本實用新型涉及電能表用負(fù)荷開關(guān)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國家電網(wǎng)公司大力推進(jìn)智能電能表推廣應(yīng)用，2014年底建成用電信息采集系統(tǒng)，并于2015年全面實現(xiàn)“全采集、全覆蓋、全費控”的功能。截止2014年5月底，國家電網(wǎng)公司已安裝智能電能表2.0億只，每只智能電能表對應(yīng)了一只負(fù)荷開關(guān)。電能表用負(fù)荷開關(guān)能夠切斷和恢復(fù)用戶負(fù)載，是實現(xiàn)遠(yuǎn)程費控的重要元器件。目前，針對電能表用負(fù)荷開關(guān)的費控方式為當(dāng)透支金額低于設(shè)定的透支門限金額時，電能表應(yīng)發(fā)出斷電信號，控制負(fù)荷開關(guān)中斷供電。該方式僅以用戶電費情況為跳閘依據(jù)，而未考慮用戶實際負(fù)載情況。若在負(fù)載峰值時刻跳開負(fù)荷開關(guān)，可能導(dǎo)致開關(guān)觸頭間隙產(chǎn)生電弧而發(fā)生燒蝕，嚴(yán)重時將造成線路燒毀進(jìn)而燒毀電能表、引發(fā)火災(zāi)，嚴(yán)重影響了用戶安全用電。

利用交流50Hz電壓、電流每半個周波都存在過零時刻的特點，控制負(fù)荷開關(guān)斷開時恰好在電流過零點附近，而閉合時恰好在電壓過零點附近，可有效降低負(fù)荷開關(guān)觸點電弧，從而減少觸點燒蝕。但過零操作的性能提升效果需要通過測試進(jìn)行驗證。但現(xiàn)有檢測設(shè)備主要針對電能表用負(fù)荷開關(guān)在隨機分?jǐn)?、閉合過程中的基本性能參數(shù)進(jìn)行測試。由于智能電能表在接收到跳、合閘動作允許信號，執(zhí)行跳、合閘動作命令而發(fā)出控制脈沖，直至負(fù)荷開關(guān)觸點開始斷開或閉合的動作瞬間，存在一定的時間間隔。因此，傳統(tǒng)的檢測設(shè)備為了實現(xiàn)控制電能表用負(fù)荷開關(guān)在交流負(fù)載電流過零點分?jǐn)?、在交流?fù)載電壓過零點閉合，需要首先施加直流負(fù)載，通過計時器分別記錄動作脈沖發(fā)出時刻、負(fù)荷開關(guān)銜鐵動作時刻，再計算兩者間的時間間隔。但由于電能表用負(fù)荷開關(guān)動作時間快、動作間隔時間短，而過零操作對于控制時間精度要求高，因此傳統(tǒng)的檢測設(shè)備及過零操作控制方法難以保證過零操作的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)的檢測設(shè)備及過零操作控制方法難以保證過零操作的準(zhǔn)確度的問題。

為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理器電路、交流電壓過零檢測電路、MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路、脈沖信號發(fā)生電路；所述數(shù)據(jù)處理器電路分別與MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路連接；所述交流電壓過零檢測電路與所述MCU芯片電路連接；所述實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路還分別連接電能表用負(fù)荷開關(guān)；

所述數(shù)據(jù)處理器電路，用于在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于斷開狀態(tài)時，在控制閉合脈沖輸出時刻向脈沖信號發(fā)生電路發(fā)送控制閉合命令；或者，在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于閉合狀態(tài)時，在控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻向脈沖信號發(fā)生電路發(fā)送控制分?jǐn)嗝睿?/p>

所述脈沖信號發(fā)生電路，用于在接收到控制閉合命令時，向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送閉合脈沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點閉合；或者，在接收到控制分?jǐn)嗝顣r，向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送分?jǐn)嗝}沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點分?jǐn)唷?/p>

進(jìn)一步的，所述電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)還包括：動作機構(gòu)驅(qū)動電源、電壓示波器和電流示波器；所述動作機構(gòu)驅(qū)動電源分別與所述交流電壓過零檢測電路和脈沖信號發(fā)生電路連接，以進(jìn)行供電；所述電壓示波器和電流示波器均與數(shù)據(jù)處理器電路和電能表用負(fù)荷開關(guān)連接；所述電壓示波器用于監(jiān)測電能表用負(fù)荷開關(guān)的負(fù)載電壓實時波形；所述電流示波器用于監(jiān)測電能表用負(fù)荷開關(guān)的負(fù)載電流實時波形和線圈電流實時波形。

具體的，所述交流電壓過零檢測電路，包括：零線端、火線端、第一限流電阻、第二限流電阻、第三限流電阻、第四限流電阻、第一半導(dǎo)體二極管、第二半導(dǎo)體二極管、光電耦合器、負(fù)載電阻、濾波電容；所述火線端和零線端加載交流輸入電的兩相后，分別與第一限流電阻的一端和第三限流電阻的一端連接；所述第一限流電阻的另一端和第三限流電阻的另一端分別連接第二限流電阻的一端和第四限流電阻的一端；第二限流電阻的另一端與第一半導(dǎo)體二極管的正極連接；第四限流電阻的另一端與第二半導(dǎo)體二極管的正極連接；第一半導(dǎo)體二極管的負(fù)極和第二半導(dǎo)體二極管的負(fù)極均連接光電耦合器的陽極；所述第二半導(dǎo)體二極管的正極還與光電耦合器的陰極連接；光電耦合器的集電極加載有正5伏電壓；光電耦合器的發(fā)射極分別連接有交流半波信號輸出端、負(fù)載電阻的一端以及濾波電容的一端；所述交流半波信號輸出端用于連接MCU芯片電路的輸入接口；所述負(fù)載電阻的另一端以及濾波電容的另一端連接在一起，并接地。

本實用新型實施例提供的一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器電路、交流電壓過零檢測電路、MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路、脈沖信號發(fā)生電路；所述數(shù)據(jù)處理器電路分別與MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路連接；所述交流電壓過零檢測電路與所述MCU芯片電路連接；所述實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路還分別連接電能表用負(fù)荷開關(guān)；本實用新型實施例可以在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于斷開狀態(tài)時，在控制閉合脈沖輸出時刻向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送閉合脈沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點閉合；在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于閉合狀態(tài)時，在控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送分?jǐn)嗝}沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點分?jǐn)?。由此可見，本實用新型可以精確控制電能表用負(fù)荷開關(guān)，完成電能表用負(fù)荷開關(guān)的過零操作，可以解決傳統(tǒng)的檢測設(shè)備及過零操作控制方法難以保證過零操作的準(zhǔn)確度的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本實用新型實施例提供的一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本實用新型實施例中的交流電壓過零檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)10，包括數(shù)據(jù)處理器電路11、交流電壓過零檢測電路12、MCU芯片電路13、實負(fù)載發(fā)生電路14、脈沖信號發(fā)生電路15。所述數(shù)據(jù)處理器電路11分別與MCU芯片電路13、實負(fù)載發(fā)生電路14和脈沖信號發(fā)生電路15連接。交流電壓過零檢測電路12與所述MCU芯片電路13連接；該實負(fù)載發(fā)生電路14和脈沖信號發(fā)生電路15還分別連接電能表用負(fù)荷開關(guān)16。

所述實負(fù)載發(fā)生電路14，可以向電能表用負(fù)荷開關(guān)16發(fā)出測試用負(fù)載電壓和測試用負(fù)載電流，并調(diào)整電能表用負(fù)荷開關(guān)16的負(fù)載功率因數(shù)。

所述數(shù)據(jù)處理器電路11，用于根據(jù)電能表用負(fù)荷開關(guān)16的電磁機構(gòu)的動作信息，預(yù)先確定電能表用負(fù)荷開關(guān)分?jǐn)嘤|動時長和電能表用負(fù)荷開關(guān)閉合觸動時長。

所述交流電壓過零檢測電路12與所述MCU芯片電路13，用于確定電能表用負(fù)荷開關(guān)的交流電壓過零時刻。

所述數(shù)據(jù)處理器電路11，用于獲取電能表用負(fù)荷開關(guān)16的負(fù)載功率因數(shù)；根據(jù)所述交流電壓過零時刻和所述負(fù)載功率因數(shù)確定電能表用負(fù)荷開關(guān)的交流電流過零時刻；根據(jù)電能表用負(fù)荷開關(guān)的觸點狀態(tài)、電能表用負(fù)荷開關(guān)分?jǐn)嘤|動時長和電能表用負(fù)荷開關(guān)閉合觸動時長確定控制分?jǐn)嗝}沖輸出延遲時長以及控制閉合脈沖輸出延遲時長；在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于斷開狀態(tài)時，根據(jù)所述交流電壓過零時刻和控制閉合脈沖輸出延遲時長確定控制閉合脈沖輸出時刻，并在控制閉合脈沖輸出時刻向脈沖信號發(fā)生電路15發(fā)送控制閉合命令；或者，在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于閉合狀態(tài)時，根據(jù)所述交流電流過零時刻和控制分?jǐn)嗝}沖輸出延遲時長確定控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻，并在控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻向脈沖信號發(fā)生電路15發(fā)送控制分?jǐn)嗝睢?/p>

所述脈沖信號發(fā)生電路15，用于在接收到控制閉合命令時，向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送閉合脈沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點閉合；或者，在接收到控制分?jǐn)嗝顣r，向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送分?jǐn)嗝}沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點分?jǐn)唷?/p>

進(jìn)一步的，如圖2所示，所述電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)10還包括：動作機構(gòu)驅(qū)動電源17、電壓示波器18和電流示波器19。所述動作機構(gòu)驅(qū)動電源17分別與所述交流電壓過零檢測電路12和脈沖信號發(fā)生電路15連接，以進(jìn)行供電。所述電壓示波器18和電流示波器19均與數(shù)據(jù)處理器電路11和電能表用負(fù)荷開關(guān)16連接。所述電壓示波器18用于監(jiān)測電能表用負(fù)荷開關(guān)16的負(fù)載電壓實時波形；所述電流示波器19用于監(jiān)測電能表用負(fù)荷開關(guān)的負(fù)載電流實時波形和線圈電流實時波形。

具體的，如圖3所示，所述交流電壓過零檢測電路12，可以包括：零線端(N端)121、火線端(L端)122、第一限流電阻123、第二限流電阻124、第三限流電阻125、第四限流電阻126、第一半導(dǎo)體二極管127、第二半導(dǎo)體二極管128、光電耦合器129、負(fù)載電阻130、濾波電容131；所述火線端122和零線端121加載交流輸入電(可以為220伏)的兩相后，分別與第一限流電阻123的一端和第三限流電阻125的一端連接；所述第一限流電阻123的另一端和第三限流電阻125的另一端分別連接第二限流電阻124的一端和第四限流電阻126的一端；第二限流電阻124的另一端與第一半導(dǎo)體二極管127的正極連接；第四限流電阻126的另一端與第二半導(dǎo)體二極管128的正極連接；第一半導(dǎo)體二極管127的負(fù)極和第二半導(dǎo)體二極管128的負(fù)極均連接光電耦合器129的陽極；所述第二半導(dǎo)體二極管128的正極還與光電耦合器129的陰極連接。光電耦合器129的集電極加載有正5伏電壓；光電耦合器129的發(fā)射極分別連接有交流半波信號輸出端132、負(fù)載電阻130的一端以及濾波電容131的一端；所述交流半波信號輸出端132用于連接MCU芯片電路13的輸入接口；所述負(fù)載電阻130的另一端以及濾波電容131的另一端連接在一起，并接地。

通過上述圖3所述的結(jié)構(gòu)，四個限流電阻可以實現(xiàn)交流信號采樣輸入的限流；第一半導(dǎo)體二極管可以起到半波整流作用；而第二半導(dǎo)體二極管可以防護(hù)光電耦合器的陽極輸入端被第一半導(dǎo)體二極管的反向損傷；該光電耦合器用于隔離交流信號，并傳輸?shù)饺觞c側(cè)給MCU芯片電路；濾波電容用于避免噪聲信號的影響。

具體的，所述數(shù)據(jù)處理器電路11確定的控制閉合脈沖輸出時刻為所述交流電壓過零時刻和控制閉合脈沖輸出延遲時長的和；所述數(shù)據(jù)處理器電路11確定的控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻為所述交流電流過零時刻和控制分?jǐn)嗝}沖輸出延遲時長的和。

本實用新型實施例提供的一種電能表用負(fù)荷開關(guān)過零操作測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器電路、交流電壓過零檢測電路、MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路、脈沖信號發(fā)生電路；所述數(shù)據(jù)處理器電路分別與MCU芯片電路、實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路連接；所述交流電壓過零檢測電路與所述MCU芯片電路連接；所述實負(fù)載發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生電路還分別連接電能表用負(fù)荷開關(guān)；本實用新型實施例可以在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于斷開狀態(tài)時，在控制閉合脈沖輸出時刻向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送閉合脈沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點閉合；在電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點處于閉合狀態(tài)時，在控制分?jǐn)嗝}沖輸出時刻向電能表用負(fù)荷開關(guān)發(fā)送分?jǐn)嗝}沖信號，以控制電能表用負(fù)荷開關(guān)觸點分?jǐn)?。由此可見，本實用新型可以精確控制電能表用負(fù)荷開關(guān)，完成電能表用負(fù)荷開關(guān)的過零操作，可以解決傳統(tǒng)的檢測設(shè)備及過零操作控制方法難以保證過零操作的準(zhǔn)確度的問題。

本實用新型中應(yīng)用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。