供电所智能电表的常见故障和处理方法

2019-12-25卢志辉

通信电源技术 2019年12期

卢志辉

（广东电网有限责任公司湛江供电局，广东湛江 524000）

0 引言

智能电表主要是内部集成计量采集芯片，可以实时采集电能相关数据，并具备对外通信和自动化控制功能。智能电表是电网智能化发展的重要体现，是实现远程抄表管理和电表预付费管理的基础。覃巴供电所约4 万用电客户，在2017 年11 月实现包含低压居民用户在内的智能电表全覆盖、低压集抄全覆盖的全网智能化。通过全所员工的不懈努力，在2019 年1 月至2019 年5 月实现集抄4 个“100%”，即专变负控集抄100%、公变终端集抄100%、市场交易集抄100%及低压用户集抄100%。本文结合供电所日常计量运维工作，总结出智能电表的常见故障类型，并提出相关预付和处理措施。

1 智能电表的结构及功能分析

智能电表是一种新型电子式电能表［1］，相对老式的机械电能表，其构成更为复杂，功能更为强大，主要由测量单元、数据处理单元、通信单元及数据显示单元等构成。智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，还具有用电信息存储、双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能及防窃电功能等智能化的功能［2］。

2 智能电表的常见故障分析

在2018 年5 月至2019 年5 月，覃巴供电所共发生智能电表故障447 例。通过统计分析，智能电表主要故障原因如图1 所示。

通信故障、显示故障、计量故障、烧表故障及其他故障的汇总如表1 所示。

图1 2018 年5 月至2019 年5 月覃巴供电所智能电表故障分类的饼状图

表1 2018 年5 月至2019 年5 月覃巴供电所智能电表故障汇总

2.1 智能电表通信故障和处理方法

智能电表通信故障最直接的现象就是电表不在线。在覃巴供电所，智能电表与主站的通信，主要是通过采集器、集中器及电信运营商网络等完成的。覃巴供电所电表运维人员每月会定期在主站中导出不上线的智能电表清单，并到现场进行维护。通过日常运维统计发现，智能电表通信故障主要有如下两种情况。第一，智能电表失压。该现象是最常见的故障现象。由于覃巴供电所的电表引下线都是用铝线引下的，运行时间久，导线接触口就容易氧化，造成接触不良。智能电表失压不工作，从而通信不在线。出现这种故障时，只要重新驳接导线接触口或者直接更换新的导线，就可让智能电表恢复供电。在日常智能电表轮换施工过程中，只要重点关注电表引下线和施工质量，这种故障就可以大幅度减少。第二，智能电表采集器故障。覃巴供电所智能电表与集中器的通信都是通过采集器进行的。目前，在覃巴供电所中采集器主要有两种，一种是模块采集器，直接以采集器模块的形式插在电表里面；另外一种是内嵌式采集器，在电表设计时就把采集器设计在电表电路板上面。在供电所中，模块采集器的故障较多但维护也较为方便。模块采集器主要故障现象有模块采集器排针生锈氧化接触不良、模块采集器内部电路元件故障。对于模块采集器故障，一般就是直接更换一块采集器模块，智能电表就可以恢复通信。对于内嵌式采集器的故障，供电所一般通过电力载波电表测试机现场进行测试；如果通信失败，只能更换整块电表。预防智能电表采集器故障的措施主要有两点，（1）做好智能电表的采购和测试工作，在源头上保证产品质量；（2）智能电表安装时尽量避免温湿度大、粉尘多等相对恶劣的环境。

2.2 智能电表烧表故障和处理方法

导线与电表接触不良或者电表长时间超负荷工作，造成电表本体发热，从而造成烧表故障。智能电表烧表故障的原因主要有人为因素、设备因素及环境天气因素等。其中，人为因素影响是主要方面，在覃巴供电所2018 年5 月至2019 年5 月的46 起智能电表烧表故障中，电表接线端子螺丝没有上紧造成接触不良而发生烧表就有41 起，如图2 所示。

图2 日常工作中部分电表和开关接线端子螺丝松动发热图片

出现这种情况的主要原因有3 点。（1）施工质量差。施工队为了追求轮换进度，没有检查电表表脚螺丝紧固程度。因电表表脚螺丝没有上紧导致接触不良烧开关情况经常有发生。特别是在2017 年8 月至11月，智能电表大规模改造过程中，这种现象更加明显。（2）材料因素。湛江局大部分的用户电表都是铝线接进和铝线接出。铝线在施工过程中存在断股或散股导致电气接触不良，当用电负荷增加后出现接口发热，从而发生烧表的情况。（3）铜铝接触不良。电表脚的材质为铜，用铝线连接极易出现铝线接触面氧化的情况，从而导致接触不良、发热烧表的情况。针对该问题，目前的处理方法有3 种。（1）开展对电表接线的排查工作，消除电表表脚螺丝松动引起电表接触不良的情况。（2）电表的安装统一由供电所负责，把出现电表烧表脚的事件纳入员工绩效考核。（3）开展“铝改铜”工作，针对覃巴所月用电量在1 000 度及以上的用户开展“铝改铜”工作，即把用户电表的表脚出线由铝线改为铜线。

2.3 智能电表显示故障和处理方法

现在智能电表的人机交流主要是通过液晶显示屏进行显示的。智能电表液晶显示屏主要故障现象有两种，（1）烧屏，即智能电表的液晶显示屏烧毁无法显示任何信息；（2）缺屏，即智能电表的液晶显示屏只能在部分区域显示相关信息。出现该故障的原因具体如下。（1）电表液晶的产品质量问题。2018 年覃巴供电所曾经安装一批某公司生产的单相智能电表，在200块电表安装完一个月内连续出现10 块电表的液晶屏无任何显示的故障，后来核实是该批次智能电表的液晶屏质量问题造成。（2）电表内部电路故障造成，电表液晶屏显示错误。电表液晶屏的显示主要是由电表内部的MCU 模块驱动的。当液晶屏的驱动信号或电路出现异常时，液晶显示屏的显示信号也会出现异常。（3）环境影响。液晶显示屏对温度和湿度是非常敏感的。一般液晶显示屏的正常工作温度是20 ～50 ℃，相对湿度是10%～85%。温度过高会造成屏幕整体变色或部分显示失效的现象，更严重时会直接烧坏液晶显示屏。环境湿度过高会造成水汽入侵液晶显示屏内部，造成内部元器件短路故障。

3 提升智能电表运行的经济性

3.1 提升员工智能电表维护水平

智能电表是一款精密的电子仪器，内部电路板的维修一般都要专业人员才可以胜任，供电企业的员工只能处理一些简单的电表故障。对覃巴供电所2017 年至2019 年5 月约两年半时间维护的1 621 个故障智能电表进行统计分析，约65%的故障智能电表都是由供电企业员工维护好后重新上岗的。供电企业的员工才是智能电表维护的主要力量，提升员工的智能电表维护水平将直接决定着智能电表的经济性运行。

3.2 加强智能电表采购管理

在供电企业中，现在智能电表的采购都是全省甚至全网统一进行采购。智能电表的统一招标管理，可以有效降低智能电表的采购成本，提高智能电表设备的兼容性，降低员工智能电表维护技能培训成本。由于统一采购，智能电表的生产质量问题就会变得异常严峻。智能电表的生产质量直接决定着后期智能电表的维护工作量和智能电表的经济运行。管控好智能电表的生产质量，将是智能电表经济运行的基础。