摘要：单相电能表在日常生活中广泛应用,下面结合具体工作实际,淡一下单相电度表常出现的故障及其排除方法。只有管理、使用好电子式电能表才能真正发挥它的实用性和先进性。电子式单相电能表的技术核心是微电子技术的应用,面对这种新技术和国内外数百个生产厂家的产品,我们的电能计量人员应该及时掌握电子式单相电能表的运行情况和故障现象,做好运行质量的统计、分析工作,不断地探索和研究防范故障的新方法、新工艺,促进电能计量技术的进一步发展。
关键词：单相电能表；故障；影响因素；防范措施；分析
1导言
电能表的技术随着科技的不断发展由交流感应式电能表发展到电子式电能表,使得电能的测量水平不断提高,电能计量技术及管理模式也在日新月异地不断发展。传统的交流感应式电能表在运行中存在合格率低、超差严重、偷窃电现象严重、抄表方式单一落后等缺陷,而由于电子式电能表在稳定性、精度、灵敏度、准确度、功耗方面都优于感应式机械电能表,电子式电能表的手持红外抄表和远距离自动抄表系统等先进的抄表方式,逐渐得到人们的认可,并逐步得到广泛应用,电子式电能表取代传统的感应式电能表已势在必行。
2单相智能电能表的采样回路
智能电能表工作时，电压、电流（包括零线电流）通过取样（电压可以通过电阻分压器，电流通过锰铜分流器取样），转换为采样信号通过滤波处理后送入计量芯片，计量芯片将电量信号转化为脉冲信号送到CPU进行电量脉冲采集、电量累计和各项计算分析处理，其结果保存在数据存贮中；同时CPU完成安全认证、红外、485抄表、LCD显示等功能处理。显然电流回路的误差来源主要在电流采样器。由于具有阻抗值小（一般为几百微欧）、线性好、无相位误差、无磁饱和、体积小成本低的优点，一般单相电能表都采用锰铜电阻取样的方式完成电流回路采样，电流采样回路有缺陷会使电能表计量误差超差。
3采样回路阻值变化来源
3.1锰铜分流器电阻的变化
锰铜分流器的3个输出引脚最左为基准点，另两个是采样点，锰铜片联接在电流进线接线端钮上，电流流过锰铜分流器，在黑色和绿色引线之间由于存在电阻，会形成两个不同的电位而获得电位差（电压），从而将电流信号转换为电压信号。取样信号分别经过R1与R2限流，C1，C2，C3滤波和移相位，最后送入计量芯片的V1P和V1N引脚。常规使用的锰铜分流器取样的电阻一般以μΩ为单位，所以获得的降低倍数为分流器电阻值的倒数。以350μΩ的分流电阻为例，则取样降低倍数为1/350μΩ=2 857倍。一般采样线与锰铜片之间采用碰接的工艺，连接性能良好，但需要先对采样线的铜芯线安装转接线夹。由于线夹只能采用压接的方式，如果压接时力度不够、压入线皮或采样线本身虚焊，存在导线芯断裂、开路等情况将引起接触不良。接触电阻的增加会使电位漂移、电位差增加从而无法将电流按正确比例转换为电压信号。另一方面，由于单相电能表通过测量电流与零线电压的相位夹角来获得功率因数，从而判断电流与功率方向，正如实验案例中所示那样，电位飘移后不仅在电流取样上产生了很大的误差，同时电流方向判断错误，使正常使用产生的正向电量被计入电能表的反向值内。采样电阻和电容存在一定范围内的温漂，即在温度改变时阻抗值有一定的变化。一般精密电阻的精度达到0.1%，温度系数达到2×10-4/℃以内。如果采用质量低劣的电阻或电容，不仅无法确保精度，而且容易被外界环境所影响，甚至会出现电阻开路、电容击穿的情况。
3.2工艺质量引起阻值
除了选择优质的元器件变化外，还需要加强装配工艺的控制，常见的问题主要有：计量芯片采样用的电阻、电容及计量芯片引脚虚焊或搭锡，引起采样信号变化。如果计量芯片的V1P和V1N引脚的焊锡丝过多，直接引起电流短接，无法将取样电流送入计量芯片。如果电压采样地引脚的引脚虚焊，则相当于零电位漂移，无法正常取样电压值与相位角度，在功率方向判定上出现错误。贴片电阻或贴片电容在焊接工艺上采用波峰焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆线路板经过预热后，通过传送带进入波峰焊机，经过助焊剂涂敷装置进行预热后逐渐提高温度，使助焊剂活化，蒸发可能吸收的潮气或载体溶剂，焊面与高温液态锡接触焊接。在波峰焊的过程中如果助焊剂中杂质含量多，则在预热过程中无法挥发；达不到预热温度则容易发生电路板表面有残留或引脚腐蚀的情况。焊锡中杂质超标、助焊剂活性不够，走板速度与预热配合不好，会导致虚焊、漏焊或连焊。波峰焊后如果没有清洗干净助焊剂等残留物，在受潮后阻抗值会发生变化，同样会引起采样信号变化。在电路板自检后，一部分存在缺陷的电路板需要通过人工焊接的方式修复补偿，一般贴片元器件有一定的焊接温度，如果温度不够，将引起虚焊，温度过高将直接造成贴片元器件的损坏，多次焊接也会造成焊点的脱落。根据校表经验，贴片电容故障会造成基本误差在功率因数感性0.5或容性0.8时超差，如果贴片电阻故障，则基本误差均在功率因数1.0时超差。虽然智能电能表的生产工艺大量采用了自动化设备，但在最后组装时还需要依赖人工。如果装配工人没有按照规定安装，易造成元器件挤压损伤，在运行一段时间后引起阻值或容值变化，引起采样信号变化。例如：由于锰铜片的顶针距离电压采样回路的1k电阻距离较近，在发生机械撞击损伤后，会造成电阻应力损伤，在一段时间后发生阻值变化，造成误差超差。
4电能表外壳带电
原因：七电流线圈、电压线圈内绝缘层损坏,使得铜线直接接触到电磁铁片或外壳上,造成外壳带电；接线端接触不良造成高温打一火而使接线柱周围的电木炭化导电。排除：更换电流电压线圈,保证良好的绝缘，更换接线盒。
5断开负载,铝盘有潜动现象,其它正常
如铝盘慢慢正转,有两种可能：因素火线老化有漏电的可能造成潜动；二是电压线圈铁芯上的磁路螺丝未能调节好。排除：一是检查线路,找出漏电的问题；二是调节磁路调节螺丝,使其正常,或者调节防潜针的高度(但要保证小负载时计量准确)。如铝盘反转,也有两种可能：一是火线进出线有可能反接；二是磁路螺丝未调整好。排出：一是调换接出线头；二是调节磁路螺丝使其正常。
6表壳玻璃里面有烟雾,电能表出现铝盘停走或转速过慢
原因：一是由于用户负载过大造成电流线圈烧毁,电流线圈烧焦后所产生的烟雾直接熏到玻璃面上,电流线圈烧坏,一般也会出现铝盘转动过慢,或关掉负载后铝盘仍慢转不止；二是电压线圈烧坏,同样产生烟雾,电压线圈烧坏后,表现出铝盘停走的现象；三是电压线圈线头接触不良,造成接触电阻增大,而使绝缘层烧焦,出现电能友转速变慢。排除：一是更换同型号规格电流线圈,或根据原线圈的长度,找一根相同规格的漆包线重新绕制,绕制过程中注意绕线的方一向和方法；二是更换同型号规格的电压线圈、拆下电压线圈接线线头,将接头铜线表面和接线柱表面的焦渍丢除,然后再用螺丝固定牢靠。
7结论
电能表的运行管理中,也会出现一些故障,造成计量失准。与感应式表不同的是电子式电能表的测量是对被测U和I先经电压输入回路和电流输入回路转换,通过计量专用芯片的模拟乘法器产生一个与有功功率成正比的信号Eo,Eo通过U/f电压-频率转换型A/D转换器,将模拟量转换成数字脉冲,再由CPU将数字脉冲通过对时间T的积分而得到电能量,然后从相应接口（脉冲、LCD、红外、485接口等）输出的过程。
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论文作者:孙珊珊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
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