CN106959428B - 电能表故障激励测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能表故障激励测试装置，其中该装置包括固定装置、电源装置、标准电能表、上位机和控制器；其中，上位机用于获取测试人员输入的预设运行信号；控制器与上位机电连接，用于接收预设运行信号并发射预设控制信号；电源装置与控制器电连接，用于接收预设控制信号并发射预设驱动信号；标准电能表与电源装置电连接，用于接收预设驱动信号并显示标准电能值；固定装置与电源装置电连接，用于固定待测电能表并接收预设驱动信号。本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置模拟电能表运行状态对电能表进行检验测试及筛选，故该装置降低了电能表运行中出现故障的可能性，提前发现电能表潜在故障，减小了用户或供电企业的经济损失。

Description

电能表故障激励测试装置

技术领域

本发明涉及电能表技术领域，具体而言，涉及一种电能表故障激励测试装置。

背景技术

目前，电能表已广泛地应用在供电企业和用户中，电能表的质量直接关系到计量电能的准确性和电力市场交易中的公平原则。目前，为保证电能表安全稳定地运行，电能表在安装之前均经过供货前全性能试验抽检试验和供货后的全检验收，测试试验合格的产品才可投入使用。

但是，由于现有电能表使用环境复杂，电能表在使用过程中还是出现黑屏、通信失败或计量错误等故障导致电能表数据采集的准确率降低，对用户或供电企业造成了经济损失，违背了电力市场交易中的公平原则。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种电能表故障激励测试装置，该装置旨在解决电能表现场运行电能表出现故障率高的问题。

一个方面，本发明提出了一种电能表故障激励测试装置，该装置包括：固定装置、电源装置、标准电能表、上位机和控制器；其中，所述上位机用于获取测试人员输入的预设运行信号；所述预设运行信号用于确定待测电能表运行环境和运行状态；所述控制器与所述上位机电连接，用于接收所述预设运行信号并发射预设控制信号；所述预设控制信号用于控制所述电源装置运行；所述电源装置与所述控制器电连接，用于接收所述预设控制信号并发射预设驱动信号；所述预设驱动信号用于驱动待测电能表和所述标准电能表运行；所述标准电能表与所述电源装置电连接，用于接收所述预设驱动信号并显示标准电能值；所述固定装置与所述电源装置电连接，用于固定所述待测电能表并接收所述预设驱动信号；所述待测电能表显示的待测电能值和所述标准电能值用于比较并计算所述待测电能表的电能误差值。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述电能表故障激励测试装置还包括：误差计算模块；所述误差计算模块通过接口模块分别与所述固定装置和所述标准电能表电连接，用于接收所述待测电能值和所述标准电能值，比较计算所述电能误差值并保存后，将所述电能误差值发射给所述上位机；所述上位机还用于接收并显示所述电能误差值。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述电能表故障激励测试装置还包括：数据打印模块；所述数据打印模块与所述误差计算模块电连接，用于接收并根据需求打印所述电能误差值。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述接口模块包括：电力线载波通信单元和/或无线通信单元；其中，所述误差计算模块通过所述电力线载波通信单元或所述无线通信单元读取所述待测电能值和所述标准电能值。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述电源装置包括：第一电源模块和第二电源模块；所述第一电源模块用于发射预设谐波更改所述待测电能表的运行环境；所述第二电源模块与所述固定装置和所述标准电能表电连接，用于驱动所述待测电能表和所述标准电能表运行。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述预设驱动信号包括电压信号、电流信号和通信信号。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述固定装置包括：支撑架和多个并列设置的接表座；其中，所述支撑架用于固定所述接表座；各所述接表座均与所述待测电能表和所述电源装置电连接。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，各所述接表座均通过鳄鱼夹与所述待测电能表的电压端子相连接。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述支撑架的底部并列设置有多个可转动轮子。

进一步地，上述电能表故障激励测试装置中，所述电能表故障激励测试装置还包括：报警器；其中，所述报警器连接于所述电源模块和所述固定装置之间，用于检测所述待测电能表的接线。

本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置可以在电能表安装前模拟电能表运行状态对电能表再次进行抽检，根据观察待测电能表的显示屏或比较待测电能值和标准电能值来确定待测电能表是否合格，测试合格的产品才可投入使用，因此该装置可以对电能表进行进一步筛选，故该装置提高了电能表的实验室检测能力，大大地降低了实际使用时电能表出现黑屏、通信失败或计量错误等故障的可能性，减小了用户或供电企业的经济损失。另外，该装置结构简单，易于实现。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的又一结构框图；

图3为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的又一结构框图；

图4为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置中电源装置的结构框图；

图5为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置中固定装置的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1，图1为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的结构框图。如图所示，该装置包括：固定装置400、电源装置300、标准电能表500、上位机100和控制器200；其中，

上位机100用于获取测试人员输入的预设运行信号，预设运行信号用于确定待测电能表运行环境和运行状态。需要说明的是，预设运行信号需要根据实际情况确定，可以包括电压信号、电流信号、通信信号、运行湿度信号、运行温度信号和谐波信号，当然可以为其中一种或多种组合，预设运行信号还可以为规律性的试验方案，其中，各个信号通常情况下默认为电能表的常规运行状态，例如电压信号默认为电能表的额定电压，实验室的运行温度和运行湿度需要根据预设运行信号确定默认为常温常湿，预设运行信号主要根据试验项目确定，可以设置为频繁通断电、频繁通信或环境因素测试等，本实施例对其不做任何限定。

具体地，上位机100可以设置有多个选择按钮和多个数据输入界面，例如电压选择按钮、电流选择按钮、频率选择按钮、相位选择按钮、通断电次数及间隔时间和通信的通断次数及间隔时间。上位机100的电压调节细度和电流调节细度均可以为10％、1％、0.1％和0.01％，频率选择按钮的频率调节范围为45.00Hz～60.00Hz，频率调节细度为10Hz、1Hz、0.1Hz和0.01Hz，相位输出按钮的相位选择范围为0～359.99，通过上位机100输入的通断电间隔时间至少为10ms，通过上位机100输入的通信通断间隔时间为50ms～1min，通断电和通信的通断次数至少为1次，而且频繁通断电和频繁通信的试验时间可以为按照通断次数或总时间选择。另外，上位机100还设置有“暂停”、“继续”“取销”和“重新开始”按钮，用于暂停或重新开始试验的控制，上位机100还可以自动保存预设运行信号，用于防止突发停电恢复后默认按照上次试验的预设值继续试验。

控制器200与上位机100电连接，用于接收预设运行信号并发射预设控制信号，预设控制信号用于控制电源装置300的运行。具体实施时，控制器可以选择单片机等处理器。预设控制信号根据上位机100获取的预设运行信号确定，预设控制信号可以用来控制电源装置300的运行状态，例如控制电源装置300的输出电压和输出电流等。

电源装置300与控制器200电连接，用于接收预设控制信号并发射预设驱动信号，预设驱动信号用于驱动待测电能表和标准电能表500运行。

具体实施时，电源装置300根据接收的预设控制信号发射预设驱动信号，预设驱动信号主要用来驱动待测电能表和标准电能表500的运行状态，包括待测电能表和标准电能表500运行的电压信号、电流信号和通信信号。具体地，电压信号和电流信号可以为间隔通断电信号，即电压信号或电流信号可以为方波形式的信号且低电压或低电流为零，通信信号也可以为间隔通断信号，如此便可以模拟测试待测电能表在频繁通断电或频繁通信时计量电能值的准确率。电源装置300的输出电压量程可以为57.7V、100V、220V和380V，电源装置300的输出电流量程可以为0.1A、0.25A、0.5A、1A、2.5A、5A、10A、20A、50A和100A，电源装置300的输出功率稳定度为0.05，电源装置300的电压波形失真度和电流波形失真度均不大于0.5％。

标准电能表500与电源装置300电连接，用于接收预设驱动信号并显示标准电能值。具体地，标准电能表500按照预设驱动信号运行，标准电能表500显示标准电能值，标准电能值用来和待测电能值比较计算待测电能表的电能误差值。优选地，该装置可以设置有一个电源柜，其中，电源装置300、标准电能表500、上位机100和控制器200均可以放置于电源柜内。

固定装置400与电源装置300电连接，用于固定待测电能表并接收预设驱动信号，待测电能表显示的待测电能值和标准电能值用于比较并计算待测电能表的电能误差值。

具体地，固定装置400可以固定多个单向待测电能表或多个三相待测电能表且与单向待测电能表或三相待测电能表电连接，电源装置300按照预设驱动信号驱动多个待测电能表运行，待测电能表可以显示待测电能值，实验人员可以通过观察待测电能表的显示屏或者比较标准电能值和待测电能值进而计算待测电能表的电能误差值来确定待测电能表是否合格，待测电能表的合格标准可以根据实际情况确定，本实施例对其不做任何限定。

本实施例的电能表故障激励测试原理为：根据电能表所需使用的环境和状态，确定待测电能表预设运行信号，实验人员通过上位机100设定预设运行信号，实验室的环境达到预设运行信号，控制器200按照预设运行信号发射预设控制信号给电源装置300，电源装置300根据预设控制信号发射预设驱动信号给固定装置400和标准电能表500，固定装置400按照预设驱动信号驱动待测电能表运行并且显示待测电能值，标准电能表500按照预设驱动信号运行显示标准电能值。该装置可以模拟电能表的六种典型运行状态：高温过电压状态、频繁通信状态、高温高湿状态、频繁通断电状态、谐波环境状态和过电流状态，其中，谐波环境状态为电能表工作环境中含有大量的谐波影响其运行，温度、湿度和谐波影响的环境因素试验主要通过调节实验室的环境实现，过电流电压、频繁通断电和频繁通信可以通过控制器200按照预设运行信号发射预设控制信号给电源装置300进而驱动待测电能表和标准电能表500按照试验需要实现；实验人员可以通过观察待测电能表的显示屏或者比较标准电能值和待测电能值进而计算待测电能表的电能误差值来确定待测电能表是否合格进而对待测电能表进行抽检测试。

本实施例中提供的电能表故障激励测试装置可以在电能表安装前模拟电能表运行状态对电能表再次进行抽检，根据观察待测电能表的显示屏或比较待测电能值和标准电能值来确定待测电能表是否合格，测试合格的产品才可投入使用，因此该装置可以对电能表进行进一步筛选，故该装置提高了电能表的实验室检测能力，大大地降低了实际使用时电能表出现黑屏、通信失败或计量错误等故障的可能性，提高了采集电能表数据的准确率，减小了用户或供电企业的经济损失，提高了电力市场交易中的公平原则。另外，该装置结构简单，易于实现。

参见图2，图2为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的又一结构框图。在上述实施例中，如图所示，该装置还包括：误差计算模块700。误差计算模块700可以通过接口模块600分别与待测电能表和标准电能表500电连接，用于接收待测电能值和标准电能值，比较并计算电能误差值后，保存电能误差值并将电能误差值发射给上位机100，上位机100还用于接收并显示电能误差值。

具体地，误差计算模块700可以通过接口模块600读取多个待测电能表和标准电能表500的电能值后比较并计算待测电能表的能误差值，同时，误差计算模块700可以保存多个电能表的电能误差值，还可以将多个电能误差值绘制成曲线保存并发射给上位机，上位机100可以根据需求显示待测电能表的电能误差值。其中，电能误差值可以是一个待测电能表不同时刻的电能误差值曲线或表格，也可以是多个待测电能表的电能误差值曲线或表格本实施例对器不做任何限定。上位机100还可以切换地显示电能误差值、电能误差值曲线或预设运行信号。其中，接口模块600可以包括电力线载波通信单元和无线通信单元中的一种或两种，当然，接口模块600也可以配置多种电力线载波通信芯片和多种无线通信芯片，而且，电力线载波通信单元和无线通信单元可以共用一个可插拔的接口，该装置可以通过电力线载波通信单元或无线通信单元定时读取待测电能表和标准电能表500的电能值并记录保存，还可以记录任意时间段内电压、电流、相位、频率等信息通过表格形式保存。

可以看出，测试人员可以直接根据显示的电能误差值确定待测电能表的电能计量准确率，模拟测试结果一目了然无需计算，因此该装置节省了实验人员比较计算电能误差值的时间进而减少了测试的时间，提高了测试的效率。

参见图3，图3为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置的又一结构框图。在上述实施例中，如图所示，该装置还包括：数据打印模块800；数据打印模块800与误差计算模块700电连接，用于接收并根据需求打印电能误差值。具体实施时，数据打印模块800可以接收误差计算模块700发射的电能误差值，数据打印模块800根据需求打印一个或多个待测电能表的电能误差值。

可以看出，测试人员可以直接通过数据打印模块800打印的待测电能表的电能误差值或电能误差值曲线，确定待测电能表的电能计量准确率，而且打印的数据便于多人同时查看探讨。

参见图4，图4为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置中电源装置的结构框图。如图所示，进一步地，电源装置300可以包括第一电源模块310和第二电源模块320。其中，第一电源模块310可以用来发射预设谐波更改待测电能表的运行环境；第二电源模块320与固定装置400和标准电能表500电连接，用于驱动待测电能表和标准电能表500运行。具体实施时，当预设运行信号包括谐波信号时即试验项目为模拟谐波环境状态时，控制器200可以控制第一电源模块310运行，第一电源模块310可以发射预设谐波更改待测电能表的运行环境，进而模拟谐波环境状态的运行环境。其中，预设谐波信号可以根据IR4标准的方波或顶尖波，预设谐波信号也可以为单次谐波或多次谐波的叠加，当然还可以为其他形式的波形，本实施例对其不做任何限定。

可以看出，电源装置300不仅可以提供待测电能表和标准电能表500运行的动力，而且可以发射预设谐波使得待测电能表环境中含有电能表实际工作运行的谐波。因此，该装置可以直接发射试验所需谐波，降低了对测试实验室的环境要求。

参见图5，图5为本发明实施例提供的电能表故障激励测试装置中固定装置的结构框图。在上述各实施例中，如图所示，固定装置400可以包括：支撑架410和多个并列设置的接表座420。其中，支撑架410用于固定接表座420；各接表座420均与待测电能表和电源装置300电连接。具体地，为了可以测试三相电能表或单向电能表，接表座420的接表柱之间的间距可以调节。支撑架410可以设置有多个接线座，每个接表座都可以通过端子线与其中一个待测电能表电连接，进而将待测电能表的电压脉冲、电流脉冲、电能值脉冲和RS485脉冲信号引出，通过插接在接线座精确快速地读取待测电能表的电能值等信息。优选地，支撑架410可以设置有48个接表座，为提高支撑架410的强度，支撑架410上可以设置有三层前后对称的铝合金架，每层铝合金架前后两侧一共设置有16个接表座420。进一步优选地，为便于该装置可以进入含有落差不大于150mm长度不小于800mm缓冲坡的实验室，支撑架410底部的四角可以并列设置有一个可转动轮子430，当然，可转动轮子430的数量和排列位置可以为其他排列方式，本实施例对其不做任何限定。

本实施例中，该装置的固定装置400可以将多个待测电能表直接放置于接表座上，连接简单方便，更换待测电能表简单方便减少了试验时间，提高试验的效率。

进一步地，各接表座420均通过鳄鱼夹与待测电能表的电压端子相连接。具体地，待测电能表的电流端子接入接表座420对应接线柱内通过螺钉紧固，在接表座420通过鳄鱼夹与待测电能表的电压端子电连接。本实施例中，待测电能表与接表座的连接方式简单方便，进一步减少了更换待测电能表的时间，提高了试验效率。

更进一步地，该装置还可以包括报警器(图中未示出)。其中，报警器连接于电源模块300和固定装置400之间，用于检测待测电能表的接线。具体地，报警器对电源模块300和固定装置400之间的电压和电流进行精确地测量，待测电能表接入接线表的接线错误时，电源模块300和固定装置400之间的电压和电流会出现异常，报警器对此异常发出警报提醒实验人员检查各个待测电能表的接线。其中，报警器可以为蜂鸣器，当然也可以为本领域技术人员所熟知的其他警示器例如指示灯，本实施例对其不做任何限定。

可以看出，本实施例中报警器可以检测待测电能表的接线是否有误，接线出现错误时，报警器可以发出警报提醒实验人员检查维修各个待测电能表的接线。所以，该装置可以防止实验时待测电能表接线错误。

综上所述，本实施例中提供的电能表故障激励测试装置可以在电能表安装前模拟电能表运行状态对电能表再次进行抽检，根据观察待测电能表或比较待测电能值和标准电能值，抽检合格的产品才可投入使用，因此该装置可以对电能表进行进一步筛选，所以该装置提高了电能表的实验室检测能力，大大地降低了实际使用时电能表出现黑屏、通信失败或计量错误等故障的可能性，减小了用户或供电企业的经济损失。另外，该装置结构简单，易于实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电能表故障激励测试装置，其特征在于，包括：固定装置（400）、电源装置（300）、标准电能表（500）、上位机（100）和控制器（200）；其中，

所述上位机（100）用于获取测试人员输入的预设运行信号；所述预设运行信号用于确定待测电能表运行环境和运行状态，所述预设运行信号为电压信号、电流信号、通信信号、运行湿度信号、运行温度信号和谐波信号中的至少一种或多种组合，并且，所述上位机上设有多个选择按钮和多个数据输入界面；选择按钮包括电压选择按钮、电流选择按钮、频率选择按钮、相位选择按钮、通断电次数按钮、通断电间隔时间按钮、通信的通断次数按钮及通信的间隔时间按钮，用以进行预设运行信号的选择；

所述控制器（200）与所述上位机（100）电连接，用于接收所述预设运行信号并发射预设控制信号；所述预设控制信号用于控制所述电源装置（300）运行；

所述电源装置（300）与所述控制器（200）电连接，用于接收所述预设控制信号并发射预设驱动信号；所述预设驱动信号用于驱动待测电能表和所述标准电能表（500）运行，所述预设驱动信号包括所述待测电能表和所述标准电能表（500）运行的电压信号、电流信号和通信信号，以使所述待测电能表和所述标准电能表（500）进行过电流电压状态、频繁通断电状态和/或频繁通信状态的模拟；

所述标准电能表（500）与所述电源装置（300）电连接，用于接收所述预设驱动信号并显示标准电能值；

所述固定装置（400）与所述电源装置（300）电连接，用于固定所述待测电能表并接收所述预设驱动信号；所述待测电能表显示的待测电能值和所述标准电能值用于比较并计算所述待测电能表的电能误差值；

所述电源装置（300）包括：第一电源模块（310）和第二电源模块（320）；其中，所述第一电源模块（310）用于发射预设谐波更改所述待测电能表的运行环境；当预设运行信号包括谐波信号时，所述控制器（200）发射预设控制信号，以控制所述第一电源模块（310）运行，所述第一电源模块（310）发射预设谐波更改待测电能表的运行环境，进而模拟谐波环境状态的运行环境；所述预设谐波为多次谐波叠加的波形或单次谐波；

所述第二电源模块（320）与所述固定装置（400）和所述标准电能表（500）电连接，用于驱动所述待测电能表和所述标准电能表（500）运行。

2.根据权利要求1所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述电能表故障激励测试装置还包括：误差计算模块（700）；其中，

所述误差计算模块通过接口模块（600）分别与所述固定装置（400）和所述标准电能表电（500）连接，用于接收所述待测电能值和所述标准电能值，比较计算所述电能误差值并保存后，将所述电能误差值发射给所述上位机（100）；

所述上位机（100）还用于接收并显示所述电能误差值。

3.根据权利要求2所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述电能表故障激励测试装置还包括：数据打印模块（800）； 其中，

所述数据打印模块（800）与所述误差计算模块（700）电连接，用于接收并根据需求打印所述电能误差值。

4.根据权利要求3所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述接口模块（600）包括：电力线载波通信单元和/或无线通信单元；其中，

所述误差计算模块通过所述电力线载波通信单元或所述无线通信单元读取所述待测电能值和所述标准电能值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述固定装置（400）包括：支撑架（410）和多个并列设置的接表座（420）；其中，

所述支撑架（410）用于固定所述接表座（420）；

各所述接表座（420）均与所述待测电能表和所述电源装置（300）电连接。

6.根据权利要求5所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，各所述接表座（420）均通过鳄鱼夹与所述待测电能表的电压端子相连接。

7.根据权利要求6所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述支撑架（410）的底部并列设置有多个可转动轮子（430）。

8.根据权利要求7所述的电能表故障激励测试装置，其特征在于，所述电能表故障激励测试装置还包括：报警器；其中，

所述报警器连接于所述电源装置和所述固定装置之间，用于检测所述待测电能表的接线。

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