本發(fā)明主要涉及電能計量技術領域，特指一種用電線路串戶檢測方法及裝置。

背景技術：

近年來，隨著戶表改造規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)場施工人員未能有效實施接線檢查，施工質量監(jiān)管受限，導致用電線路串戶問題時有發(fā)生。串戶可能是安裝時表前線、表后線及開關處接線錯誤造成，也可能是營銷系統(tǒng)客戶編號、表計條形碼等檔案信息錄入錯誤造成，引發(fā)客戶投訴，若處理不當，極有可能造成嚴重的社會影響，損害企業(yè)形象。以國網(wǎng)公司為例，國網(wǎng)公司臺區(qū)現(xiàn)場表計近4.2億，千分之一的錯誤率就會造成420萬的串戶發(fā)生，防串戶壓力可想而知。因此，怎樣有效規(guī)范電能表裝接管理，提升優(yōu)質服務水平，樹立企業(yè)良好形象，防止用電線路串戶，是供電企業(yè)亟待解決的問題。

目前用電線路串戶排查方法主要有：簡單跳負荷開關、增加負荷判別法、萬用表對線法。前兩種方法影響了客戶的正常用電，會引起客戶的不滿和不必要的糾紛。第三種方法效率低，人力成本高，無法確保完全檢測準確。該三種方法均無法簡便、快捷的分析、判斷出所有的串戶問題，不能準確定位串戶類別和串戶點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、操作簡便、檢測效率高且準確率高的用電線路串戶檢測方法，并相應提供一種結構簡單、操作簡便、檢測效率高的用電線路串戶檢測裝置。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

一種用電線路串戶檢測方法，

在輸電線路有電時，包括以下步驟：

S01、向用戶側的輸電線路中投入特征負載；

S02、檢測電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)，并對狀態(tài)參數(shù)進行分析以判斷是否串戶；

在輸電線路無電時，包括以下步驟：

S101、向用戶側的輸電線路中輸入與實際房間編號的二進制碼相對應的連續(xù)電平信號；

S102、接收電能表側輸電線路中的電平信號并換算成房間編號，并與實際房間編號對比以判斷是否串戶。

作為上述技術方案的進一步改進：

在步驟S02中，所述狀態(tài)參數(shù)為電流及相位角，通過檢測電能表在特征負載投入前后的電流及相位角，采用余弦定理方法，計算所施加的特征負載電流與理論特征負載電流是否一致來判斷是否串戶。

通過鉗表檢測電能表的電流及相位角；或者與電能表通信獲取所述電能表在特征負載投入前后的電壓、電流和功率，再反推出相應的相位角。

所述步驟S101的詳細過程如下：將實際房間編號轉換成二進制編碼，向用戶側的輸電線路中依次輸入與二進制編碼中各碼元相對應的電平信號，當碼元為1時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入高電平信號，零線輸入低電平信號，當碼元為0時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入低電平信號，零線輸入高電平信號；或者當碼元為1時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入低電平信號，零線輸入高電平信號，當碼元為0時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入高電平信號，零線輸入低電平信號。

在步驟S102中，依據(jù)用戶側輸電線路中電平信號的變化邏輯判斷零火線。

本發(fā)明還相應公開了一種用電線路串戶檢測裝置，包括控制單元、安裝于電能表側的主機和安裝于用戶側輸電線路中的從機；在輸電線路有電時，所述從機用于向輸電線路內投入特征負載，所述主機用于檢測電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)并發(fā)送至從機，所述控制單元與從機相連、用于接收狀態(tài)參數(shù)并進行分析以判斷是否串戶；在輸電線路無電時，所述從機用于向輸電線路中輸入與實際房間編號的二進制碼相對應的電平信號，所述主機用于接收電平信號并轉換成房間編號，所述控制單元用于接收房間編號并與實際房間編號對比以判斷是否串戶。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述特征負載包括電阻單元、電容、投入開關和電感，所述電阻單元與所述電容并聯(lián)后依次與所述投入開關和電感串聯(lián)。

所述主機與所述電能表通訊相連、用于獲取所述電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)，所述狀態(tài)參數(shù)包括電壓、電流和功率。

所述從機包括串入所述輸電線路的火線的第一開關和串入所述輸電線路的零線的第二開關，所述第一開關和第二開關用于根據(jù)所述房間編碼對應的二進制編碼的碼元進行通斷以控制輸入電源。

所述主機包括回路電阻和取樣電阻，各回路電阻的一端相連并接地，另一端與對應的輸電線路相連，所述取樣電阻的一端與回路電阻的另一端相連，另一端與所述主機的I/O相連。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的用電線路串戶檢測方法，在輸電線路帶電或無電的情況下均能進行檢測，實用性較強；在輸電線路帶電時，向輸電線路中投入特征負載，檢測電能表的狀態(tài)參數(shù)進行分析從而判斷是否串戶，操作簡便且可靠性高；另外在輸電線路無電時，向各輸電線路中輸入與房間編碼的二進制碼對應的電平信號，通過接收電能表側輸電線路的電平信號并轉換成房間編號，進而與實際房間編號對比以判斷是否串戶，同樣操作簡便且可靠性高；因此本發(fā)明的用電線路串戶檢測方法原理簡單、操作簡便、檢測效率高且準確率高。

本發(fā)明的用電線路串戶檢測裝置，同樣具有如上方法所述的優(yōu)點，而且結構簡單、操作簡便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的從機對應的方法流程圖。

圖2為本發(fā)明的主機對應的方法流程圖。

圖3為本發(fā)明的檢測結果接線圖。

圖4為本發(fā)明的檢測裝置的方框結構圖。

圖5為本發(fā)明的檢測裝置在輸電線路有電時的方框結構圖。

圖6為本發(fā)明的特征負載電路原理圖。

圖7為本發(fā)明的特征負載電流計算向量圖。

圖8為本發(fā)明的從機的信號輸出電路原理圖。

圖9為本發(fā)明的主機的信號解析電路原理圖。

圖10為本發(fā)明的主機的取樣電路的原理圖。

圖中標號表示：1、主機；2、從機。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1和圖2所示，本實施例的用電線路串戶檢測方法，分為在輸電線路有電和無電兩種情況下的檢測方法，在輸電線路有電時，包括以下步驟：

S01、向用戶側的輸電線路中投入特征負載；

S02、檢測電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)，并對狀態(tài)參數(shù)進行分析以判斷是否串戶，如將特征負載投入后的狀態(tài)參數(shù)與理論狀態(tài)參數(shù)進行對比，如相符則判斷沒有串戶，否則認為串戶；

另外在輸電線路無電時，對應的檢測方法包括以下步驟：

S101、向用戶側的輸電線路中輸入與實際房間編號的二進制碼(如100110)相對應的連續(xù)電平信號；

S102、接收電能表側輸電線路中的電平信號并換算成房間編號，并與實際房間編號對比以判斷是否串戶，如換算后的房間編號與實際房間編號不相符，則判斷串戶，否則認為沒有串戶。

本發(fā)明的用電線路串戶檢測方法，在輸電線路帶電或無電的情況下均能進行檢測，實用性較強；在輸電線路帶電時，向輸電線路中投入特征負載，檢測電能表的狀態(tài)參數(shù)進行分析從而判斷是否串戶，操作簡便且可靠性高；另外在輸電線路無電時，向各輸電線路中輸入與房間編碼的二進制碼對應的電平信號，通過接收電能表側輸電線路的電平信號并轉換成房間編號，進而與實際房間編號對比以判斷是否串戶，同樣操作簡便且可靠性高；因此本發(fā)明的用電線路串戶檢測方法原理簡單、操作簡便、檢測效率高且準確率高。

本實施例中，在步驟S02中，狀態(tài)參數(shù)為電流及相位角，其通過鉗表進行檢測得到。然后通過檢測電能表在特征負載投入前后的電流及相位角，利用兩次測量到的電流大小及夾角差，采用余弦定理方法，計算所施加的特征負載電流與投入特征負載后的理論特征負載電流是否一致來判斷是否串戶。其中特征負載電流計算向量圖如圖7所示，其中為特征負載投入前測量到的電能表電流的向量值，θ₁為的相位角；為特征負載投入后測量到的電能表電流的向量值，θ₂為的相位角；為線路電壓向量值；I₁、I₂、I₀為有效值。則實際特征負載電流的計算方法：

由余弦定理可得：

由公式(2)、(3)可計算得出特征負載實際電流特征負載理論電流的計算方法：

通過算法比較特征負載投入后特征負載電流的實際值與理論值的大小，從而判斷該用戶線路是否存在串戶。當完成整個表箱的測試后，根據(jù)所有用戶和電表的測試數(shù)據(jù)，從而判斷整個表箱的串戶情況，及串戶類別，并顯示接線圖。

在其它實施例中，也可以從電能表內獲取電能表通信獲取電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)(如與電能表紅外通訊或RS485通訊得到)，由于在通訊模式下不能直接讀出電能表的電壓電流間的相位值，因此只能通過抄讀電能表的電壓、電流及實時功率，反推出電壓電流相位值，再采用余弦定理方法，判斷串戶的方法來判斷串戶問題，具體過程為：

居民用戶基本都為單相表，特征負載投入前，抄得的電能表電壓、電流、實時功率的有效值為：U₀、I₁、P₁；特征負載投入后，抄得的電能表電壓、電流、實時功率的有效值為：U₀、I₂、P₂，其中

P₁＝U₀I₁cosθ₁ (5)

P₂＝U₀I₂cosθ₂ (6)

由公式(5)、(6)可計算出θ₁、θ₂，再利用公式(2)、(3)可計算得出特征負載實際電流利用公式(4)計算出特征負載理論電流其它串戶判斷過程與鉗表模式一致，在此不再贅述。

本實施例中，在輸電線路無電的情況下，步驟S101的詳細過程如下：將實際房間編號轉換成二進制編碼，向用戶側的輸電線路中依次(如從左至右)輸入與二進制編碼中各碼元相對應的電平信號，當碼元為1時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入高電平信號(如+5V)，零線輸入低電平信號，當碼元為0時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入低電平信號，零線輸入高電平信號；或者當碼元為1時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入低電平信號，零線輸入高電平信號，當碼元為0時，向用戶側的輸電線路中的火線輸入高電平信號，零線輸入低電平信號。在電能表側，通過檢測輸電線路中的電平信號并換算成房間編號，并與實際房間編號對比以判斷是否串戶，同時也能依據(jù)用戶側輸電線路中電平信號的變化邏輯判斷零火線。

本發(fā)明的用電線路串戶檢測方法，可在無電或已送電情況下進行用電線路串戶測試，拓寬了產(chǎn)品的應用范圍，適用于新建和改造小區(qū)串戶檢查；實現(xiàn)了對各類電能表所有串戶問題的智能檢測，能對智能電表或機械電表進行串戶檢查，快速、準確查找線路零火線串戶、單零線串戶、單火線串戶、零火線反接、零火間的短接及供電線路斷路等接線異常；實現(xiàn)了多路檢測功能，可同時開展多個(如36個)用戶回路檢測；能自動生成檢測結果接線圖，如圖3所示；實現(xiàn)了現(xiàn)場表計營銷檔案核對，可將營銷系統(tǒng)客戶檔案信息導入控制單元(如掌機)，現(xiàn)場核對客戶信息、表計條碼信息、計量箱條碼信息與營銷檔案的一致性，防止發(fā)生檔案信息錄入錯誤造成的串戶情況。

如圖4至圖10所示，本發(fā)明還相應公開了一種用電線路串戶檢測裝置，包括控制單元、安裝于電能表側的主機1和安裝于用戶側輸電線路中的從機2；在輸電線路有電時，從機2用于向輸電線路內投入特征負載，主機1用于檢測電能表在特征負載投入前后的狀態(tài)參數(shù)并發(fā)送至從機2，控制單元與從機2無線相連、用于接收狀態(tài)參數(shù)并進行分析以判斷是否串戶；在輸電線路無電時，從機2用于向輸電線路中輸入與實際房間編號的二進制碼相對應的電平信號，主機1用于接收電平信號并轉換成房間編號，控制單元用于接收房間編號并與實際房間編號對比以判斷是否串戶。

如圖6所示，本實施例中，特征負載包括電阻單元、電容C68、投入開關J2B和電感L5，電阻單元與電容并聯(lián)后依次與投入開關和電感串聯(lián)。其中電阻單元包括依次串聯(lián)的電阻R93、R115和R116，其中通過J2B繼電器來控制負載電容C68是否切入供電回路，在電容兩端并聯(lián)電阻單元(放電電阻)，保證現(xiàn)場測試人員安全。其中特征負載為：

本實施例中，在輸電線路有電的情況下，主機1分別在從機2切入特征負載前、后兩種狀態(tài)下，通過鉗表(如ADE7953芯片)測量用戶輸電線路中電能表的電流及相位角，并將數(shù)據(jù)傳給控制單元(如平板電腦)；或者主機1與電能表通訊相連，獲取電能表在特征負載投入前后的電壓、電流和實時功率，再反推電流及相位角。

本實施例中，在輸電線路無電時，從機2包括串入輸電線路的火線的第一開關和串入輸電線路的零線的第二開關，第一開關和第二開關用于根據(jù)房間編碼對應的二進制編碼的碼元進行通斷以控制輸入電源。其中主機1包括回路電阻和取樣電阻，各回路電阻的一端相連并接地，另一端與對應的輸電線路相連，取樣電阻的一端與回路電阻的另一端相連，另一端與主機1的I/O相連。

本實施例中，主機1開機啟動后，首先確認工作模式，工作模式包括有電模式和無電模式，其中有電模式中又包括鉗表和通訊兩種檢測方式。從機2開機后，首先通過WIFI模塊與控制單元(如平板、手機)通信，然后測試設定所在房間編號，并將從機2接入線路，其工作模式包括有電模式和無電模式。

下面結合具體實施對輸電線路無電時的檢測過程進行進一步的詳細分析、說明：

從機2主要實現(xiàn)信號輸出功能，如圖8所示，OutL、OutN為輸出信號(檢測時OutL接房間火線，OutN接房間零線)，OutL由模擬開關K1(第一開關)輸出，OutN由模擬開關K2(第二開關)輸出。控制原理為：首先從機2的MCU將檢測的房間號進行數(shù)字編碼，編碼后的信號送McuKz端，由McuKz同時控制K1、K2模擬開關動作，如McuKz為0時，K1、K2斷開，OutL為VCC(如+5V)、OutN為GND(如0V)；McuKz為1時，K1、K2吸合，OutL為GND、OutN為VCC。故正常工作時從機2由OutL、OutN輸出連續(xù)的±5V數(shù)字信號。OutL、OutN信號在主機1內將產(chǎn)生正反向電流，經(jīng)取樣電阻轉換為數(shù)字電壓信號，主機1提取電壓信號數(shù)字信息，即可得到從機2所在房間號，同時區(qū)分零線、火線。

主機1實現(xiàn)信號解析功能，電路原理圖如圖9和圖10所示，其中電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8的一端并聯(lián)后接GND，另一端通過輸電線路與從機2的OutL、OutN連接，其阻值大小相等，McuL1、McuN1、McuL2、McuN2、McuL3、McuN3、McuL4、McuN4連接主機1的MCU的I/O檢測端口，主機1、從機2通過輸電線路連接，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18為主機1信號輸入端口與MCU檢測端口之間的取樣電阻；檢測時，從機2的OutL、OutN輸出±5V的數(shù)字信號經(jīng)過R1～R8任意兩組形成回路，由于R1～R8公共端連接GND(參考地)，主機1的MCU檢測端McuL1、McuN1…McuL4、McuN4中會有兩組發(fā)生電平邏輯變化，主機1分析變化通道數(shù)據(jù)，提取從機2房間信息，并根據(jù)電平變化的邏輯，判斷出零火線位置。例如，從機2發(fā)送房間號10110101(轉換成二進制數(shù))，主機1檢測通道會有兩路發(fā)生變化，一路為正邏輯10110101(與從機2相同)，一路為反邏輯01001010(與從機2相反)，正邏輯端一定與從機2的OutL連接，反邏輯端一定與從機2的OutN連接，即可判斷出從機2所在房間的零線、火線與主機1通道對應位置。

檢測過程為：從機2的OutL、OutN接入房間的電源插座后，主機1的InL1、InN1、InL2、InN2、InL3、InN3、InL4、InN4其中兩路信號線通過輸電線路與從機2的OutL、OutN連接，OutL、OutN輸出的電流信號經(jīng)由R1～R8電阻網(wǎng)絡形成回路，并在電阻網(wǎng)絡上產(chǎn)生數(shù)字電壓信號供主機1的MCU檢測。現(xiàn)以OutL—InL1連接，OutN—InN1連接為例分析電路導流，當從機2發(fā)送“0”→OutL(5V)、OutN(0V)→從機2輸出電流→電流經(jīng)OutL、InL1、R1、R2、InN1形成回路→GND與InL1(+2.5V)→GND與InN1(-2.5V)→主機1的MCU讀取InL1為“1”、InN1為“0”；當從機2發(fā)送“1”→OutL(0V)、OutN(5V)→從機2輸出電流→電流經(jīng)OutN1、InN1、R2、R1、InL1形成回路→GND與InN1(+2.5V)→GND與InL1(-2.5V)→主機1的MCU讀取InN1為“1”、InL1為“0”；根據(jù)電路原理，只要從機2發(fā)送的數(shù)字信號經(jīng)過電阻網(wǎng)絡，就能被主機1的MCU正確識別。在正確識別后，再將結果保存并進行顯示。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。