CN106154026B - 一种二次压降测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型二次压降测试仪，包括主机和辅机，辅机包括第二模拟信号输入电路、第二模拟信号采集电路、第二A/D转换电路、第二主控系统、第二工作电源、第二身份识别控制模块、第二USB接口、第二按钮单元、第二显示单元、第二无线通信模块；主机包括第一模拟信号输入电路、第一模拟信号采集电路、第一A/D转换电路、第一主控系统、第一工作电源、第一身份识别控制模块、WIFI时钟同步模块Ⅰ、第一USB接口、第一按钮单元、第一显示单元、第一无线通信模块。本发明不仅能够在复杂的测试环境下高效、高精度、高可靠性的完成二次压降测试，而且提高了本发明的设备和信息的安全性，避免非工作人员的误操作以及相关数据的泄露。

Description

一种二次压降测试仪

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，尤其是涉及一种二次压降测试仪。

背景技术

电压互感器二次回路中含有接线盒、开关、电缆和旋钮端子等元件，必然存在回路阻抗。从等效阻抗角度分析，电压互感器二次回路中阻抗分为：自身阻抗和接触阻抗。自身阻抗部分中电缆的阻抗占主体，其原因是电压互感器二次回路使用电缆的长度在100米及以上，为此选择电缆的截面对其阻值具有较大影响；接触阻抗部分是接线盒、开关和旋钮端子等元件为实现连接目的产生的接插、旋转阻抗之和，这部分阻抗随着环境、时间的变化而变化，具有一定的时变性，比如环境相对湿度增加，将会导致接触阻抗减小，当接触点锈蚀后，接触阻抗又会增大，同时接触阻抗又会受到人为的影响，比如负责的维修人员定时清理接触点，这样接触阻抗就相对小一些。导线或其它元件的自身电阻属金属电阻，长期稳定不变，元件的接触电阻，其阻值是不稳定的，受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响，阻值不可避免地发生变化，且这种变化是随机的，又是不预测的。接触电阻的阻值在不利情况下，将比二次导线本身的电阻还大，有时甚至大到几倍。测试中，二次线压降通常都比计算值大许多，其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。

因此，从定性角度可以说，电压互感器二次回路的总阻抗是变化的，而且这种变化具有随机性。这为电能计量的准确性带来了很多不确定的影响，有时会严重影响电能计量的准确性和公正性。PT二次压降作为构成计量误差的一个部分，受到了广泛的关注，国内外都有严格的检测、控制标准。我国的行业标准DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》中规定：类用于贸易结算的电能计量装置中的电压互感器二次回路压降应不大于其额定二次电压的0.2%，其他电能计量装置中电压互感器二次电回路压降应不大于其额定二次压降的0.5%，运行中应对电压互感器二次回路压降进行定期检测，一般规定检测周期为两年。因此，需要一种可准确、安全、高效的用于检测PT二次回路压降的检测装置。

专利申请号200920142350.6公布了一种电压互感器二次回路压降同步检测装置，包括位于电能表端的主机、位于电压互感器端的辅机，主机和辅机分别包括控制模块、测量模块、人机接口模块、与控制模块相电连接用于建立主机与辅机之间通信信道的无线通信模块以及受控于控制模块用于向测量模块输出同步采样频率的GPS同步模块，在现场操作时，首先主机与辅机的无线通信模块建立通信通道，主机向辅机发送约定时间信息，在该约定时间信息到达后，GPS同步模块启动从而保证主机和辅机的测量模块的采样同步性，该实用新型避免了在电能表侧和PT端之间拉设临时电缆的麻烦，保证了主机对电能表辅机对电压互感器的同步采样，然而由于GPS技术固有的小功率高频段特点，使用GPS时必须将GPS天线放到室外开阔处，因而，即使使用GPS技术进行二次压降的无线测量，其使用也是非常不便的，在短距离的情况下甚至还不如有线测量方案，实用价值不大。

专利申请号201120233628.8公布了一种无线二次压降测试装置。它包括无线通讯的主机和辅机，主机包括采样电路Ⅰ、同步信号产生及传输电路Ⅰ、整形电路、CPUⅠ、微波信号收发电路Ⅰ，所述辅机包括采样电路Ⅱ、A/D 转换电路Ⅱ、CPUⅡ、同步信号产生及传输电路Ⅱ、微波信号收发电路Ⅱ，所述 CPUⅡ与变电站电压互感器连接，所述CPUⅠ与控制室电能表连接，来自辅机采集的模拟信号经过整形电路的修正后与主机采集的电压模拟信号经信号转换后在CPUⅠ内对比计算得出二次压降。该实用新型舍弃了传统的利用GPS来进行信号同步的方式，利用装置本身的同步信号产生及传输电路Ⅰ、Ⅱ为系统CPU提供同步信号。然而，该实用新型不能保证设备和信息的安全性，不能避免非工作人员的误操作以及相关数据的泄露。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种二次压降测试仪，不仅能够在复杂的测试环境下高效、高精度、高可靠性的完成二次压降测试，而且提高了本发明的设备和信息的安全性，避免非工作人员的误操作以及相关数据的泄露。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二次压降测试仪，包括设置于控制室电能表侧的主机和设置于电压互感器输出端的辅机，所述辅机包括：

第二模拟信号输入电路，用于完成对电压互感器输出端电压的分压以获得适合A/D转换的电压；

第二模拟信号采集电路，用于采集电压互感器输出端电压的模拟信号；

第二A/D转换电路，将采集到的电压互感器输出端电压的模拟信号进行模数转换；

第二主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调辅机各部分电路的运行；

第二工作电源，用于为所述辅机的各用电元件提供工作电力；

第二身份识别控制模块，所述第二身份识别控制模块设置在所述第二工作电源与第二主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述辅机，防止了所述辅机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第二工作电源才能为所述辅机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅱ，所述WIFI时钟同步模块Ⅱ包括同步时钟源模块、时钟采集模块Ⅱ、调整模块Ⅱ和发送模块，所述同步时钟源模块作为外部物理时间为所述调整模块Ⅱ提供同步时间基准信号，所述时钟采集模块Ⅱ用于采集所述辅机的时钟信号，所述调整模块Ⅱ用于调整所述辅机的时钟信号并使其与所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述发送模块用于发送所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第二USB接口，与所述第二主控制系统信号互联，用于为所述辅机提供一个USB接口；

第二按钮单元，用于向所述第二主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第二显示单元，用于显示所述辅机的数据显示；

第二无线通信模块，用以与所述主机通讯，将处理后的数字信号发送至主机；

所述主机包括：

第一模拟信号输入电路，用于完成对控制室电能表侧电压信号的分压以获得适合A/D转换的电压；

第一模拟信号采集电路，用于采集控制室电能表侧电压的模拟信号；

第一A/D转换电路，将采集到的控制室电能表侧电压的模拟信号进行模数转换；

第一主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调主机各部分电路的运行；

第一工作电源，用于为所述主机的各用电元件提供工作电力；

第一身份识别控制模块，所述第一身份识别控制模块设置在所述第一工作电源与第一主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述主机，防止了所述主机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第一工作电源才能为所述主机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅰ，所述WIFI时钟同步模块Ⅰ包括时钟采集模块Ⅰ、调整模块Ⅰ和接收模块，所述时钟采集模块Ⅰ用于采集所述主机的时钟信号，所述调整模块Ⅰ用于调整所述主机的时钟信号并使其与所述接收模块接收到的所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述接收模块用于接收所述发送模块发出的所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第一USB接口，与所述第一主控系统信号互联，用于为所述主机提供一个USB接口；

第一按钮单元，用于向所述第一主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第一显示单元，用于所述主机的数据显示；

第一无线通信模块，用于与所述辅机通讯，接收所述辅机处理后的数字信号。

所述同步时钟源模块为原子钟。

所述第一工作电源和所述第二工作电源均为锂电池。

所述第一显示单元和所述第二显示单元均为LED显示屏或触摸屏。

所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为GPRS无线模块或3G无线模块或4G无线模块。

所述第一显示单元和所述第二显示单元上设有透明罩，该透明罩壳上设有透明的保护层。

所述WIFI时钟同步模块Ⅰ和所述WIFI时钟同步模块Ⅱ上均设有三防漆层。

本发明的有益效果是：

本发明采用在控制室电能表侧设置主机以测试控制室电能表侧的电压幅值和相位、在电压互感器输出端设置辅机以测试电压互感器输出端的电压幅值和相位，且它们通过无线通信的方式将辅机测试出的电压幅值和相位信息传送到主机并由主机完成控制室电能表与电压互感器输出端之间的电压比差和角差，从而取消了屏蔽电缆线，控制室电能表和电压互感器输出端电压完全隔离、防止电压二次压降测试仪异常时反向向电压二次回路输出电压；所述主机与所述辅机分别在其工作电源与主控系统之间设置第一身份识别控制模块和第二身份识别控制模块，能够防止未经许可的人员随意操作所述主机活辅机，防止了所述主机或辅机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，工作电源才能为主机或辅机提供电能；

所述主机与所述辅机之间的时钟同步采用WIFI时钟同步模块Ⅰ和WIFI时钟同步模块Ⅱ的方式，所述WIFI时钟同步模块Ⅰ包括时钟采集模块Ⅰ、调整模块Ⅰ和接收模块，所述时钟采集模块Ⅰ用于采集所述主机的时钟信号，所述调整模块Ⅰ用于调整所述主机的时钟信号并使其与所述接收模块接收到的所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述接收模块用于接收所述发送模块发出的所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；所述WIFI时钟同步模块Ⅱ包括同步时钟源模块、时钟采集模块Ⅱ、调整模块Ⅱ和发送模块，所述同步时钟源模块作为外部物理时间为所述调整模块Ⅱ提供同步时间基准信号，所述时钟采集模块Ⅱ用于采集所述辅机的时钟信号，所述调整模块Ⅱ用于调整所述辅机的时钟信号并使其与所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述发送模块用于发送所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；采用WIFI时钟同步模块一方面是因为目前WIFI应用广泛且具有成本低和安全风险低的优点，另一方面所述WIFI时钟同步模块Ⅰ和所述WIFI时钟同步模块Ⅱ采用同一个设置在所述WIFI时钟同步模块Ⅱ上的同步时钟源模块，提高了时钟同步的精确度。本发明不仅能够在复杂的测试环境下高效、高精度、高可靠性的完成二次压降测试，而且提高了本发明的设备和信息的安全性，避免非工作人员的误操作以及相关数据的泄露。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的主机的结构框图；

图2为本发明第一种实施方式的WIFI时钟同步模块Ⅰ的结构框图；

图3为本发明第一种实施方式的辅机的结构框图；

图4为本发明第一种实施方式的WIFI时钟同步模块Ⅱ的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，一种二次压降测试仪，包括设置于控制室电能表侧的主机和设置于电压互感器输出端的辅机，所述辅机包括：

第二模拟信号输入电路，用于完成对电压互感器输出端电压的分压以获得适合A/D转换的电压；

第二模拟信号采集电路，用于采集电压互感器输出端电压的模拟信号；

第二A/D转换电路，将采集到的电压互感器输出端电压的模拟信号进行模数转换；

第二主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调辅机各部分电路的运行；

第二工作电源，用于为所述辅机的各用电元件提供工作电力；

第二身份识别控制模块，所述第二身份识别控制模块设置在所述第二工作电源与第二主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述辅机，防止了所述辅机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第二工作电源才能为所述辅机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅱ，所述WIFI时钟同步模块Ⅱ包括同步时钟源模块、时钟采集模块Ⅱ、调整模块Ⅱ和发送模块，所述同步时钟源模块作为外部物理时间为所述调整模块Ⅱ提供同步时间基准信号，所述时钟采集模块Ⅱ用于采集所述辅机的时钟信号，所述调整模块Ⅱ用于调整所述辅机的时钟信号并使其与所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述发送模块用于发送所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第二USB接口，与所述第二主控制系统信号互联，用于为所述辅机提供一个USB接口；

第二按钮单元，用于向所述第二主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第二显示单元，用于显示所述辅机的数据显示；

第二无线通信模块，用以与所述主机通讯，将处理后的数字信号发送至主机；

所述主机包括：

第一模拟信号输入电路，用于完成对控制室电能表侧电压信号的分压以获得适合A/D转换的电压；

第一模拟信号采集电路，用于采集控制室电能表侧电压的模拟信号；

第一A/D转换电路，将采集到的控制室电能表侧电压的模拟信号进行模数转换；

第一主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调主机各部分电路的运行；

第一工作电源，用于为所述主机的各用电元件提供工作电力；

第一身份识别控制模块，所述第一身份识别控制模块设置在所述第一工作电源与第一主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述主机，防止了所述主机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第一工作电源才能为所述主机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅰ，所述WIFI时钟同步模块Ⅰ包括时钟采集模块Ⅰ、调整模块Ⅰ和接收模块，所述时钟采集模块Ⅰ用于采集所述主机的时钟信号，所述调整模块Ⅰ用于调整所述主机的时钟信号并使其与所述接收模块接收到的所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述接收模块用于接收所述发送模块发出的所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第一USB接口，与所述第一主控系统信号互联，用于为所述主机提供一个USB接口；

第一按钮单元，用于向所述第一主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第一显示单元，用于所述主机的数据显示；

第一无线通信模块，用于与所述辅机通讯，接收所述辅机处理后的数字信号；

所述同步时钟源模块为原子钟；

所述第一工作电源和所述第二工作电源均为锂电池；

所述第一显示单元和所述第二显示单元均为LED显示屏；

所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为GPRS无线模块。

本发明采用在控制室电能表侧设置主机以测试控制室电能表侧的电压幅值和相位、在电压互感器输出端设置辅机以测试电压互感器输出端的电压幅值和相位，且它们通过无线通信的方式将辅机测试出的电压幅值和相位信息传送到主机并由主机完成控制室电能表与电压互感器输出端之间的电压比差和角差，从而取消了屏蔽电缆线，控制室电能表和电压互感器输出端电压完全隔离、防止电压二次压降测试仪异常时反向向电压二次回路输出电压；所述主机与所述辅机分别在其工作电源与主控系统之间设置第一身份识别控制模块和第二身份识别控制模块，能够防止未经许可的人员随意操作所述主机活辅机，防止了所述主机或辅机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，工作电源才能为主机或辅机提供电能；

所述主机与所述辅机之间的时钟同步采用WIFI时钟同步模块Ⅰ和WIFI时钟同步模块Ⅱ的方式，所述WIFI时钟同步模块Ⅰ包括时钟采集模块Ⅰ、调整模块Ⅰ和接收模块，所述时钟采集模块Ⅰ用于采集所述主机的时钟信号，所述调整模块Ⅰ用于调整所述主机的时钟信号并使其与所述接收模块接收到的所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述接收模块用于接收所述发送模块发出的所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；所述WIFI时钟同步模块Ⅱ包括同步时钟源模块、时钟采集模块Ⅱ、调整模块Ⅱ和发送模块，所述同步时钟源模块作为外部物理时间为所述调整模块Ⅱ提供同步时间基准信号，所述时钟采集模块Ⅱ用于采集所述辅机的时钟信号，所述调整模块Ⅱ用于调整所述辅机的时钟信号并使其与所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述发送模块用于发送所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；采用WIFI时钟同步模块一方面是因为目前WIFI应用广泛且具有成本低和安全风险低的优点，另一方面所述WIFI时钟同步模块Ⅰ和所述WIFI时钟同步模块Ⅱ采用同一个设置在所述WIFI时钟同步模块Ⅱ上的同步时钟源模块，提高了时钟同步的精确度。本发明不仅能够在复杂的测试环境下高效、高精度、高可靠性的完成二次压降测试，而且提高了本发明的设备和信息的安全性，避免非工作人员的误操作以及相关数据的泄露。

实施例2

其与实施例1的区别在于：所述第一显示单元和所述第二显示单元均为触摸屏；所述第一无线通信模块为所述第二无线通信模块均为３Ｇ无线模块，具有频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点；所述第一显示单元和所述第二显示单元上设有透明罩，该透明罩壳上设有透明的保护层，所述保护层包括有按重量计的如下组分：纳米氧化锆为0.9份、纳米氧化锌为0.3份、纳米氧化钛0.5份、纳米氧化硅6份、聚氨酯丙烯酸酯70份、UV稀释单体10 份、烷基磺酸钠0.4份、光引发剂25份、耐酸瓷粉 8份、有机硅耐磨剂5 份、底材附着力促进剂7份、溶剂30 份，按一定比例添加的纳米级氧化锆、氧化锌、氧化钛和氧化硅，提高保护层对紫外线的吸收能力，同时氧化钛在光的照射下作为催化剂能将保护层表面的污物、细菌进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质，避免了细菌的滋生，进一步起到了杀菌消毒的作用，此外按特定比例添加的烷基磺酸钠能够有效防止静电的产生以避免所述保护层吸附污物；

实施例３

其与实施例２的区别在于：所述第一无线通信模块为所述第二无线通信模块均为４Ｇ无线模块，具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活等特点；所述WIFI时钟同步模块Ⅰ和所述WIFI时钟同步模块Ⅱ上均设有三防漆层，所述三防漆层包括有按重量计的如下组分：甲基丙烯酸乙酯20份、丙烯酸月桂酯15份、苯乙烯12份、丙烯酸正丁酯9份、乙酸乙酯35份、三叔丁基过氧化物1.5份、二芐基磷四乙酯1份、乳化剂 2 份、丙二醇甲醚醋酸酯5份、液体石蜡0.5 份、C10-C18脂肪酸0.3份、乙酸乙酯0.2份，本三防漆层具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能，可以保护电子线路板及其上的相关设备块免受坏境的侵蚀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种二次压降测试仪，包括设置于控制室电能表侧的主机和设置于电压互感器输出端的辅机，其特征在于：所述辅机包括：

第二模拟信号输入电路，用于完成对电压互感器输出端电压的分压以获得适合A/D转换的电压；

第二模拟信号采集电路，用于采集电压互感器输出端电压的模拟信号；

第二A/D转换电路，将采集到的电压互感器输出端电压的模拟信号进行模数转换；

第二主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调辅机各部分电路的运行；

第二工作电源，用于为所述辅机的各用电元件提供工作电力；

第二身份识别控制模块，所述第二身份识别控制模块设置在所述第二工作电源与第二主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述辅机，防止了所述辅机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第二工作电源才能为所述辅机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅱ，所述WIFI时钟同步模块Ⅱ包括同步时钟源模块、时钟采集模块Ⅱ、调整模块Ⅱ和发送模块，所述同步时钟源模块作为外部物理时间为所述调整模块Ⅱ提供同步时间基准信号，所述时钟采集模块Ⅱ用于采集所述辅机的时钟信号，所述调整模块Ⅱ用于调整所述辅机的时钟信号并使其与所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述发送模块用于发送所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第二USB接口，与所述第二主控制系统信号互联，用于为所述辅机提供一个USB接口；

第二按钮单元，用于向所述第二主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第二显示单元，用于显示所述辅机的数据显示；

第二无线通信模块，用以与所述主机通讯，将处理后的数字信号发送至主机；

所述主机包括：

第一模拟信号输入电路，用于完成对控制室电能表侧电压信号的分压以获得适合A/D转换的电压；

第一模拟信号采集电路，用于采集控制室电能表侧电压的模拟信号；

第一A/D转换电路，将采集到的控制室电能表侧电压的模拟信号进行模数转换；

第一主控系统，对转换后的数字信号进行处理并协调主机各部分电路的运行；

第一工作电源，用于为所述主机的各用电元件提供工作电力；

第一身份识别控制模块，所述第一身份识别控制模块设置在所述第一工作电源与第一主控系统之间，用于防止未经许可的人员随意操作所述主机，防止了所述主机的相关数据的泄露，只有通过了身份识别，所述第一工作电源才能为所述主机提供电能；

WIFI时钟同步模块Ⅰ，所述WIFI时钟同步模块Ⅰ包括时钟采集模块Ⅰ、调整模块Ⅰ和接收模块，所述时钟采集模块Ⅰ用于采集所述主机的时钟信号，所述调整模块Ⅰ用于调整所述主机的时钟信号并使其与所述接收模块接收到的所述同步时钟源模块提供的同步时间基准信号同步，所述接收模块用于接收所述发送模块发出的所述同步时钟源模块的同步时间基准信号；

第一USB接口，与第一主控系统信号互联，用于为所述主机提供一个USB接口；

第一按钮单元，用于向所述第一主控系统输入现场控制指令，实现按钮控制；

第一显示单元，用于所述主机的数据显示；

第一无线通信模块，用于与所述辅机通讯，接收所述辅机处理后的数字信号。

2.根据权利要求1所述的一种二次压降测试仪，其特征在于：所述同步时钟源模块为原子钟。

3.根据权利要求1所述的一种二次压降测试仪，其特征在于：所述第一工作电源和所述第二工作电源均为锂电池。

4.根据权利要求1所述的一种二次压降测试仪，其特征在于：所述第一显示单元和所述第二显示单元均为LED显示屏或触摸屏。

5.根据权利要求1所述的一种二次压降测试仪，其特征在于：所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为GPRS无线模块或3G无线模块或4G无线模块。