本發(fā)明涉及電能表電磁兼容抗擾度測(cè)試領(lǐng)域，尤其是涉及一種電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)民品電磁兼容性能測(cè)試最早開(kāi)展的行業(yè)即是智能電表行業(yè)，該項(xiàng)目也得到了國(guó)網(wǎng)公司的重視和大力推動(dòng)，電磁兼容測(cè)試是一個(gè)邊緣學(xué)科，是一門應(yīng)用科學(xué)，需要將電磁兼容專業(yè)測(cè)試技術(shù)和具體的測(cè)試產(chǎn)品特性進(jìn)行融合才能得到最佳的測(cè)試效果，這一點(diǎn)在智能電表電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域顯得尤為突出。因?yàn)楹芏鄰氖码姶偶嫒轀y(cè)試技術(shù)研究和測(cè)試設(shè)備生產(chǎn)廠商往往更加關(guān)注電磁兼容測(cè)試本身，并不熟悉電能表產(chǎn)品自身在電磁兼容測(cè)試過(guò)程中呈現(xiàn)出來(lái)的獨(dú)特的技術(shù)特性和測(cè)試要求，受制于硬件設(shè)備的匹配和專業(yè)技術(shù)要求的理解，所以導(dǎo)致這兩方面的技術(shù)融合一直沒(méi)有很大的進(jìn)展，這一點(diǎn)即使在國(guó)外也是如此，特別要強(qiáng)調(diào)的是智能電表是中國(guó)在國(guó)際上比較領(lǐng)先的一個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域，在這方面的技術(shù)研究如果有所突破，在國(guó)際上也是比較有代表性的。

目前國(guó)外也僅停留在電表是電表，電磁兼容測(cè)試是電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域，但電能表的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)這種測(cè)試的融合提出了要求，但受制于專業(yè)技術(shù)及硬件產(chǎn)品特性方面的限值，僅有個(gè)別電力儀表廠商自行根據(jù)電能表測(cè)試要求進(jìn)行這方面的零星的技術(shù)探索，國(guó)內(nèi)廠商也是處于這樣一種狀態(tài)，因此電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)研究不僅僅是簡(jiǎn)單的軟硬件的結(jié)合，更是在電能表性能檢測(cè)領(lǐng)域?qū)I(yè)的電磁兼容測(cè)試技術(shù)和專業(yè)的智能電表測(cè)試技術(shù)相融合的一個(gè)過(guò)程。

電能表電磁兼容抗擾度測(cè)試過(guò)程中誤差計(jì)量系統(tǒng)的電磁兼容防護(hù)問(wèn)題是電表電磁兼容自動(dòng)測(cè)試技術(shù)研究中不能回避的問(wèn)題，因?yàn)樵谧詣?dòng)測(cè)試過(guò)程中不僅僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)控制，更要做好相關(guān)聯(lián)精密測(cè)量設(shè)備的電磁防護(hù)工作，尤其是用于電能計(jì)量的校表系統(tǒng)的電磁防護(hù)。

目前電能表生產(chǎn)企業(yè)及電能表檢測(cè)中心，在按照GB17215、GB/T17883、GB/T18460.3要求對(duì)電子式電能表進(jìn)行電快速瞬變脈沖群抗擾度性能測(cè)試時(shí)，因需要測(cè)試同時(shí)對(duì)被試表的誤差量進(jìn)行計(jì)量而必須使用電能表校表裝置，上述類型干擾信號(hào)同時(shí)會(huì)對(duì)校表裝置產(chǎn)生干擾造成試驗(yàn)無(wú)法順利進(jìn)行，該問(wèn)題很大程度上困擾著測(cè)試的正常進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測(cè)試精度高、測(cè)試范圍廣的電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，用以自動(dòng)測(cè)試電能表的電磁兼容抗擾度性能，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、測(cè)試主機(jī)、電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置和校表裝置，所述的測(cè)試主機(jī)分別與上位機(jī)、電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置和校表裝置通信。

所述的電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置包括測(cè)試臺(tái)體和干擾發(fā)生器，所述的測(cè)試臺(tái)體上放置有待測(cè)試的電能表，且待測(cè)試的電能表通過(guò)測(cè)試臺(tái)體上的接線板與校表裝置連接，所述的干擾發(fā)生器與測(cè)試主機(jī)連接。

所述的干擾發(fā)生器所發(fā)出的干擾信號(hào)包括靜電放電干擾信號(hào)、脈沖群信號(hào)、浪涌信號(hào)、射頻傳導(dǎo)信號(hào)、射頻輻射信號(hào)、工頻磁場(chǎng)信號(hào)、阻尼振蕩波和電壓跌落信號(hào)。

所述的測(cè)試主機(jī)通過(guò)RS232接口或以太網(wǎng)接口與干擾發(fā)生器通信。

所述的測(cè)試主機(jī)通過(guò)RS485接口或GPIB488接口與校表裝置通信。

所述的校表裝置為0.05級(jí)三相單量程標(biāo)準(zhǔn)功率電能表。

所述的待測(cè)試的電能表與校表裝置之間的接線上串接有濾波退耦模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、測(cè)試精度高：本發(fā)明通過(guò)在待測(cè)試的電能表與校表裝置之間的接線上串接有濾波退耦模塊，消除了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，干擾發(fā)生器發(fā)出的干擾信號(hào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)功率電能表精度的影響，有效的凈化了標(biāo)準(zhǔn)功率電能表精度的測(cè)試環(huán)境，使其能夠正常運(yùn)行，保證測(cè)試的可靠性。

二、測(cè)試范圍廣：本發(fā)明的干擾發(fā)生器能夠發(fā)出八種不同的測(cè)試干擾信號(hào)，能夠適應(yīng)電能表電磁兼容抗擾度測(cè)試全部測(cè)試環(huán)境的要求，滿足了電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、衰減震蕩波抗擾度、射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度影響量試驗(yàn)等試驗(yàn)需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、上位機(jī)，2、測(cè)試主機(jī)，3、電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置，4、校表裝置，31、干擾發(fā)生器，32、測(cè)試臺(tái)體，5、待測(cè)試的電能表。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：

如圖1所示，圖為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

為了能最大程度的保證自動(dòng)化檢測(cè)結(jié)果的正確性和檢測(cè)邏輯的合理性，在設(shè)計(jì)時(shí)需嚴(yán)格按照人工測(cè)試的框架結(jié)果和檢測(cè)流程，同時(shí)兼顧不同測(cè)試需求及方便擴(kuò)展的要求，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一致性、全面性和可操作性三大原則。

(1)一致性原則

一致性原則是指采集終端自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)接近人工測(cè)試方法，能有效開(kāi)展人工測(cè)試時(shí)所有的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試要求，自動(dòng)化測(cè)試僅僅是通過(guò)自動(dòng)流程代替重復(fù)的人工測(cè)試過(guò)程，其測(cè)試結(jié)果應(yīng)與人工測(cè)試結(jié)果一致。

(2)全面性原則

全面性原則是指自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)必須能夠全面滿足各類測(cè)試的要求，兼容電能表校表系統(tǒng)的功能測(cè)試，同時(shí)能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合下的功能測(cè)試。

(3)可操作性原則

可操作性原則是指自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可擴(kuò)展原則，基于實(shí)際情況，在現(xiàn)有技術(shù)裝備水平下開(kāi)展相應(yīng)試驗(yàn)，兼容檢測(cè)方案的靈活性，當(dāng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)變更時(shí)便于擴(kuò)展測(cè)試功能。

本發(fā)明的系統(tǒng)硬件框架應(yīng)基于具備上位機(jī)接口并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的各項(xiàng)電磁兼容抗擾度測(cè)試用的測(cè)試系統(tǒng)及具備控制接口及數(shù)據(jù)傳輸接口的校表裝置系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，全系統(tǒng)由上位機(jī)1、主機(jī)2、電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置3、高精度校表裝置4組成。上位機(jī)1通過(guò)電腦主機(jī)2實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁兼容抗擾度測(cè)試裝置3、高精度校表裝置4的自動(dòng)控制、測(cè)試數(shù)據(jù)采集及試驗(yàn)結(jié)果分析的功能，干擾發(fā)生器按照標(biāo)準(zhǔn)要求生成不同類型的干擾特性，高精度校表裝置4對(duì)運(yùn)行中的電能表進(jìn)行誤差精度的數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。主機(jī)2與高精度校表裝置4之間通信通過(guò)臺(tái)體的RS232口和以太網(wǎng)口，主機(jī)2與電磁兼容抗擾度發(fā)生測(cè)試裝置3之間通信通過(guò)系統(tǒng)間的RS485接口或GPIB488接口。

本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)在技術(shù)性能指標(biāo)上必須滿足IEC61000-4-X及GB/T17626.X標(biāo)準(zhǔn)族標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，同時(shí)需要具有良好的可擴(kuò)展性及測(cè)試完整性，可以非常好的對(duì)應(yīng)電能表需要進(jìn)行測(cè)試的電磁兼容抗擾度測(cè)試項(xiàng)目及要求，其功能涉及靜電放電抗擾度、脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度、射頻傳導(dǎo)抗擾度、射頻輻射抗擾度(GTEM小室法)、工頻磁場(chǎng)抗擾度、阻尼振蕩波抗擾度、電壓跌落抗擾度等全部電能表需要的抗擾度測(cè)試項(xiàng)目，而且相關(guān)配套功能齊全，系統(tǒng)通過(guò)模塊化組合提供功能擴(kuò)展、上位機(jī)接口提供互聯(lián)互通完成系統(tǒng)級(jí)功能整合，便于進(jìn)行電能表抗擾度測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)。

該電能表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是針對(duì)電能表型式試驗(yàn)的需求而設(shè)計(jì)的，按照GB/T17215.211-2006《交流電測(cè)量設(shè)備通用要求試驗(yàn)和試驗(yàn)條件第11部分：測(cè)量設(shè)備》中7.5電磁兼容性(EMC)，主要用于電能表做EMC電磁兼容的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、衰減震蕩波抗擾度、射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度影響量試驗(yàn)等試驗(yàn)，裝置滿足以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中的相關(guān)要求：

GB/T 17883-1999(IEC60687-1992)《0.2S級(jí)和0.5S級(jí)靜止式交流有功電能表》GB/T15284-2002《多費(fèi)率電能表特殊要求》

JJG597-2006《交流電能表檢定置》

JJG596-1999《電子式電能表》

JJG307-1988《交流電能表》

GB/T 17215.211-2006

《交流電測(cè)量設(shè)備通用要求試驗(yàn)和試驗(yàn)條件第11部分：測(cè)量設(shè)備》

該系統(tǒng)的組成為：

A.三相測(cè)試電源

該試驗(yàn)裝置滿足0.1級(jí)三相電能表檢定裝置的相關(guān)要求，滿足對(duì)電能表做EMC電磁兼容的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、衰減震蕩波抗擾度、射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度影響量試驗(yàn)等試驗(yàn)，電源能夠正常可靠地提供電壓、電流信號(hào)。裝置能提供150伏安的測(cè)試電壓信號(hào)和180伏安的測(cè)試電流信號(hào)。

B.標(biāo)準(zhǔn)表

裝置內(nèi)置0.05級(jí)三相單量程標(biāo)準(zhǔn)功率電能表，提供標(biāo)準(zhǔn)電能，并提供監(jiān)視儀表顯示的電壓、電流、相位、功率等。

C.誤差計(jì)算器

裝置包含三個(gè)誤差計(jì)算器，能夠接收三路被試表電能脈沖信號(hào)，在進(jìn)行各種試驗(yàn)時(shí)，同步進(jìn)行電能誤差計(jì)算(在被試表發(fā)出正確的電能脈沖的條件下)。

D.裝置的各輸入，輸出回路均設(shè)置有濾波退耦單元，能夠在做抗擾度試驗(yàn)時(shí)正常提供測(cè)試信號(hào)，在電能脈沖采集設(shè)有隔離濾波，并能同步計(jì)算誤差。

E.裝置設(shè)有RS232接口由計(jì)算機(jī)控制。裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)：0.1級(jí)

本發(fā)明的測(cè)試方案及實(shí)現(xiàn)

整體思路是根據(jù)測(cè)試過(guò)程中涉及到的不同功能和職能部分進(jìn)行分項(xiàng)區(qū)分，大框架分別為干擾施加控制控制部分、誤差精度控制及采集部分、數(shù)據(jù)分析及總結(jié)部分，然后通過(guò)一定的算法及控制流程將上述三個(gè)部分有機(jī)的整合在一起，完成全部自動(dòng)測(cè)試的要求。

干擾施加控制

這部分分別涉及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢測(cè)的八項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試要求均需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試要求，采用模塊組合、統(tǒng)一控制控制架構(gòu)，便于今后根據(jù)試驗(yàn)的要求擴(kuò)展可進(jìn)一步擴(kuò)展測(cè)試方案。

這些項(xiàng)目間可根據(jù)需要進(jìn)行測(cè)試項(xiàng)目鏈接控制，即可隨意組合測(cè)試需要，不僅僅可隨意組合測(cè)試項(xiàng)目，還可隨意組合測(cè)試條件。

測(cè)試項(xiàng)目檢測(cè)流程整合架構(gòu)設(shè)計(jì)

測(cè)試項(xiàng)目檢測(cè)流程需對(duì)涉及的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)的整合，整合的過(guò)程通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡姶偶嫒轀y(cè)試的項(xiàng)目沒(méi)有固定的測(cè)試順序要求，因此整個(gè)操作界面除了需要體現(xiàn)測(cè)試的完整性外，還必須體現(xiàn)最大的靈活度。

本發(fā)明從電能表電磁兼容抗擾度的標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試流程和實(shí)際需求出發(fā)，研究其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的可行性，并通過(guò)實(shí)際技術(shù)開(kāi)發(fā)手段對(duì)本課題涉及的軟硬件自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)流程加以研究和實(shí)現(xiàn)，該過(guò)程中還解決了不少困擾電能表測(cè)試的技術(shù)問(wèn)題，如校表防護(hù)系統(tǒng)的抗干擾防護(hù)問(wèn)題、外磁場(chǎng)測(cè)試的相位同步問(wèn)題、表計(jì)在干擾下的誤差精度采集問(wèn)題等一系列技術(shù)難題。

同時(shí)本發(fā)明還具有良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)首次解決了電能表按照GB17215標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完整電磁兼容測(cè)試過(guò)程中碰到的校表裝置防護(hù)問(wèn)題；首次從可實(shí)現(xiàn)角度探討電能表電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域的自動(dòng)化測(cè)試的可行性，實(shí)現(xiàn)了部分項(xiàng)目的自動(dòng)化測(cè)試，極大地提高了測(cè)試效率和準(zhǔn)確度，節(jié)省了大量人工成本。