一种电能表外置负荷开关的检测方法与流程

本发明涉及电能表领域，特别涉及一种电能表外置负荷开关的检测方法。

背景技术

智能电能表具有远程抄表、停复电等功能。目前国内通常是用智能电能表拉合闸触点来触发外置负荷开关，做到快速可靠地切断和接通用户负荷电流，实施停复电。

当供电公司因欠费或其他原因欲对某用户实施停电时，可以通过营销业务系统、用电信息采集系统，或现场用掌机对智能电能表发拉闸命令；待用户缴清欠费或满足送电条件后，供电公司可以通过营销业务系统、用电信息采集系统，或现场用掌机对智能电能表发合闸命令。

由于线路故障、负荷开关的老化等都可能导致拉合闸命令不成功。如何确保停复电准确可靠，避免用电纠纷是目前供电公司及电能表企业面临的问题。对于外置负荷开关是否成功切断和接通的检测，目前主要是通过检测用电负荷的方式，即在发完拉闸或合闸命令后，通过检测用户的用电功率或用电电流来反馈是否成功拉闸或合闸。但该方法存在误判的问题：1、供电公司发完拉闸命令，实际智能电能表未成功拉闸，但检测时用户未用电，导致误判为成功拉闸；2、供电公司发完合闸命令，实际智能电能表成功合闸，但检测时用户未用电，导致误判为未成功合闸。因此需要进一步改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种检测结果准确、可靠的电能表外置负荷开关的检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电能表外置负荷开关的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)、将外置负荷开关的控制线和反馈线分别对应连接电能表的跳闸控制端子和反馈端子；

步骤(2)、电能表的跳闸控制端子输出控制信号，使外置负荷开关闭合或断开，外置负荷开关输出端对应输出反馈电压；

步骤(3)、将步骤(2)中的反馈电压通过反馈信号检测电路输出相应的反馈电平，反馈信号检测电路的输出端与mcu连接；

步骤(4)、mcu根据反馈电平检测反馈信号，并根据反馈信号判断反馈电压检测外置负荷开关的状态；

步骤(5)、根据功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态判断外置负荷开关的实际状态，当功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态均为断开状态时，则外置负荷开关的实际状态为断开，反之，则外置负荷开关的实际状态为闭合；

步骤(6)、判断外置负荷开关的命令信号与外置负荷开关的实际状态是否一致，如一致，则退出，反之，则对外置负荷开关做异常处理。

具体的，所述步骤(2)中的控制信号采用交流220v电平方式或半波整流方式。

进一步的，为了防止人体触电，对电能表短路保护，所述步骤(2)中的电能表输入端串联有第五电阻r5，第五电阻r5另一端输出控制信号。

作为优选，所述步骤(3)中的反馈信号检测电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、二极管d1和三极管v1，所述第一电阻r1的一端为反馈信号检测电路的输入端，所述第一电阻r1另一端连接二极管d1的正极，所述二极管d1的负极分别连接第二电阻r2和三极管v1的基极，所述第二电阻r2的另一端连接三级管v1的发射极，并接地，所述三极管v1的集电极分别连接第三电阻r3和第四电阻r4的一端，所述第三电阻r3的另一端连接第一电压vcc，所述第四电阻r4的另一端为反馈信号检测电路的输出端。

作为优选，所述三极管v1为npn三极管。

具体的，所述步骤(4)中的具体步骤为：

步骤(4-1)、mcu定时检测反馈电平，定时时间为t/ms；

步骤(4-2)、判断mcu是否检测到反馈状态，如是，则转入步骤(4-5)，反之，则转入步骤(4-3)；

步骤(4-3)、判断检测到的反馈电平是否为低电平，如是，则低电平次数加上1，转入步骤(4-4)，反之，则低电平次数清零，并且mcu未检测到反馈信号，转入步骤(4-5)；

步骤(4-4)、判断低电平次数是否大于n，如是，则判定mcu检测到反馈信号，并且反馈信号检测状态为已检测；反之，则mcu未检测到反馈信号；其中，n为正整数；

步骤(4-5)、当检测区间大于周期时间t/ms时，则转入步骤(4-6)，反之，则结束；

步骤(4-6)、判断是否连续m个周期内均检测到有反馈信号，则判定反馈电压检测外置负荷开关的状态为闭合状态，反之，则判定反馈电压检测外置负荷开关的状态为断开状态；其中，m为正整数；

步骤(4-7)、反馈信号检测状态置为未检测，结束。

作为优选，所述定时时间t的取值范围为1～3。

作为优选，所述周期时间t的取值范围为20～30。

作为优选，所述低电平次数的n的取值范围为3～6；所述反馈信号连续次数m的取值范围为3～6。

在本方案中，具体的，所述步骤(5)中具体步骤为：

步骤(5-1)、给电能表发送拉合闸命令；

步骤(5-2)、判断电能表的总功率是否大于启动功率，如是，则功率检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，反之，则功率检测外置负荷开关的实际状态为断开状态；

步骤(5-3)、判断反馈电压检测外置负荷开关的状态是否为闭合状态，如是，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，反之，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为断开状态；

步骤(5-4)、判断功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态均为断开状态时，则外置负荷开关的实际状态为断开，反之，则外置负荷开关的实际状态为闭合。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过对功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态的双条件判断，解决了现有技术中用户未用电对外置负荷开关的实际状态的误判，并且外置负荷开关的反馈电压通过反馈信号检测电路输出反馈电平，根据反馈电平判定是否有反馈信号，使反馈电压检测外置负荷开关的实际状态准确率更高，检测方法更加合理。

附图说明

图1为本发明实施例的外置开关的检测方法流程图；

图2为图1的反馈电压检测外置负荷开关状态的流程图；

图3为本发明实施例中的反馈信号检测电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种电能表外置负荷开关的检测方法，包括以下步骤：

步骤(1)、将外置负荷开关的控制线和反馈线分别对应连接电能表的跳闸控制端子和反馈端子；

步骤(2)、电能表的跳闸控制端子输出控制信号，使外置负荷开关闭合或断开，外置负荷开关输出端对应输出反馈电压；

其中，电能表控制信号采用交流220v电平方式或半波整流方式，电能表输入端串联有第五电阻r5，第五电阻r5另一端输出控制信号，本实施例中，第五电阻r5＝100kω；

在电能表正常工作电压范围内，若控制信号采取半波整流方式，信号的非激励态输出电压平均值不低于60v，正向峰值电压不低于180v，激励态输出电压平均值小于36v。若控制信号采用ac220v电平方式，信号的非激励态输出电压应为电能表供电电压的60％至120％，激励态输出电压应为供电电压的0％至25％。

当控制信号处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制信号处于激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电。

步骤(3)、将步骤(2)中的反馈电压通过反馈信号检测电路输出相应的反馈电平，反馈信号检测电路的输出端与mcu连接；

其中，如图3所示，反馈信号检测电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、二极管d1和三极管v1，第一电阻r1的一端为反馈信号检测电路的输入端input，第一电阻r1另一端连接二极管d1的正极，二极管d1的负极分别连接第二电阻r2和三极管v1的基极，第二电阻r2的另一端连接三级管v1的发射极，并接地，三极管v1的集电极分别连接第三电阻r3和第四电阻r4的一端，第三电阻r3的另一端连接第一电压vcc，第四电阻r4的另一端为反馈信号检测电路的输出端output。本实施例中，三极管v1为npn三极管。反馈信号检测电路的输入端input为反馈电压，反馈信号检测电路的输出端output为反馈电平，通过该反馈信号检测电路将外置负荷开关合闸或拉闸时输出的反馈电压转换成低电平或高电平，通过检测反馈电平的高、低电平使判断反馈信号的结果量化，更加方便的判断出反馈信号，准确率高。

步骤(4)、mcu根据反馈电平检测反馈信号，并根据反馈信号判断反馈电压检测外置负荷开关的状态；

并且，如图2所示，具体步骤为：

步骤(4-1)、mcu定时检测反馈电平，定时时间为t/ms；

步骤(4-2)、判断mcu是否检测到反馈状态，如是，则转入步骤(4-5)，反之，则转入步骤(4-3)；

步骤(4-3)、判断检测到的反馈电平是否为低电平，如是，则低电平次数加上1，转入步骤(4-4)，反之，则低电平次数清零，并且mcu未检测到反馈信号，转入步骤(4-5)；

步骤(4-4)、判断低电平次数是否大于n，如是，则判定mcu检测到反馈信号，并且反馈信号检测状态为已检测；反之，则mcu未检测到反馈信号；其中，n为正整数；

步骤(4-5)、当检测区间大于周期时间t/ms时，则转入步骤(4-6)，反之，则结束；

步骤(4-6)、判断是否连续m个周期内均检测到有反馈信号，则判定反馈电压检测外置负荷开关的状态为闭合状态，反之，则判定反馈电压检测外置负荷开关的状态为断开状态；其中，m为正整数；

步骤(4-7)、反馈信号检测状态置为未检测，结束。

定时时间t的取值范围为1～3；周期时间t的取值范围为20～30；低电平次数的n的取值范围为3～6；反馈信号连续次数m的取值范围为3～6；本实施例中，定时时间t＝1；周期时间t＝25；低电平次数n＝4，反馈信号连续次数m＝5。

步骤(5)、根据功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态判断外置负荷开关的实际状态；

其中，具体步骤为：

步骤(5-1)、给电能表发送拉合闸命令；

步骤(5-2)、判断电能表的总功率是否大于启动功率，如是，则功率检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，反之，则功率检测外置负荷开关的实际状态为断开状态；

步骤(5-3)、判断反馈电压检测外置负荷开关的状态是否为闭合状态，如是，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，反之，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为断开状态；

步骤(5-4)、判断功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态均为断开状态时，则外置负荷开关的实际状态为断开，反之，则外置负荷开关的实际状态为闭合。

步骤(6)、判断外置负荷开关的命令信号与外置负荷开关的实际状态是否一致，如一致，则退出，反之，则对外置负荷开关做出异常处理。

现有的技术中，若反馈信号采取半波整流方式时：信号输出电压平均值高于60v，正向峰值电压高于180v时，电能表应识别为非激励态，此时应识别出的外置负荷开关的状态为合闸状态；信号正向峰值电压低于10v，电能表应识别为激励态，应识别出的外置负荷开关的状态为拉闸状态；若反馈信号采取ac220v电平方式时：信号输出电压有效值高于130v，电能表应识别为非激励态，此时应识别出的外置负荷开关的状态为合闸状态；信号输出电压有效值低于5v，电能表应识别为激励态，应识别出的外置负荷开关的状态为拉闸状态。因此通过反馈电压判断，准确率高，而单一的功率检测会存在误判的情况。

当出现以下情况时：

1、供电公司发完拉闸命令，实际智能电能表未成功拉闸，但检测时用户未用电，导致误判为成功拉闸；

使用本方法对该情况进行检测，当供电公司发完拉闸命令，而实际智能电能表未成功拉闸，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，检测时用户未用电时，则功率检测外置负荷开关的实际状态为断开，根据本方法判断出外置负荷开关的实际状态为闭合；则判断出外置负荷开关的实际状态为未成功拉闸，外置负荷开关的实际状态与外置负荷开关的命令信号命令不一致，则进行异常处理，解决了误判的问题。

2、供电公司发完合闸命令，实际智能电能表成功合闸，但检测时用户未用电，导致误判为未成功合闸；

使用本方法对该情况进行检测，当供电公司发完合闸命令，而实际智能电能表成功合闸，则反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，检测时用户未用电时，则功率检测外置负荷开关的实际状态为断开，根据本方法判断出外置负荷开关的实际状态为闭合；则判断出外置负荷开关的实际状态为合闸，外置负荷开关的实际状态与外置负荷开关的命令信号命令一致，解决了误判的问题。

在使用本方法对电能表外置负荷开关进行检测时，通过对功率检测外置负荷开关的实际状态和反馈电压检测外置负荷开关的实际状态的双条件判断，解决了现有技术中的在拉闸或合闸时，用户未用电对外置负荷开关的实际状态的误判，提高了判断准确率，并且在反馈电压检测外置负荷开关的实际状态检测中，将反馈电压通过反馈信号检测电路输出反馈电平，并判断出反馈信号，通过连续多个周期内均检测到有反馈信号，则判定反馈电压检测外置负荷开关的实际状态为闭合状态，因此该方法更加合理，结果更加准确可靠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。