单相智能电能表的故障影响因素及其防范措施

学术论文 2018-04-16 11:48:37
    1 单相智能电能表简介
    智能电能表是有机结合了网络技术、通信技术及计算机技术,同时具有计量、计费、计时和通信功能的智能化仪表。它通过欠费断电、缴费用电的方式解决了计量人员人工抄表和收取电费的两大难题,同时具有用电管理、电量查询、提示、防窃电、报警等多重功能。单相智能表有两种接线方式,分别为直接接入式(如图1所示)和经TA接入式,单相智能电能表的接线端子顺序为1、2、3、4,其统一的接线方式一般都是1、3为进线线,2、4为出线。
    2 故障影响因素及其防范措施
    单相智能电能表在运行中最常见的故障类型可分为显示故障、计量故障、费控故障、通信故障、电池故障、烧表故障及错误报警等7种,具体分析如下:
    2.1 显示故障
    (1) 液晶显示屏故障。单相智能电能表采用液晶显示屏,主要是用内部电源来驱动液晶状态的。由于内部电源在运行过程中容易发热,从而導致其电压输出输入不稳定,造成液晶屏显示故障。液晶显示故障一般表现为液晶屏乱码、液晶屏闪屏、液晶屏黑屏等几种故障形式。液晶屏显示故障故障率很高,据统计占到了总故障率的70%以上。
    当液晶显示屏显示故障时,维护人员可检查晶振是否正常,是否发生起振的情况。同时可对其内部电源电压进行检查,并检查MCU程序是否正常。当液晶显示屏出现乱码或者数字缺笔画故障时,有可能是液晶管脚损坏或者是液晶管发生了虚焊故障。
    (2)背光故障。主要表现为背光颜色差异、背光不亮、背光长亮等几种故障形式,一般都是由于背光电路的元器件长期在超负荷的工作状态下,电路发热而引发LED的使用寿命缩短导致的。应该立即对单相智能电能表进行散热处理。
    2.2 计量故障
    (1)复费率表各费率电量之和与总电量不等。表现为:总电量是正确的,但将各时段的分电量相加之和发现与总电量不符。该故障主要是由于时钟故障引起的。各时间段的电量与时间相关,单相智能电能表的时钟电路是由内部电源,即电池供电的。若内部电源发生故障则会容易导致时钟电路出现问题,从而引发计量错误。
    (2)表底自动清零。表现为当单相智能电能表停电后不能自动保存数据,而是出现底码清零后重新计量。这一般都是由于电能表中断处理设计不合理或者单片机断电保护容量不足而引起的。
    (3)计量电量突变。这有可能是因为单相智能电能表的脉冲计数电路的二极管故障而引起的。
    2.3 费控故障
    主要是指预付费控制功能故障,分为身份认证不合格和远程费控不合格两种故障形式。这一般都是由于控制电路出现问题,比如继电器不能正常工作、ESAM芯片出现折脚损坏的情况。运维人员应该及时更换继电器或者EASM芯片等。
    2.4 通信故障
    (1)RS485通信故障。一般是由于辅助端子RS485 线接反掣、通信波特率等参数设置错误、表地址设置错误或者某些元器件发生虚焊或者连焊等情况引起的。防范措施:当发生RS485通信故障时,应该严格检查上述元件,并及时解决以保证单相智能电能表的正常工作。
    (2)载波通信故障。单相智能电能表的载波功能发生故障一般是由于电源容量不足或者载波模块接触不良及损坏造成的。由于智能电能表在利用载波方式通信时,数据传输过程中会消耗极大的瞬间功率,高达3~4倍,从而引发电源容量不足导致了其载波通信功能下降或者失败。
    (3)红外线通信故障。当应用红外线掌机抄表失败时,一般都是由于红外发射管或者接受电路引起的。应该检查红外发射管及R78、Q2是否出现断路或者虚焊现象、外部接受回路等。如有需要,应该及时更换红外发射管。
    2.5 电池故障
    单相智能电能表的内部电源一般采用锂电池,当锂电池处于无电状态时有可能会造成电能表的数据丢失。智能电能表的运行环境温度过高、电池接头接触不良、电池存储时间过久、锂电池质量差、锂电池的电路板发生漏电等原因都有可能造成电池电源不足从而导致数据信息的丢失。所以,必须严格监视锂电池的电压,其正常运行状态下的电压不应低于3.64V,否则为不合格电压。
    2.6 烧表故障
    单相智能电能表发生烧表故障的频率比较高,这是比较严重的故障之一。其主要是由电能表的RC供电电源或者内部继电器损坏烧毁、安装过程中继电器输出端子零线接线错误等几种因素造成的。防范措施:运行维护人员应该重视用电检查环节、不断规范电能表安装接线工作、定期更换计量装置配置等。
    2.7 错误报警
    如表1所示,单相智能电能表不同的故障有相应的异常代码来表示。导致电能表无法正确显示故障状态的原因可分为:一是由于加密故障导致其自动控制功能无法辨识而错误 报警;二是电能表内的负荷开关故障导致信息无法正确的输出传送。
    结语
    单相智能电能表在实际运行中发生故障的概率比较大,且存在不同类型的故障。对单相智能电能表的故障进行统计分类,并详细分析其发生的原因,从而提出相应的解决措施,以提高电能计量的准确性。
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