，用户欠费交费后不能正常供水供电，给用户造成较大不便。

3 技术方案

3.1 解决方案选择

把各种解决方案通过工作量、费用、效果这三个方面进行考量，为单元水表总线做隔离保护电路，每栋楼只需在集中器设备箱改造即可，工作量不是很大；隔离电路只需增加几个电子元件，产生的费用很低；出现故障后直接去故障单元即可，改造效果较好。通过对比，为单元水表总线做隔离保护为最佳方案见表1。

表1 决方案对比

3.2 隔离电子元件选择

通过对各种短路保护元器件的优缺点对比，由于同时出现3个单元短路故障的可能性很小，所以水泥电阻在此系统中比较适用。

3.3 水泥电阻的选择

集中器最大电流为200mA，各支路电流要求不小于100 mA，实际测量集中器最高电压为41V，这时让电流小于100mA电阻R≥V/I=41/0.1=410（Ω），在满足要求的范围内电阻越小在路功耗越小，电阻有15Ω左右的误差，所以电阻大小选择430Ω，额定功率要大于P=U²/R=41*0.086=3.91（W），以保证长时间工作不会损坏

最后我们在集中器的设备箱中，给每个单元的水表线路增加一个（430±10）Ω最大功率5W的水泥电阻作为限流电阻。当该支路有短路时，保证短路时的该支路最大电流不超过100mA。加装限流电阻后，住宅楼其中一个单元有线路短路时，其他单元的水电表仍可正常抄表，隔离了短路故障对整个系统的影响。

4 结束语

加装限流电阻后，发生水表线路短路时，其他单元仍可正常抄表，隔离了短路故障对整个系统的影响。2014年5月开始我们对华苑东区各栋住宅楼内线路进行改造，至2014年8月实施完毕，至今应用效果良好。

［1］ 黎连业，陈光辉，黎照，等.网络综合布线系统与施工技术［M］.北京：机械工业出版社，2014：87-89.

［2］ 门宏.电子元器件选用与检测图解［M］.北京：电子工业出版社，2014：59-69.

［3］ 孙富明，李笑盈，汤春林，等.FPGA模拟MBUS总线的实现［J］.微处理机，2002，11：10-13.

The Current-limiting Resistor is used to Isolate the Short-Circuit of the M-BUS Water Meter

Shi Tong，Feng Si-cong，China Guang-wen

The M-BUS bus-type water meter is more prone to short-circuit fault in the remote meter reading of water meter.The fault will cause the water meter of the whole system can not go on-line under the concentrator，and the troubleshooting is time-consuming and laborious.Good isolation short-circuit fault on the impact of the entire system，and quickly locate the fault location.

M-BUS；water meter remote collection；current limiting resistor；short-circuit isolation

TM47

A

1003-6490（2016）07-0171-01

2016-06-25

史彤（1976—），男，河北保定人，工程师，主要研究方向为石油通信工程。