本實(shí)用新型涉及一種用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置。

背景技術(shù)：

電子式電能表是通過(guò)對(duì)用戶(hù)供電電壓和電流實(shí)時(shí)采樣，采用專(zhuān)用的電能表集成電路，對(duì)采樣電壓和電流信號(hào)進(jìn)行處理并相乘轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出，通過(guò)計(jì)度器或數(shù)字顯示器顯示。

隨著電子式電能表在電力系統(tǒng)中的大量應(yīng)用，電子式電能表的通信性能對(duì)計(jì)量自動(dòng)化采集影響越來(lái)越大，特別是電能表在計(jì)量自動(dòng)化終端進(jìn)行高密度連續(xù)抄讀時(shí)，應(yīng)答緩慢、不應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤；其次，電子式電能表對(duì)于非法報(bào)文的判別能力、對(duì)DL/T645全部命令項(xiàng)的適應(yīng)性直接影響其通信的質(zhì)量，若判斷應(yīng)答有誤可能造成計(jì)量自動(dòng)化終端進(jìn)入死循環(huán)，大大制約計(jì)量自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)采集功能，影響數(shù)據(jù)采集完整率、正確率，還可能因此導(dǎo)致電力服務(wù)事件。此外，國(guó)內(nèi)各個(gè)電力公司對(duì)于電子式電能表的存儲(chǔ)容量都提出了要求，而傳統(tǒng)的人工功能測(cè)試完成存儲(chǔ)容量的測(cè)試耗時(shí)費(fèi)力，難以驗(yàn)證電能表的存儲(chǔ)容量是否滿(mǎn)足要求。而且，當(dāng)前計(jì)量設(shè)備通信使用RS485工業(yè)總線的設(shè)備占大部分，現(xiàn)場(chǎng)RS485通信總線遇到的外部阻抗、噪聲、接地、短路等干擾是導(dǎo)致計(jì)量設(shè)備通信故障運(yùn)維最多的一部分。另外，對(duì)電能表日常功能測(cè)試時(shí)，人工檢測(cè)存在測(cè)試步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、占用檢定裝置等不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置，該裝置小型便攜式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表運(yùn)算壓力測(cè)試，通信壓力測(cè)試，同時(shí)還可模擬物理、電氣、協(xié)議故障注入。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：一種用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置，其包括：?jiǎn)稳嚯娔鼙肀砼_(tái)，三相程控電源，以及多功能故障注入模擬裝置；所述單三相電能表表臺(tái)用于放置電能表，與電能表電性連接；所述三相程控電源具有電壓采樣反饋模塊和電流采樣反饋模塊，該兩個(gè)模塊與單三相電能表表臺(tái)電性連接，用于向電能表輸出相應(yīng)的電壓、電流、功率因數(shù)，模擬不同性質(zhì)的負(fù)載；所述多功能故障注入模擬裝置包括：RS485通信模塊以及電阻電容控制模塊；通過(guò)RS485通信模塊和外接通信總線對(duì)電能表進(jìn)行非法報(bào)文和錯(cuò)誤幀注入；電阻電容控制模塊包括電阻控制器及電容控制器，電阻控制器包括若干個(gè)電阻和若干個(gè)短路開(kāi)關(guān)，若干個(gè)電阻相互串聯(lián)，一個(gè)短路開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻并聯(lián)，電容控制器包括若干個(gè)電容和若干個(gè)開(kāi)路開(kāi)關(guān)，若干個(gè)電容相互并聯(lián)，一個(gè)開(kāi)路開(kāi)關(guān)與一個(gè)電容串聯(lián)，通過(guò)控制電阻和電容的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通信模塊進(jìn)行阻抗注入，模擬物理和電氣故障注入。

此外，本實(shí)用新型還提供如下附屬技術(shù)方案：

所述單三相電能表表臺(tái)為單相、三相臺(tái)體混聯(lián)。

所述單三相電能表表臺(tái)設(shè)置有電壓接線柱和電流接線柱，該電壓、電流接線柱用于接通三相程控電源和電能表，為探針式。

所述多功能故障注入模擬裝置還包括載波通信模塊，該載波通信模塊可向電能電力表發(fā)送載波信號(hào)，用于電力載波抄讀和設(shè)置電能表。

所述多功能故障注入模擬裝置還包括紅外光電頭通信模塊，該紅外光電頭通信模塊可向電能電力表發(fā)送紅外光信號(hào)，用于紅外方式抄讀和設(shè)置電能表。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：本實(shí)用新型的用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置具備對(duì)電能表按南方電網(wǎng)規(guī)范要求的功能測(cè)試，還具有通信物理故障、電氣故障、協(xié)議故障注入下的功能測(cè)試試驗(yàn)，以及運(yùn)算壓力測(cè)試試驗(yàn)和通信壓力測(cè)試使用，全方位了解了電子式電能表通信性能的優(yōu)劣，對(duì)電能表的綜合性能有了更準(zhǔn)確的把握。同時(shí)本裝置具備檢測(cè)的自動(dòng)化，提高了電能表功能測(cè)試的質(zhì)量和效率，節(jié)約了工時(shí)，減輕了檢測(cè)人員的工作強(qiáng)度。另外，裝置的便捷式小型化設(shè)計(jì)節(jié)省了空間。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置的模塊連接框圖。

圖2是電阻控制器的電路圖。

圖3是電容控制器的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的裝置包括單三相電能表表臺(tái)1，三相程控電源2，以及多功能故障注入模擬裝置3。

單三相電能表表臺(tái)1用于放置電能表(圖未示)，并與電能表電性連接，用作電能表電壓、電流的中間轉(zhuǎn)送端，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合南方電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)單相、三相表位設(shè)計(jì)。本實(shí)施例的表臺(tái)1為單相、三相臺(tái)體混聯(lián)，適用于多個(gè)電能表測(cè)試，并且其設(shè)置有電壓接線柱和電流接線柱，該電壓、電流接線柱用于接通三相程控電源2和電能表，并且為彈簧探針式，在易于固定電能表的同時(shí)保證了使用的安全性。本單三相電能表表臺(tái)1相比于傳統(tǒng)檢定裝置，便攜式設(shè)計(jì)，占用空間少，方便攜帶。

三相程控電源2包括電壓采樣反饋模塊2a和電流采樣反饋模塊2b，該兩個(gè)模塊分別對(duì)應(yīng)地通過(guò)電壓接線柱和電流接線柱與單三相電能表表臺(tái)1電性連接，并且可向電能表輸出相應(yīng)的電壓、電流、功率因數(shù)，從而模擬出不同性質(zhì)的負(fù)載。

多功能故障注入模擬裝置3包括開(kāi)關(guān)電源3a、RS485通信模塊3b以及電阻電容控制模塊3c；開(kāi)關(guān)電源3a用于將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，供給整個(gè)裝置使用；RS485通信模塊3b提供RS485通道，模擬現(xiàn)場(chǎng)的RS485總線真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境；電阻電容控制模塊3c通過(guò)改變其電阻值和電容值，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通道進(jìn)行阻抗注入，模擬物理和電氣故障注入。該多功能故障注入模擬裝置3的作用使得計(jì)算機(jī)可通過(guò)RS485通信模塊和外接通信總線4對(duì)電能表進(jìn)行非法報(bào)文和錯(cuò)誤幀注入，同時(shí)利用電阻電容控制模塊3c對(duì)電能表阻抗注入。

電阻電容控制模塊3c包括電阻控制器及電容控制器。參見(jiàn)圖2，電阻控制器包括若干個(gè)電阻和若干個(gè)短路開(kāi)關(guān)，若干個(gè)電阻相互串聯(lián)構(gòu)成電阻矩陣，一個(gè)短路開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻并聯(lián)；本實(shí)施例，電阻矩陣由阻值為8、4、2、1、80、40、20、10、800、400、200、100、8000、4000、2000、1000歐姆的16片電阻組成，電阻控制器可以根據(jù)給出的指定電阻值，通過(guò)邏輯計(jì)算后，控制短路開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)1～10K以上的電阻輸出。電阻控制器通過(guò)不斷改變電阻值實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通道進(jìn)行電阻加載臨界值的檢測(cè)，最終通過(guò)循環(huán)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通道檢測(cè)出臨界電阻值的目的。參見(jiàn)圖3，電容控制器包括若干個(gè)電容和若干個(gè)開(kāi)路開(kāi)關(guān)，若干個(gè)電容相互并聯(lián)構(gòu)成電容矩陣，一個(gè)開(kāi)路開(kāi)關(guān)與一個(gè)電容串聯(lián)；本實(shí)施例，電容矩陣由容值為8、4、2、1、80、40、20、10、800、400、200、100、8000、4000、2000、1000法拉的16片電容組成，電容控制器可以根據(jù)給出的指定電容值，通過(guò)邏輯計(jì)算后，控制開(kāi)路開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)1～10K以上的電容輸出。電容控制器通過(guò)不斷改變電容值實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通道進(jìn)行電容加載臨界值的檢測(cè)，最終通過(guò)循環(huán)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通道檢測(cè)出臨界電容值的目的。

電阻電容控制模塊3c通過(guò)電阻控制器及電容控制器的組合配置，通過(guò)控制電阻和電容的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485通信模塊進(jìn)行阻抗注入，模擬物理、電氣、協(xié)議故障注入。物理故障應(yīng)力類(lèi)型包括斷路、橋接、接地等；電氣故障應(yīng)力類(lèi)型包括：電壓漂移、占空比失真、高阻、低阻等；協(xié)議故障應(yīng)力類(lèi)型包括地址錯(cuò)誤、延時(shí)、數(shù)據(jù)替換、丟包、奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤、通信連接不穩(wěn)定等。通過(guò)故障注入構(gòu)造出故障通訊下的接口輸入，測(cè)試此時(shí)電子式電能表對(duì)命令的響應(yīng)時(shí)間及性能，并以此評(píng)估其在實(shí)際使用環(huán)境下的效率情況，作為評(píng)價(jià)其進(jìn)行優(yōu)化處理或結(jié)構(gòu)調(diào)整的依據(jù),然后對(duì)電子式電能表通信資源進(jìn)行優(yōu)化,以提高其對(duì)故障輸入條件的容錯(cuò)能力。

本實(shí)用新型的多功能故障注入模擬裝置3還包括載波通信模塊3d和紅外光電頭通信模塊3e，載波通信模塊3d用于電力載波抄讀和設(shè)置電能表，紅外光電頭通信模塊3e用于紅外方式抄讀和設(shè)置電能表。

計(jì)算機(jī)通過(guò)RS485通信模塊3b對(duì)電子式電能表高密度連續(xù)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，測(cè)試電子式電能表通信信道的壓力，了解其對(duì)密集數(shù)據(jù)項(xiàng)讀寫(xiě)的反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子式電能表運(yùn)算壓力的測(cè)試；可實(shí)現(xiàn)對(duì)電子式電能表存儲(chǔ)容量和擦寫(xiě)次數(shù)的極限性能測(cè)試，了解存儲(chǔ)器的應(yīng)用性能。通過(guò)RS485通信模塊3b對(duì)電子式電能表對(duì)非法報(bào)文、錯(cuò)誤幀的反應(yīng)情況的測(cè)試，了解其對(duì)協(xié)議的識(shí)別和判斷能力；并對(duì)電子式電能表全部命令幀支持性的全方位測(cè)試，自動(dòng)組幀連續(xù)測(cè)試，避免因其命令標(biāo)識(shí)不全造成的計(jì)量自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集的缺失。通過(guò)電阻電容控制模塊3c構(gòu)造出故障通訊下的接口輸入，測(cè)試此時(shí)電子式電能表對(duì)命令的響應(yīng)時(shí)間及性能，并以此評(píng)估其在實(shí)際使用環(huán)境下的效率情況，作為評(píng)價(jià)其進(jìn)行優(yōu)化處理或結(jié)構(gòu)調(diào)整的依據(jù),然后對(duì)電子式電能表通信資源進(jìn)行優(yōu)化,以提高其對(duì)故障輸入條件的容錯(cuò)能力。

綜合上文所述，本實(shí)用新型的用于電子式電能表壓力測(cè)試和功能測(cè)試的裝置具備對(duì)電能表按南方電網(wǎng)規(guī)范要求的功能測(cè)試，還具有通信物理故障、電氣故障、協(xié)議故障注入下的功能測(cè)試試驗(yàn)，以及運(yùn)算壓力測(cè)試試驗(yàn)和通信壓力測(cè)試使用，全方位了解了電子式電能表通信性能的優(yōu)劣，對(duì)電能表的綜合性能有了更準(zhǔn)確的把握。同時(shí)本裝置具備檢測(cè)的自動(dòng)化，提高了電能表功能測(cè)試的質(zhì)量和效率，節(jié)約了工時(shí)，減輕了檢測(cè)人員的工作強(qiáng)度。另外，裝置的便捷式小型化設(shè)計(jì)節(jié)省了空間。

需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。