智能電能表時鐘異常原因及預(yù)防

田甜

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?；谶@種認識，本文對智能電能表時鐘異常故障進行了敘述，然后對時鐘異常原因進行了探究，并提出了時鐘異常故障的預(yù)防方法，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

【關(guān)鍵詞】智能電能表 時鐘異常 原因

在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，智能電能表是高級量測體系中的重要部分，不僅將對電能計量產(chǎn)生影響，同時也將對用電信息的采集和傳輸產(chǎn)生影響。但從實際運行情況來看，智能電能表會出現(xiàn)時鐘異常的情況，不僅會導(dǎo)致用電信息采集受到影響，還會引發(fā)客戶對電費計量工作的投訴。因此，還應(yīng)加強對智能電能表時鐘異常原因的分析，從而有效進行該類故障的預(yù)防。

1 智能電能表時鐘異常故障分析

智能電表需要對多時段的電量進行計量，并對與用戶用電有關(guān)的數(shù)據(jù)進行記錄，所以對時鐘有一定的準確性要求。就目前來看，智能電表擁有獨立時鐘芯片和電表芯片SOC這兩種模式，前一種擁有計時功能，芯片可與IC總線連接完成數(shù)據(jù)的讀寫輸入。SOC模式為智能電能表的專用芯片，對時鐘電路RTC、MCU和液晶顯示器進行了集成應(yīng)用，并采取數(shù)字補償?shù)却胧┨岣邥r鐘準確性。出現(xiàn)時鐘異常，就是智能電能表出現(xiàn)時間失準或日期不準的情況，液晶屏上會出現(xiàn)“ERR-08”的標識。

2 智能電能表時鐘異常原因分析

2.1 時鐘電池電路問題

智能電能表時鐘出現(xiàn)異常，可能與電池電路問題有關(guān)。在電池欠壓或電路存在設(shè)計缺陷的情況下，時鐘短路就會出現(xiàn)斷電的情況，繼而出現(xiàn)日期或時間異常的情況。電池電路設(shè)計是否合理，關(guān)系到電能表能否準確計時。在電路中，電源會經(jīng)過降壓、整流和濾波處理。經(jīng)過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，并經(jīng)過二極管D10的處理，則能得到5.7V的電壓。經(jīng)過二極管D11和D12，電壓則會被劃分為VDD和ZVCC兩路，并分別為數(shù)據(jù)電路和載波通信這兩路提供電源。正常的情況下，VDD電壓為5V，而時鐘電池電壓為3.6V，所以D9將對電池電壓進行截止，從而利用電源為時鐘供電。如果VDD電壓不超過3V，D9則處于導(dǎo)通狀態(tài)，能夠利用電池供電。如果液晶屏顯示“ERR-04”，表示時鐘電池故障。該故障產(chǎn)生的原因，可能由電路器件損傷、內(nèi)部雜質(zhì)等硬件短路、內(nèi)部有原因引起。在高溫高濕或震動等條件下，電能表內(nèi)部線路板可能出現(xiàn)新回路，繼而導(dǎo)致電池電路出現(xiàn)故障。如果制造工藝不良，導(dǎo)致助焊劑殘留在電路板表面或器件管腳虛焊，也會引起時鐘失準。此外，在電路存在軟件設(shè)計缺陷的情況下，也會出現(xiàn)這一故障。比如在停電后MCU無法進入休眠狀態(tài)，就會導(dǎo)致電池過度損耗。

2.2 時鐘軟件設(shè)計問題

在智能電能表時鐘PCB板的可靠性設(shè)計過程中，如果存在軟件設(shè)計缺陷，也將導(dǎo)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(shù)等內(nèi)容的分析計算，就會導(dǎo)致時鐘出現(xiàn)異常。如果選用的計算補償數(shù)據(jù)算法并不科學(xué)，也會導(dǎo)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(shè)計，就會出現(xiàn)時鐘跑飛的情況。而在MCU與時鐘芯片進行通信的過程中，發(fā)生波形失真或外部干擾等問題，也將導(dǎo)致時鐘異常。

2.3 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(shè)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(dǎo)致電能表出現(xiàn)時鐘異常。所以，如果發(fā)現(xiàn)某個采集終端下屬不同批次電能表出現(xiàn)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(shù)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(tài)后，要檢查集中器是否出現(xiàn)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(dǎo)致下屬電能表出現(xiàn)時鐘超差問題。此外，如果某個用戶出現(xiàn)有規(guī)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(guān)。

3 智能電能表時鐘異常故障的預(yù)防

3.1 時鐘電池電路故障處理

針對時鐘電池電路故障，還要加強電路設(shè)計過程中的硬件質(zhì)量檢測，確認電路是否存在導(dǎo)致電池產(chǎn)生過度損耗的缺陷。同時，需要加強電池有關(guān)元器件的質(zhì)量檢查，并在完成電路設(shè)計后進行安全性能測試。此外，還應(yīng)利用采集系統(tǒng)和液晶顯示屏進行電池欠壓等問題的提示，以確保電池故障能夠得到及時發(fā)現(xiàn)和處理。對于電池生產(chǎn)廠家來講，則要做好電池生產(chǎn)和加強電池可靠性檢測，避免電路出現(xiàn)短路、虛焊等問題，進而確保時鐘電路不會出現(xiàn)斷電等問題。

3.2 時鐘軟件設(shè)計問題處理

針對時鐘軟件設(shè)計問題，還要加強軟件的可靠性設(shè)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(guān)參數(shù)及數(shù)據(jù)算法的計算和驗證，然后進行電路可靠性測試，以預(yù)防時鐘異常問題的出現(xiàn)。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(shè)，以減少電路所受干擾。

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(yīng)商在出廠前將時鐘設(shè)置為自動校時功能關(guān)閉狀態(tài)。在實際進行終端安裝和使用時，則可以結(jié)合實際需求在主站進行對時參數(shù)F33的召測，從而完成時鐘自動校時功能的開關(guān)狀態(tài)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。完成校時候，則要將廣播校時功能關(guān)閉。如果操作人員未及時關(guān)閉該功能，系統(tǒng)則會在15分鐘后自動關(guān)閉該功能。

4 結(jié)論

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，智能電能表出現(xiàn)時鐘異常現(xiàn)象，可能與電池電路故障、軟件設(shè)計問題和采集終端對時問題有關(guān)。所以，想要預(yù)防時鐘異常故障的出現(xiàn)，還要加強電池電路設(shè)計、軟件設(shè)計和采集終端對時功能管理。因此，相信本文對智能電能表時鐘異常原因展開的分析，能夠為相關(guān)工作的開展提供指導(dǎo)。

參考文獻

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作者單位

國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司 山東省冠縣 252500