智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能电能表在干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试装置及其方法，包括自动测试控制器、电感性负载切换装置及不少于两台被检电能表，其中自动测试控制器为安装有自动测试软件且带有通讯接口的计算机设备。其实现方法为通过控制电感性负载切换装置切断切换装置内的输入电源，在对并联在切换装置电压回路上的被检电能表掉电的同时，断开切换装置内并联电抗器的电源，模拟产生电感性负载切换干扰，通过电压接口输出到被检智能电能表的电压回路中；通过RS485接口与被检电能表进行通信，并通过检测被检智能电能表在掉电前的运行数据和掉电后重新上电运行时的运行数据，判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常，实现了智能电能表在干扰下掉电处理可靠性的评估，避免故障的发生。
【专利说明】智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置及方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试方法，属于智能电能表检测【技术领域】。
【背景技术】
[0003]智能电能表在现场挂网中将受到各种干扰应力的作用，特别是电能表的电源回路、RS485通信回路，是各种干扰进入电能表逻辑板的主要通道。虽然电能表电源及RS485口通常有隔离变压器或光电转换芯片进行隔离，但由于存在分布电容和耦合电感，一些上升沿很陡的脉冲干扰很容易通过分布电容和耦合电感越过这些隔离，当脉冲干扰进入电能表逻辑电路，电能表会产生各种意想不到后果，如时钟错乱、数据丢失、内存数据混乱、甚至死机等。
[0004]在电网中，当开关、继电器、接触器等切合时对电感性负载进行切换会引起干扰，这种干扰具有脉冲成群出现、波形上升时间短、幅值和重复频率高等特点，同时其频谱分布较宽，数字电路对它比较敏感。大量试验表明，这种干扰在一定程度上会造成智能电能表软件出现故障，如程序混乱、数据丢失等。
[0005]当电网出现停电状况时，智能电能表外部供电停止，智能电能表的MCU将会收到表内其他硬件电路产生的一个掉电信号，产生一个中断，智能电能表软件根据接收到的中断进入掉电处理流程，向内部存储芯片写入相关运行数据进行保存，然后进入低功耗运行状态，依靠内部电池供电。在电网重新供电，智能电能表恢复外部供电后，智能电能表软件恢复正常运行，从内部存储芯 片读取上次掉电时存储的运行数据作为重新运行的数据基础。如果智能电能表在掉电时受到干扰，可能导致掉电信号或存储数据出现异常，从而导致智能电能表运行出现故障。由于这种干扰对智能电能表掉电的影响是不确定的，这种故障出现的概率很低，通过一般检测方法很难检测到。但一旦故障出现，造成的后果是不可预知的，而且事后的故障分析也非常难。因此对智能电能表采取多样本多次重复测试的方法检测其在干扰环境下掉电处理的可靠性是很有必要的。
【发明内容】
[0006]针对现有技术上存在的不足，本发明目的在于提供一种模拟现场智能电能表掉电时受到电感性负载切换干扰，对不少于两台智能电能表同时进行多次重复试验，通过检测电能表运行数据，判断智能电能表在干扰下掉电处理可靠性的自动测试装置及其方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置，其特征在于，其包括用于检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试控制器、电感性负载切换装置及不少于两台被智能检电能表，所述自动测试控制器通过第一通讯接口与电感性负载切换装置连接，所述自动测试控制器通过第二通讯接口与被检智能电能表连接，通过检测被检智能电能表在掉电前的运行数据和掉电后重新上电运行时的运行数据，判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常；所述电感性负载切换装置通过电压接口与被检智能电能表并联，用于模拟产生电感性负载切换干扰，通过电压接口输出到被检智能电能表的电压回路中。
[0008]所述电感性负载切换装置器包括模拟电感性负载的并联电抗器、控制并联电抗器与被检智能电能表输入电源的真空交流接触器和控制真空交流接触器通断的可编程控制器；交流接触器和并联电抗器分别与电压回路相互并联的被检智能电能表按串联方式连接，所述交流接触器与并联电抗器并联连接，所述可编程控制器通过第一通讯接口与自动测试控制器进行通信，接收自动测试控制器发送的命令，按自动测试控制器的命令控制真空交流接触器接通或断开被检智能电能表和并联电抗器的电源。
[0009]作为优先方案，所述第一通讯接口为RS232或TCP/IP接口。
[0010]作为优先方案，所述第二通讯接口为RS232接口。
[0011]一种利用上述测试装置的智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试方法，其特征在于，其包括检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试控制器、电感性负载切换装置及不少于两台被检电能表，自动测试控制器通过第一通讯接口与电感性负载切换装置连接，并通过第二通讯接口与被检智能电能表连接；电感性负载切换装置通过电压接口与被检智能电能表并联；所述测试方法包括如下步骤:
(1)模拟产生电感性负载切换干扰；自动测试控制器通过控制电感性负载切换装置切断切换装置内的输入电源，在对并联在电感性负载切换装置电压回路上的被检电能表掉电的同时，断开电感性负载切换装置内一电源，模拟产生电感性负载切换干扰，通过电压接口输出到被检智能电能表的电压回路中，对被检智能电能表的掉电信号与存储数据产生影响；
(2)判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常；自动测试控制器通过第二通讯接口与被检电能表进行通信，并通过检测被检智能电能表在掉电前的运行数据和掉电后重新上电运行时的运行数据进行对比检测，判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常，若检测到智能电能表运行数据在执行上掉电操作前后数值变化超过了设定阀值，则判定为正常，否则判定为不正常，从而对智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性做出评价；
(3)通过自动重复进行(I)-(2)的步骤N次(该设定值可根据试验要求作相应改变)，完成对多台智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的检测。
[0012]所述步骤(I)中，所述电感性负载切换装置内一电源为并联电抗器的电源。
[0013]所述步骤(I)中，可编程控制器通过内置RS232或TCP/IP接口与自动测试控制器进行通信，接收自动测试控制器发送的命令，按自动测试控制器的命令控制真空交流接触器接通或断开被检智能电能表和并联电抗器的电源。
[0014]本发明通过测试装置及其方法，通过模拟现场智能电能表掉电时受到电感性负载切换干扰，对不少于两台智能电能表同时进行多次重复试验，通过检测电能表运行数据，判断智能电能表在干扰下掉电处理可靠性，实现了智能电能表在干扰下掉电处理可靠性的评估，避免故障的发生。[0015]
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1为本发明智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置的结构框图；
图2为本发明的工艺流程图；
图3为本发明的电感性负载切换装置的控制原理图 【具体实施方式】
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0017]从图1可以看出，本实施例智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置包括检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试控制器、电感性负载切换装置和不少于两块智能电能表。其实现方法为自动测试控制器通过RS232或TCP/IP接口与电感性负载切换装置连接，通过RS485接口与不少于两台被检智能电能表连接；被检电能表通过电压接口并联于电感性负载切换装置电压回路上。
[0018]从图2可以看出，本实施例的自动测试控制器是在控制器CPU安装有检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试软件，利用上述装置本实施例的自动测试软件的实现测试的方法为:首先，自动测试控制器首先通过控制电感性负载切换装置接通电源对被检智能电能表及电感性负载切换装置内的并联电抗器上电，通过RS485 口检定并记录被检智能电能表的各项运行数据1，包括时钟、各类电量数据等。
[0019]然后，控制电感性负载切换装置切断输入电源，对并联电抗器与被检智能电能表同时掉电，再控制电感性负载切换装置接通电源对被检智能电能表及电感性负载切换装置内的并联电抗器上电，通过RS485 口检定并记录被检智能电能表的各项运行数据2。
[0020]最后，对运行数据I与运行数据2进行对比，判断被检智能电能表在干扰下掉电处理是否正常并进行记录，判定方法为:若检测到智能电能表运行数据在执行上掉电操作前后数值变化超过了设定阀值，则判定为正常，否则判定为不正常。以上检测步骤可根据检测需要或检测结果自动重复运行。
[0021]如图3所示，本实施例的，电感性负载切换装置主要由模拟电感性负载的并联电抗器L、控制并联电抗器L与被检智能电能表输入电源的真空交流接触器K、控制真空交流接触器K通断的可编程控制器PLC组成。PLC通过内置RS232或TCP/IP接口与自动测试控制器进行通信，接收自动测试控制器发送的命令，按自动测试控制器的命令控制真空交流接触器K接通或断开被检智能电能表和并联电抗器的电源。可编程控制器PLC能够保证切换装置的稳定运行，不容易受到外界干扰，能可靠保证检测的长时间进行；采用真空交流接触器断开并联电抗器能够在被检电能表电压回路产生明显的上升沿很陡的脉冲干扰，并能对多台被检电能表产生影响，实现多样本长时间多次重复试验的目的。
[0022]本发明通过测试装置及其方法，通过模拟现场智能电能表掉电时受到电感性负载切换干扰，对不少于两台智能电能表同时进行多次重复试验，通过检测电能表运行数据，判断智能电能表在干扰下掉电处理可靠性，实现了智能电能表在干扰下掉电处理可靠性的评估，避免故障的发生。[0023]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试装置，其特征在于，其包括用于检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试控制器、电感性负载切换装置及不少于两台被智能检电能表，所述自动测试控制器通过第一通讯接口与电感性负载切换装置连接，所述自动测试控制器通过第二通讯接口与被检智能电能表连接，通过检测被检智能电能表在掉电前的运行数据和掉电后重新上电运行时的运行数据，判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常；所述电感性负载切换装置通过电压接口与被检智能电能表并联，用于模拟产生电感性负载切换干扰，通过电压接口输出到被检智能电能表的电压回路中。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述电感性负载切换装置器包括模拟电感性负载的并联电抗器、控制并联电抗器与被检智能电能表输入电源的真空交流接触器和控制真空交流接触器通断的可编程控制器；交流接触器和并联电抗器分别与电压回路相互并联的被检智能电能表按串联方式连接，所述交流接触器与并联电抗器并联连接，所述可编程控制器通过第一通讯接口与自动测试控制器进行通信，接收自动测试控制器发送的命令，按自动测试控制器的命令控制真空交流接触器接通或断开被检智能电能表和并联电抗器的电源。
3.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于，所述第一通讯接口为RS232或TCP/IP 接口。
4.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于，所述第二通讯接口为RS232接□。
5.一种智能电能表干扰环境下掉电处理可靠性的测试方法，其特征在于，其包括检测智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的自动测试控制器、电感性负载切换装置及不少于两台被检电能表，自动测试控制器通过第一通讯接口与电感性负载切换装置连接，并通过第二通讯接口与被检智`能电能表连接；电感性负载切换装置通过电压接口与被检智能电能表并联；所述测试方法包括如下步骤: (1)模拟产生电感性负载切换干扰；自动测试控制器通过控制电感性负载切换装置切断切换装置内的输入电源，在对并联在电感性负载切换装置电压回路上的被检电能表掉电的同时，断开电感性负载切换装置内一电源，模拟产生电感性负载切换干扰，通过电压接口输出到被检智能电能表的电压回路中，对被检智能电能表的掉电信号与存储数据产生影响； (2)判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常；自动测试控制器通过第二通讯接口与被检电能表进行通信，并通过检测被检智能电能表在掉电前的运行数据和掉电后重新上电运行时的运行数据进行对比检测，判断被检智能电能表在电感性负载切换干扰下掉电处理是否正常，若检测到智能电能表运行数据在执行上掉电操作前后数值变化超过了设定阀值，则判定为正常，否则判定为不正常，从而对智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性做出评价； (3)通过自动重复进行(I)-(2)的步骤N次(该设定值可根据试验要求作相应改变)，完成对多台智能电能表在电感性负载切换干扰环境下掉电处理可靠性的检测。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述电感性负载切换装置器包括模拟电感性负载的并联电抗器、控制并联电抗器与被检智能电能表输入电源的真空交流接触器和控制真空交流接触器通断的可编程控制器；交流接触器和并联电抗器分别与电压回路相互并联的被检智能电能表按串联方式连接，所述交流接触器与并联电抗器并联连接，所述可编程控制器通过第一通讯接口与自动测试控制器进行通信。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述电感性负载切换装置内部电源为并联电抗器的电源。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的测试方法，其特征在于，所述第一通讯接口为RS232 或 TCP/IP 接口。
9.根据权利要求5至7任意一项所述的测试装置，其特征在于，所述第二通讯接口为RS232 接口。
10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(1)中，可编程控制器通过内置RS232或TCP/IP接口与自动测试控制器进行通信，接收自动测试控制器发送的命令，按自动测试控 制器的命令控制真空交流接触器接通或断开被检智能电能表和并联电抗器的电源。
【文档编号】G01R35/04GK103616660SQ201310631198
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】徐晴, 纪峰, 田正其, 穆小星, 鲍进, 周超 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院