智能电能表时钟异常原因及预防
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在智能电能表使用的过程中，确保时钟准确具有一定的重要性。基于这种认识，本文对智能电能表时钟异常故障进行了叙述，然后对时钟异常原因进行了探究，并提出了时钟异常故障的预防方法，从而为关注这一话题的人们提供参考。
【关键词】智能电能表 时钟异常 原因
在智能电网建设过程中，智能电能表是高级量测体系中的重要部分，不仅将对电能计量产生影响，同时也将对用电信息的采集和传输产生影响。但从实际运行情况来看，智能电能表会出现时钟异常的情况，不仅会导致用电信息采集受到影响，还会引发客户对电费计量工作的投诉。因此，还应加强对智能电能表时钟异常原因的分析，从而有效进行该类故障的预防。
1 智能电能表时钟异常故障分析
智能电表需要对多时段的电量进行计量，并对与用户用电有关的数据进行记录，所以对时钟有一定的准确性要求。就目前来看，智能电表拥有独立时钟芯片和电表芯片SOC这两种模式，前一种拥有计时功能，芯片可与IC总线连接完成数据的读写输入。SOC模式为智能电能表的专用芯片，对时电路RTC、MCU和液晶显示器进行了集成应用，并采取数字补偿等措施提高时钟准确性。出现时钟异常，就是智能电能表出现时间失准或日期不准的情况，液晶屏上会出现“ERR-08”的标识。
2 智能电能表时钟异常原因分析
2.1 时钟电池电路问题
智能电能表时钟出现异常，可能与电池电路问题有关。在电池欠压或电路存在设计缺陷的情况下，时钟短路就会出现断电的情况，继而出现日期或时间异常的情况。电池电路设计是否合理，关系到电能表能否准确计时。在电路中，电源会经过降压、整流和滤波处理。经过稳压管稳压，并经过二极管D10的处理，则能得到5.7V的电压。经过二极管D11和D12，电压则会被划分为VDD和ZVCC两路，并分别为数据电路和载波通信这两路提供电源。正常的情况下，VDD电压为5V，而时钟电池电压为3.6V，所以D9将对电池电压进行截止，从而利用电源为时钟供电。如果VDD电压不超过3V，D9则处于导通状态，能够利用电池供电。如果液晶屏显示“ERR-04”，表示时钟电池故障。该故障产生的原因，可能由电路器件损伤、内部杂质等硬件短路、内部有原因引起。在高温高湿或震动等条件下，电能表内部线路板可能出现新回路，继而导致电池电路出现故障。如果制造工艺不良，导致助焊剂残留在电路板表面或器件管脚虚焊，也会引起时钟失准。此外，在电路存在软件设计缺陷的情况下，也会出现这一故障。比如在停电后MCU无法进入休眠状态，就会导致电池过度损耗。
2.2 时钟软件设计问题
在智能电能表时钟PCB板的可靠性设计过程中，如果存在软件设计缺陷，也将导致时钟异常。比如在采用SOC模式的情况下，未能做好外部电容频率曲线、晶振负载电容参数等内容的分析计算，就会导致时钟出现异常。如果选用的计算补偿数据算法并不科学，也会导致时钟异常。此外，智能电表时钟电路本身功耗较低，抗干扰性相对较差。比如在SOC模式下，负载电容和石英晶体就在电路中，较难进行外部干扰的抵抗。如果未能做好抗干扰设计，就会出现时钟跑飞的情况。而在MCU与时钟芯片进行通信的过程中，发生波形失真或外部干扰等问题，也将导致时钟异常。
2.3 采集终端对时问题
对于智能电能表来讲，采集终端为其主要的通讯设备之一。而在采集终端进行抄表运行的过程中，会自动对电能表进行校时。如果采集终端本身时钟存在异常，就会导致电能表出现时钟异常。所以，如果发现某个采集终端下属不同批次电能表出现时钟异常问题，还要对采集终端是否存在时钟异常情况进行检查。具体来讲，就是要对采集终端的集中器参数F33进行检查，确认其自动校时功能是否开启。确认其处于开启状态后，要检查集中器是否出现时钟异常。比如在集中器存在时钟超差问题时，其每隔15天将进行一次自动对时，从而导致下属电能表出现时钟超差问题。此外，如果某个用户出现有规律的电能表时钟异常问题，也有可能与采集终端时钟异常有关。
3 智能电能表时钟异常故障的预防
3.1 时钟电池电路故障处理
针对时钟电池电路故障，还要加强电路设计过程中的硬件质量检测，确认电路是否存在导致电池产生过度损耗的缺陷。同时，需要加强电池有关元器件的质量检查，并在完成电路设计后进行安全性能测试。此外，还应利用采集系统和液晶显示屏进行电池欠压等问题的提示，以确保电池故障能够得到及时发现和处理。对于电池生产厂家来讲，则要做好电池生产和加强电池可靠性检测，避免电路出现短路、虚焊等问题，进而确保时钟电路不会出现断电等问题。
3.2 时钟软件设计问题处理
针对时钟软件设计问题，还要加强软件的可靠性设计，即加强对电容频率曲线等曲线的拟合，并加强对电路有关参数及数据算法的计算和验证，然后进行电路可靠性测试，以预防时钟异常问题的出现。此外，还要尽量降低外部干扰对时钟电路和MCU的影响。具体来讲，就是使电路远离电能表外壳，并将负载电容和石英晶体放置在芯片附近，然后利用地线将电容与晶体包围起来，中间不进行其他线路的布设，以减少电路所受干扰。
3.3 采集终端对时问题处理
针对采集终端时钟异常引起的电能表时钟异常，可以要求终端供应商在出厂前将时钟设置为自动校时功能关闭状态。在实际进行终端安装和使用时，则可以结合实际需求在主站进行对时参数F33的召测，从而完成时钟自动校时功能的开关状态控制。而将自动校时功能开启后，还要进行时钟召测，并在成功后进行集中器校时命令的开启。完成校时候，则要将广播校时功能关闭。如果操作人员未及时关闭该功能，系统则会在15分钟后自动关闭该功能。
4 结论
通过分析可以发现，智能电能表出现时钟异常现象，可能与电池电路故障、软件设计问题和采集终端对时问题有关。所以，想要预防时钟异常故障的出现，还要加强电池电路设计、软件设计和采集终端对时功能管理。因此，相信本文对智能电能表时钟异常原因展开的分析，能够为相关工作的开展提供指导。
参考文献
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作者单位
国网山东省电力公司冠县供电公司 山东省冠县 252500