直接式三相电能表接线检测装置及方法与流程

本发明属于电能计量现场检测的，尤其是涉及一种直接式三相电能表接线检测装置及方法。

背景技术：

1、目前，直接式三相电能表广泛应用于工业、商业及居民小区配电场景，其接线正确性直接影响电力计量结果和电费结算准确性，接线异常容易造成计量偏差并引发供用电纠纷。

2、现有的，直接式三相电能表现场接线检测通常由操作人员使用检测工具对电压、电流和相序等信息进行逐项检测，并结合现场读数判断接线状态，该过程受操作经验、现场干扰和接线端空间限制影响，检测耗时较长，判断结果稳定性较差，接线异常定位结果较为粗略。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种直接式三相电能表接线检测装置及方法，以解决现有直接式三相电能表现场接线检测过程中检测耗时较长、判断结果稳定性较差且接线异常定位较为粗略的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面，提供了一种一种直接式三相电能表接线检测装置，所述装置包括外壳以及设置于所述外壳的顶针组件、ad采样模块、低功耗智能检测电路、指示模块和电源模块；

4、所述顶针组件设置于所述外壳的一侧，所述顶针组件包括多根顶针，多根所述顶针沿被检测直接式三相电能表接线端的端子排布方向设置，并分别用于与所述被检测直接式三相电能表接线端中的电压端子、零线端子和电流端子对应抵接；

5、所述外壳与所述顶针组件形成与所述被检测直接式三相电能表接线端相配合的对接限位关系，以使多根所述顶针保持与对应接线端子的抵接状态；

6、所述顶针组件与所述ad采样模块电连接，所述ad采样模块与所述低功耗智能检测电路电连接，所述低功耗智能检测电路与所述指示模块电连接；

7、所述电源模块设置于所述外壳内，并分别与所述ad采样模块、所述低功耗智能检测电路和所述指示模块电连接。

8、通过采用上述技术方案，通过将顶针组件、ad采样模块、低功耗智能检测电路、指示模块和电源模块设置于外壳内，能够使接线检测所需的接触、采样、判断、显示和供电部件形成一体化结构，从而提高现场携带和单人操作的便利性；通过使多根顶针沿被检测直接式三相电能表接线端的端子排布方向设置，并与电压端子、零线端子和电流端子对应抵接，能够一次性获取多类接线端子的检测信号，从而减少逐个插接检测带来的操作耗时和接触误差；通过使外壳与顶针组件形成与接线端相配合的对接限位关系，能够限制顶针组件与接线端之间的对接姿态，从而提高顶针与对应接线端子的接触稳定性；通过依次连接顶针组件、ad采样模块、低功耗智能检测电路和指示模块，并由电源模块供电，能够形成从端子接触、信号采样、检测判断到结果指示的完整工作链路，从而提高接线检测过程的自动化程度和检测结果输出效率。

9、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述多根顶针包括用于抵接各相电压端子的电压检测顶针、用于抵接零线端子的零线检测顶针以及用于抵接各相电流端子的电流检测顶针，所述电压检测顶针、所述零线检测顶针和所述电流检测顶针均与所述ad采样模块电连接。

10、通过采用上述技术方案，通过将多根顶针划分为电压检测顶针、零线检测顶针和电流检测顶针，并分别用于抵接各相电压端子、零线端子和各相电流端子，能够使不同类型接线端子的检测信号被对应引入ad采样模块，从而提高端子检测信号采集的完整性和接线状态识别的准确性。

11、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述顶针组件还包括保护盖，所述保护盖与所述外壳连接，并用于覆盖或露出所述多根顶针。

12、通过采用上述技术方案，通过在顶针组件中设置与外壳连接并用于覆盖或露出多根顶针的保护盖，能够在非检测状态下对顶针进行遮挡防护，并在检测状态下使顶针露出参与抵接，从而降低顶针损伤、污染或误触风险，提高装置重复使用的可靠性。

13、本发明第二方面，提供了一种直接式三相电能表接线检测方法，所述装置包括：

14、在所述顶针组件与被检测直接式三相电能表接线端对应抵接时，获取各接线端子的接触状态和端子检测信号；

15、对所述端子检测信号进行采样处理，得到有效采样数据；

16、根据所述有效采样数据和所述接触状态进行接线状态识别，得到初始接线检测结果；

17、对所述初始接线检测结果进行一致性校验，生成诊断置信度，并根据所述初始接线检测结果和所述诊断置信度输出最终接线检测结果。

18、通过采用上述技术方案，通过在顶针组件与被检测直接式三相电能表接线端对应抵接时获取接触状态和端子检测信号，能够同时掌握端子接触可靠程度和端子电气状态，从而为后续接线状态判断提供更可靠的数据基础；通过对端子检测信号进行采样处理得到有效采样数据，能够将现场端子信号转换为可用于识别分析的数据，从而降低原始信号干扰对检测结果的影响；通过根据有效采样数据和接触状态进行接线状态识别，能够将电气采样信息与接触可靠性结合判断，从而提高初始接线检测结果的可信度；通过对初始接线检测结果进行一致性校验并生成诊断置信度，能够在输出最终接线检测结果前进行可靠性复核，从而降低误判和漏判风险。

19、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述在所述顶针组件与被检测直接式三相电能表接线端对应抵接时，获取各接线端子的接触状态和端子检测信号，包括：

20、根据所述顶针组件与所述被检测直接式三相电能表接线端之间的对应抵接关系，确定各顶针与各接线端子之间的端子对接关系；

21、基于所述端子对接关系，采集各顶针在对应接线端子处形成的接触压降或微电流回路状态，得到各接线端子的所述接触状态；

22、在所述接触状态满足接触可靠性条件的情况下，通过所述顶针组件采集各接线端子的电压信号和电流信号，得到所述端子检测信号。

23、通过采用上述技术方案，通过根据顶针组件与接线端之间的对应抵接关系确定端子对接关系，能够明确各顶针与各接线端子之间的对应关系，从而避免端子信号来源混淆；通过基于端子对接关系采集接触压降或微电流回路状态，能够获得各接线端子的接触状态，从而为判断顶针是否可靠抵接提供依据；通过在接触状态满足接触可靠性条件时采集电压信号和电流信号，能够使端子检测信号建立在可靠接触基础上，从而提高后续采样和接线识别的准确性。

24、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述基于所述端子对接关系，采集各顶针在对应接线端子处形成的接触压降或微电流回路状态，得到各接线端子的所述接触状态，包括：

25、获取各顶针在对应接线端子处形成的接触压降数据和/或微电流回路数据；

26、将所述接触压降数据和所述微电流回路数据与所述端子对接关系进行关联，得到端子接触数据；

27、根据所述端子接触数据判断各接线端子的接触可靠程度，得到各接线端子的所述接触状态。

28、通过采用上述技术方案，通过获取各顶针在对应接线端子处形成的接触压降数据和/或微电流回路数据，能够从压降变化或导通状态反映顶针与接线端子的接触情况，从而提高接触状态判断的客观性；通过将接触压降数据和微电流回路数据与端子对接关系进行关联，能够形成与具体接线端子对应的端子接触数据，从而避免接触检测结果与端子位置脱节；通过根据端子接触数据判断接触可靠程度，能够得到各接线端子的接触状态，从而为后续接线状态识别提供接触可靠性约束。

29、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述对所述端子检测信号进行采样处理，得到有效采样数据，包括：

30、对所述端子检测信号进行模拟数字转换，得到初始采样数据；

31、对所述初始采样数据进行通道自检和相位补偿，得到补偿采样数据；

32、对所述补偿采样数据进行同步对齐，并对同步对齐后的所述补偿采样数据进行异常窗口剔除，得到所述有效采样数据。

33、通过采用上述技术方案，通过对端子检测信号进行模拟数字转换，能够将电压信号和电流信号转换为初始采样数据，从而便于低功耗智能检测电路进行后续处理；通过对初始采样数据进行通道自检和相位补偿，能够降低采样通道状态异常和相位偏差对检测判断的影响，从而提高补偿采样数据的稳定性；通过对补偿采样数据进行同步对齐和异常窗口剔除，能够保留适于接线状态识别的数据内容，从而提高有效采样数据的可靠性。

34、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述对所述补偿采样数据进行同步对齐，并对同步对齐后的所述补偿采样数据进行异常窗口剔除，得到所述有效采样数据，包括：

35、根据各接线端子对应的采样时序，对所述补偿采样数据进行同步对齐，得到同步采样数据；

36、对所述同步采样数据进行残差一致性判断，确定异常采样窗口；

37、剔除所述异常采样窗口对应的采样数据，得到所述有效采样数据。

38、通过采用上述技术方案，通过根据各接线端子对应的采样时序对补偿采样数据进行同步对齐，能够使不同接线端子的采样数据处于可比对的时间基础上，从而得到同步采样数据；通过对同步采样数据进行残差一致性判断，能够识别受接触扰动或外部干扰影响的异常采样窗口，从而避免异常数据参与后续识别；通过剔除异常采样窗口对应的采样数据，能够得到稳定性更高的有效采样数据，从而提高接线状态识别的准确性。

39、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述根据所述有效采样数据和所述接触状态进行接线状态识别，得到初始接线检测结果，包括：

40、从所述有效采样数据中提取各接线端子的电压特征、电流特征和相位特征，得到端子状态特征；

41、将所述端子状态特征与所述接触状态进行关联，得到接线特征；

42、根据所述接线特征与预设接线模型之间的匹配关系，确定接线正常状态或错接线状态，得到所述初始接线检测结果。

43、通过采用上述技术方案，通过从有效采样数据中提取电压特征、电流特征和相位特征，能够形成反映各接线端子电气状态的端子状态特征，从而为接线状态判断提供特征基础；通过将端子状态特征与接触状态进行关联，能够使接线特征同时反映端子电气状态和接触可靠程度，从而降低接触异常造成的识别误差；通过根据接线特征与预设接线模型之间的匹配关系确定接线正常状态或错接线状态，能够得到初始接线检测结果，从而实现对直接式三相电能表接线状态的自动识别。

44、本发明在一示例中可以进一步配置为：所述对所述初始接线检测结果进行一致性校验，生成诊断置信度，并根据所述初始接线检测结果和所述诊断置信度输出最终接线检测结果，包括：

45、基于所述端子状态特征、所述接触状态和所述初始接线检测结果，进行幅值约束、相量图一致性、序分量特征和高次谐波特征的复核，得到复核结果；

46、根据所述复核结果对所述初始接线检测结果的可靠程度进行评价，生成所述诊断置信度；

47、在所述诊断置信度满足输出条件时，将所述初始接线检测结果确定为所述最终接线检测结果；

48、在所述诊断置信度不满足输出条件时，重新获取所述有效采样数据，并基于重新获取的所述有效采样数据重新进行接线状态识别和一致性校验，以重新生成所述最终接线检测结果。

49、通过采用上述技术方案，通过基于端子状态特征、接触状态和初始接线检测结果进行幅值约束、相量图一致性、序分量特征和高次谐波特征的复核，能够从多个维度验证初始接线检测结果的合理性，从而得到更可靠的复核结果；通过根据复核结果评价初始接线检测结果的可靠程度并生成诊断置信度，能够量化检测结论的可信程度，从而为是否输出最终结果提供判断依据；通过在诊断置信度满足输出条件时将初始接线检测结果确定为最终接线检测结果，能够及时输出可靠结论，从而提高现场检测效率；通过在诊断置信度不满足输出条件时重新获取有效采样数据并重新进行识别和校验，能够避免低可信度结果直接输出，从而提高最终接线检测结果的准确性。