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摘要：我国电力行业的快速发展是我国快速进入现代化发展阶段的同时彻底改善人们的生活质量。智能电表系统复杂且广泛运用于日常生活，智能电表可靠性的提升对于整个电力部门的正常运行具有重要意义。
关键词：故障树；智能电表；可靠性
引言
随着科学技术的快速发展，我国各行业迎来新的发展机遇。电力信息化的基础在于智能电能表的大范围实施，不仅能够提高电力计量自动化水平，同时利用智能电表具有避免电费拖欠，提高当地基层电力部门的工作效率等功能。但是在实际工作中智能电表在现场会发生多种故障，给电力自动化计量的施行带来了极大的安全隐患。
1智能电表简要概述
计量装置的发展得益于电子技术的强有力支持，同时集成电路的拓展应用也为其发展起到了一定的促进作用，这也是智能电表问世的主要依据。当下我国对智能电表的发展还无法完全与国际接轨，每个国家由于在智能电表领域的发展速度和理念的不同，并且受到相应科技水发展水平的限制，使得各自的定义存在一定的差异，基于我们国家在此方向的理解，可以大致概述为，微处理作为智能仪表的核心技术，它能够高效地存储相关测量信息，并作为一种计量器具对所获得的测量结果进行实时分析。国家会依据相关的特性对智能电表进行分类归纳，主要包括测量技术、通信性能、数据处理单元的优越性等，对电量的使用采取适当的计量手法，处理电能，达到实时监测的目的，自动化动态控制，这也是国家对于智能电表的另一层理解。当下，智能电表呈现出良好的发展态势和进步趋势，智能电表的功能随着主要技术的卓越发展不断拓宽，已经不再单纯地进行电量计量，综合国内智能电表及相关领域的发展现状，结合国际智能电表的定义，我们已经无法再用传统的概念去理解智能电表，其保留了原有的智能电网的目标，涉及微处理技术领域、电子通信信息技术等，其组成部分也逐步复杂化，主要有数据处理单元、测量数据及整理分析单元和电子信息通信单元，一种集智能化与科技化于一身的仪表器具，能够高效地测量各项电力参数、计量双向电能，能够实现实时的数据整合和交互，稳固用电质量，远程监控用户的用电安全。
2故障树理论
故障树理论（FTA）是美国在民兵式导弹设计提出的，是将系统故障及其故障原因按照树枝状进行分级的图形演绎理论。其中，最顶层是最不希望产生的故障模式，然后通过将故障一步一步分解直到故障模式无法再进行下一步研究即可停止。它通过对系统最底层故障原因的可靠性程度分析和完成系统最优化对系统设备进行故障概率的预测与诊断，是一种分析大型复杂系统可靠性的技术方法，在社会实践中有诸多安全应用如：变压器，雷达，导弹故障分析等。故障树可靠性分析的前提是构建完整的系统故障树。故障树的核心在于将系统故障划分等级，逐层寻找故障之间的逻辑关系。然后将彼此的逻辑关系以树枝形式表示，其中顶层为系统失效，之后根据现实故障关系寻找上一层与下一层故障之间的逻辑关系过程。
3系统结构
所设计的专家系统由特征信息库、知识库、推理机、解释机、知识获取机制和人机交互界面组成。由于故障征兆信息包含了数据信息和非数据信息，其表现形式和性质多种多样，所以需要对这些信息进行特征提取用统一的形式表现故障征兆信息，经过特征提取后的故障征兆信息形成特征信息库。系统的知识库主要由专家规则库和故障树组成。专家规则库通过扩展产生式规则表达专家确定性知识和模糊知识。故障树通过与门和或门表示各概念、属性和知识体之间的联系。推理机首先从规则库中推理出故障模式，再由故障模式结合故障树运用最小割集原理进行定性分析，最后分析各故障原因的置信度。
4故障原因分析
（1）烧表，电表烧毁是智能电表的一大重要隐患，根据现场考察得到烧表现象的子原因是过负荷、雷击、接线端子虚接、错接线等原因引起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）充值失败，根据实际统计电表充值失败的原因多是人为因素，其中故障原因表现为软件以及人为操作失误。（3）计量与处理故障，在电表的实际应用中存在着“启动不合格”、“停表”、“用电量与电表显示电量不等”等诸多问题，这种主要出现在线路老化、灵器件耗损严重的电表。其中主要分为程序处理功能故障、计量功能故障、人为设置故障、控制功能故障（4）显示故障，在基层人员进行电表读数时可能因显示故障造成读表困难，常见的故障分为黑屏与乱码，此类故障原因复杂，可能是电表进水，线路老化，屏幕不合格，程序出现bug等。（5）硬件故障，电表元器件因运输、安装等影响下会出现不同种类故障，常见的有芯片损坏与电池容量不足。（6）通信故障，在于终端的交互中通信的成功与否也是评价电表可靠性的重要表征，其中常见的分为载波通信故障与RS485通信故障，RS485故障的变现形式有很多，如通信波特率设置异常、端口接触不良、表地址错误等。（7）外观故障，多常见于在不受保护的电表中，日常维护缺失，可换装更加耐用的外壳。
5基于故障树的可靠性分析
5.1智能电表故障树分析
智能电表故障树共有17个最小割集，在进行可靠性评定时应对其中的故障类型进行分类，明确故障的来源以便提出更好的处理措施。根据实际智能电表故障情况的分类，为更加便于统计对智能电表故障贡献最大的部分，对智能电表故障树的最小割集进行分类，分为制造、安装及运行管理等客观因素造成的故障，上述故障因素可以认为是能够被改善的，可以通过寻找重要影响因素进行管理改变进行智能电表可靠性的提升，而对于线路老化，乱码等不可知故障被认为是不可控因素。
5.2智能电表故障可行性改善措施
根据智能电表可靠性指标显示电表在电源烧毁（39.71%），参数设置故障（15.95%）以及载波表断电（9.01%）中共计分摊了电表故障的64.67%概率，属于智能电表主要故障类型，其中电源烧毁对引起智能电表故障的贡献最大，该故障严重威胁了智能电表的正常运行，并且引起故障的外界来源较多不易判断，其中通过装表接电规范化以及日常用电检查中做出指标规范等方面进行严格控制，能够有效减少烧表故障；系统的参数设置不正确是因为在更换传统电表之后，实际操作人员对其中的新型电表操作流程，参数设置方面不够熟练，可以通过加大对基层人员的培训来减少此类故障；载波表断电故障是因为本次研究的某一批型号生产厂家在05年之前提供的只能电能表，经过测试实验发现这批电能表存在设计故障，正在进行逐步取代。
结语
将故障树与可靠跟踪比例分摊准则结合进行智能电表可靠性分析，可以有效的克服单纯故障树分析法的局限性，能够更好地便于发现故障随机不确定性和相关性，减小运算速度，提高智能电表可靠性分析效率。在智能电表系统中分析了每个模块的故障概率，通过可靠性跟踪结果找到了系统的薄弱环节。
参考文献
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论文作者:彭俊
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/27
标签：电表论文; 故障论文; 智能论文; 可靠性论文; 系统论文; 原因论文; 通信论文; 《中国电气工程学报》2019年第4期论文;