探讨如何有效降低电能表计量故障率

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　　摘要：减少电能表对电流量的错误计算、降低电能表计量故障的发生对于电力企业来说非常重要。文章对于电能表内部造成电流量计算错误的不同故障分别进行了处理与分析，并在研究之后针对不同种类的故障进行了不同种类的工艺改革和零件更换，以求降低电能表计量故障的发生。
　　关键词：电能表;计量故障;分时计量;故障率分析
　　 1 电能表计量故障发生原因
　　 1.1 用电容量过大
　　 用户用电量超出常规范围，使电能表无法承受，最终走向毁坏。此现象多发生在偏远落后山区，其所采用电能表量程过小，或者非法分子自做手脚，导致电能表计量能力失常，由于缺少科学用电知识，随意运用超大功率电气设备，导致电能表超负荷工作，超出其正常的计量范围，从而引发其中的继电器触点变形、烧毁等问题，导致计量故障。
　　 1.2 电能表材料质量低下
　　 电能表自身材质、质量如果达不到合格标准，也容易造成内部元件的损毁，计量失常问题。电能表中最为脆弱的设备为：电解电容器，因为其运行易受其所处环境温度的影响，温度达到零下6度时，电解电容器的正负极板将无法有效集聚电荷，影响电压正常形成，造成极板间电压急剧下降，从而引发电表中的电压也失常，从而影响计量芯片的常规计量，进而引发了计量故障。
　　 1.3 不科学的设计
　　 电能表是一个高精度、高技术的电能计量设备，其由多种元件、设备结构而成，任何一个元件如果未能常规科学地设计，都可能导致计量失误。例如：最为关键的计量芯片，其参数匹配设计，芯片选型等都可能影响计量芯片计量功能的发挥。
　　 1.4 恶劣环境的影响
　　 经过长期的科学实践证明，恶劣的外界环境会对电能表计量带来一些影响。特别是当电能表所处环境温度过低时，会导致计量失准，温度问题是一个原因，其他因素还包括恶劣的自然条件，例如：雷电袭击、雾霾空气污染等，恶劣的自然环境会加剧电能表的腐蚀和破坏，影响其精准计量。
　　 1.5 人为破坏问题
　　 人为破坏是另一大主要问题，不法分子为了减少电费支出，想法设法在电能表上做手脚，通过破坏电能表内部构造、改变计量等方式，引发人为破坏问题，进而导致了严重的电能计量故障。
　　 2 电能表常见的计量故障与解决对策
　　 2.1 故障现象
　　 电能表未出现正常的脉冲信号，计量功能暂停，导致原本应该计量的电能无故消失。导致这一故障问题的原因关键在于计量芯片，其可能存在破损问题。
　　 当前多数采用电子式单相电能表，其计量功能的发挥在很大程度上取决于计量芯片。由于计量芯片质量低下、不科学的设计、损坏问题等所导致的计量失准、电量消失等问题已成关键，实际的电能表工作过程中，由于受到内外因素的干扰，例如：雷击因素、风力因素等，也会对计量带来一定威胁，在计量芯片设计参数不合理状态下，会加剧故障的发生。目前，我国电能表中所采用集成芯片，具有测量精准、科学等优势，芯片内含两路模数转换器，这种集成芯片通常对静电放电相对敏感，在电气设备出现大规模的静电放电问题时，芯片内部器件很容易受损。对此可以看出，必须加大对芯片外围参数的设计与调整，同时加大防静电力度，维护器件功能。
　　 解决对策：科学优选芯片外围的参数匹配，优化设计，实现参数匹配，才能从根本上保护电能表安全，防范外力袭击。这其中最为关键的是电源电路中压敏电阻的配备。实际的电子电路，受到外界雷击时，如果其中出现过电压，则将加剧电路腐化速度，影响电路正常运转，导致计量失误、失准等问题。可以将压敏电阻设置于电源电路，以此控制电路过电压问题，维护整个电能表系统的安全，然而其中的弱点体现为：当流经压敏电阻中的电流过大，超出其自身可以吸收的界限时，则可能出现压敏电阻击穿短路等问题，从而带来故障，甚至导致压敏电阻自身的熔断故障，对此则要重点优选压敏电阻，具体体现为：（1）所选压敏电阻，其峰值电流必须达到一定指标，在8000A以上，保证其安全运行、低成本投入;（2）电子元件。实际装配过程中，控制压敏电阻两侧引脚长度，因为通常情况下，引脚和电源进相端之间的距离越小，压敏电阻自身抵御过电压的能力也会增强。这是由于如果导线过长，就会出现过大的杂散电感，导致巨规模的电流在电感中产生超大的压降，导致压敏电阻限制电压也对应提高，丧失了其保护功能;（3）科学安排压敏电阻引线，使其尽量拉开同信号线之间的距离，其方向要垂直于信号线，而绝非平行，这样才能预防浪涌电流的袭击;（4）科学布线线路板。实际的线路板设计过程中，一方面需要照顾到计量芯片的功能，分析其对电磁辐射的承受力，另一方面也要照顾到其模拟信号的功能。电能表中的计量芯片承担较为繁重的任务，需要进行数据的全盘转换，同时，也要有效处理信息，必须加大科学布线力度，重点围绕特殊敏感地带实施隔离处理，发挥对芯片的安全保护功能。对此具体可以采取以下方法：把模拟电源、数字电源二者的回路有效分离，从而控制此回路的阻抗。计量芯片同敏感线路必须被安全有效地隔离开来，防止噪音或电磁的干扰。实际布线过程中，必须把模拟接地回路、数字接地回路二者分离开来，在二者间设置铁氧体，为了达到抵御电磁干扰，应该把模拟接地隔离开来。
　　 这一过程中重点要做好铁氧体的选型，为了抵御电磁干扰，可以把分流器同铁氧体串联起来，这是由于铁氧体自身具有一定的阻塞功能，能够有效抑制静电电流，控制其上升速度，铁氧体能够有效吸收来自于雷电的高频能量，滞留住这些能量，防止其干扰其他电器元件，发挥保护功能。
　　 2.2 故障二：电能表非正常显示，导致电量损失
　　 现阶段，供电企业多采用电子式电能表，采用液晶显示屏来呈现电量值，实际使用过程中，常出现显示屏不显示问题，意味着电能表故障出现，会影响电量的正常计量。
　　 故障原因：可能是计量芯片故障，该故障还可能来自于电源电路、CPU裝置。
　　 防范策略：（1）电源电路故障防范方法：加大对电能表内部元件的优选力度，优选安全稳定、性能优质、易于长期使用的电解电容;（2）CPU故障防范：安装看门狗电路，防范中央处理器的程序滞阻问题，一旦出现此问题，则将出现一个信号，其负责让CPU复位，以此来激活CPU，使其再次进入初始化状态，高速运行。或者想法设法优化CPU抵御电磁干扰性能，具体的策略：优化接地模式，对电源线、电气元件、设备等实施科学地安装、设计、布局。
　　 2.3 故障三：电子表通讯失常
　　 实际的接口编程或抄表操作无法正常进行，因为看不到正常显示的数据。
　　 引发此故障的原因为：中央处理器芯片自身遭到损坏，通讯接口芯片也受到一定程度的破损。
　　 防范策略：（1）把握好电能表配置环境，重点关注其中的光线度，明确其是否会影响红外光的接收，特殊情况下除去电能表所处环境中的光源，保持环境整洁，减少灰尘对接口的不良干扰;（2）优选芯片型号，通常RS485为首选，而且其要同数字电路部分进行光电隔离，加大对RS485输出端口的选择力度，具体把握以下几点：第一，RS485输出端口同强电端子之间要保证一定的耐压承担能力，达到4kV的标准;第二，A端子与B端子二者中间可以承受一定的电压，最大标准达到380V。
　　 3 总结
　　 电子式电能表的产量正在逐年增长，电能计量装置准确与否，直接关系到供用电双方的经济利益。普及电能计量装置误差检定方法和稳定性测量方法，提高电能计量装置的稳定性、可靠性，已迫在眉睫。加强稳定性测量，采取相应技术措施提高电能计量装置的稳定性，降低计量装置的故障率具有十分重要的意义。
　　 参考文献：
　　 [1]左群峰.对三相三线有功、无功电能表计量不对称负载时计量准确性及接线检测标准的分析[J].宁夏电力，2000（02）.
　　 [2]《广东电网公司RS-485接口单相电子式电能表订货及验收技术条件》[Z].2010.
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