低压计量设备故障分析及解决方案

黄汉斌 王春光 黄天富 吴志武 林彤尧 周志森

(1.国网福建省电力有限公司营销服务中心，福建 福州 350011;2.福建省供电服务有限责任公司，福建 福州 350011)

1 概述

近年来，配电网低压计量设备故障占比居高不下。落实国务院《计量发展规划(2021—2035年)》，强化设备运行管理，提升计量装置运行可靠性，分析计量设备故障原因，并制定相应的处理方案，是计量技术监督检查高效运作的重要举措。国内关于低压计量设备故障的研究主要包括表前开关烧毁和跳闸、电能表故障以及电能表前(后)线故障等[1]。低压计量设备的稳定运行是计量业务及计量管控体系的基础，明确划分故障类型，制定完整的分析流程和解决方案，能为关口计量装置运行管理提供有效支撑。

2 计量箱(柜)故障类型

2.1 表前开关部分

安装在表计前端的表箱总开关、分户开关和熔丝会出现无法合闸、缺相、烧毁、接触不良等故障。如施工接线时未完整执行施工工艺标准，出现螺丝未旋紧、端钮与导线接触不良等现象；计量箱内首个电气接点(表前开关接线端子)与铝质接户线连接时未经铜铝过渡处理，长时间带负荷运行后在铜铝过渡处出现氧化及烧损[1]；部分老旧计量箱未配置表后开关，计量箱表后开关与表前开关的额定电流不匹配，用户内部线路漏电且未安装三级漏保开关或开关因防水措施不到位而进水，导致带漏保功能的表前开关跳闸[2]。

其中，当发生漏电或过负荷情况时，开关跳闸属正常保护动作，不应归类为计量装置故障[3]。如部分开关老化或开关本身质量问题，误将其登记为计量故障，属故障分类登记有误。

2.2 电能表部分

电能表故障是计量装置故障的一个重要分支，其中表计老化、安装不当等原因导致的电能表黑屏、不计量或错误计量和烧表等情况时有发生。

2.3 连接线部分

计量箱(柜)总开至表计之间连接线以及计量箱(柜)内的表计出线会发生老化、绝缘破损、线径太小引起烧毁等故障。出现此类故障的主要原因是计量箱(柜)长期未改造，并且箱内导线线径已无法满足当前用电负荷需求。另外，接线时螺丝未紧固到位、多芯铜导线未经铜鼻子冷压接等也是主要原因[3]。

2.4 主干线部分

在主干线上出现的故障主要包括主干线断线、线径与实际负荷不匹配、过负荷引起导线烧断等。但是异物短路故障等引起线路开关跳闸属非计量设备故障，不归类为计量装置故障，例如因外力因素交通车辆误碰电杆、村民砍伐树竹碰导线引起的主干线断线、短路等故障，因天气因素雷击、台风、暴雨等引起的主干线断线等。

2.5 互感器部分

电流互感器至表计之间连接线发生的故障，主要包括导线老化、绝缘破损等引起的互感器连接线故障。计量箱(柜)内导线接入的各接线端子的故障，主要包括端子锈蚀、缺失，或因工艺质量问题引起的烧毁和打火等。

2.6 计量箱(柜)部分

计量箱(柜)老化、破损、进水、接地电阻不合格、孔洞未封堵等引发计量设备故障。如计量箱老化锈蚀严重引发计量箱掉落、计量箱年久失修某相烧断发生缺相、雷雨极端天气因接地电阻不合格引起计量箱炸毁等。

综上所述，低压计量设备故障主要出现在表前开关(熔丝)、表前线、表后线、计量表计、电流互感器、互感器连接线、接线端子、计量箱(柜)等位置。

3 低压计量设备故障分析流程

3.1 低压设备故障检测方法

目前，设备故障检测方法主要有数学模型法、数字信号识别法、匹配知识库法和人工周期检查。其中，数学模型法相对简便，但需要对设备结构及原理有深刻的理解才能运用[4]。数字信号识别法则只有在设备有明显外显特征时才有效，不适用于特征不明显的设备。匹配知识库法有较为广泛的适用性，在收集大量运行特征数据的基础上，建立与低压计量设备匹配的知识库规则，并在实践中不断更新，可以得到更为准确的状态检测结论和意见方案。知识库的扩展流程如图1所示。

图1 故障监测知识库扩展流程

运用计量设备返回记录的数据，如有功电量、无功电量、功率因数等，将峰、平、谷电量占总电量的比例与历史数据对比分析，判断有无异常。同时，将异常情况与状态检测故障分析历史数据库比对，确定故障类型，并及时发出预警至相关人员，相关人员收到预警后及时分析原因并处理，以确保电能计量装置准确计量，为营销电能量结算提供技术支撑。

数学模型法存在上手难度大、发现故障类型划分难度大等问题[5]；数字信号识别法获取信号周期长、时间滞后会影响识别成功率；匹配知识库法则缺乏实时监控预警的能力[6]。数学模型法、数字信号识别法和匹配知识库法所采用的数据均源自于人工周期检查。现阶段低压计量设备的检修维护仍然采用工作人员定期前往现场检测的方式，在人工收集大量监测数据的基础上，分析出能明确体现低压计量设备故障的数据类型，为故障及时诊断提供依据。

3.2 故障分析流程

首先，判断出计量故障类别并统计分类，并按地区分析故障抢修情况，与前一年进行同期比较。其次，筛选出占比较高的故障类型，记录其故障现象，对每月低压计量抢修工单数进行图表分析。针对占比较高的计量故障工单，组织各基层单位开展自查自纠。最后，综合各方面情况，确定主要低压计量故障主要集中的类别，针对该类别选择对应的处理方案。

4 低压计量设备故障解决方案

4.1 隐患排查和整改

4.1.1 故障隐患排查

周期性开展计量箱及内部设备故障隐患专项排查工作，排查表前开关与铝质接户线间是否进行铜铝过渡处理、表前(后)线径是否偏小、是否配置表后开关、表后开关额定电流配置是否得当、进户线载流量及电表最大电流是否匹配、各端子螺丝是否紧固、箱内线路是否杂乱或破损、计量箱防水措施是否到位等。强化计量箱巡检管理，及时发现计量箱缺陷和设备隐患，加强计量设备故障抢修工单的跟踪分析。

4.1.2 故障隐患整改

根据排查情况，对排查结果中计量箱问题比较严重的台区立即进行整改。常态开展低压用户用电情况分析，对低压超容用电嫌疑用户进行专项检查，或结合用电检查、营业普查、台区线损治理开展现场安全服务。规范户表验收核查，落实开关容量，规范引导客户用电，对于过负荷用电的应通知用户合理控制负荷，多次超容用电且拒不办理增容手续的按照违约用电处理。

在完善服务方面，在计量箱上张贴网格长联系卡，引导客户利用片区服务资源解决频繁停电问题，规范设备主人用电行为。接到停电情况电话后，除了安排有关人员送电和安抚外，可联动相关人员分析停电原因，协助客户解决停电的根源问题。

4.2 运维管理和宣贯培训

4.2.1 运维管理

设备责任人应将辖区内所有计量装置台账编制成册，对计量装置进行定期巡检，重点关注表前开关、表后开关是否有烧毁迹象、计量箱(柜)的孔洞是否有防小动物封堵等，设备责任人日常巡检要认真仔细，必要时进行红外测温，及时发现开关设备线夹是否有裂痕、开关本体是否存在隐患、开关负载能力是否匹配等，巡视发现的缺陷隐患要及时登记，派发检修消缺工单及时消缺，落实计量设备主人制，并及时将发现问题录入营销系统缺陷管理流程。进一步规范抢修工单处理结果系统登记，定期组织开展计量故障抢修工单分类原因准确性分析。定期汇总统计计量设备故障处理情况，无法立即整改的，应制定相应措施，并列入改造计划。另外，设备责任人要加大对辖区内专变用户的用电检查，及时发现用户设备存在的隐患，并下发整改通知书，督促用户对运行年限久且没有定期维修的老旧设备进行消缺或更换，密切跟踪用户的整改落实情况，以减少专变用户计量设备故障，确保专变用户计量准确。

4.2.2 宣贯培训

加强装表接电人员和队伍的技能培训，常态化开展相关规范文件学习培训，规范故障抢修的信息反馈，确保信息填报正确。同时，配齐备足施工安装工具和辅材，提高计量设备现场安装工艺水平。

4.3 质量管控和资金投入

4.3.1 供货和验收质量管控

加强计量设备供货前样品检测、到货验收和到货后抽测、送检等环节的质量管控，重点对核心器件进行质量抽检。严格把关施工现场验收，切实落实相关规范要求，并建立验收责任追究制度。同时，常态化开展现场安装质量抽查，并进行通报考核。

4.3.2 计量装置运维资金投入

对于老旧、破损的表箱和箱内设备，做好登记并纳入改造项目，争取表箱批量改造资金，按照轻重缓急分次分批开展破损表箱改造，加强改造资金审计管控，确保落到实处。对于日常零星缺陷、破损表箱，建议设立零星缺陷消缺包，按件付费，组建一支专门队伍开展缺陷整改，要求片区(台区)责任人现场监督，保证施工质量，施工完毕后立即开展验收。

5 结束语

明确划分低压计量故障类型，是关口计量装置运行管理的重要一环。表前开关与表计、表后开关配置容量不匹配、施工工艺不合格、用户内部线路状况不佳、开关质量不好、容易烧毁等问题为低压计量故障中的常见情况。在分析低压计量故障问题时，采用基于知识库判断故障的方法，能以较高的效率找到故障所在，并选择对应的解决方案。通过加强表箱运维管理、落实表箱招标技术规范配置要求、加强到货验收、提升表箱安装施工质量、改进系统故障分类、规范工单处理结果登记等措施，可以作为解决配电网低压计量设备故障占比高的问题的主要解决方案。