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摘要：随着当代电力系统的发展，电子式电能表作为一种电能计量工具，得到了普遍地应用。随着电子式电能表的广泛应用，在使用过程中出现了一系列的问题，为电能计量带来了一定的影响。本文首先分析了电子式电能表的常见故障，然后提出了故障防范措施，为电力系统的电能计量工作的正常运行提供了一定的理论依据。
关键字：电能表 常见故障 预防措施
电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，随着科技的发展，电能表的技术也不断地发展，由交流感应式电能表发展到电子式电能表，电能的测量水平有了较大地提高。电子式多功能电能表以专用双向计量芯片为核心，采用的是大规模集成电路及SMT先进制造工艺，与传统的交流感应式电能表相比，电子式电能表有许多优势，如：防窃电能力强、计量精度高、负荷特性较好、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强、自身功耗低，计量参数灵活性好、派生功能多等。
1电子式电能表的工作原理
1.1工作原理
电子式电能表是在数字功率表的基础上发展的，采用乘法器实现对电功率的测量，其工作原理如图1所示。被测量的高电压u、大电流i经电压变换器和电流变换器转换后送至乘法器M，乘法器M完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压U，然后再利用电压/频率转换器，U被转换成相应的脉冲频率f，将该频率分频，并通过一段时间内计数器的计数，显示出相应的电能。
电能计量单元
图1 电子式电能表的工作原理
1.2故障判断
电子式电能表的功率脉冲经16分频后的信号交替输出，推动步进电动机带动字轮计数，电子表随用户功率的增加，指示灯闪亮速度越来越快，每闪亮8次计数器前进一步。如果用户没有用电，线路也无故障、无漏电现象，指示灯仍然连续闪光，表明计数器还在计数，则说明该电表有故障，如果用户用电时，指示灯不亮，计数器在工作；或者指示灯闪亮，计数器不工作；或者指示灯不亮，计数器不工作，都说明该电子表有故障。
2电子式电能表常见故障及产生原因分析
2.1 死机或黑屏
电子式电能表的死机通常是指电能表通电后没有出现正常的反应现象，显示器不显示内容，即黑屏，电能表无法进行正常的工作。一般情况下，引起电子式电能表死机的原因主要有以下几点：
（1）电源损坏。雷击电压或其它的故障产生过电压导致电源的模块被烧坏，进而使电表的工作电压消失，出现黑屏现象。
（2）谐波影响。当电路受到一次谐波或三次谐波的影响，同样会出现黑屏现象。
（3）自身保护。正常情况下，电子式电能表的实际电压是额定电压的0.7倍，如果接入电能表的电压高于电能表所能承受的电压时，电能表就会启动过压保护装置而自动断电，从而出现黑屏。
（4）变压器被烧坏或者变压绕阻断线时，显示器也会出现不能正常显示的现象，即黑屏。
2.2 倒拨卡字
电子表一般采用脉冲计度器，计度器通过齿轮的方式与步进电机相连接，因此不能快速地拨动转轮，且只能拔动最后一个齿轮，如果拔动其它齿轮则容易出现卡字的现象。
但是在校验或者维修计度器时，会需要拔动齿轮，在这种情况下，可以用感应式电能表的安装方式，即找出字轮两边均凸出的槽子，再对应放字瓣的长齿，然后轻轻拨动最后一位齿轮，最大限度地减少倒拔卡字。
2.3 无脉冲输出
电子式电能表发生无脉冲输出的故障时，电子表表现为无脉冲信号，电子表停止计量，造成了电量丢失。产生这种故障的原因主要有：
（1）计量芯片损坏。我国目前使用的电子表的芯片大多数采用AD7755芯片，此种芯片内部有：两路模数转换器、一个基准电压源和用来计算有功功率的信号处理电路。AD7755是对静电放电敏感的电子器件，当电子设备上的静电荷达到4000V时，高能量的静电放电就有可能对电子器件造成损坏。
（2）输出电路故障。当ⅱ指示灯亮但无脉冲的现象，说明电源部分、计量部分、CPU部分工作正常，输出电路出现了故障，需要及时检查电路，排除故障，尽快恢复外部电路，保障正常计量，减少损失。
2.4电能表自动清零故障
通常，电能表清零是在电能表停用的前提下，由专业电力工作人员人工操作完成，因此，电能表自动清零故障一般是发生在无人工操作的情形下。
2.5显示灯有时亮有时不亮
电能表显示灯有时会出现时亮时不亮的情况，当出现这种现象时，首先要确认电源是否接通；确认电源接通后，就要考虑电能表的电源元件受到了损坏，或者是电源变压器烧毁。出现这种故障时，应及时确定出现故障的原因，并对电源元件或变压器进行更换。
3防范措施
3.1加强工作人员的培训
要实现电子式电能表的安全和正确操作，必须加强工作人员的培训。培训的内容主要有两方面：一是规范操作程序的培训。与机械式电能表相比较，电子式电能表的工作原理复杂，对操作程序的培训，可以保证工作人员在操作时规范操作，防止发生倒拔卡字等由于误操作引起的电能表故障；二是加强专业知识的培训。加强工作人员的电能专业知识培训，在电子式电能表发生故障时，工作人员可以及时地判断故障类型及产生的原因，并及时解决，防止电能计量的损失。
3.2计量芯片损坏的防范措施
（1）合理选择计量芯片。合理地选择计量芯片外围的参数匹配是从设计上预防电能表受放电损坏的关键，主要是压敏电阻的选择。在选择压敏电阻时，应遵循以下原则：
①应使用峰值电流≥8000A的压敏电阻，做到既可靠又经济；
②电子元件安装时，压敏电阻两端引脚应尽量，离电子部分电源进相端距离愈短，抗过压能力愈强。
③压敏电阻的引线应尽可能远离信号线，走向不能与信号线平行，而应该垂直，防止浪涌电流干扰信号。
（2）合理印制线路板的印线。合理印制线路板的印线，可以有效地减少外界干扰，防止计量芯片损坏。在设计阶段，既要考虑计量芯片对传导或辐射电磁干扰的敏感性，又要考虑模拟信号的性能。在布线时，必须将对噪声和电磁干扰敏感的那部分电路隔离，对AD7755起到保护作用。
3.3电源电路故障的防范措施
当电源电路发生故障时，不能为电能表提供正常运行的电压，引起电能表出现死机、黑屏、无脉冲输出和数据丢失等非正常现象。
我国的单相电子式电能表普遍采用阻容降压电源供电电路，通过电阻和电容把50Hz（220V）的电网交流电压，再通过整流二级管整流，三端稳压器、电解电容等器件滤波稳压后输出+5V直流电压，供计量芯片等器件正常运行。电源电路还包括电源管理电路，主要是切换电网有交流电供电和停电时后备电池供电，保证电表在电源切换过程中电压平稳的切换。当电源电路经阻容降压方式供电时，电容击穿造成显示器不显示。电源电路的防范措施是选择性能可靠的长寿命电解电容。
3.4电源电压故障的防范措施
通常情况下，采用压敏电阻来控制电压，压敏电阻并联于电路中，对电压极其敏感。如果外加电压比较低时，通过压敏电阻的电流就会比较小，当压敏电阻呈现高阻状态时，它的功能类似于绝缘体。若外加电源等于或高于压敏电阻的电压时，压敏电阻的阻值会出现下降的现象，并且快速导通，这时它工作的电压会快速增加，进而导致电流经过压敏电阻后再回流入前部，使保险丝烧断。
4结语
电子式电能表与传统的感应式电能表相比较，有着诸多的优势，作为一种新型的电能表，在使用中出现故障是在所难免的，这就需要工作人员不断进行学习，积累经验，深入研究故障发生的原因，找出科学有效的处理措施，从而为电能表的安全可靠运行做好保障。
参考文献：
[1] 刘静,王书鹏,凌飞.电子式电能表常见故障的原因与处理[J].农村电工,2013(05).
[2]李庆丰.浅析电子多功能电能表的故障及处理方法[J].民营科技，2014（5）：72.
论文作者:韩桂菊
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：电能表论文; 电压论文; 压敏电阻论文; 故障论文; 电子论文; 电源论文; 电路论文; 《防护工程》2019年16期论文;