一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置制造方法
【專利摘要】針對現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備對電能表檢測的不足，本發(fā)明公開了一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，由計(jì)算機(jī)、控制單元、表位顯示單元、測量通道切換單元、負(fù)載檔位切換單元、繼電器參數(shù)測量單元、波形監(jiān)測單元、耐壓測試單元、負(fù)載單元和負(fù)載參數(shù)測量單元組成。本發(fā)明的有益效果是：本裝置對電能表進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)試驗(yàn)，是在實(shí)負(fù)荷下進(jìn)行的，能夠精確、合理地預(yù)測電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的壽命，相比人工測試效率提高40%，且符合國家電網(wǎng)公司的要求，減少了安全隱患。
【專利說明】一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儀表檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電能表的負(fù)荷開關(guān)通斷功能是計(jì)量部門對電能表進(jìn)行必檢項(xiàng)目。按照國家電網(wǎng)公司要求，電能表負(fù)荷開關(guān)可采用內(nèi)置或外置方式；當(dāng)采用電能表內(nèi)置式的負(fù)荷開關(guān)時(shí)，該電能表的最大電流不宜超過60A，且觸點(diǎn)在負(fù)荷下通斷壽命不小于6000次。按照上述規(guī)定，對電能表的負(fù)荷開關(guān)的現(xiàn)有檢測方法是:將電能表電壓線路施加參比電壓，電流線路通過
1.2倍的標(biāo)定最大電流，使開關(guān)掉閘，隨后關(guān)閉檢測電源并合上負(fù)荷開關(guān)，循環(huán)上述的通斷過程10次，合格的電能表應(yīng)在完成上述苛刻條件測試后能夠繼續(xù)正常工作。
[0003]但是，目前國內(nèi)的電能表檢定裝置對電能表進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)試驗(yàn)，都是在虛負(fù)荷下進(jìn)行的，即采用大電流小電壓方式，且僅對負(fù)荷開關(guān)的通斷進(jìn)行檢測，不能預(yù)測負(fù)荷開關(guān)壽命。換句話說，電能表即便通過了該檢測，也不代表該儀表就是符合國家電網(wǎng)公司要求的，仍然存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有檢測方法無法有效檢測電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的實(shí)際性能的技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，其具體的結(jié)構(gòu)為:
一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，由計(jì)算機(jī)1、控制單元2、表位顯示單元3、測量通道切換單元4、負(fù)載檔位切換單元5、繼電器參數(shù)測量單元6、波形監(jiān)測單元7、耐壓測試單元8、負(fù)載單元9和負(fù)載參數(shù)測量單元10組成；其中，計(jì)算機(jī)I分別與繼電器參數(shù)測量單元6和波形監(jiān)測單元7的一端相連接,計(jì)算機(jī)I通過控制單元2分別與表位顯示單元3、測量通道切換單元4、負(fù)載檔位切換單元5和負(fù)載參數(shù)測量單元10的一端相連接；所述繼電器參數(shù)測量單元6的另一端與測量通道切換單元4相連接；所述負(fù)載檔位切換單元5和負(fù)載參數(shù)測量單元10的另一端分別與負(fù)載單元9相連接；所述耐壓測試單元8外接待檢測的電能表11 ;使用時(shí)，分別將測量通道切換單元4、波形監(jiān)測單元7、耐壓測試單元8和負(fù)載單元9的另一端與待測的電能表11相連接，并將耐壓測試單元8與待測的電能表11相連接。
[0005]采用本發(fā)明所提供的一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置的檢測方法，具體按如下檢測步驟進(jìn)行:
第一步，通過測試線將電能表11與控制單元2相連接；
第二步，通過計(jì)算機(jī)I設(shè)置負(fù)載單元9的負(fù)載檔位，其中，負(fù)載單元9的功率因數(shù)可在1.0,0.8C或0.5L中選擇，負(fù)載單元9的負(fù)載電流值可在10A、20A、40A、60A或72A中選擇；第三步，通過計(jì)算機(jī)2控制電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行通斷，其中，電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的通斷次數(shù)在I至1000次之間，相鄰兩次通斷的時(shí)間間隔在I至20秒之間；此每一次的通斷過程中，通過波形監(jiān)測單元7測量電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)觸點(diǎn)壓降和電流的波形，并將測量數(shù)據(jù)上傳計(jì)算機(jī)I ;
第四步，通過控制單元2將繼電器參數(shù)測量單元6的測量回路與電能表11相連接，測量電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的觸點(diǎn)電阻、線圈電阻、動作時(shí)間和動作電壓，并將測量數(shù)據(jù)上傳至與控制單元2相連接的計(jì)算機(jī)I ;
第五步，用耐壓測試單元8測試電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的介質(zhì)耐壓；耐壓測試單元8對與至并聯(lián)的電能表11輸出AC2000V至AC4000V的電壓，若電能表11發(fā)生擊穿，則說明電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)失效；反之，說明電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)復(fù)合技術(shù)要求，采用人工的方式將耐壓測試單元8的檢測結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)I ;
第六步，計(jì)算機(jī)I讀取波形監(jiān)測單元7、繼電器參數(shù)測量單元6、耐壓測試單元8的測量數(shù)據(jù)，結(jié)合通斷次數(shù)以及預(yù)先設(shè)定的預(yù)測公式，預(yù)測電能表11內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)壽命，其中，在計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)先設(shè)定的預(yù)測公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，其特征在于:所述智能測試裝置由計(jì)算機(jī)(I)、控制單元(2)、表位顯示單元(3)、測量通道切換單元(4)、負(fù)載檔位切換單元(5)、繼電器參數(shù)測量單元(6)、波形監(jiān)測單元(7)、耐壓測試單元(8)、負(fù)載單元(9)和負(fù)載參數(shù)測量單元(10)組成；其中，計(jì)算機(jī)(I)分別與繼電器參數(shù)測量單元(6)和波形監(jiān)測單元(7)的一端相連接，計(jì)算機(jī)(I)通過控制單元(2)分別與表位顯示單元(3)、測量通道切換單元(4)、負(fù)載檔位切換單元(5)和負(fù)載參數(shù)測量單元(10)的一端相連接；所述繼電器參數(shù)測量單元(6)的另一端與測量通道切換單元(4)相連接；所述負(fù)載檔位切換單元(5)和負(fù)載參數(shù)測量單元(10)的另一端分別與負(fù)載單元(9)相連接；所述耐壓測試單元(8)外接待檢測的電能表(11)； 所述計(jì)算機(jī)(I)接收分別來自于繼電器參數(shù)測量單元(6)、波形監(jiān)測單元(7)和負(fù)載參數(shù)測量單元(10)的測量數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)(I)向控制單元(2)下發(fā)測量通道切換指令和負(fù)載檔位切換指令； 所述控制單元(2)接收由計(jì)算機(jī)(I)發(fā)出的測量通道切換指令和負(fù)載檔位切換指令，并依照計(jì)算機(jī)(I)的指令控制表位顯示單元(3)顯示信息、控制測量通道切換單元(4)切換測量通道、控制負(fù)載檔位切換單元(5)切換負(fù)載檔位、讀取負(fù)載參數(shù)測量單元(10)的測量數(shù)據(jù)、且與電能表(11)進(jìn)行通訊； 所述繼電器參數(shù)測量單元(6)用于測量電能表(11)內(nèi)部的負(fù)荷開關(guān)各項(xiàng)參數(shù)，其測量項(xiàng)目包括:觸點(diǎn)電阻、線圈電阻、動作電壓和動作時(shí)間； 所述波形監(jiān)測單元(7)用于監(jiān)測電能表(11)內(nèi)部的負(fù)荷開關(guān)在實(shí)負(fù)荷下通斷時(shí)的觸點(diǎn)壓降和電流的波形； 所述耐壓測試單元(8)用于測試電能表(11)的介質(zhì)耐壓，采用手動接線、手動操作方式測試； 所述負(fù)載單元(9)由電阻元件、電容元件和電感元件組成，作為電能表的實(shí)際負(fù)載； 所述負(fù)載參數(shù)測量單元(10)用于測量負(fù)載電壓、電流和功率因數(shù)； 使用時(shí)，分別將測量通道切換單元(4)、波形監(jiān)測單元(7)、耐壓測試單元(8)和負(fù)載單元(9)的另一端與待測的電能表(11)相連接，并將耐壓測試單元(8)與待測的電能表(11)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，其特征在于:計(jì)算機(jī)(I)分別與控制單元(2)、繼電器參數(shù)測量單元(6)之間采用RS232通訊，計(jì)算機(jī)(I)與波形監(jiān)測單元(7)之間采用USB通訊；負(fù)載單元(9)充當(dāng)實(shí)際負(fù)載時(shí)，負(fù)載單元(9)的功率因數(shù)可在1.0,0.8C或0.5L中選擇，負(fù)載單元(9)的負(fù)載電流值可在10A、20A、40A、60A或72A中選擇。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電能表內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的智能測試裝置，其特征在于:控制單元(2)由一片STM32嵌入式微控制器、驅(qū)動芯片MAX232、驅(qū)動芯片MAX485和驅(qū)動芯片74LVC4245組成；STM32嵌入式微控制器分別與一塊驅(qū)動芯片MAX232、四塊驅(qū)動芯片MAX485和兩塊驅(qū)動芯片74LVC4245相連接；其中，自驅(qū)動芯片MAX232引出一路RS232通訊接口 ；自驅(qū)動芯片MAX485分別引出一路RS485通訊接口 ；自一塊驅(qū)動芯片74LVC4245引出三路SPI通訊接口，自另一塊驅(qū)動芯片74LVC4245引出四路SPI通訊接口 ；通過RS232接口實(shí)現(xiàn)STM32嵌入式微控制器與計(jì)算機(jī)(I)之間的通訊；通過RS485接口實(shí)現(xiàn)STM32嵌入式微控制器與電能表(11)之間的通訊，通過RS485接口實(shí)現(xiàn)STM32嵌入式微控制器與負(fù)載參數(shù)測量單元(10)之間的通訊；與電能表(11)通訊的RS485接口有三路，與負(fù)載參數(shù)測量單元(10)通訊的RS485接口有一路；通過SPI接口實(shí)現(xiàn)STM32嵌入式微控制器分別與三個(gè)表位顯示單元(3)、三個(gè)測量通道切換單元(4)和一個(gè)負(fù)載檔位切換單元(5)之間的通訊； 表位顯示單元(3)由七片驅(qū)動芯片74HC4094和七塊7位數(shù)碼管組成，七片驅(qū)動芯片74HC4094之間采用級聯(lián)方式連接，每塊驅(qū)動芯片74HC4094均對應(yīng)一塊7位數(shù)碼管；表位顯示單元3含有SPI接口，并通過SPI接口與控制單元(2)相連接； 測量通道切換單元(4)由兩片驅(qū)動芯片74HC4094、一個(gè)繼電器驅(qū)動芯片ULN2003和十個(gè)繼電器組成；其中，兩片驅(qū)動芯片74HC4094之間采用級聯(lián)的方式連接，級聯(lián)的兩片驅(qū)動芯片74HC4094經(jīng)輸出隔離后與繼電器驅(qū)動芯片ULN2003相連接，繼電器驅(qū)動芯片ULN2003后端與10個(gè)繼電器相連接并驅(qū)動該10個(gè)繼電器；該10個(gè)繼電器用于控制測量通道切換單元(4)內(nèi)測量通道的通斷；測量通道切換單元(4)含有SPI接口，通過SPI接口與控制單元(2)連接； 負(fù)載檔位切換單元(5)由三片驅(qū)動芯片74HC4094、一個(gè)繼電器驅(qū)動芯片ULN2003和二十四個(gè)繼電器組成，三片驅(qū)動芯片74HC4094之間采用級聯(lián)的方式連接，三片驅(qū)動芯片74HC4094的末端經(jīng)輸出隔離后與繼電器驅(qū)動芯片ULN2003連接，繼電器驅(qū)動芯片ULN2003的末端再與二十四個(gè)繼電器相連接并驅(qū)動該24個(gè)繼電器，該24個(gè)繼電器用于控制負(fù)載檔位切換單元(5)內(nèi)切換負(fù)載檔位的交流接觸器的通斷；負(fù)載檔位切換單元(5)內(nèi)設(shè)SPI接口，通過SPI接口與控制單元(2)連接； 繼電器參數(shù)測量單兀(6)為一臺型號為RPT-5C繼電器參數(shù)測試儀，負(fù)責(zé)對電能表(11)內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行參數(shù)測量，測量的參數(shù)包括包括觸點(diǎn)電阻、線圈電阻、動作時(shí)間； 波形監(jiān)測單元(7)為一臺型號為Tektronix DP04034B的示波器，波形監(jiān)測單元(7)的測量帶寬為350MHz，采樣率為2.5GS/s ;波形監(jiān)測單元(7)配有電流鉗表，能夠同時(shí)檢測電能表(11)的負(fù)載電壓和負(fù)載回路電流波形； 耐壓測試單元(8)為一臺型號為MS2670C的耐壓測試儀，耐壓測試單元(8)的輸出電壓為 ACO 至 5000V ； 負(fù)載單元(9)由電阻、電感和電容元件、交流接觸器組成，通過交流接觸器通斷各電阻、電感和電容元件的連接關(guān)系，組成各種功率值的負(fù)載； 交流接觸器通過負(fù)載檔位切換單元(5)控制其通斷； 負(fù)載參數(shù)測量單元(10)為一臺型號為DSW-9902B的功率測量儀，負(fù)載參數(shù)測量單元(10)用于測量負(fù)載電壓、電流、功率因數(shù)； 通過RS485接口，將負(fù)載參數(shù)測量單元(10 )與控制單元(2 )連接并通訊。
【文檔編號】G01R31/327GK103592615SQ201310563569
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月10日
【發(fā)明者】莊磊, 趙良德, 張開明, 柳桃, 付真斌, 徐敏, 陳晨, 馬亞彬, 疏奇奇, 謝樂天 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院