（国网山西省电力公司运城供电公司 山西省 044000）
摘要：近年来，随着国内用电信息采集系统的大规模推广和建设，运行于现场的电能计量表计和终端产品的可靠性质量问题也逐渐凸显，本文首先介绍了国内外电能计量表计和终端可靠性研究的现状及趋势，可靠性预计的方法，接着对电能计量表计和终端产品的典型故障进行失效分析并提出改进措施，最后分析了影响产品可靠性的关键因素并提出了产品可靠性设计的方法，为电网公司电能计量表计和终端产品可靠性方法的研究、可靠性评估标准的制定以及产品可靠性的检测等提供了技术参考和依据。
关键词：电能计量表计；终端运行；可靠性
引言
目前，用电信息采集与监测的主要设备是电能计量表计和终端，它的主要功能有电能计量、瞬时值测量、需量计量与统计、电能质量监测、事件记录与主动上报、远程通信、本地通信、下行通信和负荷控制等，广泛应用于供电企业与电力用户之间的电能计量、电量结算以及用电管理。现阶段国内的电能计量表计及终端种类繁多，数量庞大，运行环境又比较复杂，而且都是持续运行。随着电子技术、信息技术和用电管理水平的不断提高，生产厂家不断研究和推出性价比更高、功能更强大的电能表计和终端。用户也在根据自身需要，从过去单纯的功能和性能的追求，增加了对产品可靠性和产品寿命的追求
1我国对电能计量表计和终端的研究现状
国内对电能信息采集终端的可靠性技术研究和应用尚处于初级阶段，生产厂家对产品做出的使用寿命及质量保障缺乏理论依据，且并未对电路设计、软件可靠性、元器件等方面进行预计。作为表计和终端使用方的电网公司，也仅仅是做了少许、零星的研究工作，缺乏明确的要求和有效的检测手段。
通过对国内电能计量表计及终端的深入调查，目前产品的可靠性工作存在一些问题和困难。在电能计量与能效管理领域也缺乏统一的可靠性验证国家标准，目前国内一些厂家采用的是1992年发布的《JB/T6214－92仪器仪表可靠性验证试验指导》，但是该标准也没有规定统一的试验方法。总而言之，电能计量表计及终端可靠性研究在国内目前仍处于探索的初级阶段。
2电能计量表计和终端的典型故障分析
2.1电能计量表计和终端的电源故障
现场电能计量表计和终端在计量设备故障统计中最为常见的一种故障现象是烧表、电源及主板损坏。出现这样情况的原因通常情况下是由雷击引起的，变压器在接地不良以及没有接地的情况下，这个时候零线的电压非常高，高压就会在一些比较薄弱的点释放出来，这也就会造成线和线之间产生高压，由于终端电源线以及线之间是没有压敏电阻来进行保护，高压在这个时候就会将其终端给破坏。所以，我们在安装以及调试的终端过程中，一定要将防雷的措施做好，在变压的过程中要可靠接地，还要安装上防雷器，并且要在终端电源线以及线之间加上压电阻。
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2.2失效原因分析
凡是电压高、能量大、过压烧表等问题出现，基本都是雷击造成的。不管损坏哪个电路都会出现能量泄放回路，其中部件都会有损伤。对返回的故障表进行分析可知，高压窜入存在2个回路，分别为表内PT以及电源模块，计量板和PT全部被损坏，但是电源模块却只有部分被损坏，由此可以推断高压从表内PT窜入的概率比较大。PT出现损坏但是PT串联电阻没有出现损坏的原因分析：PT受到铁损和铜损的影响，而铜损又受到电流的影响，发热量随着电流的增大而增大，铁损又被称为涡流损耗，和磁感应强度以及电源频率有关。雷电的磁感应强度非常大，所以PT发生烧损不但和电流存在关系，还受铁损的影响，但是电阻发热只受到电流的影响，这就是为什么只有PT出现损坏而PT串联电阻没有出现损坏的原因。
3电能计量表计和终端的可靠性设计研究
通过实际运行中针对电能计量表计及终端出现的故障情况，在针对故障模块或者元器件采取改进措施的同时，还应该针对影响电能计量表计和终端可靠性的关键因素进行可靠性设计，比如抗雷击设计、数据冗余和抗冲击电流等可靠性设计。
3.1电能计量表计和终端的抗雷击设计
浪涌电压的形成就是电网从一个状态转换到另一个状态，在雷雨季节的时候很容易直接间接地受到雷电袭击，也会形成浪涌电压，电能计量表计和终端的电源部分主要是采用压敏电阻来释放浪涌电源形成的能量以起到对电源的保护，同时还可以通过增加限流电阻提高电网内阻的方式来增强浪涌过压保护效果。
3.2电能计量表计和终端的数据冗余设计
受到干扰时，电能计量表计和终端的微处理器很容易出现跑飞等状况，以至于整个系统中的操作都陷入混乱当中。如果失控程序执行到EEPＲOM写入操作代码区时，有可能会错误改写其中的电能数据。因此，我们在对电能存储的EEPＲOM资源进行规划时应保留至少3倍的冗余数据空间，在4个不同的EEPＲOM区域内将电能数据写入。为了保证数据的安全性和正确性，减少错误操作的发生概率，应分布冗余数据的存储空间，当需要使用这些数据的时候，首先对各组数据进行对比检测，再选取正确的数据进行使用，同时修正错误的数据。
3.3电能计量表计和终端的抗冲击电流设计
电能计量表计和终端在现场运行时有可能发生短路，短路的瞬间会产生几千安的瞬时冲击电流。而现场的断路器保护跳闸保护的反应时间大多为20ms，就在这十分短的时间内电能计量表计和终端的电流采样电阻就很可能被烧坏，导致电能计量表和终端计量不准确。所以我们必须加大采样电阻的功率，并且对它采取一定的保护措施。
结束语
近几年来，随着用电信息采集系统在我国的大力推广和建设，运行于现场的电能计量表计和终端产品的可靠性质量问题也越来越被重视。本文介绍了电能计量表计和终端可靠性研究我国的应用现状及趋势，可靠性预计方法，分析电能计量表计和终端产品的典型故障，总结出影响产品可靠性的关键因素，并提出了保证产品可靠性的方法，为供电企业电能计量表计和终端产品可靠性研究提供了参考依据。
参考文献：
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［4］张而已.有关电能计量表计的分析［J］.中国科技信息，2012，（12）：235.
论文作者:周晓红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/27
标签：电能论文; 终端论文; 量表论文; 可靠性论文; 电流论文; 浪涌论文; 数据论文; 《电力设备》2017年第35期论文;