CN106872930B - 一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置，包括：信号发生模块，用于产生特定的交流信号；继电器控制模块，用于利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合；电流检测模块，用于分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性；以及电压检测模块，用于分别测量检测设备的三相电压端和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性。本发明的有益效果在于：本发明的技术方案提供的装置实现了相关工作的自动化检测，克服了人工检测操作方式作业效率低下和安全隐患大的缺点，极大地提高了电能表现场检测的工作效率和安全水平。
Description
技术领域
本发明涉及电工仪器仪表行业用电服务领域，并且更具体地，涉及一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置及方法。
背景技术
按照DL/T 448《电能计量装置技术管理规程》的相关要求，为了监控运行中电能表的计量准确性，应对不同分类的电能表开展周期检测或抽样测试等现场检测工作。电能表的现场检测方法主要是使用现场检测设备在电能表实际运行环境下，将现场检测设备的电压测试线并联接入电能表的电压回路，将现场检测设备的电流测试线串联接入电能表的电流回路，从而对电能表的准确度进行现场检测。
由于运行中电能表与电压互感器和电流互感器的二次侧直接连接，为了避免新接入的现场检测设备对电压互感器和电流互感器的运行产生安全影响，应确保现场检测设备的电流测试回路保持短路状态，电压测试回路保持开路状态。在将现场检测设备接入电能表的运行线路之前，需由工作人员使用万用表依次检测现场检测设备设备是否满足断路要求。这种检测方法由于人工作业步骤繁多，一方面影响检测效率，另一方面容易受作业人员的操作方法影响发生漏测和测量不准的情况，给实际的现场检测工作带来诸多不便和安全隐患。
因此，需要一种检测装置用于对电能表现场检测设备的回路通断性进行检测。
发明内容
本发明提供了一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置及方法，以解决电能表现场检测设备的回路通断性检测问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方法，提供了一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置，所述装置包括：信号发生模块、继电器控制模块、电流检测模块和电压检测模块，
所述信号发生模块，用于产生特定的交流信号；
所述继电器控制模块，用于利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合；
所述电流检测模块，用于分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性；以及
所述电压检测模块，用于分别测量检测设备的三相电压端和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性。
优选地，其中所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A。
优选地，其中所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。
优选地，其中所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。
优选地，其中所述电流检测模块具体用于：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；以及
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况。
优选地，其中所述电压检测模块具体用于：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压相连接；
分别测量所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值；以及
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电能表现场检测设备的回路通断性自检方法，所述方法包括：
信号发生电路产生特定的交流信号；
利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合；
分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性；以及
分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性。
优选地，其中所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A。
优选地，其中所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。
优选地，其中所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。
优选地，其中所述分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性包括：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；以及
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况。
优选地，其中所述分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性包括：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压相连接；
分别测量所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值；以及
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题。
本发明的有益效果在于：
本发明的技术方案提供了一种对电能表现场检测设备的回路通断性进行检测的装置，能够实现相关工作的自动化检测，克服了人工检测操作方式作业效率低下和安全隐患大的缺点，极大地提高了电能表现场检测的工作效率和安全水平。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检装置100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的信号发生模块的示意图；
图3为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的示意图；
图4为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检装置的示意图；
图5为根据本发明实施方式的根据电流测量值检测回路通断性的连接示意图；
图6为根据本发明实施方式的根据电压测量值检测回路通断性的连接示意图；以及
图7为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检方法700的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检装置100的结构示意图。如图1所示，所述电能表现场检测设备的回路通断性自检装置100用于对电能表现场检测设备的回路通断性进行检测。所述电能表现场检测设备的回路通断性自检装置100包括：信号发生模块101、继电器控制模块102、电流检测模块103和电压检测模块104。
优选地，在所述信号发生模块101产生特定的交流信号。优选地，其中所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A。图2为根据本发明实施方式的信号发生模块的示意图。如图2所示，U1为运算放大器，与电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C2组成正弦波发生器，产生50Hz的正弦波信号WOUT1；其中，WOUT1的电压有效值为0.6V至0.8V，然后WOUT1信号通过电容C3隔离直流成分，经过U2功率放大器生成WOUT2交流源，WOUT2交流源的电压有效值控制在5V～10V之间，供测试线检查用。其中，R9为限流电阻，使WOUT2的电流小于0.6A。
图3为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的示意图。如图3所示，通过检测的Ia+与Ia-端子间、Ib+与Ib-端子间、Ic+与Ic-端子间的电流是否满足要求，然后依次检查Ua、Ub、Uc和Uo四个段子的任意的两个端子之间的电压是否满足要求。
图4为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检装置的示意图。如图4所示，在如图3所示的现场检测设备的电压回路的Uo端子侧加入继电器K1和如图2所示的信号发生模块101，同时芯片U3与DSP芯片U5的GPIO18路管脚相连。
优选地，在所述继电器控制模块102利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合。其中，所述继电器控制模块102包括：继电器K1和芯片U3。在执行自检功能时，DSP通过GPIO18发送继电器控制信号，经继电器控制信号驱动芯片U3使继电器K1闭合，使信号发生模块的信号WOUT2接入电压零线Uo。
优选地，在所述电流检测模块103分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性。优选地，其中所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。优选地，其中所述电流检测模块103具体用于：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；以及
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况。图5为根据本发明实施方式的根据电流测量值检测回路通断性的连接示意图。如图5所示，通过电流测试线从电流极性端Ia+、Ib+和Ic+依次接入现场检测设备的电压接线孔Ua、Ub和Uc，非极性端Ia-、Ib-和Ic-并接在电压接线孔Uo。在本发明的实施方式中，设置第一预设电流阈值为0.5A，第二预设电流阈值为0.005A。然后通过芯片U4分别测量Ia+端子与Ia-端子间、Ib+端子与Ib-端子间以及Ic+端子与Ic-端子间的电流测量值来判断回路是否正常。若某相的电流测量值大于0.5A，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于0.005A，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况。
优选地，在所述电压检测模块104分别测量检测设备的三相电压端和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性。优选地，其中所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。优选地，其中所述电压检测模块104具体用于：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压相连接；
分别测量所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值；以及
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题。图6为根据本发明实施方式的根据电压测量值检测回路通断性的连接示意图。如图6所示，将上述检测电流测量值的外部测试线断开，将电压测试线接电表端的Ua、Ub、Uc分别与Uo插头接在一起，启动测试线检查功能。在本发明的实施方式中，设置第一预设电压阈值为5V-，第二预设电压阈值为7V，第三预设电压阈值为0.5V。通过芯片U4测量Ua端子、Ub端子、Uc端子H和Uo端子之间的电压测量值来判断回路是否正常，所示电压测量值包括：Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc和Uac，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于5V且小于7V，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于0.5V，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题。
图7为根据本发明实施方式的电能表现场检测设备的回路通断性自检方法700的流程图。如图7所示，所示电能表现场检测设备的回路通断性自检方法700用于对电能现场检测设备的回路通断性进行检测，所述自检方法700从步骤701处开始，在步骤701信号发生电路产生特定的交流信号。优选地，其中所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A。
优选地，在步骤702利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合。
优选地，在步骤703分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性。优选地，其中所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。优选地，其中所述分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性包括：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况。
优选地，在步骤704分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性。优选地，其中所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。优选地，其中所述分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性包括：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压相连接；
分别测量所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值；
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (6)
1.一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置，其特征在于，所述装置包括：信号发生模块、继电器控制模块、电流检测模块和电压检测模块，
所述信号发生模块，用于产生特定的交流信号；
所述继电器控制模块，用于利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合；
所述电流检测模块，用于分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性；其中，所述电流检测模块具体用于：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况；
以及
所述电压检测模块，用于分别测量检测设备的三相电压端和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性；其中，所述电压检测模块具体用于：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值；以及
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题；
其中，所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A；所述信号发生模块，包括：U1为运算放大器，与电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C2组成正弦波发生器，产生50Hz的正弦波信号WOUT1；WOUT1的电压有效值为0.6V至0.8V，WOUT1信号通过电容C3隔离直流成分，经过U2功率放大器生成WOUT2交流源，WOUT2交流源的电压有效值控制在5V～10V之间，供测试线检查用；其中，R9为限流电阻，使WOUT2的电流小于0.6A。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。
4.一种电能表现场检测设备的回路通断性自检方法，其特征在于，所述方法包括：
信号发生电路产生特定的交流信号；
利用继电器控制信号驱动芯片控制继电器闭合；
分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性；以及
分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性；
其中，所述分别测量检测设备的三相电流端的电流测量值，并与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性包括：
分别将所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应的电压端相连接，并将所述检测设备的三相中每相的电流非极性端与基准电压端相连接；
分别测量所述检测设备的三相中每相的电流极性端与对应相的电流非极性端之间的电流测量值；
分别将所述检测设备的三相中每相的电流测量值与预设电流阈值进行比较，判断所述检测设备的每相电流回路的通断性，其中，若某相的电流测量值大于第一预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路正常；若某相的电流测量值小于第二预设电流阈值，则表示该电流测量值对应的回路存在断路情况；
所述分别测量检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值，并与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性包括：
将所述检测设备的三相电压端分别与基准电压相连接；
分别将所述检测设备的三相电压端的电压测量值和各相之间的电压测量值与预设电压阈值进行比较，判断所述检测设备的电压回路的通断性，其中，若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值大于第一预设电压阈值且小于第二预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路正常；若某相电压端的电压测量值或某两相之间的电压测量值小于第三预设电压阈值，则表示该电压测量值对应的回路存在断路问题；
其中，所述交流信号的电压的有效值范围为5V到10V，电流小于0.6A；所述信号发生模块，包括：U1为运算放大器，与电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C2组成正弦波发生器，产生50Hz的正弦波信号WOUT1；WOUT1的电压有效值为0.6V至0.8V，WOUT1信号通过电容C3隔离直流成分，经过U2功率放大器生成WOUT2交流源，WOUT2交流源的电压有效值控制在5V～10V之间，供测试线检查用；其中，R9为限流电阻，使WOUT2的电流小于0.6A。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值和第二预设电流阈值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设电压阈值包括：第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值。
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