一种用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置。

背景技术：

电子式电能表是通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出，通过计度器或数字显示器显示。

随着电子式电能表在电力系统中的大量应用，电子式电能表的通信性能对计量自动化采集影响越来越大，特别是电能表在计量自动化终端进行高密度连续抄读时，应答缓慢、不应答或应答错误；其次，电子式电能表对于非法报文的判别能力、对DL/T645全部命令项的适应性直接影响其通信的质量，若判断应答有误可能造成计量自动化终端进入死循环，大大制约计量自动化终端数据采集功能，影响数据采集完整率、正确率，还可能因此导致电力服务事件。此外，国内各个电力公司对于电子式电能表的存储容量都提出了要求，而传统的人工功能测试完成存储容量的测试耗时费力，难以验证电能表的存储容量是否满足要求。而且，当前计量设备通信使用RS485工业总线的设备占大部分，现场RS485通信总线遇到的外部阻抗、噪声、接地、短路等干扰是导致计量设备通信故障运维最多的一部分。另外，对电能表日常功能测试时，人工检测存在测试步骤繁琐、耗时长、占用检定装置等不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置，该装置小型便携式，实现对电能表运算压力测试，通信压力测试，同时还可模拟物理、电气、协议故障注入。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置，其包括：单三相电能表表台，三相程控电源，以及多功能故障注入模拟装置；所述单三相电能表表台用于放置电能表，与电能表电性连接；所述三相程控电源具有电压采样反馈模块和电流采样反馈模块，该两个模块与单三相电能表表台电性连接，用于向电能表输出相应的电压、电流、功率因数，模拟不同性质的负载；所述多功能故障注入模拟装置包括：RS485通信模块以及电阻电容控制模块；通过RS485通信模块和外接通信总线对电能表进行非法报文和错误帧注入；电阻电容控制模块包括电阻控制器及电容控制器，电阻控制器包括若干个电阻和若干个短路开关，若干个电阻相互串联，一个短路开关与一个电阻并联，电容控制器包括若干个电容和若干个开路开关，若干个电容相互并联，一个开路开关与一个电容串联，通过控制电阻和电容的输出，实现对RS485通信模块进行阻抗注入，模拟物理和电气故障注入。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

所述单三相电能表表台为单相、三相台体混联。

所述单三相电能表表台设置有电压接线柱和电流接线柱，该电压、电流接线柱用于接通三相程控电源和电能表，为探针式。

所述多功能故障注入模拟装置还包括载波通信模块，该载波通信模块可向电能电力表发送载波信号，用于电力载波抄读和设置电能表。

所述多功能故障注入模拟装置还包括红外光电头通信模块，该红外光电头通信模块可向电能电力表发送红外光信号，用于红外方式抄读和设置电能表。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：本实用新型的用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置具备对电能表按南方电网规范要求的功能测试，还具有通信物理故障、电气故障、协议故障注入下的功能测试试验，以及运算压力测试试验和通信压力测试使用，全方位了解了电子式电能表通信性能的优劣，对电能表的综合性能有了更准确的把握。同时本装置具备检测的自动化，提高了电能表功能测试的质量和效率，节约了工时，减轻了检测人员的工作强度。另外，装置的便捷式小型化设计节省了空间。

附图说明

图1是本实用新型的用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置的模块连接框图。

图2是电阻控制器的电路图。

图3是电容控制器的电路图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参见图1，本实用新型的装置包括单三相电能表表台1，三相程控电源2，以及多功能故障注入模拟装置3。

单三相电能表表台1用于放置电能表(图未示)，并与电能表电性连接，用作电能表电压、电流的中间转送端，其设计应符合南方电网标准单相、三相表位设计。本实施例的表台1为单相、三相台体混联，适用于多个电能表测试，并且其设置有电压接线柱和电流接线柱，该电压、电流接线柱用于接通三相程控电源2和电能表，并且为弹簧探针式，在易于固定电能表的同时保证了使用的安全性。本单三相电能表表台1相比于传统检定装置，便携式设计，占用空间少，方便携带。

三相程控电源2包括电压采样反馈模块2a和电流采样反馈模块2b，该两个模块分别对应地通过电压接线柱和电流接线柱与单三相电能表表台1电性连接，并且可向电能表输出相应的电压、电流、功率因数，从而模拟出不同性质的负载。

多功能故障注入模拟装置3包括开关电源3a、RS485通信模块3b以及电阻电容控制模块3c；开关电源3a用于将220V交流电转换为5V直流电，供给整个装置使用；RS485通信模块3b提供RS485通道，模拟现场的RS485总线真实的运行环境；电阻电容控制模块3c通过改变其电阻值和电容值，实现对RS485通道进行阻抗注入，模拟物理和电气故障注入。该多功能故障注入模拟装置3的作用使得计算机可通过RS485通信模块和外接通信总线4对电能表进行非法报文和错误帧注入，同时利用电阻电容控制模块3c对电能表阻抗注入。

电阻电容控制模块3c包括电阻控制器及电容控制器。参见图2，电阻控制器包括若干个电阻和若干个短路开关，若干个电阻相互串联构成电阻矩阵，一个短路开关与一个电阻并联；本实施例，电阻矩阵由阻值为8、4、2、1、80、40、20、10、800、400、200、100、8000、4000、2000、1000欧姆的16片电阻组成，电阻控制器可以根据给出的指定电阻值，通过逻辑计算后，控制短路开关，实现1～10K以上的电阻输出。电阻控制器通过不断改变电阻值实现对RS485通道进行电阻加载临界值的检测，最终通过循环的方式，实现对RS485通道检测出临界电阻值的目的。参见图3，电容控制器包括若干个电容和若干个开路开关，若干个电容相互并联构成电容矩阵，一个开路开关与一个电容串联；本实施例，电容矩阵由容值为8、4、2、1、80、40、20、10、800、400、200、100、8000、4000、2000、1000法拉的16片电容组成，电容控制器可以根据给出的指定电容值，通过逻辑计算后，控制开路开关，实现1～10K以上的电容输出。电容控制器通过不断改变电容值实现对RS485通道进行电容加载临界值的检测，最终通过循环的方式，实现对RS485通道检测出临界电容值的目的。

电阻电容控制模块3c通过电阻控制器及电容控制器的组合配置，通过控制电阻和电容的输出，实现对RS485通信模块进行阻抗注入，模拟物理、电气、协议故障注入。物理故障应力类型包括断路、桥接、接地等；电气故障应力类型包括：电压漂移、占空比失真、高阻、低阻等；协议故障应力类型包括地址错误、延时、数据替换、丢包、奇偶校验错误、通信连接不稳定等。通过故障注入构造出故障通讯下的接口输入，测试此时电子式电能表对命令的响应时间及性能，并以此评估其在实际使用环境下的效率情况，作为评价其进行优化处理或结构调整的依据,然后对电子式电能表通信资源进行优化,以提高其对故障输入条件的容错能力。

本实用新型的多功能故障注入模拟装置3还包括载波通信模块3d和红外光电头通信模块3e，载波通信模块3d用于电力载波抄读和设置电能表，红外光电头通信模块3e用于红外方式抄读和设置电能表。

计算机通过RS485通信模块3b对电子式电能表高密度连续数据读写，测试电子式电能表通信信道的压力，了解其对密集数据项读写的反应能力，实现对电子式电能表运算压力的测试；可实现对电子式电能表存储容量和擦写次数的极限性能测试，了解存储器的应用性能。通过RS485通信模块3b对电子式电能表对非法报文、错误帧的反应情况的测试，了解其对协议的识别和判断能力；并对电子式电能表全部命令帧支持性的全方位测试，自动组帧连续测试，避免因其命令标识不全造成的计量自动化数据采集的缺失。通过电阻电容控制模块3c构造出故障通讯下的接口输入，测试此时电子式电能表对命令的响应时间及性能，并以此评估其在实际使用环境下的效率情况，作为评价其进行优化处理或结构调整的依据,然后对电子式电能表通信资源进行优化,以提高其对故障输入条件的容错能力。

综合上文所述，本实用新型的用于电子式电能表压力测试和功能测试的装置具备对电能表按南方电网规范要求的功能测试，还具有通信物理故障、电气故障、协议故障注入下的功能测试试验，以及运算压力测试试验和通信压力测试使用，全方位了解了电子式电能表通信性能的优劣，对电能表的综合性能有了更准确的把握。同时本装置具备检测的自动化，提高了电能表功能测试的质量和效率，节约了工时，减轻了检测人员的工作强度。另外，装置的便捷式小型化设计节省了空间。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。