CN102621519A - 一种电能计量装置检查仪 - Google Patents
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Abstract
本发明一种电能计量装置检查仪涉及针对电能计量装置的安全性以及接线正确性的检查仪，特别是一种在停电状态下用于正确性检查的仪器，属于电气测量的技术领域。包括壳体、显示屏、按键、电源、近电报警器和控制电路板，在壳体正面上方设置有显示屏，在显示屏下方设置有按键；近电报警器安装在壳体内，近电报警器的输入端与电源相连；壳体内安装有控制电路板，在所述的控制电路板上设置有信号发生电路、比角差专用测试芯片、直流阻抗测试电路和单片机，信号发生电路的输入端与电源相连，信号发生电路由电池供电，信号发生电路的输出端与比角差专用测试芯片输入端相连，比角差专用测试芯片的输出端与单片机的输入端相连，单片机输出端与显示屏相连。
Description
技术领域
本发明一种电能计量装置检查仪涉及针对电能计量装置的安全性以及接线正确性的检查仪，特别是一种在停电状态下用于正确性检查的仪器，属于电气测量的技术领域。
背景技术
电力系统装表接电专业在进行计量装置安装接线过程中，完工后需要在送电前进行安全性和正确性的检查。目前，检查的手段仅限于使用万用表检查回路的通断，需要拆除部分接线端，不仅操作繁琐，而且容易在恢复送电的过程中产生不确定因素；同时对测量人员的技术水平和配合程度有一定要求，在安全性和接线正确性上不能取得完全的保证；最重要是对互感器的极性尤其是变比无法进行验证，存在计量差错的隐患。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种电能计量装置检查仪，使用电池供电的信号源，通过单片机、比角差专用测试芯片采用电磁感应原理测算互感器的变比比值差、相位差以及测量出回路的通断性，采用液晶屏显示，直观简便、可靠性高。
一种电能计量装置检测仪是采取以下技术方案实现的：一种电能计量装置检查仪包括壳体、显示屏、按键、电源、近电报警器和控制电路板，在壳体正面上方设置有显示屏，在显示屏下方设置有按键，用于进行功能选择和数值输入；近电报警器安装在壳体内，近电报警器的输入端与电源相连，所述近电报警器可以实现验电功能，提升工作时安全系数；壳体内安装有控制电路板，在所述的控制电路板上设置有信号发生电路、比角差专用测试芯片、直流阻抗测试电路和单片机，信号发生电路的输入端与电源相连，信号发生电路由电池供电，信号发生电路的输出端与比角差专用测试芯片的输入端相连，比角差专用测试芯片的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与显示屏相连；直流阻抗测试电路的输入端与电源相连，直流阻抗测试电路的输出端与单片机的输入端相连，所述直流阻抗测试电路可以用于测试回路的接触电阻，判断回路的通断和接触是否良好。
所述的信号发生电路采用正弦波信号发生电路，所述的正弦波信号发生电路采用AD9833信号发生器模块，AD9833信号发生器模块产生的是低功耗、频率可编程的正弦波、三角波和方波波形。输出信号的频率和相位可编程的，因此，输出信号的频率和相位很容易调整。无须外接器件。所述的正弦波信号发生电路采用3KHz-5 KHz的频率，用来增大计量装置待测回路中互感器的感抗，减小互感器空载电流，避免磁饱和。可以降低信号发生器输出压降损失，使测量电压值更稳定、失真更小、从而减少测量误差。
所述正弦波信号发生电路采用5V左右的低电压输出，用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。
所述的比角差专用测试芯片采用市售的AD8302型号的芯片，是首款用于测量幅度、相位差的单片集成电路，可以直接对输入的两组电压信号进行相位差和变比比值差的计算。节省了模数转换、整形电路等外围电路，简化电路同时降低了能耗并提高了测算的精度。
所述的直流阻抗测试电路采用直流电通过待测回路，通过单片机计算U/I得出回路直流电阻。
所述电源采用干电池或充电电池。
所述的显示屏采用液晶显示屏。
工作原理：一种电能计量装置检测仪在用于对于电流回路的检查时，信号发生电路由电源供电，信号发生电路产生5V左右、3KHz-5 KHz的正弦波同时连接到计量装置待测回路近电能表的一侧（需拆开一根接线）和比角差专用测试芯片的输入端，计量装置待测回路的互感器一次侧铜排与比角差专用测试芯片的输入端相连；比角差专用测试芯片的输出端与单片机相连，经单片机计算出电流互感器的变比比值差和相位差后，在显示屏上显示。
一种电能计量装置检测仪在用于对于电压回路的检查时，所述信号发生电路同时连接到计量装置待测回路的电压互感器高压熔丝上侧和比角差专用测试芯片的输入端，电压互感器二次回路近电能表端与比角差专用测试芯片的输入端相连接；比角差专用测试芯片的输出端与单片机相连，经单片机计算出电压互感器的变比比值差和相位差后，在显示屏上显示。
在上述两种检查过程中，通过近电报警器实现验电功能，确保了检察人员的安全。直流阻抗测试电路的输入端与电源相连，输出端同时与单片机的输入端以及计量装置待测回路相连，用于测试计量装置待测回路的接触电阻，判断计量装置待测回路的通断和接触是否良好，并将结果显示在显示屏上。
本发明的优点：一种电能计量装置检测仪设计合理，结构简单，采用单片机为核心、采用显示屏显示，直观简便、可靠性高。使用电池供电，避免了外接电源的繁琐和不安全因素；使用近电报警器可以实现验电功能，提升工作时安全系数；通过设置的直流阻抗测试电路，测试回路的接触电阻，判断回路的通断和接触是否良好，确保正常的检查工作，可以测量一、二次计量回路的通断、短路情况，可以大致判断回路接触电阻即接线端子是否拧紧，可以实现工作场地有电报警、保障工作安全；采用较高频率的正弦波信号发生电路，增大被测计量回路中互感器的感抗，减小互感器空载电流，避免磁饱和、降低信号发生器输出压降损失，使测量电压值更稳定、失真更小、从而减少测量误差。正弦波信号发生电路采用低电压输出，用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。采用的比角差专用测试芯片可以直接对输入的两组电压信号进行相位差和变比比值差的计算。节省了模数转换、整形电路等外围电路，简化电路同时降低了能耗并提高了测算的精度。操作简单，不需要拆解过多的接线。并且测量范围大，从一次熔丝到互感器变比极性及二次阻抗，整个计量回路中所有装置、接线全部包含在内。极大简化了工作的同时达到了准确检查电能计量装置正确性的目的，是装表接电工作和计量故障鉴定的可靠辅助设备。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一种电能计量装置检测仪的结构示意图。
图2是本发明一种电能计量装置检测仪的测试原理框图。
图3是本发明一种电能计量装置检测仪的用于电流回路检查的原理图。
图4是本发明一种电能计量装置检测仪的用于电压回路检查的原理图。
图中：1、电流互感器，2、电能计量元件，3、高压熔丝，4、电压互感器，5、壳体，6、显示屏，7、按键，8、电能计量装置检查仪。
具体实施方式
参照附图1~4，本发明一种电能计量装置检查仪8包括壳体5、显示屏6、按键7、电源、近电报警器和控制电路板，在壳体5正面上方设置有显示屏6，在显示屏6下方设置有按键7，用于进行功能选择和数值输入；近电报警器安装在壳体5内，近电报警器的输入端与电源相连，所述近电报警器可以实现验电功能，提升工作时安全系数；壳体5内安装有控制电路板，在所述的控制电路板上设置有信号发生电路、比角差专用测试芯片、直流阻抗测试电路和单片机，信号发生电路的输入端与电源相连，信号发生电路由电池供电，信号发生电路的输出端与比角差专用测试芯片的输入端相连，比角差专用测试芯片的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与显示屏6相连；直流阻抗测试电路的输入端与电源相连，直流阻抗测试电路的输出端与单片机的输入端相连，所述直流阻抗测试电路可以用于测试回路的接触电阻，判断回路的通断和接触是否良好。
所述的信号发生电路采用正弦波信号发生电路，所述的正弦波信号发生电路采用AD9833信号发生器模块，AD9833信号发生器模块产生的是低功耗、频率可编程的正弦波、三角波和方波波形。输出信号的频率和相位可编程的，因此，输出信号的频率和相位很容易调整。无须外接器件。所述的正弦波信号发生电路采用3KHz-5 KHz的频率，用来增大计量装置待测回路中互感器的感抗，减小互感器空载电流，避免磁饱和。可以降低信号发生器输出压降损失，使测量电压值更稳定、失真更小、从而减少测量误差。
所述正弦波信号发生电路采用5V左右的低电压输出，用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。
所述的比角差专用测试芯片采用市售的AD8302型号的芯片，是首款用于测量幅度、相位差的单片集成电路，可以直接对输入的两组电压信号进行相位差和变比比值差的计算。节省了模数转换、整形电路等外围电路，简化电路同时降低了能耗并提高了测算的精度。
所述的直流阻抗测试电路采用直流电通过待测回路，通过单片机计算U/I得出回路直流电阻。
所述电源采用干电池或充电电池。
所述的显示屏6采用液晶显示屏。
参照附图3，一种电能计量装置检测仪在用于对于电流回路的检查时，信号发生电路由电源供电，信号发生电路产生5V左右、3KHz-5KHz的正弦波，正弦波信号同时连接到电流互感器1二次侧靠近电能表的一端（即把计量回路接线、接线盒等均包含在内）和比角差专用测试芯片的输入端，电流互感器1一次侧与比角差专用测试芯片的输入端相连；比角差专用测试芯片的输出端与单片机相连，经单片机计算出电流互感器1的变比比值差和相位差后，在显示屏6上显示。
参照附图4，一种电能计量装置检测仪在用于对于电压回路的检查时，所述信号发生电路同时连接到计量装置待测回路的电压互感器高压熔丝上侧和比角差专用测试芯片的输入端，电压互感器二次回路近电能表端与比角差专用测试芯片的输入端相连接；比角差专用测试芯片的输出端与单片机相连，经单片机计算出电压互感器的变比比值差和相位差后，在显示屏上显示。
在上述两种检查过程中，接通电池的同时信号发生电路产生正弦交流电压，互感器通过励磁电流在次级感应出电压，通过比角差专用测试芯片和单片机计算得到电压比值误差也就是互感器的变比误差值以及互感器相位差并且以此推断出一、二次回路的通断和短路情况。
本发明通过近电报警器实现验电功能，确保了检察人员的安全。直流阻抗测试电路的输入端与电源相连，输出端同时与单片机的输入端以及待测回路相连，用于测试待测回路的接触电阻，判断待测回路的通断和接触是否良好，并将结果显示在显示屏上。
Claims (8)
1.一种电能计量装置检查仪，其特征在于：包括壳体、显示屏、按键、电源、近电报警器和控制电路板，在壳体正面上方设置有显示屏，在显示屏下方设置有按键；近电报警器安装在壳体内，近电报警器的输入端与电源相连；壳体内安装有控制电路板，在所述的控制电路板上设置有信号发生电路、比角差专用测试芯片、直流阻抗测试电路和单片机，信号发生电路的输入端与电源相连，信号发生电路由电池供电，信号发生电路的输出端与比角差专用测试芯片的输入端相连，比角差专用测试芯片的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与显示屏相连；直流阻抗测试电路的输入端与电源相连，直流阻抗测试电路的输出端与单片机的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述的信号发生电路采用正弦波信号发生电路，所述的正弦波信号发生电路采用AD9833信号发生器模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述的正弦波信号发生电路采用3KHz-5 KHz的频率。
4.根据权利要求1或2所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述正弦波信号发生电路采用5V左右的低电压输出。
5.根据权利要求1所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述的比角差专用测试芯片采用AD8302型号的芯片。
6.根据权利要求1所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述的直流阻抗测试电路采用直流电通过待测回路，通过单片机计算U/I得出回路直流电阻。
7.根据权利要求1所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述电源采用干电池或充电电池。
8.根据权利要求1所述的一种电能计量装置检查仪，其特征在于：所述的显示屏采用液晶显示屏。
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