本實(shí)用新型涉及電能表電磁兼容抗擾度測試領(lǐng)域，尤其是涉及一種電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國民品電磁兼容性能測試最早開展的行業(yè)即是智能電表行業(yè)，該項(xiàng)目也得到了國網(wǎng)公司的重視和大力推動(dòng)，電磁兼容測試是一個(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)測試技術(shù)和具體的測試產(chǎn)品特性進(jìn)行融合才能得到最佳的測試效果，這一點(diǎn)在智能電表電磁兼容測試領(lǐng)域顯得尤為突出。因?yàn)楹芏鄰氖码姶偶嫒轀y試技術(shù)研究和測試設(shè)備生產(chǎn)廠商往往更加關(guān)注電磁兼容測試本身，并不熟悉電能表產(chǎn)品自身在電磁兼容測試過程中呈現(xiàn)出來的獨(dú)特的技術(shù)特性和測試要求，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)融合一直沒有很大的進(jìn)展，這一點(diǎn)即使在國外也是如此，特別要強(qiáng)調(diào)的是智能電表是中國在國際上比較領(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，在國際上也是比較有代表性的。

目前國外也僅停留在電表是電表，電磁兼容測試是電磁兼容測試領(lǐng)域，但電能表的國際標(biāo)準(zhǔn)已對這種測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)電能表測試要求進(jìn)行這方面的零星的技術(shù)探索，國內(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)化測試技術(shù)研究不僅僅是簡單的軟硬件的結(jié)合，更是在電能表性能檢測領(lǐng)域?qū)I(yè)的電磁兼容測試技術(shù)和專業(yè)的智能電表測試技術(shù)相融合的一個(gè)過程。

電能表電磁兼容抗擾度測試過程中誤差計(jì)量系統(tǒng)的電磁兼容防護(hù)問題是電表電磁兼容自動(dòng)測試技術(shù)研究中不能回避的問題，因?yàn)樵谧詣?dòng)測試過程中不僅僅要實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的自動(dòng)控制，更要做好相關(guān)聯(lián)精密測量設(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)及電能表檢測中心，在按照GB17215、GB/T17883、GB/T18460.3要求對電子式電能表進(jìn)行電快速瞬變脈沖群抗擾度性能測試時(shí)，因需要測試同時(shí)對被試表的誤差量進(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)對校表裝置產(chǎn)生干擾造成試驗(yàn)無法順利進(jìn)行，該問題很大程度上困擾著測試的正常進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型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試精度高、測試范圍廣的電能表電磁兼容抗擾度自動(dòng)化測試系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

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

所述的電磁兼容抗擾度發(fā)生測試裝置包括測試臺(tái)體和干擾發(fā)生器，所述的測試臺(tái)體上放置有待測試的電能表，且待測試的電能表通過測試臺(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)、工頻磁場信號(hào)、阻尼振蕩波和電壓跌落信號(hào)。

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

所述的測試主機(jī)通過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，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、測試精度高：本實(shí)用新型通過在待測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)過程中，干擾發(fā)生器發(fā)出的干擾信號(hào)對標(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試環(huán)境，使其能夠正常運(yùn)行，保證測試的可靠性。

二、測試范圍廣：本實(shí)用新型的干擾發(fā)生器能夠發(fā)出八種不同的測試干擾信號(hào)，能夠適應(yīng)電能表電磁兼容抗擾度測試全部測試環(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、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場輻射抗擾度影響量試驗(yàn)等試驗(yàn)需求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

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

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

如圖1所示，圖為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

為了能最大程度的保證自動(dòng)化檢測結(jié)果的正確性和檢測邏輯的合理性，在設(shè)計(jì)時(shí)需嚴(yán)格按照人工測試的框架結(jié)果和檢測流程，同時(shí)兼顧不同測試需求及方便擴(kuò)展的要求，自動(dòng)化檢測技術(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)化測試應(yīng)接近人工測試方法，能有效開展人工測試時(shí)所有的測試項(xiàng)目和測試要求，自動(dòng)化測試僅僅是通過自動(dòng)流程代替重復(fù)的人工測試過程，其測試結(jié)果應(yīng)與人工測試結(jié)果一致。

(2)全面性原則

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

(3)可操作性原則

可操作性原則是指自動(dòng)化檢測技術(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)裝備水平下開展相應(yīng)試驗(yàn)，兼容檢測方案的靈活性，當(dāng)檢測標(biāo)準(zhǔn)變更時(shí)便于擴(kuò)展測試功能。

本實(shí)用新型的系統(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)電磁兼容抗擾度測試用的測試系統(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)生測試裝置3、高精度校表裝置4組成。上位機(jī)1通過電腦主機(jī)2實(shí)現(xiàn)對電磁兼容抗擾度測試裝置3、高精度校表裝置4的自動(dòng)控制、測試數(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)生測試裝置3之間通信通過系統(tǒng)間的RS485接口或GPIB488接口。

本實(shí)用新型的測試系統(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)展性及測試完整性，可以非常好的對應(yīng)電能表需要進(jìn)行測試的電磁兼容抗擾度測試項(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試項(xiàng)目，而且相關(guān)配套功能齊全，系統(tǒng)通過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《交流電測量設(shè)備通用要求試驗(yàn)和試驗(yàn)條件第11部分：測量設(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、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場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

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

該系統(tǒng)的組成為：

A.三相測試電源

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、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度，射頻電磁場輻射抗擾度影響量試驗(yàn)等試驗(yàn)，電源能夠正?？煽康靥峁╇妷?、電流信號(hào)。裝置能提供150伏安的測試電壓信號(hào)和180伏安的測試電流信號(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)

本實(shí)用新型的測試方案及實(shí)現(xiàn)

整體思路是根據(jù)測試過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)定檢測的八項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的測試要求均需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試要求，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)展測試方案。

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

測試項(xiàng)目檢測流程整合架構(gòu)設(shè)計(jì)

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

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

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