CN106772208B - 一种单三相表集成可靠性测试台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电能表性能测试领域，提供了一种单三相表集成可靠性测试台，包括：源输出模块，源输出模块用于输出模拟电压电流信号，供被检表采样；数据采集模块：包括标准表和第一脉冲驱动板，标准表用于采集源输出模块输出的电压电流值，并通过第一脉冲驱动板反馈到信号源模块，使信号源模块调整输出值；误差测试模块：包括误差仪，用于采样被检表发出低频脉冲和标准表发出的高频脉冲数，并计算出相对误差；单三相切换模块：设置在源输出模块和被检表之间，用于将源输出模块输出的电压电流信号切换到三相被检表或者单相被检表；高温高湿模块：用于控制被检表的环境温度和湿度。本发明集成性高，可以广泛应用于电能表性能测试领域。
Description
技术领域
本发明涉及电能表性能测试技术领域，具体涉及一种单三相表集成可靠性测试台。
背景技术
国内外对单、三相电子式电能表可靠性要求越来越高，要求其寿命不低于10年，甚至欧美、伊朗等要求其寿命不低于20年，因此，需要对单三相电能表进行可靠性10年～20年寿命加速测试，表计需要10只左右，加速寿命老化时间23～32天左右，温度85℃，湿度85~95%。现有技术的可靠性测试台中，电表检验装置、高温高湿箱基本上各自独立，表在高温高湿箱内接线又乱又杂，蜘蛛网一样交织，设备利用率不高，浪费测试人力、物力资源成本，安全隐患大，产品方案多时，可靠性测试成了一大瓶颈；此外，由于高温高湿箱和电能表检验装置没有集成一体，电能表高温高湿加速寿命测试，温度只能通过高温高湿系统控制，不能实现计算机系统自动控制，夜间无人值守时，有安全隐患；而且，由于高温高湿箱与检验装置的独立性，以及测试平台的不可监视性，只有一个测试周期完成后，才能判断表好坏，不能实现计算机对表实时监控自动化测试，也不能人工实时观察每一只表运行状况。另一方面，由于单相表和三相表的测试设备各自独立，导致设备负荷较多，接线相当繁琐，因此，急需研制出一种单三相电能表集成可靠性测试台，实现单三相表多表位集成高温高湿加速寿命可靠性测试，以及计算机控制系统对可靠性测试台温度湿度控制，并实现计算机系统实时监控自动化测试以及人工实时监控。
发明内容
为适应电力领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种单三相表集成可靠性试验测试台，实现电能表工作状态的实时监测以及自动化测试。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种单三相表集成可靠性测试台，包括：
源输出模块：包括信号源模块，功放模块，多路电压互感器，信号源模块的输出端与功放模块连接，功放模块的输出端与三相被检表的输入端连接，功放模块的输出端还与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表连接，所述源输出模块用于输出模拟电压电流信号，供被检表采样；
数据采集模块：包括标准表和第一脉冲驱动板，标准表的电压电流输入端与所述功放模块的输出端连接，标准表的输出端通过所述第一脉冲驱动板与信号源模块连接，所述标准表用于采集源输出模块输出的电压电流值，并通过第一脉冲驱动板反馈到所述信号源模块，使所述信号源模块调整输出值；
误差测试模块：包括误差仪，其信号输入端分别与被检表和标准表的信号输出端连接，用于采样被检表发出低频脉冲和标准表发出的高频脉冲数，并计算出相对误差；
单三相切换模块：设置在所述源输出模块和被检表之间，包括单三相切换板，0号误差仪，继电器模板和摇头开关，所述摇头开关与所述0号误差仪连接，所述0号误差仪与所述继电器模块连接，所述继电器模块的触点设置在所述单三相切换板上，所述0号误差仪用于根据所述摇头开关的状态，输出信号来控制所述继电器得失电，进而驱动所述单三相切换板将所述源输出模块输出的电压电流信号切换到三相被检表或者单相被检表；
高温高湿模块：包括设置在被检表上方的高温高湿箱，所述高温高湿箱内设置有加热器和加湿器，用于控制被检表的环境温度和湿度；
PC端：与所述源输出模块、误差测试模块、高温高湿模块连接，用于控制所述高温高湿和所述源输出模块，并接收所述误差测试模块发送的相对误差信息。
所述源输出模块中，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表的电压输入端连接，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块后，并接多个三相被检表的电压输入端；功放模块的一相电流输出高端串接每一个单相被检表后，与功放模块的该相电流输出低端连接；功放模块的三相电流输出高端分别串接每一个三相被检表后，与功放模块的三相电流输出低端连接。
所述继电器模块包括4个继电器，所述4个继电器的触点分别为开关K1，开关K2，三相开关K3和开关K4，所述功放模块的一相电流输出高端IAH与开关K1的一端连接，所述开关K1的另一端依次连接多个单相被检表的电流输入输出端口后，与开关K2的一端连接，开关K2的另一端与功放模块的一相电流输出低端IAL连接，所述功放模块的三相电流输高出端IAH、IBH、ICH分别与三相开关K3的一端连接，三相开关K3的另一端分别依次连接多个三相被检表的三相电流输入输出端口后，与所述功放模块的电流输出低端IAL、IBL、ICL分别连接。
所述单三相切换模块还包括标准表单三相切换模块和误差仪单三相切换模块，所述标准表单三相切换模块用于将功放模块的输出电压信号切换到标准表的单相电压端子UA和UN上或标准表的三相电压端子UA、UB、UC和UN上；所述误差仪单三相切换模块用于将所述误差仪的通讯端子切换到单相误差仪或多相误差仪上。
所述摇头开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的输入端连接开关电源，其第一输出端和第二输出端分别连接在0号误差仪的两个输入端上。
所述信号源模块包括CPU，频率基准发生器、计数器、RAM以及6路D/A转化器，RAM用于存放通过数字调频、调幅、调相得到正弦波数字量，频率基准发生器通过计数器将存放于RAM中的正弦波数字量输入所述6路D/A转化器，经过所述6路D/A转化器转化得到的正弦波模拟量输入所述功放模块。
所述源输出模块包括12路电压互感器，所述测试台上设置有12位单相表挂表架和8位三相表挂表架，所述挂表架上每一表位上设置有两个通讯端口，其中一个用于通过串口服务器与PC端连接，另一端用于与所述误差仪连接。
所述误差测试模块还包括：
常规测试模块：用于对基本误差、标准偏差、潜动、起动等检定项目进行检定，对电压、频率、逆相序、电压不平衡、谐波影响等影响量引起的改变量的测定；
常数校核模块：用于通过485读取表的起值，运行一段时间后读取终值，计算走字量，分析走字误差；记录表计量脉冲数，计算表理论电量，和标准电量比照，分析计量误差；
多功能测试模块：用于探测表地址，进行通信规约一致性检查，以及进行电压中断测试，电压跌落测试，电压缓升缓降测试。
所述的一种单三相表集成可靠性测试台，还包括电压中断模块，所述电压中断模块与PC端通信连接，用于根据PC端的控制信号来控制被检表的电压中断。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明提出了一种单三相表集成可靠性试验测试台，实现单三相电能表复合集成测试，在高温高湿条件下，可同时检定相同规格、不同常数的各种单、三相电能表，有效解决产品方案多，可靠性测试周期长的瓶颈，提高设备利用率，节省测试人力、物力资源成本，解决杂乱无章接线，提高了实验安全性；
2、能实现单三相电能表高温加速寿命老化测试，可以通过计算机系统控制高温高湿老化系统控制器来控制温湿度，温度30℃~100℃，湿度40~100%可调，进一步提高实验在无人值守时安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种单三相表集成可靠性测试台的电路结构示意图；
图2为本发明提出的一种单三相表集成可靠性测试台的挂表架的电压电流回路接线；
图3为标准表单三相切换的电路连接示意图；
图4为信号源模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种单三相表集成可靠性测试台，包括：
源输出模块：包括信号源模块，功放模块，多路电压互感器，信号源模块的输出端与功放模块连接，功放模块的输出端与三相被检表的输入端连接，功放模块的输出端还与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表连接，所述源输出模块用于输出模拟电压电流信号，供被检表采样；
数据采集模块：包括标准表和第一脉冲驱动板，标准表的电压电流输入端与所述功放模块的输出端连接，标准表的输出端通过所述第一脉冲驱动板与信号源模块连接，所述标准表用于采集源输出模块输出的电压电流值，并通过第一脉冲驱动板反馈到所述信号源模块，使所述信号源模块调整输出值；
误差测试模块：包括误差仪，第一脉冲驱动板和第二脉冲驱动板，其信号输入端分别与被检表和标准表的信号输出端连接，用于采样被检表发出低频脉冲和标准表发出的高频脉冲数，并计算出相对误差；
单三相切换模块：设置在所述源输出模块和被检表之间，包括单三相切换板，0号误差仪，继电器模板和摇头开关，所述摇头开关与所述0号误差仪连接，所述0号误差仪与所述继电器模块连接，所述继电器模块的触点设置在所述单三相切换板上，所述0号误差仪用于根据所述摇头开关的状态，输出信号来控制所述继电器得失电，进而驱动所述单三相切换板将所述源输出模块输出的电压电流信号切换到三相被检表或者单相被检表；
高温高湿模块：包括设置在被检表上方的高温高湿箱，所述高温高湿箱内设置有加热器和加湿器，用于控制被检表的环境温度和湿度；
PC端：与所述源输出模块、误差测试模块、高温高湿模块连接，用于控制所述高温高湿和所述源输出模块，并接收所述误差测试模块发送的相对误差信息。
进一步地，所述源输出模块中，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表的电压输入端连接，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块后，并接多个三相被检表的电压输入端；功放模块的一相电流输出高端串接每一个单相被检表后，与功放模块的该相电流输出低端连接；功放模块的三相电流输出高端分别串接每一个三相被检表后，与功放模块的三相电流输出低端连接。
其中，功放模块输出的单相电压由12路电压互感器隔离，输出AC220V±33V可调电压；单相电能表电压电流共用高端，如果电压电流不隔离，每表位电流回路经电压回路分流，造成单相电能表功率不准，误差偏大，通过电压互感器进行隔离，可以避免该误差。
进一步地，所述继电器模块包括4个继电器，所述4个继电器的触点分别为开关K1，开关K2，三相开关K3和开关K4，如图2所示，所述功放模块的一相电流输出高端IAH与开关K1的一端连接，所述开关K1的另一端依次连接多个单相被检表的电流输入输出端口后，与开关K2的一端连接，开关K2的另一端与功放模块的一相电流输出低端IAL连接，所述功放模块的三相电流输高出端IAH、IBH、ICH分别与三相开关K3的一端连接，三相开关K3的另一端分别依次连接多个三相被检表的三相电流输入输出端口后，与所述功放模块的电流输出低端IAL、IBL、ICL分别连接。当处于单相电表测试模式时，开关K1，K2闭合，开关K3，K4断开，当处于三相表测试模式时，开关K3闭合，开关K1，K2，K4断开，当处于单三相模式时，K1，K2，K3闭合，K4断开。因此，通过摇头开关进行测试模式切换时，只需使上述4个继电器的控制信号给出对应输出即可。当单相表和三相表电压和电流不同时，电源摇头开关分别切换到单相、三相，测试台可实时检测每只单、三相表；当单相表和三相表电压和电流相同时，电源转换开关切换到单三相，测试台同时实时检测每一只单三相表。
进一步地，所述单三相切换模块还包括标准表单三相切换模块和误差仪单三相切换模块，所述标准表单三相切换模块用于将功放模块的输出电压信号切换到标准表的单相电压端子UA和UN上或标准表的三相电压端子UA、UB、UC和UN上；所述误差仪单三相切换模块用于将所述误差仪的通讯单子切换到单相误差仪或多相误差仪上。
进一步地，如图3所示，所述摇头开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的输入端连接开关电源，其第一输出端和第二输出端分别连接在0号误差仪的两个输入端上，当摇头开关的输入端与第一输出端连接时，表示单相电表测试模式、与第二输出端连接时，表示单三相电表测试模式，空接时，表示三相电表测试模式。
进一步地，如图4所示，所述信号源模块包括CPU，频率基准发生器、计数器、RAM以及6路D/A转化器，RAM用于存放通过数字调频、调幅、调相得到正弦波数字量，频率基准发生器通过计数器将存放于RAM中的正弦波数字量输入所述6路D/A转化器，经过所述6路D/A转化器转化得到的正弦波模拟量输入所述功放模块。其中，信号源幅值调节采用16位D/A转换器，使调节细度达到0.01%满度。功率放大器采用调制功率放大器，并设计完善电压短路过载、电流开路、过载保护及快速限流保护措施，使功率放大器能长期稳定可靠工作。
进一步地，所述源输出模块包括12路电压互感器，所述测试台上设置有12位单相表挂表架和8位三相表挂表架，所述挂表架上每一表位上设置有两个通讯端口，其中一个用于通过串口服务器与PC端连接，另一端用于与所述误差仪连接。其中，单/三相表每6表位的地需接在一起，即单相表第一表位~第六表位地连在一起、单相表第七表位~第十二表位地连在一起、三相表第十三表位~第十八表位地连在一起、第十九表位~第二十表位地连在一起，后引出两根，一根作为时钟地，一根作为电能脉冲地。
此外，所述误差测试模块还包括：常规测试模块：用于对基本误差、标准偏差、潜动、起动等检定项目进行检定，对电压、频率、逆相序、电压不平衡、谐波影响等影响量引起的改变量的测定；常数校核模块：用于通过485读取表的起值，运行一段时间后读取终值，计算走字量，分析走字误差；记录表计量脉冲数，计算表理论电量，和标准电量比照，分析计量误差；多功能测试模块：用于探测表地址，进行通信规约一致性检查，以及进行电压中断测试，电压跌落测试，电压缓升缓降测试。
进一步地，所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，还包括电压中断模块，所述电压中断模块与PC端通信连接，用于根据PC端的控制信号来控制被检表的输入电压中断。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，包括：
源输出模块：包括信号源模块，功放模块，多路电压互感器，信号源模块的输出端与功放模块连接，功放模块的输出端与三相被检表的输入端连接，功放模块的输出端还与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表连接，所述源输出模块用于输出模拟电压电流信号，供被检表采样；
数据采集模块：包括标准表和第一脉冲驱动板，标准表的电压电流输入端与所述功放模块的输出端连接，标准表的输出端通过所述第一脉冲驱动板与信号源模块连接，所述标准表用于采集源输出模块输出的电压电流值，并通过第一脉冲驱动板反馈到所述信号源模块，使所述信号源模块调整输出值；
误差测试模块：包括误差仪，其信号输入端分别与被检表和标准表的信号输出端连接，用于采样被检表发出低频脉冲和标准表发出的高频脉冲数，并计算出相对误差；
单三相切换模块：设置在所述源输出模块和被检表之间，包括单三相切换板，0号误差仪，继电器模块和摇头开关，所述摇头开关与所述0号误差仪连接，所述0号误差仪与所述继电器模块连接，所述继电器模块的触点设置在所述单三相切换板上，所述0号误差仪用于根据所述摇头开关的状态，输出信号来控制所述继电器模块得失电，进而驱动所述单三相切换板将所述源输出模块输出的电压电流信号切换到三相被检表或者单相被检表；
高温高湿模块：包括设置在被检表上方的高温高湿箱，所述高温高湿箱内设置有加热器和加湿器，用于控制被检表的环境温度和湿度；
PC端：与所述源输出模块、误差测试模块、高温高湿模块连接，用于控制所述高温高湿和所述源输出模块，并接收所述误差测试模块发送的相对误差信息；
所述源输出模块中，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块与多路电压互感器的输入端连接，多路电压互感器的输出端分别与一个单相被检表的电压输入端连接，功放模块的电压输出端通过所述单三相切换模块后，并接多个三相被检表的电压输入端；功放模块的一相电流输出高端串接每一个单相被检表后，与功放模块的该相电流输出低端连接；功放模块的三相电流输出高端分别串接每一个三相被检表后，与功放模块的三相电流输出低端连接；
所述继电器模块包括4个继电器，所述4个继电器的触点分别为开关K1，开关K2，三相开关K3和开关K4，所述功放模块的一相电流输出高端IAH与开关K1的一端连接，所述开关K1的另一端依次连接多个单相被检表的电流输入输出端口后，与开关K2的一端连接，开关K2的另一端与功放模块的一相电流输出低端IAL连接，所述功放模块的三相电流输高出端IAH、IBH、ICH分别与三相开关K3的一端连接，三相开关K3的另一端分别依次连接多个三相被检表的三相电流输入输出端口后，与所述功放模块的电流输出低端IAL、IBL、ICL分别连接；当处于单相电表测试模式时，开关K1，K2闭合，开关K3，K4断开，当处于三相表测试模式时，开关K3闭合，开关K1，K2，K4断开，当处于单三相模式时，K1，K2，K3闭合，K4断开，通过摇头开关进行测试模式切换时，只需使上述4个继电器的控制信号给出对应输出即可，当单相表和三相表电压和电流不同时，电源摇头开关分别切换到单相、三相，测试台可实时检测每只单、三相表；当单相表和三相表电压和电流相同时，电源转换开关切换到单三相，测试台同时实时检测每一只单三相表。
2.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，所述单三相切换模块还包括标准表单三相切换模块和误差仪单三相切换模块，所述标准表单三相切换模块用于将功放模块的输出电压信号切换到标准表的单相电压端子UA和UN上或标准表的三相电压端子UA、UB、UC和UN上；所述误差仪单三相切换模块用于将所述误差仪的通讯端子切换到单相误差仪或多相误差仪上。
3.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，所述摇头开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的输入端连接开关电源，其第一输出端和第二输出端分别连接在0号误差仪的两个输入端上。
4.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，所述信号源模块包括CPU，频率基准发生器、计数器、RAM以及6路D/A转化器，RAM用于存放通过数字调频、调幅、调相得到正弦波数字量，频率基准发生器通过计数器将存放于RAM中的正弦波数字量输入所述6路D/A转化器，经过所述6路D/A转化器转化得到的正弦波模拟量输入所述功放模块。
5.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，所述源输出模块包括12路电压互感器，所述测试台上设置有12位单相表挂表架和8位三相表挂表架，所述挂表架上每一表位上设置有两个通讯端口，其中一个用于通过串口服务器与PC端连接，另一端用于与所述误差仪连接。
6.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，所述误差测试模块还包括：常规测试模块：用于对基本误差、标准偏差、潜动、起动检定项目进行检定，对电压、频率、逆相序、电压不平衡、谐波影响影响量引起的改变量的测定；常数校核模块：用于通过485读取表的起值，运行一段时间后读取终值，计算走字量，分析走字误差；记录表计量脉冲数，计算表理论电量，和标准电量比照，分析计量误差；多功能测试模块：用于探测表地址，进行通信规约一致性检查，以及进行电压中断测试，电压跌落测试，电压缓升缓降测试。
7.根据权利要求1所述的一种单三相表集成可靠性测试台，其特征在于，还包括电压中断模块，所述电压中断模块与PC端通信连接，用于根据PC端的控制信号来控制被检表的电压中断。
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