CN112098921B - 电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统，能够检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置、方法及系统采用小功率虚负荷的程控功率负载来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，用于解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

Description

电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及电能表检测技术领域，尤其涉及一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统。

背景技术

近年来随着智能电能表技术的高速发展，智能电能表具备的功能越来越多，其中剩余电流监测功能是单相智能电能表的重要新功能。在单相智能电能表的技术规范中，要求电能表具有剩余电流监测功能，在规定的温湿度范围内，应满足以下精度及功能要求：1.当10mA≤IΔ≤300mA时，测量的剩余电流偏差不大于3mA；2.当IΔ＞300mA，测量的剩余电流应大于等于297mA；3.智能电能表可记录剩余电流监测报警事件总次数，最近10次发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据等信息；4.剩余电流报警设定值IΔn可设置范围为10mA～300mA，默认30mA；5.当10mA≤IΔ≤300mA时，剩余电流大于IΔn-3mA时，电能表应报警并记录事件记录，并在30s内主动上报；6.当IΔ＞300mA时，电能表应报警并记录事件记录，并在30s内主动上报；7.在剩余电流为10mA、30mA、100mA、400mA情况下，电能表的剩余电流测量准确度应满足要求；8.在电能表火线和零线回路同时施加同相位电流10Itr、Imax，保持1min，剩余电流不超过3mA；9.在剩余电流为10mA、30mA、100mA、400mA情况下，分别设置剩余电流报警阈值，电能表的剩余电流测量报警事件记录应满足要求。

根据智能电能表剩余电流监测功能测试要求，需在电能表火线回路和零线回路中同时施加电流10Itr或Imax并保持1min以上。目前对电能表剩余电流监测采用传统的测试装置，该测试装置无法开展10Itr、Imax负载电流下电路剩余电流测试；另外该测试装置无法设置电能表剩余电流报警阈值、无法读取电能表的剩余电流监测报警事件记录，无法定量或定性检测电能表剩余电流监测功能是否有效等功能。

发明内容

本发明实施例提供了一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统，用于解决现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，包括被测电能表、程控功率负载、电流检测模块、电流调节模块和隔离变压器；

所述程控功率负载，用于为所述被测电能表提供负载电流；

所述电流检测模块，用于检测所述被测电能表实际剩余电流；

所述电流调节模块，用于为所述被测电能表提供定量的模拟剩余电流；

所述隔离变压器，与所述被测电能表连接并用于根据所述被测电能表的最大电流设置该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的功率容量。

优选地，所述被测电能表上设置有火线取样电阻、零线取样电阻、电压回路取样电阻、电流互感器和四个连接接口，四个所述连接接口分别为第一连接接口、第二连接接口、第三连接接口和第四连接接口，所述电流互感器分别与所述第二连接接口和所述第四连接接口连接，所述电流互感器用于在所述程控功率负载输出模拟剩余电流条件下检测所述被测电能表零火线的负合电流。

优选地，若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试一个所述被测电能表，所述隔离变压器的输出端与所述被测电能表的第一连接接口和第三连接接口连接，所述被测电能表的第二连接接口和所述第四连接接口与所述程控功率负载连接，所述被测电能表的第二连接接口还与所述电流调节模块连接，所述电流调节模块与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块与所述被测电能表的第三连接接口连接。

优选地，若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试至少两个所述被测电能表，两个所述被测电能表级联串联连接，两个所述被测电能表分别为第一被测电能表和第二被测电能表，所述隔离变压器的输出端与所述第一被测电能表的第一连接接口和第三连接接口连接，所述第二被测电能表的第二连接接口和第四连接接口与所述程控功率负载连接，所述第二被测电能表的第二连接接口还与所述电流调节模块连接，所述电流调节模块与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块与所述第一被测电能表的第三连接接口连接。

优选地，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置还包括串口通讯模块和工作站，所述被测电能表上设置有表位通讯模块，所述串口通讯模块的输入端分别与所述电能表剩余电流监测报警功能的测试装置和所述表位通讯模块连接，所述串口通讯模块的输出端与所述工作站连接。

优选地，所述隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。

本发明还提供一种电能表剩余电流监测报警功能的测试方法，包括上述所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试方法包括以下步骤：

S1.在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S2.通过程控功率负载为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10_Itr和所述第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

S3.通过电流调节模块控制所述测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从所述被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

S4.对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

优选地，在步骤S1和步骤S4，所述剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的所述剩余电流监测功能均测试合格，所述被测电能表的剩余电流监测功能才合格。

本发明还提供一种电能表剩余电流监测报警功能的测试系统，包括上述所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；

所述第一测试模块，用于在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

所述第二测试模块，用于通过程控功率负载为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10_Itr和所述第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset，且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

所述第三测试模块，用于通过电流调节模块控制所述测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从所述被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

所述第四测试模块，用于对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

所述判断模块，用于根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块中任意一个模块判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置通过程控功率负载、电流检测模块、电流调节模块和隔离变压器能够精准模拟控制被测电能表产生剩余电流并稳定持续时间，不仅可以定量测试被测电能表剩余电流准确度、各平衡负载条件下被测电能表剩余电流零漂，还能在设定阀值误差边界条件下测试被测电能表剩余电流监测及报警功能是否可靠动作，最终保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能可靠运行，解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

2.该电能表剩余电流监测报警功能的测试方法通过电能表剩余电流监测报警功能的测试装置按照步骤S1至S4测试被测电能表，检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置采用小功率虚负荷的程控功率负载来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的电路原理图。

图2为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置多个被测电能表同时测试的框架图。

图3为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置另一的框架图。

图4为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置、方法及系统，能够检测被测电能表的剩余电流监测功能是否可以正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测的准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测功能正常运行，用于解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。在本实施例中，被测电能表是以智能电能表作为案例进行说明的。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的电路原理图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，包括被测电能表、程控功率负载10、电流检测模块20、电流调节模块30和隔离变压器40；

程控功率负载10，用于为被测电能表提供负载电流；

电流检测模块20，用于检测被测电能表实际剩余电流；

电流调节模块30，用于为被测电能表提供定量的模拟剩余电流；

隔离变压器40，用于根据被测电能表的最大电流设置该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的功率容量。

在本发明的实施例中，程控功率负载10主要是为被测电能表提供测试用的模拟工作电流作为负载电流，模拟工作电流一般为0～100A，并且模拟工作电流可调，消耗功率可调范围0～22KW，程控功率负载10的最大消耗功率可以根据测试需要配置。

在本发明的实施例中，电流检测模块20专门用于检测被测电能表实际剩余电流。

需要说明的是，电流检测模块20的负载量程和测量量程根据被测电能表实际测试需要设置。

在本发明的实施例中，电流调节模块30专门用于人为在被测电能表负载回路中模拟产生定量的剩余电流，用于模拟剩余电流的发生情形。

在本发明的实施例中，隔离变压器40的变压比为1：1，额定电压220V，隔离变压器40的功率容量根据被测电能表的电流量程而定，隔离变压器40的功率容量不小于被测电能表电流量程的最大电流值。

需要说明的是，隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。在本实施例中，隔离变压器40的输入端与220V的市电连接。

本发明提供的一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置通过程控功率负载、电流检测模块、电流调节模块和隔离变压器能够精准模拟控制被测电能表产生剩余电流并稳定持续时间，不仅可以定量测试被测电能表剩余电流准确度、各平衡负载条件下被测电能表剩余电流零漂，还能在设定阀值误差边界条件下测试被测电能表剩余电流监测及报警功能是否可靠动作，最终保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能可靠运行，解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

需要说明的是，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置能够灵活设置智能电能表新功能开启模式字、报警输出配置模式字、主动上报模式字参数，并且通过参数设置返回帧以及再次读取模式字参数，判断待设定的智能电能表剩余电流监测报警功能开启配置参数是否成功设置到智能电能表中进行测试验证。

在本发明的一个实施例中，被测电能表上设置有火线取样电阻RL、零线取样电阻RN、电压回路取样电阻RU、电流互感器和四个连接接口，四个连接接口分别为第一连接接口1、第二连接接口2、第三连接接口3和第四连接接口4，电流互感器分别与第二连接接口2和第四连接接口4连接，电流互感器用于在程控功率负载10输出模拟剩余电流条件下检测被测电能表零火线的负合电流。

在本实施例中，如图1所示，若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试一个被测电能表，隔离变压器40的输出端与被测电能表的第一连接接口1和第三连接接口3连接，被测电能表的第二连接接口2和第四连接接口4与程控功率负载10连接，被测电能表的第二连接接口2还与电流调节模块30连接，电流调节模块30与电流检测模块20连接，电流检测模块20与被测电能表的第三连接接口3连接。

需要说明的是，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置能够分别模拟没有剩余电流故障和有剩余电流故障的工作情形，同时需要能够控制不平衡电流的大小，检查被测电能表对不同大小剩余电流监测的准确度。

在本发明实施例中，当电流调节模块30开路时，被测电能表火线和零线中的测试电流始终是平衡的，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试被测电能表的测试回路中没有剩余电流。开启程控功率负载10后，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试的工作电流从隔离变压器40的第三端流入被测电能表的第一连接接口，经过被测电能表火线从被测电能表的第二连接接口输出，后经过程控功率负载10后进入被测电能表的第四连接接口，经过被测电能表零线后从第三连接接口流出，回到隔离变压器40的第四端。由于电流调节模块30是开路的，被测电能表的火线、程控功率负载10、被测电能表的零线三者是串联在同一条支路中的两个独立器件，没有其他节点；根据电学基本电路定理可知，串联在同一条支路中的电流处处相等。所以，在电流调节模块30开路的情况下，被测电能表火线和零线的电流一定是平衡相等的。通过方式，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置模拟了在没有漏电流的情况下被测电能表的正常工作情况。通过调节程控功率负载10的消耗功率的大小，可以调整被测电能表的正常测试工作电流的大小在测试过程中出现不平衡电流的情况。具体地，当电流调节模块30连接在被测电能表的第二连接接口和第三连接接口之间时，原流经被测电能表火线的工作电流会有一部分被电流调节模块30和电流检测模块20分流后直接回到隔离变压器40的第四端。此时，被测电能表的零线比火线少了一部分电流，这样就成功地制造了零线和火线这两路的电流不平衡的工作情形，使得该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置通过精密调整电流调节模块30使流经电流检测模块20的电流值稳定为测试所要求的漏电电流测试值，实现检查被测电能表剩余电流监测功能。

需要说明的是，若电流调节模块30连接在被测电能表的第一连接接口和第四连接接口之间，则同样地，被测电能表的零线会多出一路电流，使被测电能表的火线和零线产生不平衡情形。

图2为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置多个被测电能表同时测试的框架图。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试至少两个被测电能表，两个被测电能表级联串联连接，两个被测电能表分别为第一被测电能表和第二被测电能表，隔离变压器40的输出端与第一被测电能表的第一连接接口1和第三连接接口3连接，第二被测电能表的第二连接接口2和第四连接接口4与程控功率负载10连接，第二被测电能表的第二连接接口2还与电流调节模块30连接，电流调节模块30与电流检测模块20连接，电流检测模块20与第一被测电能表的第三连接接口3连接。

需要说明的是，当多个被测电能表需要同时检定时，可以将多个被测电能表级联串联，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的实负荷测试方式同样可以满足多个被测电能表同时测试的要求。在本实施例中，以两个被测电能表级联串联作为案例进行说明，具体地，电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的测试电流从隔离变压器30的第三端输出，流经第一被测电能表的第一连接接口和火线取样电阻RL、第二被测电能表的火线取样电阻RL，后经过程控功率负载10流入第二被测电能表的零线取样电阻RN和第一被测电能表的零线取样电阻RN，然后经过第一被测电能表的第三连接接口3回到隔离变压器40的第四端。被测电能表的火线电流和零线电流是平衡的，隔离后的220V电源施加在每一个被测电能表的第一连接接口1与第三连接接口3之间。若n个被测电能表级联串联时，每一个电能表本身的工作电流首先流经前面所有被测电能表的火线，经过本表位被测电能表的工作电路后，再经前面被测电能表的零线，一级一级回到隔离变压器40的第三端，此被测电能表回路中虽然有两种工作电流同时流经火线和零线路，但火线和零线的电流始终是大小相等方向相反的，电流是平衡的。

对于n个被测电能表进行级联串联时，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置对被测电能表的测试回路中，在电流调节模块30开启时，测试回路中会出现不平衡电流，当电流调节模块30连接在第1个被测电能表的第三连接接口3和第n个被测电能表的第二连接接口2之间或第1个被测电能表的第一连接接口1和第n个被测电能表的第四连接接口4时，测试回路中的测试电流经第1个被测电能表的火线取样电阻RL后，一级一级往后传递的火线取样电阻RL工作电流，经第n个被测电能表的第二连接接口2后，会有一部分经电流检测模块20和电流调节模块30分流后，直接回到隔离变压器40的第四端。此时，所有被测电能表的火线取样电阻RL比零线取样电阻RN多了一部分电流，使得零线和火线这两路的电流不平衡的工作情形。该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置通过调整电流调节模块30的输出，可以使流经电流检测模块20的电流值稳定，电流检测模块20测试的电流值为测试所要求的剩余电流的测试值。

图3为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置另一的框架图。

如图3所示，在本发明的一个实施例，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置还包括串口通讯模块50和工作站60，被测电能表上设置有表位通讯模块，串口通讯模块50的输入端分别与电能表剩余电流监测报警功能的测试装置和表位通讯模块连接，串口通讯模块50的输出端与工作站60连接。

需要说明的是，该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的通讯服务由CL2018串口通讯服务器作为串口通讯模块50承担，串口通讯模块50与程控功率负载10、电流检测模块20、电流调节模块30之间采用485串口通讯；与被测电能表之间通过多功能蓝牙模块实现串行通信。该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置能够通过指令设置程控功率负载10的工作电流和电流调节模块30阻值，可以实现在不同的量程下对被测电能表剩余电流监测准确度的检查。工作站是一种高端的通用微型计算机，并由计算机和相应的外部设备以及成套的应用软件包组成的信息处理系统。在本实施例中，串口通讯模块50的通讯方式可选RS485通信技术、窄带载波通信技术、宽带载波通信技术、微功率技术、蓝牙通信技术、LoRa无线通信技术、光纤以太网通信技术、NB-IoT无线通信技术、无线M-Bus通信技术以及上述技术的组合等，其中无线通讯方式下需通过安全认证，确保该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试安全性。

实施例二：

图4为本发明实施例所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法的步骤流程图。

如图4所示，本发明实施例还提供一种电能表剩余电流监测报警功能的测试方法，包括上述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试方法包括以下步骤：

S1.在被测电能表上根据被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过测试装置检测被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若剩余电流设置值与剩余电流实际值一致，被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S2.通过程控功率负载为被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，被测电能表的电流互感器检测被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从被测电能表上获取与第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

S3.通过电流调节模块控制测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

S4.对被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过测试装置设置与剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在报警阈值条件下，被测电能表能获取与报警阈值对应的剩余电流报警数据，被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断被测电能表的结果为不合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断被测电能表的结果为合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

在本发明实施例中，步骤S1主要是用于测试被测电能表的剩余电流监测及报警功能开启设置。

需要说明的是，向被测电能表发送功能开启模式字(剩余电流功能)、报警输出配置模式字(采用剩余电流超限表示报警输出功能)、主动上报模式字(采用剩余电流超限表示主动上报功能)以及剩余电流报警设定阀值(剩余电流报警功能)的写指令的剩余电流设置值，再读取被测电能表对应功能参数的实际设置值；将每个功能的剩余电流实际值与对应功能的写指令中设置的剩余电流设置值进行比对，若每个功能的剩余电流实际值与剩余电流设置值一直，说明被测电能表该功能的开启设置是合格的；只有每个功能的被测电能表启设置合格，才能果判断被测电能表的剩余电流监测及报警功能开启设置功能是合格。若其中一个或多个功能的被测电能表开启设置不合格，则判断被测电能表的剩余电流监测及报警功能开启设置功能是不合格。

在本发明实施例的步骤S2中，主要用于测试被测电能表各平衡负载条件下的剩余电流零漂，若|I_Δ1-I₀|>I_Δset且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset、|I_Δ1-I₀|≤I_Δset且|I_Δ2-I₀|>I_Δset、或|I_Δ1-I₀|>I_Δse且|I_Δ2-I₀|>I_Δset这三种情况，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能不合格。

在本发明实施例的步骤S3中，主要用于测试被测电能表剩余电流准确度。I_Δnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值(3mA)，剩余电流I_Δn可以为10mA、30mA、100mA和400mA中任意一个数值，若剩余电流I_Δn为10mA、30mA、100mA和400mA中任意一个数值中测试|I_Δn'-I_Δn|>I_Δnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度不合格。

在本发明实施例的步骤S4中，主要用于测试被测电能表剩余电流监测报警事件记录及主动上报功能。具体地，对被测电能表剩余电流监测报警事件总次数和上1次剩余电流监测报警事件记录有效信息(即是剩余电流报警功能的报警统计数据)、电表运行状态字1(采用剩余电流超限表示报警输出功能)、主动上报状态字(采用剩余电流超限表示主动上报功能)进行清零操作，依次将被测电能表剩余电流的报警阀值参数设定为In_Δset(如10mA、30mA、100mA、300mA)、剩余电流报警判定时间阈设定为ΔI_set，控制电流调节模块30大小使被测电能表电路分别产生相应剩余电流I_Δn并保持至少ΔI_set时间(如10mA、30mA、100mA、400mA)，分别在对应剩余电流下读取被测电能表剩余电流监测报警事件总次数、上1次剩余电流监测报警事件记录有效信息、电表运行状态字1、主动上报状态字；若在所有测试剩余电流下均能正确读取上述剩余电流报警数据，若剩余电流报警数据与报警阀值一致则判断被测电能表剩余电流监测功能合格，否则判断为不合格。

在本发明实施例中，在步骤S1和步骤S4，剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的剩余电流监测功能均测试合格，被测电能表的剩余电流监测功能才合格。

需要说明的是，若测试剩余电流监测功能的每一项功能中有一项功能不合格，则说明被测电能表的剩余电流监测功能不合格。

本发明提供的一种电能表剩余电流监测报警功能的测试方法通过电能表剩余电流监测报警功能的测试装置按照步骤S1至S4测试被测电能表，检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置采用小功率虚负荷的程控功率负载来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，解决了现有对智能电能表剩余电流监测的测试装置不能对电能表的剩余电流监测报警功能进行测试的技术问题。

实施例三：

本发明实施例还提供一种电能表剩余电流监测报警功能的测试系统，包括上述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；

第一测试模块，用于在被测电能表上根据被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过测试装置检测被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若剩余电流设置值与剩余电流实际值一致，被测电能表的剩余电流监测功能合格；

第二测试模块，用于通过程控功率负载为被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，被测电能表的电流互感器检测被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从被测电能表上获取与第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset，且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

第三测试模块，用于通过电流调节模块控制该测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

第四测试模块，用于对被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过测试装置设置与剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在报警阈值条件下，被测电能表能获取与报警阈值对应的剩余电流报警数据，被测电能表的剩余电流监测功能合格；

判断模块，用于根据第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块和第四测试模块中任意一个模块判断被测电能表的结果为不合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块和第四测试模块均判断被测电能表的结果为合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

需要说明的是，实施例三系统中的模块与实施例二方法中的步骤是对应设置的，实施例二对方法中的步骤已经详细阐述，在此对实施例三系统中的模块不再一一阐述。

实施例四：

本发明实施例还提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在设备中的执行过程。

设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，应用于智能电能表上，其特征在于，包括被测电能表、程控功率负载、电流检测模块、电流调节模块和隔离变压器，所述被测电能表分别与所述隔离变压器、所述程控功率负载、所述电流调节模块和所述电流检测模块连接，所述电流调节模块还与所述电流检测模块连接；

所述程控功率负载，用于为所述被测电能表提供负载电流；

所述电流检测模块，用于检测所述被测电能表实际剩余电流；

所述电流调节模块，用于为所述被测电能表提供定量的模拟剩余电流；

所述隔离变压器，与所述被测电能表连接并用于根据所述被测电能表的最大电流设置该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的功率容量；

所述被测电能表上设置有火线取样电阻、零线取样电阻、电压回路取样电阻、电流互感器和四个连接接口，四个所述连接接口分别为第一连接接口、第二连接接口、第三连接接口和第四连接接口，所述电流互感器分别与所述第二连接接口和所述第四连接接口连接，所述电流互感器用于在所述程控功率负载输出模拟剩余电流条件下检测所述被测电能表零火线的负合电流；

若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试一个所述被测电能表，所述隔离变压器的输出端与所述被测电能表的第一连接接口和第三连接接口连接，所述被测电能表的第二连接接口和所述第四连接接口与所述程控功率负载连接，所述被测电能表的第二连接接口还与所述电流调节模块连接，所述电流调节模块与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块与所述被测电能表的第三连接接口连接。

2.一种电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，应用于智能电能表上，其特征在于，包括被测电能表、程控功率负载、电流检测模块、电流调节模块和隔离变压器，所述被测电能表分别与所述隔离变压器、所述程控功率负载、所述电流调节模块和所述电流检测模块连接，所述电流调节模块还与所述电流检测模块连接；

所述程控功率负载，用于为所述被测电能表提供负载电流；

所述电流检测模块，用于检测所述被测电能表实际剩余电流；

所述电流调节模块，用于为所述被测电能表提供定量的模拟剩余电流；

所述隔离变压器，与所述被测电能表连接并用于根据所述被测电能表的最大电流设置该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置的功率容量；

所述被测电能表上设置有火线取样电阻、零线取样电阻、电压回路取样电阻、电流互感器和四个连接接口，四个所述连接接口分别为第一连接接口、第二连接接口、第三连接接口和第四连接接口，所述电流互感器分别与所述第二连接接口和所述第四连接接口连接，所述电流互感器用于在所述程控功率负载输出模拟剩余电流条件下检测所述被测电能表零火线的负合电流；

若该电能表剩余电流监测报警功能的测试装置测试至少两个所述被测电能表，两个所述被测电能表级联串联连接，两个所述被测电能表分别为第一被测电能表和第二被测电能表，所述隔离变压器的输出端与所述第一被测电能表的第一连接接口和第三连接接口连接，所述第二被测电能表的第二连接接口和第四连接接口与所述程控功率负载连接，所述第二被测电能表的第二连接接口还与所述电流调节模块连接，所述电流调节模块与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块与所述第一被测电能表的第三连接接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，其特征在于，还包括串口通讯模块和工作站，所述被测电能表上设置有表位通讯模块，所述串口通讯模块的输入端分别与所述电能表剩余电流监测报警功能的测试装置和所述表位通讯模块连接，所述串口通讯模块的输出端与所述工作站连接。

4.根据权利要求1或2所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，其特征在于，所述隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。

5.一种电能表剩余电流监测报警功能的测试方法，其特征在于，包括如权利要求3所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试方法包括以下步骤：

S1.在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S2.通过程控功率负载为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，所述被测电能表的电流互感器检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10_Itr和所述第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

S3.通过电流调节模块控制所述测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从所述被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

S4.对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

6.根据权利要求5所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S4，所述剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的所述剩余电流监测功能均测试合格，所述被测电能表的剩余电流监测功能才合格。

7.一种电能表剩余电流监测报警功能的测试系统，其特征在于，包括如权利要求3所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该电能表剩余电流监测报警功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；

所述第一测试模块，用于在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

所述第二测试模块，用于通过程控功率负载为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10_Itr和第二纯阻性负载电流I_max，所述被测电能表的电流互感器检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I₀，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10_Itr和所述第二纯阻性负载电流I_max对应的第一剩余电流I_Δ1和第二剩余电流I_Δ2，若|I_Δ1-I₀|≤I_Δset，且|I_Δ2-I₀|≤I_Δset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；

所述第三测试模块，用于通过电流调节模块控制所述测试装置的测试回路产生剩余电流I_Δn，从所述被测电能表上获取与剩余电流I_Δn对应的第三剩余电流I_Δn'，若|I_Δn'-I_Δn|≤I_Δnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；

所述第四测试模块，用于对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；

所述判断模块，用于根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块中任意一个模块判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；

其中，I_Δnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，I_Δset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。

8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求5所述的电能表剩余电流监测报警功能的测试方法。

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