广东电网有限责任公司云浮供电局 527300
摘要：电能表是电力企业用来计量电量的重要设施，电能表运行的准确、可靠直接影响到电力企业的经济效益和用户的利益，所以对每一只电能表开展检定就显得尤为重要。电能表检定过程中需用到的计量标准器具主要有电能表检定装置，该装置的性能将决定电能表检定结果是否准确可靠。因此，要加强对电能表检定装置性能的检查，确保电能量值传递和溯源的准确性。本文主要结合笔者实际工作经验，从电能表检定装置的工作原理出发，对检定装置工作中常见的故障现象进行描述，并对故障原因进行分析，最终提出一些可行性的解决措施。
关键词：电能表检定装置；故障；处理
1.前言
电能表是国家规定强制检定的计量器具，近些年来，随着电力客户需求的日益提高，电能表也面临着更高的要求，对电能表要求的提高也必然导致对电能表检定装置的管理要求更上一层台阶。现在计量机构及企业中使用的电能表检定装置多为全电子产品，运行过程中不可避免的会出现一些常见故障，其中包括人为因素和客观因素引起的故障。目前，急需对这些故障进行分析，明确故障原因所在，以便采取有针对性的措施来处理故障。
2.电能表检定装置的工作原理
在计算机或键盘的控制下，程控功率源提供被检电能表和标准电能表工作所需电压和电流；标准表将功率电能脉冲送入误差计算单元，误差计算单元同时采集被检表脉冲并计算出误差，利用电能比较法算出的误差在本地显示并经控制中心送至计算机显示处理；控制中心主要完成查询误差、监测控制电压和电流的输出、显示电压电流和功率、处理按键等工作；同时把采集到的数据发送至计算机进行显示处理，检定装置工作原理图如图1。
图1 电能表检定装置工作原理示意图
3.常见故障分析及处理方法
3.1 检定装置开机时台体不启动
故障分析：对检定装置开机时台体无法启动这一故障进行初步分析，基本可以确定是由台体供电电源异常或者装置本身所配稳压电源不在工作状态所导致。
故障处理：造成台体供电电源异常的原因有多种多样，首先检查台体有没有电源电压，如果确认没有电压，则进一步检查三相电源开关是否合上，电源接线是否松动接触不良，熔断管是否熔断等；如果台体已经带有电压，那么可以考虑是否三相电源的电压超出了检定装置要求的范围，万一检查发现供电电压不合格则需要改善供电环境，使其符合要求的电压，最好选择独立的工作电源。
还有一种情况即装置所配稳压电源不在工作状态，处于过压或欠压状态。具体处理方法是恢复稳压电源前面板保护开关，再重新启动。
3.2 电流、电压部分的故障
3.2.1 大电流输出时报警故障
故障分析：电流报警是比较常见的故障，主要体现为挂表之后，在电流上升时，电流较大并且出现电流上升指标不达标的现象时，该检定装置就会发出报警，从而导致电流迅速下降直到为零，并且在校验程序界面呈现出“电流报警”等字样警示。针对这一常见故障，需要对其发生原因进行研究分析，其故障原因可能有两个方面，一方面是设备连接处松动，接触不良，另一方面是电阻过高。具体原因可细分为电能表电流接线错误，电能表表尾引线插孔与检定装置电流插针不相符或者检定装置的插针没有完全插进表尾插孔中。另外，检定装置受到外界干扰、空载以及表尾螺丝松脱等，也有可能触发电流报警。
故障处理：首先对着电能表的接线图进行检查，确保接线准确无误。其次检查表尾引线孔与挂表座插针是否相匹配。一般情况下校表电流低于20A，应匹配φ4mm²电流插针；如果校表电流在20～60A之间，就匹配φ6mm²电流插针；如果校表电流超过60A，应匹配φ8mm²电流插针，当发现不相符的情况时要及时更换插针，确保插针与引线孔的匹配性。
再次要检查挂表插座与表尾引线孔接触的良好性，如果挂表插针没有完全插入引线孔中，必须立即断开电源，重新安装电能表，确保接触良好。
另外有些检定装置的预检功能可对电能表进全面检查，并快速定位到表内故障发生的具体位置，这时需要更换故障电能表重新检定。如果检定装置是由外界干扰造成的电流报警，只需按复位键进行复位处理即可。
3.2.2 电压与电流上升故障
故障分析：电压与电流上升故障也属常见故障之一，其通常表现为电压与电流无法上升到预计值。经过分析可概括该类型故障主要原因是检定装置没有正常运行，即没有在恢复初始状态后运行；该装置输出电压电流没有按照标准要求执行；调节旋钮不正常等。
故障处理：当遇到电压电流上升故障时，首先要将检定装置进行停机检查，退出检定程序系统，将检定装置复位，确保该装置恢复到初始状态后再开机检定。同时要快速检查机柜电压电流状态，当调节旋钮调到最小位置时，需要将输出幅度设置为零，然后通过微调调节旋钮对输出幅度作适当的调整。
3.2.3 电流某一档位无输出的故障
故障分析：在检定量程为5（30）A的电表时，电流显示为0A，功率为0.3W左右，检定装置未发出报警，但电流的某一档位无电流输出，此类故障多发生在电流电压都在升高，突然发生停电。分析原因可能是某一电流档位的控制继电器出现问题，或者是继电器的移位寄存器和驱动芯片出现问题。
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故障处理：发现此类故障后，可以先测试其它电流档位是否正常工作，若能正常工作，再用万用表的直流电压档测量继电器驱动线圈的保护二极管，看是否有24V左右的直流电压，如果显示为正常的24V，就可以断定是继电器损坏了。如果没有直流电压或者测得电压不正常，有可能是驱动芯片出了问题，可以采取更换继电器驱动芯片的方法。如果更换掉驱动芯片后还未解决问题，则需要对移位寄存器进行更换，这样方能彻底解决故障。
3.2.4 电压某一档位或所有档位无输出的故障
故障分析：在检定一只三相三线电能表的时候，发现无电压输出，而之前还能正常检定三相四线电能表。此故障一般是电能表接线错误引起，可以检查电表的接线是否正确。如果核实接线正确但仍无电压输出，那么这种情况多是由电压输出继电器损坏造成的。
故障处理：此类故障和检定装置的电压输出短路保护有关，只要故障排除，输出电压即可恢复正常。其中电压接线应当与电能表电压端子相接，为降低此类故障的发生率，最行之有效办法便是接线时确保正确。其它电压无输出等故障，应检查电压输出继电器和电压档位控制继电器是否有24V直流电压，及相关继电器的驱动芯片和移位寄存器是否损坏，如发现损坏的需及时更换。
3.2.5 电压电流输出异常，幅度变化较大
故障分析：在校表的过程中突然停电，之后再使用检定装置时发现电压和电流只能上升到60%左右，而且电压电流还不稳定，变化幅度较大。此类的故障发生多是供电电压偏低或者是测试电源补偿部分的三端集成稳压块和功放电容的容量下降等有关。
故障处理：电压电流的输出异常时，若发现是因为供电质量不好或者是电压偏低所导致，通常采取配置自动稳压电源，一般选择容量1500W～2000W的稳压电源。除此之外，三端集成稳压块7815和7915可以用万用表的直流电压档测试稳压管的输入及输出是否正常，正常情况下，7815输入直流20V左右输出15V，7915输入直流-20V左右输出-15V。
3.3 电能表误差数据异常
故障分析：检定电能表时误差数据异常主要表现为误差无法显示或所显示误差数据不正常，这种故障往往是相关校表人员没有设置好台体的校验参数和脉冲接入方式错误所造成。
故障处理：在确保接线无误的前提下，被校表仍然超差，这时可将装置的脉冲接收“+”、“—”极相互触碰，看误差显示板是否有反应，如果有反应可证明装置的脉冲模块无故障，此时可进一步确认是电能表脉冲输出端出现故障。也可以使用相邻无故障表位的脉冲线接入该表位的电能表，如果误差显示正常则表明检定装置该表位的脉冲模块出现故障，反之亦可证明电能表脉冲输出端子的故障。
台体面板上脉冲接收端口的接线图见图2。（注：3脚+5V电源为台体对光电采样器等外部无源设备供电电源。）
图2 脉冲输入端口示意图
如果因校表参数设置错误而导致超差，只需按照电能表铭牌上的参数重新设置相关校验参数即可。此外误差通道设置错误也会引起未在相应的显示板上显示误差数据，这种情况下在校表软件中设置与脉冲输入一致的通道即可排除故障。
值得注意的是检定三相四线电能表时漏接N相电压所造成的不平衡负载也会导致误差数据异常。
3.4 检定装置通讯部分存在的故障
3.4.1 检定装置与计算机之间通讯故障
故障分析：采用电脑校验软件进行检定时，可能会突然出现电表误差读取失败，关闭软件和重启电脑后仍无法解决这一故障现象。因为检定装置和电脑的通讯是通过RS-232串口实现的，三根通讯线分别是TXD、RXD、GND，可通过串口调试助手等调试工具进行串口的故障判断。有时电脑的串口通讯异常也会导致与检定装置的通讯失败。标准的9针RS-232接口示意图如图3所示。
图3 RS-232接口示意图
故障处理：借助串口调试助手，发送电压电流索取命令，正常应该能接收到电压电流值的十六进制数据，操作过程中应注意波特率的设置必须和检定装置一致。
3.4.2 检定装置与键盘通讯异常
故障分析：用键盘操作升压升流时台体没有反应，改为用电脑操作时却可以正常启动台体。该故障现象的特征是无法通过键盘对检定装置执行相应的控制操作，这种故障原因主要是键盘电源损坏或者键盘内部单片机的引脚脱焊。
故障处理：首先确定键盘的工作状态，如果不正常，可以检测键盘的电源电压是否是5V，也可以用万用表二极管的测试方法测试单片机的RXD和TXD引脚是否连通。
3.5 标准表送检后检定电能表时误差严重超差
故障分析：标准表送检之前检定装置可以正常使用，标准表送检后接入检定装置，检定电表时发现误差存在严重超差，换了一批电能表仍出现相同问题，此时应该怀疑是标准表的接线出错。由于标准表送检后，安装过程中标准表的电流端子必须连接在测试电源的电流二次输出线上，标准表电压端子要连在测试电源的电压端子上，接线较多而且电压电流的三相不能互换，还有脉冲输出的接线，接错任一条线都有可能导致检定装置输出误差严重超差。
故障处理：由于是标准表送检之后才发生的故障现象，所以在送检标准表之前应认真标识标准表的每一条连线，就能避免此类故障的发生。现以云浮供电局实验室运行的格宁SZ-03A-K6型标准表为例，仪器后面板接线图如图4所示。
图4 标准电能表后面板接线示意图
4.结束语
综上所述，为了提高电能表在电能计量中的作用，在掌握其工作原理及内部电路的基础上，还需要对其检定装置中可能出现的一系列故障展开深入探讨，全方面学习各种检定装置可能存在的故障与缺陷，同时采取相应的解决对策，为电能表的准确计量提供保障。
参考文献：
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[4]霍山.程控式电能表检定装置常见故障的分析与排除[J].工业计量，2013（03）.
论文作者:葛大鹏
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/5
标签：电压论文; 电流论文; 装置论文; 故障论文; 电能表论文; 误差论文; 接线论文; 《基层建设》2016年21期论文;