CN106707223A - 一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，用以自动测试电能表的电磁兼容抗扰度性能，该系统包括上位机、测试主机、电磁兼容抗扰度发生测试装置和校表装置，所述的测试主机分别与上位机、电磁兼容抗扰度发生测试装置和校表装置通信。与现有技术相比，本发明具有测试精度高、测试范围广等优点。

Description

一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统

技术领域

本发明涉及电能表电磁兼容抗扰度测试领域，尤其是涉及一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统。

背景技术

我国民品电磁兼容性能测试最早开展的行业即是智能电表行业，该项目也得到了国网公司的重视和大力推动，电磁兼容测试是一个边缘学科，是一门应用科学，需要将电磁兼容专业测试技术和具体的测试产品特性进行融合才能得到最佳的测试效果，这一点在智能电表电磁兼容测试领域显得尤为突出。因为很多从事电磁兼容测试技术研究和测试设备生产厂商往往更加关注电磁兼容测试本身，并不熟悉电能表产品自身在电磁兼容测试过程中呈现出来的独特的技术特性和测试要求，受制于硬件设备的匹配和专业技术要求的理解，所以导致这两方面的技术融合一直没有很大的进展，这一点即使在国外也是如此，特别要强调的是智能电表是中国在国际上比较领先的一个产品领域，在这方面的技术研究如果有所突破，在国际上也是比较有代表性的。

目前国外也仅停留在电表是电表，电磁兼容测试是电磁兼容测试领域，但电能表的国际标准已对这种测试的融合提出了要求，但受制于专业技术及硬件产品特性方面的限值，仅有个别电力仪表厂商自行根据电能表测试要求进行这方面的零星的技术探索，国内厂商也是处于这样一种状态，因此电能表电磁兼容抗扰度自动化测试技术研究不仅仅是简单的软硬件的结合，更是在电能表性能检测领域将专业的电磁兼容测试技术和专业的智能电表测试技术相融合的一个过程。

电能表电磁兼容抗扰度测试过程中误差计量系统的电磁兼容防护问题是电表电磁兼容自动测试技术研究中不能回避的问题，因为在自动测试过程中不仅仅要实现对设备的自动控制，更要做好相关联精密测量设备的电磁防护工作，尤其是用于电能计量的校表系统的电磁防护。

目前电能表生产企业及电能表检测中心，在按照GB17215、GB/T17883、GB/T18460.3要求对电子式电能表进行电快速瞬变脉冲群抗扰度性能测试时，因需要测试同时对被试表的误差量进行计量而必须使用电能表校表装置，上述类型干扰信号同时会对校表装置产生干扰造成试验无法顺利进行，该问题很大程度上困扰着测试的正常进行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试精度高、测试范围广的电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，用以自动测试电能表的电磁兼容抗扰度性能，该系统包括上位机、测试主机、电磁兼容抗扰度发生测试装置和校表装置，所述的测试主机分别与上位机、电磁兼容抗扰度发生测试装置和校表装置通信。

所述的电磁兼容抗扰度发生测试装置包括测试台体和干扰发生器，所述的测试台体上放置有待测试的电能表，且待测试的电能表通过测试台体上的接线板与校表装置连接，所述的干扰发生器与测试主机连接。

所述的干扰发生器所发出的干扰信号包括静电放电干扰信号、脉冲群信号、浪涌信号、射频传导信号、射频辐射信号、工频磁场信号、阻尼振荡波和电压跌落信号。

所述的测试主机通过RS232接口或以太网接口与干扰发生器通信。

所述的测试主机通过RS485接口或GPIB488接口与校表装置通信。

所述的校表装置为0.05级三相单量程标准功率电能表。

所述的待测试的电能表与校表装置之间的接线上串接有滤波退耦模块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、测试精度高：本发明通过在待测试的电能表与校表装置之间的接线上串接有滤波退耦模块，消除了实验过程中，干扰发生器发出的干扰信号对标准功率电能表精度的影响，有效的净化了标准功率电能表精度的测试环境，使其能够正常运行，保证测试的可靠性。

二、测试范围广：本发明的干扰发生器能够发出八种不同的测试干扰信号，能够适应电能表电磁兼容抗扰度测试全部测试环境的要求，满足了电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、衰减震荡波抗扰度、射频场感应的传导抗扰度，射频电磁场辐射抗扰度影响量试验等试验需求。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

其中，1、上位机，2、测试主机，3、电磁兼容抗扰度发生测试装置，4、校表装置，31、干扰发生器，32、测试台体，5、待测试的电能表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，图为本发明的系统结构示意图。

为了能最大程度的保证自动化检测结果的正确性和检测逻辑的合理性，在设计时需严格按照人工测试的框架结果和检测流程，同时兼顾不同测试需求及方便扩展的要求，自动化检测技术的设计应遵循一致性、全面性和可操作性三大原则。

(1)一致性原则

一致性原则是指采集终端自动化测试应接近人工测试方法，能有效开展人工测试时所有的测试项目和测试要求，自动化测试仅仅是通过自动流程代替重复的人工测试过程，其测试结果应与人工测试结果一致。

(2)全面性原则

全面性原则是指自动化检测技术必须能够全面满足各类测试的要求，兼容电能表校表系统的功能测试，同时能够满足不同应用场合下的功能测试。

(3)可操作性原则

可操作性原则是指自动化检测技术的设计应考虑经济、合理、安全、可扩展原则，基于实际情况，在现有技术装备水平下开展相应试验，兼容检测方案的灵活性，当检测标准变更时便于扩展测试功能。

本发明的系统硬件框架应基于具备上位机接口并可实现自动控制的各项电磁兼容抗扰度测试用的测试系统及具备控制接口及数据传输接口的校表装置系统进行设计，全系统由上位机1、主机2、电磁兼容抗扰度发生测试装置3、高精度校表装置4组成。上位机1通过电脑主机2实现对电磁兼容抗扰度测试装置3、高精度校表装置4的自动控制、测试数据采集及试验结果分析的功能，干扰发生器按照标准要求生成不同类型的干扰特性，高精度校表装置4对运行中的电能表进行误差精度的数据的自动采集。主机2与高精度校表装置4之间通信通过台体的RS232口和以太网口，主机2与电磁兼容抗扰度发生测试装置3之间通信通过系统间的RS485接口或GPIB488接口。

本发明的测试系统在技术性能指标上必须满足IEC61000-4-X及GB/T17626.X标准族标准的技术要求，同时需要具有良好的可扩展性及测试完整性，可以非常好的对应电能表需要进行测试的电磁兼容抗扰度测试项目及要求，其功能涉及静电放电抗扰度、脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度、射频传导抗扰度、射频辐射抗扰度(GTEM小室法)、工频磁场抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、电压跌落抗扰度等全部电能表需要的抗扰度测试项目，而且相关配套功能齐全，系统通过模块化组合提供功能扩展、上位机接口提供互联互通完成系统级功能整合，便于进行电能表抗扰度测试自动化技术的研究和实现。

该电能表数据采集系统是针对电能表型式试验的需求而设计的，按照GB/T17215.211-2006《交流电测量设备通用要求试验和试验条件第11部分：测量设备》中7.5电磁兼容性(EMC)，主要用于电能表做EMC电磁兼容的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、衰减震荡波抗扰度、射频场感应的传导抗扰度，射频电磁场辐射抗扰度影响量试验等试验，装置满足以下标准和规程中的相关要求：

GB/T 17883-1999(IEC60687-1992)《0.2S级和0.5S级静止式交流有功电能表》GB/T15284-2002《多费率电能表特殊要求》

JJG597-2006《交流电能表检定置》

JJG596-1999《电子式电能表》

JJG307-1988《交流电能表》

GB/T 17215.211-2006

《交流电测量设备通用要求试验和试验条件第11部分：测量设备》

该系统的组成为：

A.三相测试电源

该试验装置满足0.1级三相电能表检定装置的相关要求，满足对电能表做EMC电磁兼容的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、衰减震荡波抗扰度、射频场感应的传导抗扰度，射频电磁场辐射抗扰度影响量试验等试验，电源能够正常可靠地提供电压、电流信号。装置能提供150伏安的测试电压信号和180伏安的测试电流信号。

B.标准表

装置内置0.05级三相单量程标准功率电能表，提供标准电能，并提供监视仪表显示的电压、电流、相位、功率等。

C.误差计算器

装置包含三个误差计算器，能够接收三路被试表电能脉冲信号，在进行各种试验时，同步进行电能误差计算(在被试表发出正确的电能脉冲的条件下)。

D.装置的各输入，输出回路均设置有滤波退耦单元，能够在做抗扰度试验时正常提供测试信号，在电能脉冲采集设有隔离滤波，并能同步计算误差。

E.装置设有RS232接口由计算机控制。装置的准确度等级：0.1级

本发明的测试方案及实现

整体思路是根据测试过程中涉及到的不同功能和职能部分进行分项区分，大框架分别为干扰施加控制控制部分、误差精度控制及采集部分、数据分析及总结部分，然后通过一定的算法及控制流程将上述三个部分有机的整合在一起，完成全部自动测试的要求。

干扰施加控制

这部分分别涉及标准规定检测的八项实验项目，每个项目的测试要求均需符合相关标准规定的测试要求，采用模块组合、统一控制控制架构，便于今后根据试验的要求扩展可进一步扩展测试方案。

这些项目间可根据需要进行测试项目链接控制，即可随意组合测试需要，不仅仅可随意组合测试项目，还可随意组合测试条件。

测试项目检测流程整合架构设计

测试项目检测流程需对涉及的测试项目进行系统的整合，整合的过程通过软件控制实现，因为电磁兼容测试的项目没有固定的测试顺序要求，因此整个操作界面除了需要体现测试的完整性外，还必须体现最大的灵活度。

本发明从电能表电磁兼容抗扰度的标准要求的测试流程和实际需求出发，研究其实现自动化测试技术的可行性，并通过实际技术开发手段对本课题涉及的软硬件自动化检测技术和检测流程加以研究和实现，该过程中还解决了不少困扰电能表测试的技术问题，如校表防护系统的抗干扰防护问题、外磁场测试的相位同步问题、表计在干扰下的误差精度采集问题等一系列技术难题。

同时本发明还具有良好的社会效益及经济效益。国内首次解决了电能表按照GB17215标准进行完整电磁兼容测试过程中碰到的校表装置防护问题；首次从可实现角度探讨电能表电磁兼容测试领域的自动化测试的可行性，实现了部分项目的自动化测试，极大地提高了测试效率和准确度，节省了大量人工成本。

Claims (7)

1.一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，用以自动测试电能表的电磁兼容抗扰度性能，其特征在于，该系统包括上位机(1)、测试主机(2)、电磁兼容抗扰度发生测试装置(3)和校表装置(4)，所述的测试主机(2)分别与上位机(1)、电磁兼容抗扰度发生测试装置(3)和校表装置(4)通信。

2.根据权利要求1所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的电磁兼容抗扰度发生测试装置(3)包括测试台体和干扰发生器，所述的测试台体上放置有待测试的电能表，且待测试的电能表通过测试台体上的接线板与校表装置(4)连接，所述的干扰发生器与测试主机(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的干扰发生器所发出的干扰信号包括静电放电干扰信号、脉冲群信号、浪涌信号、射频传导信号、射频辐射信号、工频磁场信号、阻尼振荡波和电压跌落信号。

4.根据权利要求2所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的测试主机(2)通过RS232接口或以太网接口与干扰发生器(31)通信。

5.根据权利要求1所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的测试主机(2)通过RS485接口或GPIB488接口与校表装置(4)通信。

6.根据权利要求1所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的校表装置(4)为0.05级三相单量程标准功率电能表。

7.根据权利要求2所述的一种电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统，其特征在于，所述的待测试的电能表与校表装置(4)之间的接线上串接有滤波退耦模块。