本实用新型涉及电力系统领域，特别是涉及一种配网试验仪器的试验数据采集设备及监测系统。
背景技术：
为保证电力系统安全运行，有关部门规定在配网中的电气设备投运前和投运后都要进行一系列电气试验，包括：在电气设备安装竣工后必须对该电气设备进行交接试验,检验其自身质量、安装质量和投入运行的技术指标是否合格，交接试验合格的电气设备才能投入使用；在电气设备投运之后，须按照规定的试验条件(如规定的试验仪器、环境条件、试验方法和试验电压等)、试验项目和试验周期对电气设备进行预防性试验，通过预防性试验的试验数据判断该设备能否继续安全稳定运行。
上述的电气试验由试验人员将一些试验仪器接到待检测的电气设备的某些规定节点处并配合一定试验操作(如，调节电气设备工作档位等)来进行。目前，试验仪器检测的试验数据由试验人员手工抄录在纸质的报告中，并且试验数据的汇总和整理也是由人工来完成，这使得试验数据的采集和汇总需要耗费大量的人力物力成本，而且需要花费很长时间，效率很低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对配网试验仪器的试验数据采集和汇总成本高、效率低的问题，提供一种配网试验仪器的试验数据采集设备和监测系统。
一方面，本实用新型实施例提供一种配网试验仪器的试验数据采集设备，包括：信号检测装置、模数转换装置、控制装置以及通信装置；
信号检测装置的输出端连接模数转换装置的输入端，信号检测装置的输入端用于连接试验仪器的输出端；控制装置的输入端连接模数装换装置的输出端，控制装置的输出端连接通信装置的输入端；通信装置用于分别与试验数据监测服务器和移动终端通信连接。
在其中一个实施例中，信号检测装置包括电压互感器，电压互感器的输出端连接模数装换装置的第一输入端，电压互感器的输入端用于连接试验仪器的输出端。
在其中一个实施例中，信号检测装置还包括电流互感器，电流互感器的输出端连接模数装换装置的第二输入端，电流互感器的输入端用于连接试验仪器的输出端。
在其中一个实施例中，还包括电压放大电路，电压放大电路的输入端连接电压互感器的输出端，电压放大电路的输出端连接模数转换装置的第一输入端。
在其中一个实施例中，控制装置为微控制器。
在其中一个实施例中，通信装置包括无线公网通信模块，无线公网通信模块的输入端连接微控制器的第一输出端，用于通过无线公网与试验数据监测服务器通信连接。
在其中一个实施例中，通信装置还包括Wi-Fi热点模块，Wi-Fi热点模块的输入端连接微控制器的第二输出端，用于与Wi-Fi信号覆盖范围内的移动终端Wi-Fi通信连接。
在其中一个实施例中，还包括第一数据存储器，第一数据存储器连接微控制器。
另一方面，本实用新型实施例还提供一种配网试验仪器的试验数据监测系统，包括：试验数据监测服务器、移动终端以及上述的配网试验仪器的试验数据采集设备。
在其中一个实施例中，还包括第二数据存储器，第二数据存储器连接试验数据监测服务器。
上述配网试验仪器的试验数据采集设备，通过信号检测装置检测试验仪器输出端的电信号，并经过模数转换装置转换为数字信号后通过控制装置和通信装置发送试验数据至试验数据监测服务器和移动终端，基于此，本实用新型实施例提供的配网试验仪器的试验数据采集设备能够实时采集和上传试验仪器的试验数据，降低试验数据采集和汇总的成本，缩短采集和汇总数据的时间，提高试验数据采集汇总效率。
附图说明
通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1为一个实施例中配网试验仪器的试验数据采集设备的结构框图；
图2为另一个实施例中配网试验仪器的试验数据采集设备的结构框图；
图3为一个实施例中模数装换装置和电压放大电路的电路原理图；
图4为一个实施例中配网试验仪器的试验数据监测系统的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一方面，如图1所示，本实用新型实施例提供一种配网试验仪器的试验数据采集设备100，包括：信号检测装置110、模数转换装置120、控制装置130以及通信装置140。
信号检测装置110的输出端连接模数转换装置120的输入端，信号检测装置110的输入端用于连接试验仪器的输出端；控制装置130的输入端连接模数转换装置120的输出端，控制装置130的输出端连接通信装置140的输入端；通信装置140用于分别与试验数据监测服务器和移动终端通信连接。
具体的，信号检测装置110的输入端连接在试验仪器输出回路的电压、电流输出端，检测试验仪器输出回路上的模拟电信号并传输至模数转换装置120的输入端，该模拟电信号可以表征试验仪器的试验数据；模数转换装置120将模拟电信号转换为数字电信号并传输至控制装置130的输入端；控制装置130将数字电信号识别为试验数据发送至通信装置140，并控制通信装置140将试验数据分别发送至试验数据监测服务器和移动终端。
其中，试验仪器是交接试验和预防性试验中用到的试验仪器，例如，绝缘电阻测试仪、回路电阻测试仪、直流电阻测试仪、变比测试仪、交流耐压测试仪等。试验数据为试验仪器输出端的电压值和/或电流值。
本实施例提供的配网试验仪器的试验数据采集设备100，通过检测试验仪器的输出端的电信号，模数转换为数字电信号，再经过控制装置130和通信装置140将采集的试验数据实时发送到试验数据监测服务器和移动终端。在试验期间对试验仪器的试验数据进行实时采集，并将实时采集的试验数据立刻上传到数据监测服务器和移动终端，降低试验数据采集和汇总的成本，缩短采集和汇总数据的时间，提高试验数据采集汇总的效率。而且还避免了因人工抄写的出现的失误和人为的试验数据造假现象。
在一个实施例中，如图2所示，信号检测装置110包括电压互感器111，电压互感器111的输出端连接模数转换装置120的第一输入端，电压互感器111的输入端用于连接试验仪器的输出端。
具体的，电压互感器111的一次侧接在试验仪器输出端，二次侧连接模数转换装置120的第一输入端，电压互感器111将一次侧的大电压等比转换为二次侧的小电压，用于进行模拟电压信号的检测。
在一个实施例中，如图2所示，信号检测装置110还包括电流互感器112，电流互感器112的输出端连接模数转换装置120的第二输入端，电流互感器112的输入端用于连接试验仪器的输出端。
具体的，电流互感器112的一次侧接在试验仪器输出端，二次侧连接模数转换装置120的第二输入端，电流互感器112将一次侧的大电流等比转换为二次侧的小电流，用于进行模拟电流信号的检测。
在实际应用中，假设试验仪器为回路电阻测试仪，当试验人员进行断路器的回路电阻试验时，电压互感器111的一次侧分别接在回路电阻测试仪输出回路的V+端测试线上和V-端测试线上，V+端为回路电阻测试仪电压电流输出回路的正极接线端子，V-为回路电阻测试仪电压电流输出回路负极接线端子。电流互感器112的一次侧接在回路电阻测试仪的输出回路中，也就是被测断路器与电阻测试仪相连的测试线上。电压互感器111检测模拟电压信号并传输至模数转换装置120，电流互感器112检测模拟电流信号也传输至模数转换装置120，模数转换装置120和控制装置130将模拟电压信号和模拟电流信号数字化并识别为相应的电压值和电流值，之后通信装置140将电压值和电流值分别发送至移动终端和试验数据监测服务器。移动终端根据电压值和电流值通过欧姆定律得到回路电阻的阻值，并显示出来。试验数据监测服务器同样通过欧姆定律计算得到回路电阻阻值，并可以将其显示在外接显示设备上。
在一个实施例中，模数转换装置120包括A/D转换芯片。具体的，实际应用时，模数转换装置120包括A/D转换芯片和一些外围电路。在某些实施例中，A/D转换芯片有两个或两个以上的输入端，A/D转换芯片的一个输入端连接电压互感器111，另一个输入端连接电流互感器112，分别对模拟电压信号和模拟电流信号进行模数转换，交替输出代表电压的数字电信号和代表电流的数字电信号至控制装置130。进一步的，A/D转换芯片可以为AD7705芯片或AD7706芯片。AD7705/AD7706是AD公司推出的16位Σ-Δ型A/D转换器，用于测量低频模拟信号。AD7705具有两个全差分输入通道，AD7706具有三个准差分输入通道。
在实际应用中，为了使电压互感器111输出的模拟电压信号和A/D转换芯片能够接收的模拟电压信号的幅值相匹配，在一个实施例中，还包括电压放大电路150，电压放大电路150的输入端连接电压互感器111的输出端，电压放大电路150的输出端连接模数转换装置120的第一输入端。
在一个实施例中，如图3所示，模数转换装置120由AD7705芯片和外围电路组成，电压放大电路150为同相放大电路。AD7705芯片的AIN1+引脚通过外围电路连接电流互感器112的输出端，接收模拟电流信号；AD7705芯片的AIN2+引脚通过同相放大电路连接电压互感器111的输出端，接收放大后的模拟电压信号。同相放大电路将模拟电压信号放大48倍，以满足AD7705的采样需求。
在一个实施例中，如图2所示，控制装置130为微控制器131。
在一个实施例中，微控制器131为单片机。
在一个实施例中，微控制器131为LPC1768型微控制器。LPC1768是NXP公司推出的基于ARM Cortex_M3微处理器的微控制器。该微控制器的操作频率可达100MHz，外设组件包括512KB的Flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道的通用DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个I2C接口、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、带独立电池供电的超低功耗RTC和多达70个的通用I/O口。
在一个实施例中，如图2所示，通信装置140包括无线公网通信模块141，无线公网通信模块141的输入端连接微控制器131的第一输出端，用于通过无线公网与试验数据监测服务器通信连接。无线公网通信模块141的无线公网通信模式包括：GPRS、3G、4G和5G模式中的一种或多种。例如，无线公网通信模块141可以是向下兼容2G/3G模式的4G通信模块。
在一个实施例中，如图2所示，通信装置140还包括Wi-Fi热点模块142，Wi-Fi热点模块142的输入端连接微控制器131的第二输出端，用于与Wi-Fi信号覆盖范围内的移动终端Wi-Fi通信连接。
具体的，微控制器131通过两个输出端口分别将试验数据发送到无线公网通信模块141和Wi-Fi热点模块142，控制无线公网通信模块141将试验数据发送至试验数据监测服务器，并控制Wi-Fi热点模块142为Wi-Fi信号覆盖范围内的移动终端提供Wi-Fi热点接入，建立Wi-Fi连接，将试验数据发送至连接的移动终端。使携带移动终端的工作人员可以实时查看到试验数据。
在一个实施例中，Wi-Fi热点模块142为USR-C322Wi-Fi模块。USR-C322Wi-Fi模块是济南有人物联网技术有限公司研发的一种低功耗小体积的Wi-Fi模块。USR-C322Wi-Fi模块具有AP组网方式。AP(Access Point)即无线接入点，是一个无线网络的创建者，是网络的中心节点，例如无线路由器就是一个无线接入点，它可以与已经建立连接的无线终端双向通信。当USR-C322Wi-Fi模块工作在AP组网方式下，该模块作为一个无线接入点，可以与移动终端建立连接，传输数据。
在一个实施例中，如图2所示，还包括第一数据存储器160，第一数据存储器160连接微控制器131。第一数据存储器160用于保存微控制器131接收到的试验数据。第一数据存储器160可以是微控制器131内部自带的数据存储器，也可以是与微控制器131外接的数据存储器。计算机可以通过连接微控制器131的相应数据传输接口，读取存储在第一数据存储器160中的试验数据。
另一方面，如图4所示，本实用新型实施例还提供一种配网试验仪器的试验数据监测系统，包括：试验数据监测服务器200、移动终端300以及上述的配网试验仪器的试验数据采集设备100。
具体的，配网试验仪器的试验数据采集设备100用于采集试验仪器的输出端的电信号，将电信号转化为电流值和/或电压值，并分别将采集到的电流值和/或电压值发送到试验数据监测服务器200和移动终端300。移动终端300将接收到的电流值和/或电压值显示在屏幕上。进一步的，试验数据监测服务器200可以连接显示设备，显示接收到的电流值和/或电压值。
在一个实施例中，还包括第二数据存储器400，第二数据存储器400连接试验数据监测服务器200。第二数据存储器用于存储服务器接收的试验数据。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。