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电能表检定装置常见故障分析策略

电能表检定装置常见故障分析策略

1.引言
  
  是国家规定的强制检定计量器具,它的准确与否直接关系到千家万户的利益,电能表检定装置是用来检定电能表是否准确可靠的计量标准器具。现在计量检定机构及企业中使用的电能表检定装置多为全电子产品,维修起来有一定的难度,但只要认真分析故障原因并总结,一些常见故障可以自己解决。
  
  2.检定装置工作原理
  
  在计算机或键盘的控制下,程控电源提供被校表和标准电能表工作所需电压和电流;标准表将功率电能脉冲送入误差计算单元,误差计算单元同时采集被校表脉冲并计算出误差,利用电能比较法算出的误差在本地显示并经控制中心送至计算机显示并处理;控制中心主要完成查询误差、监测控制电压和电流的输出、显示电压电流和功率、处理按键等工作;同时把采集到的数据选至计算机进行显示处理,检定装置工作原理图如图1。
  
  3.常见故障分析及处理方法
  
  3.1 电流、电压部分的故障
  
  3.1.1 大电流输出时报警的故障
  
  故障现象分析:在检定电流量程是30(100)A三相电能表的时候,电流输出100%时正常,试验点切换到300%时装置报警,提示为电流报警。此类现象多为电流回路接触电阻过大及电流回路中存在某个点接触不紧造成的故障现象。
  
  故障处理:将电流切到报警档位上,然后调动电位器使电流幅度40%左右,看电流是否报警,如果正常,则可以肯定是电流回路的接触不良引起的,可以查找电流的输出线和台体的电流线是否有松动和出现生锈氧化现象。根据具体情况,可采用细沙纸打磨氧化部分,使接触部分良好,或更换粗的连接线,把松动的螺栓拧紧即可。以上处理,可彻底解决大电流的报警问题。
  
  3.1.2 电流某一档位无输出的故障
  
  故障现象分析:在检定中工作中,发现检定5(20)A电表时,电流显示为0,功率为0.3左右,检定装置不报警的现象。发现电流的某一档位无输出,可能是某一档位的控制继电器有问题,或者是控制继电器的移位寄存器CD4094及驱动芯片1413有问题引起的,此类现象发生多为正在校验电能表,电压电流都升起来时,突然停电造成的。
  
  故障处理:发现此类故障后,可以先测试其它电流档位是否正常工作,如果正常,可以用万用表的直流电压档测量电流的档位继电器驱动线圈的保护二极管4007是否有24V左右的直流电压,如果正常,可以断定是继电器的坏了,没有直流电压或者是不正常,有可能是驱动芯片1413出了问题,可以更换控制继电器的驱动芯片1413,如果还是不行,可以更换移位寄存器CD4094。此类现象的处理中发现驱动芯片1413的损坏可能性最大。
  
  3.1.3 电压某一档位或所有档位无输出的故障
  
  故障现象分析:在检定一块380V的三相三线机械电能表的时候,发现无电压输出,不能正常检定的情况,之前还正常检定了一块三相四线电能表。电压的报警多是由于电能表接错线引起,可以检查电表的接线是否正确,无输出的情况多是电压输出继电器损坏造成的。
  
  故障处理:此类故障和检定装置的电压输出短路保护有关,故障排除,输出电压即可恢复正常使用。电压的接线应该接在电能表的电压端子上,只要接线正确,此类故障很少发生。电压无输出等故障,可以查找电压输出继电器和电压档位控制继电器是否有直流电压24V,及相关的驱动芯片1413和移位寄存器CD4094。
  
  3.1.4 电压电流输出异常,幅度显示变化较大的故障
  
  故障现象分析:在校表的过程中,突然停电,之后在使用检定装置的时候发现电压和电流出现60%的显示,而且显示还不稳定的现象。此类的故障发生多是供电电压偏低或者是波动较大和测试电源补偿部分的三端集成稳压块7815、7915和功放的大容量电容的容量下降等有关。
  
  故障处理:电压电流的输出异常,如果是供电质量不好或者是电压偏低可以配置自动稳压电源,选择1500W~2000W的稳压电源问题就可以解决了。三端集成稳压块7815和7915可以用万用表的直流电压档测试稳压管的输入及输出是否正常。正常情况下,7815输入直流20V左右输出15V,7915直流输入-20V左右输出-15V。
  
  3.2 校验电子表误差超差的故障
  
  故障现象分析:检定中发现一块量程是5(20)A,常数为1600的单相电子式电能表误差在4%左右,误差超差。出现这种现象要看误差是严重超差,还是小范围的超差,这对问题的解决方法至关重要,严重超差有可能是电压选择不对或者是电表本身的问题造成的,如果小范围的超差,基本可以排除是检定装置的原因,多为电能表的自身误差超差所致。
  
  故障处理:严重超差的情况可以先查看检定装置和电子表的接线是否正确。如果正确,误差还是超差,可以更换一块合格的电子表测试一下,若误差正常可以断定是那块电子表出了问题。误差小范围超差有可能是表的误差线性不好,或者是功率因数不平衡所致,通常可排除检定装置的问题。
  
  3.3 通讯部分的故障
  
  3.3.1 与计算机通讯的故障
  
  故障现象分析:用电脑的检定软件操作检表的过程中,突然出现电表误差读取的不到的现象,后关闭软件和重启电脑,都得不到解决。检定装置和电脑的通讯是通过RS232实现通讯功能的,通讯线有三根分别是RXD、TXD和GND来完成的。可以通过串口调试助手等调试工具进行串口的故障判断。有时电脑的串口工作异常,也可能导致和检定装置的通讯不正常现象。
  
  故障处理:现象的发生可以从两方面考虑,第一是串口线是否连接好,第二是硬件线路是否连接正确,如果正确可以用串口调试助手,发送电压电流索取命令,正常应该能收到电压电流的十六进制的数据,操作时应注意波特率的设置应和检定装置的一致。
  
  3.3.2 与键盘通讯异常的故障
  
  故障现象分析:前一天还正常使用过的检定装置,接好表后,用键盘升电压电流,没有反应,后用电脑的检定软件校验却能正常使用的现象。现象的特征是键盘无法控制检定装置,可以查看键盘的+5V电源和GND是否正常,逐步判断键盘本身是否工作了,之后查看单片机的RXD和TXD是否连接上,可用万用表的二极管测试方式测试连线是否连上。
  
  故障处理:首先确定键盘的工作状态,如果不正常可以查看供电是否为+5V,不过此类现象多为RXD和TXD连线接触不良,或者断掉所致,可以用万用表的测量连线的连通状态,连线正常,故障问题就可以解决了。
  
  3.4 标准表送检后检定电能表误差严重超差的故障
  
  故障现象分析:标准表送检之前检定装置可以正常使用,标准表送检后装入检定装置,检三相四线表是发现误差在60%左右,又换了一块同样的电能表误差在62%左右,应该是标准表的接线出错。由于标准表送检后,安装到检定装置里时,标准表的电流端子需要连接上测试电源的电流二次输出线上,标准表电压端子也要连到测试电源的电压端子上,接线较多,而且电压电流的三相不能互换,还有脉冲输出的接线,接错都有可能导致检定装置及误差严重超差等故障现象。
  
  
  
  故障处理:由于是送检标准表后才发生的故障现象,所以在送检标准表之前应认真标识标准表的连线,就能避免此类故障的发生。
  
  4.日常维护注意事项
  
  4.1 在设备使用结束以后,关掉电源开关,取下电压线,短接电流端子。
  
  4.2 保持检定室的清洁和温湿度,检定装置不用时最好要加防尘罩。
  
  4.3 在长期不用的情况下,要保持每个星期至少开机一次。
  
  5.结语
  
  综上所述,虽然电能表检定装置型号多种多样,但其基本原理相同,只要熟悉工作原理及内部电路,基本上能及时、准确地排除电能表检定装置的故障。
  
  参考文献
  
  [1]机械工业职业技能鉴定指导中心.电工仪表修理[M].北京:机械工业出版社,2003.
  
  [2]马睿松等.交流电能表检定装置计量检定规程[M].北京:国家质量监督检验检疫总局,2006.
  
  [3]彭平等.交流电能表检定装置的检定与维修[M].北京:中国计量出版社,1997.
  
  作者简介:钟华(1978—),男,湖南衡阳人,湖南省娄底市计量测试检定所工程师,研究方向:计量检定与管理。
  

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