電能表射頻電磁場、無線電抗擾度試驗測試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電能表射頻電磁場、無線電抗擾度試驗測試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中供電網(wǎng)絡密集復，電磁環(huán)境復雜，開關(guān)操作、強電場、運行方式、工頻磁場和雷電沖擊乃至故障等外界因素都會促使整個系統(tǒng)產(chǎn)生大量的電磁干擾現(xiàn)象，導致電力系統(tǒng)供電網(wǎng)絡中的儀器儀表精度、性能等指標受到影響而不能正常運作，如微機繼電保護裝置誤動作、電能表失壓、測控裝置傳送數(shù)據(jù)錯誤和勵磁調(diào)節(jié)器失控事故等。
[0003]在電能表全性能和抽樣驗收實驗中電能表射頻電磁場抗擾度試驗和無線電干擾抑制試驗是考核電能表質(zhì)量的關(guān)鍵測試項目。電能表射頻電磁場抗擾度試驗和無線電干擾抑制試驗測試中的抗擾度測試是考核電能表在電磁干擾作用下誤差是否能符合標準規(guī)定的要求及電能表電量在強電磁場作用下是否會發(fā)生改變的情況。
[0004]但是，目前的輻射電磁場試驗和電能表檢定裝置是兩套單獨系統(tǒng)，這樣存在以下問題:
[0005](I)從系統(tǒng)構(gòu)架來說，現(xiàn)有射頻電磁場試驗系統(tǒng)和電能表檢定系統(tǒng)兩者獨立且射頻電磁場抗擾度是掃頻試驗，操作人員無法手動準確的同時記錄頻點和誤差數(shù)據(jù)；
[0006](2)測試功能單一，一旦出現(xiàn)錯誤全部試驗必須重新開始，嚴重降低效率；
[0007](3)對電能表誤差不合格的小頻率范圍無法自動化長時間測試，無法找尋敏感頻率占.V、、、，
[0008](4)每次試驗無自檢功能，只校準一次即完成多次試驗，測試試驗條件是否滿足要求不能確定；
[0009](5)可移植性差，更換設(shè)備或通信裝置更換后無法使用；
[0010](6)無法完成對帶有無線模塊或者載波模塊電能表的校驗工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種電能表射頻電磁場、無線電抗擾度試驗測試系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)可配合現(xiàn)有電能表檢定裝置，充分利用檢定裝置的多功能性，可完成電能表多種不同狀態(tài)下的試驗項目。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]一種電能表射頻電磁場、無線電抗擾度試驗測試系統(tǒng)，包括測試主機、信號發(fā)生器、EMI接收機、轉(zhuǎn)臺天線塔控制器和電能表檢定裝置，其中，測試主機通過路由器連接轉(zhuǎn)臺天線塔控制器，信號發(fā)生器、EMI接收機和電能表檢定裝置與轉(zhuǎn)臺天線塔控制器并聯(lián)于路由器上，電能表檢定裝置通過濾波器連接被檢電能表，轉(zhuǎn)臺天線塔控制器連接轉(zhuǎn)臺和天線塔，EMI接收機連接射頻開關(guān)及阻帶濾波器，射頻開關(guān)及阻帶濾波器同時連接路由器和天線，信號發(fā)生器連接射頻開關(guān)，射頻開關(guān)連接功率放大器，功率放大器也連接所述天線，所述被檢電能表、轉(zhuǎn)臺和天線設(shè)置于電波暗室內(nèi)。
[0014]所述測試主機記錄電能表射頻電磁場抗擾度試驗和無線電干擾抑制試驗的測試數(shù)據(jù)，通過通信接口實現(xiàn)對電能表射頻電磁場抗擾度試驗和無線電干擾抑制試驗測試裝置的遠程操控和對電能表檢定裝置誤差的讀取與記錄。
[0015]所述測試主機控制射頻開關(guān)，切換掃頻信號到對應的功率放大器。
[0016]系統(tǒng)還設(shè)有無線綜測儀，對帶無線模塊的電能表進行無線通信，在通信狀態(tài)下由天線接收工作狀態(tài)下的帶無線模塊電能表發(fā)出的電磁場強度，所述接收天線將信號送給EMI接收機。
[0017]所述電能表檢定裝置通過濾波器與電能表連接，進行不同電壓電流規(guī)格和不同等級電能表誤差的檢定。
[0018]所述路由器，用于測試主機、電能表檢定裝置及射頻電磁場試驗測試裝置之間的數(shù)據(jù)交互及協(xié)議轉(zhuǎn)換，且數(shù)據(jù)交互的通訊網(wǎng)絡與接口包括但不限于以太網(wǎng)、RS232接口、GPIB總線、CAN總線、RS485接口或USB接P。
[0019]所述天線包括發(fā)射天線和接收天線。
[0020]一種基于上述系統(tǒng)的射頻電磁場抗擾度試驗方法，包括以下步驟:
[0021](I)試驗開始時測試主機通過路由器發(fā)送通信接口指令訪問并檢測各試驗裝置狀態(tài)是否可控，如果不可控進行報警提示，試驗人員對報警設(shè)備進行核查，確認無誤后關(guān)閉報警提示，測試主機再次檢測設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備全部受控后可進入試驗設(shè)定；
[0022](2)通過遠程指令控制測試設(shè)備發(fā)送指定頻點、指定波形、指定強度、指定極化方向、指定駐留時間的干擾信號，對被測電能表指定接口或指定方位進行干擾；
[0023](3)在電能表檢定裝置對電能表施加指定條件的情況下，開展不同場強環(huán)境的測試，由測試主機對信號發(fā)生器進行控制使之在全頻率范圍發(fā)射設(shè)定場強信號，設(shè)定場強信號通過射頻開關(guān)輸入到對應的功率放大器，功率放大器將放大后的信號輸入發(fā)射天線，最終實現(xiàn)電波暗室內(nèi)達到設(shè)定的場強環(huán)境，電能表實時讀取被檢電能表誤差數(shù)值或讀取被檢電能表試驗后的電量，并與試驗前的電量相比較，完成結(jié)果判定。
[0024]對于射頻電磁場抗擾度10V/m試驗，電能表檢定裝置實時讀取被檢電能表誤差數(shù)值，最終繪制誤差曲線，完成結(jié)果判定。對于射頻電磁場抗擾度30V/m試驗，測試系統(tǒng)讀取被檢電能表試驗后的電量，并與試驗前的電量相比較，完成對試驗結(jié)果判定。
[0025]所述步驟(2)中，如果因電能表檢定裝置設(shè)置校驗圈數(shù)過多導致電能表誤差計算時間大于測試頻點駐留時間或其他原因?qū)е碌脑谠O(shè)定駐留時間內(nèi)沒有讀取到對應的電能表誤差值的情況，系統(tǒng)自動延長駐留時間直到讀取誤差，當時間超過最大允許時間限制值時提示報警信息，實驗人員應對相關(guān)設(shè)備及線路進行檢查。
[0026]所述步驟(3)中，試驗通過場強探頭實時檢測實際發(fā)射的場強大小，如果實際檢測場強不滿足要求，需重新規(guī)范實驗室條件，滿足后方可開始實試驗。
[0027]所述步驟(3)中，對于射頻電磁場抗擾度10V/m試驗，測試完成后根據(jù)測試中保存的誤差數(shù)據(jù)繪制測試結(jié)果曲線，包括測試頻點、誤差數(shù)據(jù)和標準誤差限，并且自動標定低于標準要求的誤差點，根據(jù)測試結(jié)果曲線、誤差限值以及標定的誤差點數(shù)據(jù)了解到誤差產(chǎn)生的頻點數(shù)值、干擾信號特征和誤差的嚴重性，從而分析出誤差產(chǎn)生的原因，對于射頻電磁場抗擾度30V/m試驗，測試系統(tǒng)對比計算被檢電能表試驗前后的電量改變量并完成對試驗結(jié)果判定。
[0028]一種基于上述系統(tǒng)的無線電干擾抑制試驗方法，包括以下步驟:
[0029](I)電能表檢定裝置和無線綜測儀給不同規(guī)格電能表提供工作環(huán)境，測試主機控制轉(zhuǎn)臺天線塔控制器，實現(xiàn)試驗測試過程中轉(zhuǎn)臺與天線塔的配合運動，測試主機對EMI接收機進行控制繪制測試曲線；
[0030](2)轉(zhuǎn)臺與天線塔運動，實現(xiàn)不同極化方向、不同位置的測試，接收機采用準峰值方法在預測試中尋找并記錄相對于限值可能是最大騷擾的頻率和幅度；
[0031](3)測試主機控制轉(zhuǎn)臺與天線塔完成預測試中的最大騷擾布置條件，包括天線高度、被測品位置和極化方向，頻譜分析儀在最大值保持功能下對可能的最大騷擾頻率進行最終測試，獲得最終測量結(jié)果。
[0032]本發(fā)明的有益效果為:
[0033](I)本發(fā)明可配合現(xiàn)有電能表檢定裝置，實現(xiàn)了射頻電磁場抗擾度試驗測試與電能表檢定的功能集成，完成電能表射頻電磁場抗擾度試驗的自動化測試，實現(xiàn)了掃頻與誤差的同步記錄，解決人工集成操作存在的諸多問題，提高了測試結(jié)果的精確度與可信度，降低了運檢成本，大幅節(jié)約了檢測及問題定位的時間，提高了工作效率；
[0034](2)該系統(tǒng)能夠?qū)崟r收集和分析大量測試數(shù)據(jù)，自動確定產(chǎn)生誤差的干擾條件并保存試驗