CN105182270A - 电能表耐压试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表耐压试验装置及试验方法,包括交流电压源、n个第一高压继电器、n个第二高压继电器、n个第三高压继电器、耐压测试仪、单片机、PC机和n个漏电流测试仪;交流电压源通过n个第一高压继电器分别与n个电能表的电源接口电连接,PC机通过n个第二高压继电器分别与n个电能表的通信接口电连接,PC机分别与服务器、耐压测试仪和单片机电连接。本发明具有检测效率高、安全性好、检测精度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域,尤其是涉及一种检测效率高、安全性好、检测精度高的电能表耐压试验装置及试验方法。
背景技术
电能表耐压试验的常规做法是每个连线都通过独立的夹子夹在电能表上,手动压接,直接上电耐压试验,表号和耐压试验结果人工记录,工作过程:人工上表——所有连线人工接线——上电、耐压试验开始——耐压结束、下电——人工记录表号、耐压结果——取表、结束。上述耐压试验方法存在动作较多,效率较低,试验数据不保存,不能追溯的缺点。
中国专利授权公开号:CN202025077U,授权公开日2011年11月2日,公开了一种三相电能表耐压测试装置,包括设有耐压检测控制模块的计算机、用于输出高电压的程控耐压仪、与电能表连接用于控制电能表高压输入的高压继电器板、用于对漏电流自动检测并控制高压继电器板高压输出的漏电流检测单元;所述的程控耐压仪与漏电流检测单元相连以进行高压输出和检测;计算机与程控耐压仪通讯连接以控制程控耐压仪的输出;计算机与漏电流检测单元通讯连接以控制漏电流检测单元并读取检测结果;漏电流检测单元与高压继电器板连接以将高压通过高压继电器控制输出给被测电能表。该发明的不足之处是,检测效率低,安全性差、检测精度低。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的三相电能表耐压测试装置的检测效率低,安全性差、检测精度低的不足,提供了一种检测效率高、安全性好、检测精度高的电能表耐压试验装置及试验方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种电能表耐压试验装置,所述电能表耐压试验装置分别与服务器和n个电能表电连接,n≥5;包括交流电压源、n个第一高压继电器、n个第二高压继电器、n个第三高压继电器、耐压测试仪、单片机、PC机和n个漏电流测试仪;
交流电压源通过n个第一高压继电器分别与n个电能表的电源接口电连接,PC机通过n个第二高压继电器分别与n个电能表的通信接口电连接,PC机分别与服务器、耐压测试仪和单片机电连接,耐压测试仪通过n个第三高压继电器分别与n个电能表的耐压高端电连接,单片机通过n个漏电流测试仪分别与n个电能表的耐低压端电连接。
本发明可以一次对多个电能表进行高压检测,在高压检测时交流电压源、PC机、单片机均不与电能表连接,从而确保交流电压源、PC机、单片机的安全性;单片机、PC机和服务器均能自动获得电能表的检测结果,更加智能化。
因此,本发明具有检测效率高、安全性好、检测精度高的特点。
作为优选,还包括报警器和显示器;报警器和显示器均与PC机电连接。
作为优选,PC机通过n个232/485转换器或n个PCI插头分别与n个第二高压继电器电连接。
作为优选,所述PC机通过232/485转换器或PCI插头与耐压测试仪电连接。
作为优选,漏电流测试仪的型号为TH2686,n为5至25。
一种电能表耐压试验装置的试验方法,包括如下步骤:
(6-1)PC机通过单片机控制各个第一高压继电器闭合,各个电能表与交流电压源接通;
PC机控制各个第二高压继电器闭合,各个电能表与PC机通信连接,PC机读取各个电能表的存储器中存储的电能表的编号A1,A2,…,An,将A1,A2,…,An存储在PC机中;
PC机通过单片机控制各个第一高压继电器断开,PC机控制各个第二高压继电器断开;
(6-2)
服务器中设有与各个电能表的编号相对应的试验电压最大值W和试验时间S;PC机读取服务器中与A1,A2,…,An相对应的各个电能表的试验电压最大值W和试验时间S;
PC机给单片机发送耐压试验指令,单片机控制各个第三高压继电器接通,耐压测试仪在每个电能表的试验时间S内向其输送由0至W变化的试验电压;
PC机发送降压指令给耐压测试仪,耐压测试仪在时间T内使输送给各个电能表的电压逐渐降低为0;
(6-3)
(6-3-1)在耐压试验过程中,当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开;PC机保存电能表k不合格的信息,并将电能表k不合格的信息发送给服务器,服务器将电能表k的试验信息存储为不合格;服务器将不合格的电能表之外的其它电能表的试验信息均存储为合格;其中,k为A1,A2,…,An中的任一个;
(6-3-2)在耐压试验过程中,当单片机未收到任何一个漏电流测试仪的报警信号,则单片机发送n个电能表均合格的信息给PC机,PC机发送n个电能表均合格的信息给服务器,服务器将编号A1,A2,…,An的电能表的试验信息均存储为合格。
作为优选,所述还包括报警器和显示器;报警器和显示器均与PC机电连接;步骤(6-3-1)中的当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开由如下步骤替换:
PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的e′>e,则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开,同时显示器显示电能表k不合格的信息,报警器发出报警信息。
作为优选,所述PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的e′>e,则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断由下述步骤替换:
(8-1)单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流u(t)并传输给PC机,对于每个漏电流u(t)PC机均进行如下处理:
存储器中设有j的初始值为1,i的初始值为1,设有不合格阈值E;
(8-2)PC机计算u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t);
(8-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t);
(8-4)定义平均包络m1(t)=[uup(t)+ulow(t)]/2;
(8-5)利用公式hj(t)=u(t)-mj(t)计算差值hj(t);
(8-6)若hj(t)不满足IMF筛分停止条件,使u(t)=hj(t),j值增加1,返回步骤(8-2)对hj(t)继续进行分解;当hj(t)满足IMF筛分停止条件,则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)=hj(t);
(8-7)利用公式ri(T)=u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t);
(8-8)当ri(t)不满足分解停止条件时,使u(t)=ri(t),使i值增加1,返回步骤(8-2)对ri(t)继续分解;当满足筛分停止条件时,设n1=i,得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t),u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k),k=1,2,...,N;
(8-9)PC机利用公式计算u(t)的各个分量能量,比较u(t)的各分量能量Emax,选取E1,E2,...,En中最大值Emax,当任何一个漏电流测试仪的Emax>E时,PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;
其中,(8-6)、(8-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则,当SD<ε时筛分停止,ε通常介于0.2与0.3之间,T为设定的常数;分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
因此,本发明具有如下有益效果:检测效率高、安全性好、检测精度高;可自动获得检测结果,智能化程度高。
附图说明
图1是本发明的一种原理框图;
图2是本发明的实施例1的一种流程图。
图中:交流电压源1、电能表2、第一高压继电器3、第二高压继电器4、第三高压继电器5、耐压测试仪6、单片机7、PC机8、漏电流测试仪9、报警器10、显示器11、232/485转换器12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1所示的实施例是一种电能表耐压试验装置,电能表耐压试验装置分别与服务器和20个电能表电连接;电能表耐压试验装置包括交流电压源1、20个第一高压继电器3、20个第二高压继电器4、20个第三高压继电器5、耐压测试仪6、单片机7、PC机8和20个漏电流测试仪9;
交流电压源通过20个第一高压继电器分别与20个电能表2的电源接口电连接,PC机通过20个第二高压继电器分别与20个电能表的通信接口电连接,PC机分别与服务器、耐压测试仪和单片机电连接,耐压测试仪通过20个第三高压继电器分别与20个电能表的耐压高端电连接,单片机通过20个漏电流测试仪分别与20个电能表的耐低压端电连接。耐压高端为电能表的高压输出U、I端口,每个第三高压继电器分别与每个电能表的高压输出U、I端口电连接;
低压端为电能表的高压输出辅助端和电能表外壳,每个漏电流测试仪分别与每个电能表的高压输出辅助端和外壳电连接。
PC机通过20个232/485转换器12分别与20个第二高压继电器电连接。
PC机通过232/485转换器与耐压测试仪电连接。漏电流测试仪的型号为TH2686。
如图2所示,一种电能表耐压试验装置的试验方法,包括如下步骤:
步骤100,读取各个电能表的编号
将20个电能表分别放置在检测位置,PC机通过单片机控制各个第一高压继电器闭合,各个电能表与交流电压源接通;
PC机控制各个第二高压继电器闭合,各个电能表与PC机通信连接,PC机读取各个电能表的存储器中存储的电能表的编号A1,A2,…,A20,将A1,A2,…,A20存储在PC机中;
PC机通过单片机控制各个第一高压继电器断开,PC机控制各个第二高压继电器断开;
步骤200,耐压试验
服务器中设有与各个电能表的编号相对应的试验电压最大值W和试验时间S;PC机读取服务器中与A1,A2,…,A20相对应的各个电能表的试验电压最大值W=4000V和试验时间S=5秒;
PC机给单片机发送耐压试验指令,单片机控制各个第三高压继电器接通,耐压测试仪在每个电能表的试验时间S内向其输送由0至W变化的试验电压;
PC机发送降压指令给耐压测试仪,耐压测试仪在时间T=5秒内使输送给各个电能表的电压逐渐降低为0;
步骤300,电能表检测结果的判断及存储
步骤310,在耐压试验过程中,当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开;PC机保存电能表k不合格的信息,并将电能表k不合格的信息发送给服务器,服务器将电能表k的试验信息存储为不合格;服务器将不合格的电能表之外的其它电能表的试验信息均存储为合格;其中,k为A1,A2,…,A20中的任一个;
步骤320,在耐压试验过程中,当单片机未收到任何一个漏电流测试仪的报警信号,则单片机发送20个电能表均合格的信息给PC机,PC机发送20个电能表均合格的信息给服务器,服务器将编号A1,A2,…,A20的电能表的试验信息均存储为合格。
将完成耐压试验的20个电能表从图1的电路中拆下来,换上20个需要检测的电能表,重复上述过程继续进行检测。
实施例1中的漏电流测试仪具有漏电流大小比较及报警功能。
实施例2
实施例2包括实施例1的所有结构及步骤部分,实施例2中还包括报警器10和显示器11;报警器和显示器均与PC机电连接。实施例1中的步骤310中的当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开由如下步骤替换:
PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的e′>e,则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开,同时显示器显示电能表k不合格的信息,报警器发出报警信息。e为5毫安。
实施例3
实施例3包括实施例2中的所有结构及步骤部分,实施例2中步骤PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的e′>e,则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断由下述步骤替换:
(8-1)单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流u(t)并传输给PC机,对于每个漏电流u(t)PC机均进行如下处理:
存储器中设有j的初始值为1,i的初始值为1,设有不合格阈值E;
(8-2)PC机计算u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t);
(8-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t);
(8-4)定义平均包络m1(t)=[uup(t)+ulow(t)]/2;
(8-5)利用公式hj(t)=u(t)-mj(t)计算差值hj(t);
(8-6)若hj(t)不满足IMF筛分停止条件,使u(t)=hj(t),j值增加1,返回步骤(8-2)对hj(t)继续进行分解;当hj(t)满足IMF筛分停止条件,则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)=hj(t);
(8-7)利用公式ri(t)=u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t);
(8-8)当ri(t)不满足分解停止条件时,使u(t)=ri(t),使i值增加1,返回步骤(8-2)对ri(t)继续分解;当满足筛分停止条件时,设n1=i,得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t),u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k),k=1,2,...,N;
(8-9)PC机利用公式计算u(t)的各个分量能量,比较u(t)的各分量能量Emax,选取E1,E2,...,En中最大值Emax,当任何一个漏电流测试仪的Emax>E时,PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;
其中,(8-6)、(8-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则,当SD<ε时筛分停止,ε通常介于0.2与0.3之间,T为设定的常数;分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种电能表耐压试验装置,所述电能表耐压试验装置分别与服务器和n个电能表电连接,n≥5;其特征是,包括交流电压源(1)、n个第一高压继电器(3)、n个第二高压继电器(4)、n个第三高压继电器(5)、耐压测试仪(6)、单片机(7)、PC机(8)和n个漏电流测试仪(9);
交流电压源通过n个第一高压继电器分别与n个电能表(2)的电源接口电连接,PC机通过n个第二高压继电器分别与n个电能表的通信接口电连接,PC机分别与服务器、耐压测试仪和单片机电连接,耐压测试仪通过n个第三高压继电器分别与n个电能表的耐压高端电连接,单片机通过n个漏电流测试仪分别与n个电能表的耐低压端电连接。
2.根据权利要求1所述的电能表耐压试验装置,其特征是,还包括报警器(10)和显示器(11);报警器和显示器均与PC机电连接。
3.根据权利要求1所述的电能表耐压试验装置,其特征是,PC机通过n个232/485转换器(12)或n个PCI插头分别与n个第二高压继电器电连接。
4.根据权利要求1所述的电能表耐压试验装置,其特征是,所述PC机通过232/485转换器或PCI插头与耐压测试仪电连接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的电能表耐压试验装置,其特征是,漏电流测试仪的型号为TH2686,n为5至25。
6.一种适用于权利要求1所述的电能表耐压试验装置的试验方法,其特征是,包括如下步骤:
(6-1)PC机通过单片机控制各个第一高压继电器闭合,各个电能表与交流电压源接通;
PC机控制各个第二高压继电器闭合,各个电能表与PC机通信连接,PC机读取各个电能表的存储器中存储的电能表的编号A1,A2,…,An,将A1,A2,…,An存储在PC机中;
PC机通过单片机控制各个第一高压继电器断开,PC机控制各个第二高压继电器断开;
(6-2)
服务器中设有与各个电能表的编号相对应的试验电压最大值W和试验时间S;PC机读取服务器中与A1,A2,…,An相对应的各个电能表的试验电压最大值W和试验时间S;
PC机给单片机发送耐压试验指令,单片机控制各个第三高压继电器接通,耐压测试仪在每个电能表的试验时间S内向其输送由0至W变化的试验电压;
PC机发送降压指令给耐压测试仪,耐压测试仪在时间T内使输送给各个电能表的电压逐渐降低为0;
(6-3)
(6-3-1)在耐压试验过程中,当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开;PC机保存电能表k不合格的信息,并将电能表k不合格的信息发送给服务器,服务器将电能表k的试验信息存储为不合格;服务器将不合格的电能表之外的其它电能表的试验信息均存储为合格;其中,k为A1,A2,…,An中的任一个;
(6-3-2)在耐压试验过程中,当单片机未收到任何一个漏电流测试仪的报警信号,则单片机发送n个电能表均合格的信息给PC机,PC机发送n个电能表均合格的信息给服务器,服务器将编号A1,A2,…,An的电能表的试验信息均存储为合格。
7.根据权利要求6所述的电能表耐压试验装置的试验方法,所述还包括报警器和显示器;报警器和显示器均与PC机电连接;其特征是,步骤(6-3-1)中的当单片机收到与任何一个电能表k对应的漏电流测试仪的报警信号,单片机将报警信号传给PC机,PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开由如下步骤替换:
PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;PC机通过耐压测试仪控制与电能表k相对应的第三高压继电器断开,同时显示器显示电能表k不合格的信息,报警器发出报警信息。
8.根据权利要求7所述的电能表耐压试验装置的试验方法,其特征是,所述PC机中存储有标准电流值e,当单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流e′并输送给PC机,当任何一个漏电流测试仪的则PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断由下述步骤替换:
(8-1)单片机收到每个漏电流测试仪检测的漏电流u(t)并传输给PC机,对于每个漏电流u(t)PC机均进行如下处理:
存储器中设有j的初始值为1,i的初始值为1,设有不合格阈值E;
(8-2)PC机计算u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t);
(8-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t);
(8-4)定义平均包络m1(t)=[uup(t)+ulow(t)]/2;
(8-5)利用公式hj(t)=u(t)-mj(t)计算差值hj(t);
(8-6)若hj(t)不满足IMF筛分停止条件,使u(t)=hj(t),j值增加1,返回步骤(8-2)对hj(t)继续进行分解;当hj(t)满足IMF筛分停止条件,则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)=hj(t);
(8-7)利用公式ri(t)=u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t);
(8-8)当ri(t)不满足分解停止条件时,使u(t)=ri(t),使i值增加1,返回步骤(8-2)对ri(t)继续分解;当满足筛分停止条件时,设n1=i,得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t),u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k),k=1,2,…,N;
(8-9)PC机利用公式计算u(t)的各个分量能量,比较u(t)的各分量能量Emax,选取E1,E2,…,En中最大值Emax,当任何一个漏电流测试仪的Emax>E时,PC机做出该漏电流测试仪相对应的电能表K不合格的判断;
其中,(8-6)、(8-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则,当SD<ε时筛分停止,ε通常介于0.2与0.3之间,T为设定的常数;分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
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