一種用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電能表運(yùn)行可靠性測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于單相電能表 電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)家電網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)工程的逐步推進(jìn)，越來(lái)越多的智能電能 表投入到了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中，智能電能表的電能計(jì)量、定時(shí)凍結(jié)、負(fù)荷記錄等功能都建立在計(jì)時(shí) 準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，而計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的前提是正常供電。由于，目前國(guó)網(wǎng)單相電能表設(shè)計(jì)方案中電池 作為時(shí)鐘電池與備用工作電源兩種用途。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的電能表，當(dāng)電網(wǎng)線路正常供 電時(shí)，電池僅對(duì)時(shí)鐘模塊供電，當(dāng)電網(wǎng)線路處于停電狀態(tài)時(shí)，電池作備用工作電源時(shí)，要同 時(shí)支撐CPU、液晶、時(shí)鐘芯片、儲(chǔ)能電容等多路模塊供電，一旦電池?zé)o法正常供電，將會(huì)誘發(fā) 單相電能表與計(jì)時(shí)有關(guān)的嚴(yán)重故障。
[0003] 目前，對(duì)用于單相電能表電池性能的檢測(cè)是通過(guò)對(duì)電池單獨(dú)進(jìn)行，諸如"開(kāi)路電 壓"、"外部短路"、"非正常充電試驗(yàn)"、"強(qiáng)制放電試驗(yàn)"等相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目的測(cè)試。雖然，這些 測(cè)試方法雖然能在一定程度上評(píng)估電池的狀態(tài)，但是，這些方法沒(méi)有涉及單相電能表本身 的設(shè)計(jì)方案、實(shí)際運(yùn)行工況等因素，檢測(cè)結(jié)果往往和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中電池壽命有很大出入， 會(huì)出現(xiàn)電池?zé)o法正常供電的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決上述現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)用于單相電能表電池性能的檢測(cè)是通過(guò)對(duì)電池 單獨(dú)進(jìn)行，沒(méi)有涉及單相電能表本身的設(shè)計(jì)方案、實(shí)際運(yùn)行工況等因素，檢測(cè)結(jié)果往往和現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中電池壽命有很大出入的問(wèn)題。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：包括程控高低溫濕 熱箱、被檢單相電能表、程控電源、負(fù)載箱和智能電能表控制臺(tái)，所述被檢單相電能表放置 在程控高低溫濕熱箱內(nèi)，所述被檢單相電能表通過(guò)R485串行通信接口和RS485-RS232轉(zhuǎn)換 器的一端相連接，所述RS485-RS232轉(zhuǎn)換器的另一端與智能電能表控制臺(tái)相連接，所述智 能電能表控制臺(tái)還通過(guò)RS232串行通信接口或者網(wǎng)絡(luò)接口與程控高低溫濕熱箱相連接，所 述負(fù)載箱、程控電源分別通過(guò)RS232串行通信接口或者網(wǎng)絡(luò)接口與智能電能表控制臺(tái)相連 接，所述程控電源、負(fù)載箱還通過(guò)電源線與被檢單相電能表相連接。
[0007] 前述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述程控高低溫 濕熱箱的溫度設(shè)置范圍在-45 °C~75 °C之間，濕度設(shè)置范圍在0-100 % RH之間，模擬單相電 能表實(shí)際運(yùn)行中的溫濕度環(huán)境。
[0008] 前述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載箱包括 電流5A，10A，20A和功率因數(shù)1. 0、0. 5L、0. 8C任意組合檔位，模擬單相電能表現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中真 實(shí)負(fù)載。
[0009] 基于上述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)的加速測(cè)試方法，其特征在 于：包括以下步驟，
[0010] 步驟（1)，將被檢單相電能表放置在程控高低溫濕熱箱內(nèi)，并連接程控電源與負(fù)載 箱，通過(guò)智能電能表控制臺(tái)設(shè)置程控高低溫濕熱箱的溫度!\為75 °C，濕度W 80% RH，通 過(guò)智能電能表控制臺(tái)控制程控電源升壓至被檢單相電能表的工作電壓U為220V，通過(guò)智能 電能表控制臺(tái)控制選取負(fù)載箱的負(fù)載檔位；
[0011] 步驟（2)，智能電能表控制臺(tái)讀取單相電能表內(nèi)電池的初始電壓V。；
[0012] 步驟（3)，建立單相電能表進(jìn)行停復(fù)電事件的控制策略，控制策略過(guò)程如下，
[0013] (1)將單相電能表升壓至220V持續(xù)時(shí)間tl，再停電并持續(xù)時(shí)間t2 ;
[0014] (2)再將單相電能表升壓至220V持續(xù)時(shí)間t3,再停電并持續(xù)時(shí)間t4 ;
[0015] (3)再將單相電能表升壓至220V持續(xù)時(shí)間t5,再停電并持續(xù)時(shí)間t6 ;
[0016] (4)再將單相電能表升壓至220V持續(xù)時(shí)間tl，重復(fù)（1)順序循環(huán)進(jìn)行；
[0017] 步驟（4)，在步驟（3)中，智能電能表控制臺(tái)以周期T。測(cè)量單相電能表內(nèi)的電池電 SV1、測(cè)量電池電壓時(shí)相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；
[0018] 步驟（5)，智能電能表控制臺(tái)控制程控電源按照步驟（3)建立的控制策略連續(xù)進(jìn) 行停復(fù)電事件，觸發(fā)單相電能表內(nèi)的處理器不斷復(fù)位，加速電池的放電過(guò)程，直到智能電能 表控制臺(tái)檢測(cè)到單相電能表內(nèi)的電池電壓Vjg于電池欠壓閥值電壓V ^時(shí)，停止測(cè)試，并記 錄試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間TOTd;
[0019] 步驟（6)，智能電能表控制臺(tái)根據(jù)步驟（5)形成單相電能表內(nèi)電池的電壓-時(shí)間曲 線V (t)，并根據(jù)公式（1)，計(jì)算單相電能表電池壽命加速測(cè)試值BL，
Cl)
[0021] 步驟（7)，選取同一批次單相電能表的數(shù)量為N只，按照上述步驟（1)-步驟（6)進(jìn) 行測(cè)試，得到各單相電能表的電池壽命加速測(cè)試值BL1、BL2、BL3. .. BLn，并根據(jù)公式（2)，計(jì) 算得到此批次單相電能表的平均壽命值BLare,
[0023] 其中，BL1為第i個(gè)單相電能表的電池壽命加速測(cè)試值；
[0024] 步驟（8)，按照上述步驟（1)-步驟（7)，通過(guò)智能電能表控制臺(tái)設(shè)置不同的溫度 值、不同的濕度值、不同的負(fù)載檔位，測(cè)試對(duì)應(yīng)溫度值、濕度值、負(fù)載檔位，測(cè)試不同組合工 況下的同一批次單相電能表內(nèi)的平均壽命值，分別用以評(píng)估單相電能表內(nèi)的電池在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn) 行壽命。
[0025] 前述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)的加速測(cè)試方法，其特征在于： 步驟⑷ tl 為 40s、t2 為 50ms、t3 為 30s、t4 為 200ms、t5 為 20s、t6 為 600ms。
[0026] 前述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)的加速測(cè)試方法，其特征在于： 所述周期T。為100s。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)及方 法，通過(guò)模擬實(shí)負(fù)載工況下觸發(fā)停復(fù)電事件、不同溫濕度等復(fù)雜工況，誘發(fā)電能表內(nèi)處理器 運(yùn)行在高功耗狀態(tài)，加速電池放電過(guò)程，從而得到不同溫濕度、不同負(fù)荷下電能表電池壽命 加速測(cè)試值，該值可以用來(lái)評(píng)估單相電能表電池現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境下的壽命，為電能表的質(zhì)量 控制提供技術(shù)支持，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試方法的停復(fù)電控制策略的 工況模擬示意圖。
[0030] 圖3是本發(fā)明的單相電能表內(nèi)電池的電壓-時(shí)間曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0032] 本發(fā)明的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示，包括程控高低 溫濕熱箱、被檢單相電能表、程控電源、負(fù)載箱和智能電能表控制臺(tái)，所述被檢單相電能表 放置在程控高低溫濕熱箱內(nèi)，所述被檢單相電能表通過(guò)R485串行通信接口和RS485-RS232 轉(zhuǎn)換器的一端相連接，所述RS485-RS232轉(zhuǎn)換器的另一端與智能電能表控制臺(tái)相連接，所 述智能電能表控制臺(tái)還通過(guò)RS232串行通信接口或者網(wǎng)絡(luò)接口與程控高低溫濕熱箱相連 接，所述負(fù)載箱、程控電源分別通過(guò)RS232串行通信接口或者網(wǎng)絡(luò)接口與智能電能表控制 臺(tái)相連接，所述程控電源、負(fù)載箱還通過(guò)電源線與被檢單相電能表相連接。
[0033] 所述程控高低溫濕熱箱的溫度設(shè)置范圍在-45°C~75°C之間，濕度設(shè)置范圍在 0-100% RH之間，模擬單相電能表實(shí)際運(yùn)行中的溫濕度環(huán)境。
[0034] 所述負(fù)載箱包括電流5A，10A，20A和功率因數(shù)1. 0、0. 5L、0. 8C任意組合檔位，模擬 單相電能表現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中真實(shí)負(fù)載。
[0035] 基于上述的用于單相電能表電池壽命的加速測(cè)試系統(tǒng)的加速測(cè)試方法，包括以下 步驟，
[0036] 步驟（1)，將被檢單相電能表放置在程控高低溫濕熱箱內(nèi)，并連接程控電源與負(fù)載 箱，通過(guò)智能電能表控制臺(tái)設(shè)置程控高低溫濕熱箱的溫度!\為75 °C，濕度W 80% RH，通 過(guò)智能電能表控制臺(tái)控制程控電源升壓至被檢單相電能表的工作電壓U為220V，通過(guò)智能 電能表控制臺(tái)控制選取負(fù)載箱的負(fù)載檔位；
[0037] 步驟（2)，智能電能