智能電能表時鐘異常原因分析

李景華 師文慧

【摘 要】在智能電能表使用的過程中，確保時鐘準確具有一定的重要性?；诖?，本文對智能電能表時鐘異常故障進行了敘述，并對時鐘異常原因進行了探究，提出了時鐘異常故障的預防方法。

【關鍵詞】智能電能表;時鐘異常;原因

1.智能電能表時鐘異常原因分析

1.1智能電能表質量問題

個別廠家智能電能表內部電路自身耗電高或是時鐘電池質量不過關，導致智能電能表在長時間或頻繁失壓情況下，電池能量耗盡，造成智能電能表時鐘異常。此異常在智能電能表時鐘異常的誤差中數據差值最大，并有可能產生智能電能表時鐘回歸出廠時間狀態的嚴重后果。

1.2時鐘電池問題

智能電能表時鐘正常運行的基礎是建立在電池運行的基礎之上，所以，確保電池的安全運行是對于智能電表時鐘運行的保障。電池是保證在突然停電時保證電表不受停電的干擾能夠正常的運行。由于智能電表的特殊性質，所以在對電池進行選擇時也具有一定的要求。

電池本身的質量不過關導致電池內部短路，引起了電池周圍相關零件的損害是智能電能表電池故障的主要原因。同時，電能表在外部環境濕度過高及溫度過高的情況下都有可能造成電能表內部結構的穩定失去平衡，從而加大了對電能表內電池的消耗。其次，在電能表的設計過程中要考慮到，電能表在停電后要迅速進入低耗能的狀態，否則將會對電能表內的電池造成不必要的消耗，從而減少了電池的使用壽命。最后，在電能表內部電池進行安裝的過程中，要注意電池的密封性是否良好、電池內部是否有灰塵等問題，如果發現上述情況要及時的進行處理，確保電能表內電池的安全運行[1]。

1.3時鐘軟件設計問題

在智能電能表時鐘PCB板的可靠性設計過程中，如果存在軟件設計缺陷，也會導致時鐘異常。比如在采用SOC模式的情況下，未能做好外部電容頻率曲線、晶振負載電容參數等內容的分析計算，就會導致時鐘出現異常。如果選用的計算補償數據算法不科學，也會導致時鐘異常。此外，智能電表時鐘電路本身功耗較低，抗干擾性相對較差。比如在SOC模式下，負載電容和石英晶體就在外圍電路中，較難進行外部干擾的抵抗。如果未能做好抗干擾設計，就會出現時鐘跑飛的情況。而在MCU與時鐘芯片進行通信的過程中，發生波形失真或外部干擾等問題，也將導致時鐘異常。

1.4采集終端對時問題

對于智能電能表來講，采集終端為其主要的通訊設備之一。而在采集終端進行抄表運行的過程中，會自動對電能表進行校時。如果采集終端本身時鐘存在異常，就會導致電能表出現時鐘異常[2]。所以，如果發現某個采集終端下屬不同批次電能表出現時鐘異常問題，還要對采集終端是否存在時鐘異常情況進行檢查。具體來講，就是要對采集終端的集中器參數F33進行檢查，確認其自動校時功能是否開啟。確認其處于開啟狀態后，要檢查集中器是否出現時鐘異常。比如在集中器存在時鐘超差問題時，其每隔15天將進行一次自動對時，從而導致下屬電能表出現時鐘超差問題。此外，如果某個用戶出現有規律的電能表時鐘異常問題，也有可能與采集終端時鐘異常有關。

1.5檢定過程中存在的問題

檢定過程中存在時鐘偏差，未及時送檢時基源或對時基源的應用不足，導致安裝前智能電能表存在一定的時差。

2.電能表時鐘的異常

由于電能表的主要功能是對于電量的消耗進行測量，所以對于電能表內時鐘的精確度具有很高的要求，一旦時鐘出現了計時不準確的情況，將會嚴重影響到電能表的工作質量。其中，造成電能表時鐘出現故障的原因有以下幾個方面。

（1）電能表時鐘的電池設計不合理或是電池的電壓不夠，都會導致電能表內的時鐘斷電，無法正常工作。（2）在使用智能電能表時，對于電容參數、溫度曲線的頻率及電容頻率等數據的計算不夠準確，造成了時鐘準確性下降。（3）在時鐘芯片與電能表顯示屏進行數據傳輸的過程中，由于外界的原因造成了傳輸數據混亂，也是時鐘發生故障的原因之一。在時鐘制造過程中，由于施工不夠規范，造成了焊接物質殘留在電路板的表面，在環境中的濕度升高時，對于晶振的頻率造成一定的影響，導致了電能表時鐘失去準確性。

3.智能電能表時鐘異常故障的預防

3.1時鐘軟件設計問題處理

針對時鐘軟件設計問題，還要加強軟件的可靠性設計，即加強對電容頻率曲線等曲線的擬合，并加強對電路有關參數及數據算法的計算和驗證，然后進行電路可靠性測試，以預防時鐘異常問題的出現。此外，還要盡量降低外部干擾對時鐘電路和MCU的影響。具體來講，就是使電路遠離電能表外殼，并將負載電容和石英晶體放置在芯片附近，然后利用地線將電容與晶體包圍起來，中間不進行其他線路的布設，以減少電路所受干擾。

3.2避免時鐘異常情況的發生

（1）在對電能表及電路進行設計時，應充分的考慮到電流表內部的穩定性，避免由于電路問題導致時鐘出現斷電的情況。并且對時鐘的生產過程進程規范處理，減少因為生產不規范造成時鐘失準。

（2）進一步完善對于電容參數、溫度曲線的頻率及電容頻率等數據的計算方法，提高計算結果的準確性，并且對于計算結果進行驗證，避免因為數據誤差產生的時鐘異常。

（3）利用電能表的信息收集系統對時鐘的運行狀態進行檢測，發現問題及時的解決，并對時鐘進行階段性的校準，確保時鐘的正常運行[2]。

3.3采集終端對時問題處理

針對采集終端時鐘異常引起的電能表時鐘異常，可以要求終端供應商在出廠前將時鐘設置為自動校時功能關閉狀態。在實際進行終端安裝和使用時，則可以結合實際需求在主站進行對時參數F33的召測，從而完成時鐘自動校時功能的開關狀態控制。而將自動校時功能開啟后，還要進行時鐘召測，并在成功后進行集中器校時命令的開啟[4]。完成校時，則要將校時功能關閉。如果操作人員未及時關閉該功能，系統則會在15分鐘后自動關閉該功能。

4.智能電能表時鐘異常的處理辦法

4.1 現場檢查

對時鐘偏差在±5 min 以內的智能電能表，使用廣播校時或人工校時，如遠程對時操作失敗可安排相關人員進行現場檢查處理。

4.2 加密修改

對時鐘偏差在±5 min 以外的智能電能表，若該智能電能表采用2013版規約，因其編程鍵封印為一次封印，需要用加密的掌機進行修改;對 2013 版規約以外的智能電能表，可以采用普通掌機或者筆記本專用程序對時，對時時需打開編程鍵，密級與密碼要正確。

4.3 加強管控

對于智能電能表內置部件損壞及時鐘電池耗盡的電能表可在現場更換損壞部件或電池，避免再次產生時鐘異常。同時加強表計運輸及安裝工藝管控，避

免智能電能表在運輸安裝過程中出現部件損壞。

4.4 批量更換

對出現大批量時鐘內置芯片故障的智能電能表，要做好記錄并及時向生產廠家反映。為保證客戶正常用電和電費準確，可以先行批量更換。

4.5 定期監測

建立智能電能表時鐘異常定期監測制度，及時發現智能電能表時鐘異常問題，加強對問題的分析處理，提高智能電能表健康運行水平。

5 結語

通過分析可以發現，智能電能表出現時鐘異?，F象，可能與電池電路故障、軟件設計問題和采集終端對時問題有關。所以，想要預防時鐘異常故障的出現，還要加強電池電路設計、軟件設計和采集終端對時功能管理。本文對智能電能表時鐘異常原因展開的分析，能夠為相關工作的開展提供指導。

參考文獻：

[1] 錢立軍.智能電表時鐘問題分析與對策.電測與儀表，2014.51（13）：29-32.

[2]劉穎，蔡海波.采集終端自動對時異常引發電能表時鐘問題的分析[J].電子技術與軟件工程，2016，03：131.

（作者單位：國網山東省電力公司臨邑縣供電公司）