智能電能表時鐘異常原因及預防

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防方法，從而為關注這一話題的人們提供參考。

【關鍵詞】智能電能表 時鐘異常 原因

在智能電網建設過程中，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生影響，同時也將對用電信息的采集和傳輸產生影響。但從實際運行情況來看，智能電能表會出現時鐘異常的情況，不僅會導致用電信息采集受到影響，還會引發客戶對電費計量工作的投訴。因此，還應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的數據進行記錄，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總線連接完成數據的讀寫輸入。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用，并采取數字補償等措施提高時鐘準確性。出現時鐘異常，就是智能電能表出現時間失準或日期不準的情況，液晶屏上會出現“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異常，可能與電池電路問題有關。在電池欠壓或電路存在設計缺陷的情況下，時鐘短路就會出現斷電的情況，繼而出現日期或時間異常的情況。電池電路設計是否合理，關系到電能表能否準確計時。在電路中，電源會經過降壓、整流和濾波處理。經過穩壓管穩壓，并經過二極管D10的處理，則能得到5.7V的電壓。經過二極管D11和D12，電壓則會被劃分為VDD和ZVCC兩路，并分別為數據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則處于導通狀態，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。該故障產生的原因，可能由電路器件損傷、內部雜質等硬件短路、內部有原因引起。在高溫高濕或震動等條件下，電能表內部線路板可能出現新回路，繼而導致電池電路出現故障。如果制造工藝不良，導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，在電路存在軟件設計缺陷的情況下，也會出現這一故障。比如在停電后MCU無法進入休眠狀態，就會導致電池過度損耗。

2.2 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，也將導致時鐘異常。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并不科學，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。

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。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。

3 智能電能表時鐘異常故障的預防

3.1 時鐘電池電路故障處理

針對時鐘電池電路故障，還要加強電路設計過程中的硬件質量檢測，確認電路是否存在導致電池產生過度損耗的缺陷。同時，需要加強電池有關元器件的質量檢查，并在完成電路設計后進行安全性能測試。此外，還應利用采集系統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現和處理。對于電池生產廠家來講，則要做好電池生產和加強電池可靠性檢測，避免電路出現短路、虛焊等問題，進而確保時鐘電路不會出現斷電等問題。

3.2 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。

3.3 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。完成校時候，則要將廣播校時功能關閉。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 結論

通過分析可以發現，智能電能表出現時鐘異常現象，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。因此，相信本文對智能電能表時鐘異常原因展開的分析，能夠為相關工作的開展提供指導。

參考文獻

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作者單位

國網山東省電力公司冠縣供電公司 山東省冠縣 252500