CN113589071A - 一种电能质量分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电能质量分析仪，包括：壳体和位于所述壳体内部的电路板；自所述壳体顶部延伸形成的电流钳；所述壳体正面设置有液晶触摸屏，所述壳体的一侧设置有电流钳按钮，所述壳体的另一侧设置有电源线测量插口，所述电流钳按钮下部设置有开关机按键，所述壳体底部设置有电源充电插口；所述电路板设置有数据管理模块以及与所述数据管理模块电连接的数据处理模块、显示模块、电源模块、按键模块、电量监测模块、无线通信模块和存储模块。本发明专利具有结构简单、功能全面、使用灵活的优点。
Description
技术领域
本发明属于电力测试设备技术领域，具体涉及一种电能质量分析仪。
背景技术
目前，对电能质量进行分析测试，主要是依靠电能质量分析仪。通过电能质量分析仪提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。现有的电能质量分析仪功能单一，测量的数据较少，只具备基本的电量计量和显示功能，而不具备电能质量的相关分析功能，不能完全反应电能质量；且通信方式单一，不利于电能数据的传输，测量时需要打断电力回路的方式，影响正常供电。针对现有技术存在的以上问题，亟需设计一种新型电能质量分析仪，用来弥补现有技术存在的不足。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电能质量分析仪，能够在不影响供电线路正常供电的情况下对影响电能质量的多种参数进行检测。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电能质量分析仪，包括：
壳体和位于所述壳体内部的电路板；
自所述壳体顶部延伸形成的电流钳；
所述壳体正面设置有液晶触摸屏，所述壳体的一侧设置有电流钳按钮，所述壳体的另一侧设置有电源线测量插口，所述电流钳按钮下部设置有开关机按键，所述壳体底部设置有电源充电插口；
所述电路板设置有数据管理模块以及与所述数据管理模块电连接的数据处理模块、显示模块、电源模块、按键模块、电量监测模块、无线通信模块和存储模块；所述数据采集模块用于采集电流和电压数据；数据处理模块用于将采集的电流和电压的模拟信号转换为数字信号并生成电能质量分析数据，所述数据管理模块用于获取和处理电能质量分析数据，并通过所述显示模块在所述液晶触摸屏完成显示。
其中，所述数据处理模块的输入端与所述数据采集模块电连接，所述数据采集模块进一步包括电流采集模块和电压采集模块，所述电流采集模块用于对电网的电流进行模拟数据采样，所述电压采集模块用于对电网的电压进行模拟数据采样。
其中，所述电流采集模块具体为电流互感器，设置在所述电流钳处；所述电压采集模块具体为电压互感器，与所述电源线测量插口电连接，所述电源线测量插口用于连接电压测量线束。
其中，所述数据处理模块包括A/D模块和DSP模块，所述A/D模块用于将电流和电压的模拟信号转换为数字信号并输入至所述DSP模块，所述DSP模块用于根据所述A/D模块输入的数字信号进行电能质量分析，并生成电能质量分析结果。
其中，所述显示模块包括所述液晶触摸屏，所述液晶触摸屏与所述数据管理模块电连接，在所述数据管理模块的控制下实现电能质量分析数据的显示。
其中，所述电源模块包括3V可充电电池，所述电源模块与所述电源充电插口电连接，所述电源线测量插口及所述电源充电插口均为Type-C接口。
其中，所述电源模块还与所述电量监测模块电连接，所述电量监测模块用于在监测到所述电源模块的电量过低时，发送告警信号给所述数据管理模块，所述数据管理模块用于控制设置在所述壳体上的电量过低报警灯进行告警显示。
其中，所述按键模块包括菜单键、快速返回键、返回键和开关机按键，菜单键、快速返回键和返回键位于所述液晶触摸屏的底部，用于操作和切换所述液晶触摸屏显示的画面，开关机按键与所述电源模块电连接，用于开启和关闭所述电能质量分析仪。
其中，所述无线通信模块5包括433m无线模块、蓝牙无线模块和4G无线模块，用于由所述数据管理模块控制将电能质量分析数据传送至后台系统或远端设备
其中，所述存储模块采用SD卡，用于存储从所述数据管理模块获取的电能质量分析数据。
实施本发明具有如下有益效果：通过配置的高性能数据处理芯片能够对多种电能质量参数进行测量并通过操控液晶触摸屏查看，检测数据更加多样；通过设置多种无线通信模块，使得测量的数据可以通过多种方式发送至后台系统或远端设备；通过在壳体顶部设置电流钳，在壳体侧面设置电流钳按钮能够方便地对电缆进行夹持并测量；通过在壳体底部和侧面设置Type-C插口，能够通过Type-C插头对设备进行充电和电压检测，无需区分正反向，充电和检测过程更加灵活和方便。本发明的电能质量分析仪还具有结构简单、功能全面、使用灵活的优点。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明专利提供的新型电能质量分析仪的电路板的模块示意图。
图2为本发明专利提供的新型电能质量分析仪的正视图。
图3为本发明专利提供的新型电能质量分析仪的左视图。
图4为本发明专利提供的新型电能质量分析仪的右视图。
图5为本发明专利提供的新型电能质量分析仪的仰视图。
附图标记说明：1、数据管理模块；2、电源模块；3、数据处理模块；4、数据采集模块；5、无线通信模块；6、按键模块；7、存储模块；8、显示模块；9、电源线测量插口；10、电源充电插口；11、壳体；12、电流钳；13、电流钳按钮；14、电量监测模块；601、菜单键；602、快速返回键；603、返回键；604、开关机按键；801、液晶触摸屏。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
请同时参照图1-图5所示，本发明实施例提供一种电能质量分析仪，包括：
壳体11和位于所述壳体11内部的电路板；
自所述壳体11顶部延伸形成的电流钳12；
所述壳体11正面设置有液晶触摸屏801，所述壳体11的一侧设置有电流钳按钮13，所述壳体11的另一侧设置有电源线测量插口9，所述电流钳按钮13下部设置有开关机按键604，所述壳体11底部设置有电源充电插口10；
所述电路板设置有数据管理模块1以及与所述数据管理模块1电连接的数据处理模块3、显示模块8、电源模块2、按键模块6、电量监测模块14、无线通信模块5和存储模块7。
具体地，壳体11大致呈长方体形状，电流钳12位于壳体11顶端，呈尖嘴钳状。
数据处理模块3的输入端连接有数据采集模块4，数据采集模块4用于连接电网并对电网进行模拟数据采样。数据采集模块4进行的模拟数据采样包括电压数据采样和电流数据采样，由此，数据采集模块4进一步包括电流采集模块和电压采集模块，通过与电网的连接，电流采集模块对电网的电流进行模拟数据采样，电压采集模块对电网的电压进行模拟数据采样。电流采集模块具体为电流互感器，设置在电流钳12处；电压采集模块具体为电压互感器，与电源线测量插口9电连接，电源线测量插口9用于连接电压测量线束。
数据处理模块3还包括A/D模块和DSP模块，A/D模块采用ADS1278芯片，DSP模块采用ADSP-TS201芯片，A/D模块用于将电流和电压的模拟信号转换为数字信号并输入至所述DSP模块中进行电能质量分析，并生成电能质量分析结果，包括测量三相Ua、Ub、Uc、Ia、P、Q、COSФ、δ、谐波、频率等电量，并具有向量分析功能，同时能够显示出测量数据以及波形图。
测量电流时，按压本实施例电能质量分析仪的电流钳按钮13，电流钳12的钳口打开后夹住需要测量的电缆线，然后闭合钳口，在液晶触摸屏801显示电流测量值和电流的波形。需要说明的是，夹好电缆后，电流钳12的钳口应闭合完好，不得出现如下情况：限于电流钳12的尺寸，不得夹持过粗的导线造成钳口无法闭合的现象，更不能用电流钳12夹持铜排；测量电流时，应将电流钳12正面面对电缆的电源侧，否则会造成电压电流错相；测量电压时，将电压测量线束的Type-C插头插在电源线测量插口9，确认线束插接牢固后，将带有鳄鱼钳的黄、绿、红、黑四个鳄鱼钳分别夹持到A、B、C、N三相的测试位置并确认加持牢固后读取电压数值和波形图；测量功率及相量时，按照电压测量的方法进行电压测量，同时将电流钳12夹持在某相电缆，在液晶触摸屏801读取三相电压值，相应相的电流值，以及有功功率、无功功率、相角等数值，同时可以读取出相量图。
数据管理模块1采用高性能数据处理芯片STM32F103C8T6，用于获取并管理电能质量分析数据，并通过显示模块8在液晶触摸屏801完成显示。
显示模块8包括液晶触摸屏801，液晶触摸屏801与数据管理模块1电连接，在数据管理模块1的控制下实现电能质量分析数据的显示。
电源模块2包括3V可充电电池，电源模块2与电源充电插口10电连接，电源线测量插口9及电源充电插口10均为Type-C接口。当电池电量低于40％时，如果测量时间过长，应充电后使用，充电时不能将充电插头插入电源线测量插口9，否则会造成充电失败，同时有可能损坏仪器。电源模块2还电连接有电量监测模块14，电量监测模块14与数据管理模块1电连接，当电量监测模块14监测到电源模块2的电量过低时，发送告警信号给数据管理模块1，数据管理模块1控制设置在壳体11上的电量过低报警灯进行告警显示(例如闪烁)。
按键模块6包括菜单键601、快速返回键602、返回键603和开关机按键604，菜单键601、快速返回键602和返回键603位于液晶触摸屏801的底部，用于操作和切换液晶触摸屏801显示的画面，开关机按键604与电源模块2电连接，用于开启和关闭本实施例电能质量分析仪。
无线通信模块5包括433m无线模块、蓝牙无线模块和4G无线模块，用于由数据管理模块1控制将电能质量分析数据传送至后台系统或远端设备。
存储模块7采用SD卡，用于存储从数据管理模块1获取的电能质量分析数据。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过配置的高性能数据处理芯片能够对多种电能质量参数进行测量并通过操控液晶触摸屏查看，检测数据更加多样；通过设置多种无线通信模块，使得测量的数据可以通过多种方式发送至后台系统或远端设备；通过在壳体顶部设置电流钳，在壳体侧面设置电流钳按钮能够方便地对电缆进行夹持并测量；通过在壳体底部和侧面设置Type-C插口，能够通过Type-C插头对设备进行充电和电压检测，无需区分正反向，充电和检测过程更加灵活和方便。本发明的电能质量分析仪还具有结构简单、功能全面、使用灵活的优点。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种电能质量分析仪，其特征在于，包括：
壳体和位于所述壳体内部的电路板；
自所述壳体顶部延伸形成的电流钳；
所述壳体正面设置有液晶触摸屏，所述壳体的一侧设置有电流钳按钮，所述壳体的另一侧设置有电源线测量插口，所述电流钳按钮下部设置有开关机按键，所述壳体底部设置有电源充电插口；
所述电路板设置有数据管理模块以及与所述数据管理模块电连接的数据处理模块、显示模块、电源模块、按键模块、电量监测模块、无线通信模块和存储模块；所述数据采集模块用于采集电流和电压数据；数据处理模块用于将采集的电流和电压的模拟信号转换为数字信号并生成电能质量分析数据，所述数据管理模块用于获取和处理电能质量分析数据，并通过所述显示模块在所述液晶触摸屏完成显示。
2.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述数据处理模块的输入端与所述数据采集模块电连接，所述数据采集模块进一步包括电流采集模块和电压采集模块，所述电流采集模块用于对电网的电流进行模拟数据采样，所述电压采集模块用于对电网的电压进行模拟数据采样。
3.根据权利要求2所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述电流采集模块具体为电流互感器，设置在所述电流钳处；所述电压采集模块具体为电压互感器，与所述电源线测量插口电连接，所述电源线测量插口用于连接电压测量线束。
4.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述数据处理模块包括A/D模块和DSP模块，所述A/D模块用于将电流和电压的模拟信号转换为数字信号并输入至所述DSP模块，所述DSP模块用于根据所述A/D模块输入的数字信号进行电能质量分析，并生成电能质量分析结果。
5.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述显示模块包括所述液晶触摸屏，所述液晶触摸屏与所述数据管理模块电连接，在所述数据管理模块的控制下实现电能质量分析数据的显示。
6.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述电源模块包括3V可充电电池，所述电源模块与所述电源充电插口电连接，所述电源线测量插口及所述电源充电插口均为Type-C接口。
7.根据权利要求6所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述电源模块还与所述电量监测模块电连接，所述电量监测模块用于在监测到所述电源模块的电量过低时，发送告警信号给所述数据管理模块，所述数据管理模块用于控制设置在所述壳体上的电量过低报警灯进行告警显示。
8.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述按键模块包括菜单键、快速返回键、返回键和开关机按键，菜单键、快速返回键和返回键位于所述液晶触摸屏的底部，用于操作和切换所述液晶触摸屏显示的画面，开关机按键与所述电源模块电连接，用于开启和关闭所述电能质量分析仪。
9.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述无线通信模块包括433m无线模块、蓝牙无线模块和4G无线模块，用于由所述数据管理模块控制将电能质量分析数据传送至后台系统或远端设备。
10.根据权利要求1所述的电能质量分析仪，其特征在于，所述存储模块采用SD卡，用于存储从所述数据管理模块获取的电能质量分析数据。
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