智能电表高加速度寿命试验故障与分析

摘 要：在智能电能表的使用过程中，经常遇到一些问题，不仅给电能表检定人员在检定过程中带来了不少障碍，也为客户正常、安全的使用带来了隐患。文章主要从电力系统在运行中存在的一些情况，分析电能表在各种温度环境下的计量缺陷，列举了一些常见故障，提出故障分析方法。

关键词：智能电表；halt；故障分析

智能电表是为供电、用电提供结算依据的一种计量表，其准确度及合理性将直接影响供电部门的与电力用户的经济利益。同时随着科技的进步，人们生活水平的提高，对电力需求越来越大，对电能质量要求越来越高，这使供配电问题变得复杂，对智能电表的要求越来越高。长期以来人们都在不断的对智能电能表进行改进更新，以期满足供需方的需求。

随着电子技术的发展，功能强大、可靠性较好的智能电表，已基本取代传统的机械式电表，使供电部门的计量管理和技术水平得到了很大的提高。但电力系统本身结构较复杂，同时电力负载变动频繁，使得智能电表的实际工作环境较为恶劣，从而使有些计量误差凸显出来，文章通过电能表halt试验测试过程中发现的故障与问题进行了分析，以确保电能表确定、可靠的运行。

1 低温步进应力试验

起始试验温度0℃；-40℃前温度步进值-10℃，-40℃开始温度步进值-5℃；温变率60℃/min；试验过程中，表计一直处于通电工作状态，每个温度阶段保持30min的测试时间。试验中出现：（1）表背光闪烁，忽明忽暗，处于复位状态，原因一般是灯管断裂、高压对地放电，直接导致过流或过载保护，PWM、IC虚焊；（2）温度对计量误差分析：环境温度改变时，电能表永久磁铁的磁通量，电压线圈及相位补偿装置的电阻，电磁铁内的磁阻均相应地发生了变化，从而引起了制动力矩和电流、电压，工作磁通量及相位角发生变化，使电能表产生随温度变化的附加力矩，由此产生附加误差。

2 高温步进应力试验

起始试验温度40℃；70℃前温度步进值10℃，70℃开始温度步进值5℃；温变率60℃/min；试验过程中，表计一直处于通电工作状态，每个温度阶段保持30min的测试时间。

环境温度变化引起电压线圈的电阻变化，由于铜的电阻温度系数较大，所以温度升高使电阻增加，圆盘转速就变慢。相位角调整器失灵，一般用改变电流与电流工作磁通之间的相位角调整相位，通过移动电阻丝上的回线卡左右位置，就可以改变短路线圈的电阻值，从而改变短路线圈的感应电流和功损耗的大小，使电流铁芯中的工作磁通与电流之间的相位角差α1大小发生变化，达到调整β-α1=90度（β为电压工作磁通之间的夹角）。因此应检修或更换有关零件。

3 温度循环试验

试验参数：-55℃～80℃，保持时间：低温点保持10min，高温点保持10min，温变速率：60℃/min，循环次数：10次，温度上下限保持30min并完成功能测试。

无脉冲输出：分析（1）脉冲线脱焊、断线、短接或脉冲线碰到强电引起三极管损坏以及PCB板线路烧坏等等。（2）指示灯亮但无脉冲的现象，此现象说明电源部分、计量部分、CPU部分工作正常，问题出在输出电路上。

4 振动步进应力试验

起始振动：3Grms；步进步长：3Grms；振动频率带宽：10Hz～10000Hz；振动驻留时间15min；振动驻留时间后停止振动，表计通电，进行基本误差、显示、通信测试，并仔细观察外观和表内器件。表计下电，将振动台的振动输出增加2Grms，继续启动振动。振动驻留时间后停止振动，表计通电，进行基本误差、显示、通信测试，并仔细观察外观和表内器件。试验完成后，再进行外观检查、准确度（基本误差、误差变差、误差一致性、负载电流升降、秒信号），基本功能（时钟、显示、通信、电池），特别注意检查表内元器件和焊点是否有脱落或裂开异常，PCB板是否有损伤，螺钉和端钮盒是否有破损或松动；有失效项目的需记录失效恢复情况。

试验后出现电解电容脚断裂，热敏电阻、时针电池脱落现象，原因有一部分是因为生产工艺不过关，电路板上存在虚汗，其他的是因为机械结构设计不合理，在振动过程中内部结构相互作用导致脱落或变形。

5 综合应力试验技术要求以及测试方法

温度极值：-50℃～80℃，温变速率：60℃/min 5g-50g步进速率：5 Grms/min，温度上下限驻留时间为15min，振动每个点驻留时间为30min，共进行10次循环，并完成功能测试。试验阶段内进行基本误差、时钟、显示、通信测试，并仔细观察外观和表内器件，记录试验阶段内试验数据、过程情况，有失效情况发生时需详细记录失效情况。试验完成后，停止振动并将温度恢复到23℃保持2h，再进行：外观检查、准确度（基本误差、误差变差、误差一致性、负载电流升降、秒信号误差），基本功能（时钟、显示、通信、电池），特别注意检查表内元器件和焊点是否有脱落或裂开异常，PCB板是否有损伤，螺钉和端钮盒是否有破损或松动；有失效项目的需记录失效恢复情况。

有死机现象：一般指电能表通电后没有任何反应，因为单相静止式电能表的核心技术都采用逻辑电路，因此并不存在程序飞掉的问题，事实上碰到的所谓死机大多由于电流电压取样线虚焊或断掉，或电压分压电阻断裂，或由于脉冲线碰到强电而损坏光耦，或PCB板上元件虚焊等等。试验后出现电解电容脚断裂，热敏电阻、时针电池脱落螺钉和端钮盒是否有松动现象，原因有一部分是因为生产工艺不过关，电路板上存在虚焊，其他的是因为机械结构设计不合理，在振动过程中内部结构相互作用导致脱落或变形。