低端防窃电表的功能测试指引0818.docx

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低端防窃电表的功能测试指引0818

定义和说明2

硬件测试指引2

市电工作电压范围测试指引2

电表内部电压测试指引2

电源端器件参数选择测试指引3

电表内LDO芯片是否合适测试指引3

MCU芯片电压测试3

电表市电上电测试指引4

电表PT上电测试指引4

电表市电掉电测试指引4

电表PT掉电测试指引4

电表CT和锰铜引出线测试指引4

电表上、下电时间测试4

软件测试指引5

电表计量模式切换测试5

电池欠压检测测试6

电表需量测试7

功能测试指引7

窃电方式测量-电流不平衡7

窃电方式测量-接地9

窃电方式测量-dimmer9

窃电方式测量-抗磁10

状态灯测试-方向灯10

状态灯测试-电源灯11

状态灯测试-接地灯11

状态灯测试-窃电灯11

LCD显示列项测试11

按键功能测试11

开盖功能检测测试12

1A窃电起动电流测试12

起动电流测试12

潜动电流测试12

电表起动时间测试13

电表计量电流回路切换误差计量13

定义和说明

本文档主要的目的是让项目人员对所设计的产品进行充分的了解和测试，其中包括了硬件的基本单元的测试、软件基本模块的测试和整表的功能测试。

硬件测试指引

硬件测试指引主要用来完成对低端电表硬件的电路进行测试，从整个电表的方案和使用场合来考虑，提供测试的指引。

市电工作电压范围测试指引

接入电源电压，在低压端接模拟负载进行测试，通过改变电源电压和改变负载的带载能力，测试负载端的电压和纹波。

标称电压

240Vac

电压范围

60%~115%等等

电表功耗

50mA~150mA

市电电源电压（Vac）

负载电阻（ohm）

负载电流（mA）

负载电压（Vdc）

负载纹波（mVdc）

电表内部电压测试指引

主要为测试有高压经过ACtoAC之后部分的电源电压的测试，包括了LDO前与后之间的电压测试，需要结合市电电压和工作范围来测试；

标称电压

240Vac

LDO前端电压

Vdc

LDO后端电压

Vdc

电压范围

60%~115%等等

电表功耗

50mA~150mA

市电电源电压（Vac）

负载电阻（ohm）

负载电流（mA）

LDO输入电压（Vdc）

LDO输出电压（Vdc）

LDO输出纹波（mVdc）

电源端器件参数选择测试指引

主要测试电源通过AC-DC之后，在LDO的输入电压前端采用的一个稳压二极管（如果必要的话）、由纹波所决定的电容的大小。

稳压管主要考虑在不同的电源输入的情况下，稳压管之间的电压和起保护的电流大小，需要确定其所要承受的功率为多大。

（测试的时候请参考物料规格书，需要测试稳压管在高温、低温，负载电流不同的情况下所起的保护作用）。

电表内LDO芯片是否合适测试指引

在低端防窃电表中，看客户是否有对掉电计量的要求，从而决定LDO的性能，需要考虑LDO自身的功耗，输入与输出的压差等等（测试的时候请参考物料规格书，需要测试稳压管在高温、低温，负载电流不同的情况下所起的保护作用）。

正常工作下

LCD后端电压

Vdc

LDO电压压降

mVdc

LDO自身功耗

uA

正常启动时

LDO后端功率

mA

正常电压范围

60%~115%等等

电表功耗

50mA~150mA

MCU芯片电压测试

电表市电上电测试指引

电表PT上电测试指引

电表市电掉电测试指引

电表PT掉电测试指引

电表CT和锰铜引出线测试指引

测试电表的锰铜线和CT线是否正确，由于引入了双线计量、对换电压线等等方式的计量，需要核实电压和电流引出线的“+”和“-”的接线方式是否正确。

测试步骤如下：

电表正常的电压和电流接线方式应为：

要求：

只有在如上的接线方式中，电表反向灯应该是灭的；

无论是更换了其中的如何一种走线，那么电表的反向灯就应该是亮的，其中包括对换电压线和改变电流线的流向等。

电表上、下电时间测试

对电表的上电和下电进行时间测试，判断上电和下电的逻辑是否正确。

特别是下电的时间测试，因为一般在掉电的情况下，都需要进行写数据的操作，虽然一般都是有电池在供电，但是设计的时候，应该尽量避免电池供电而导致电池电量的迅速耗完。

掉电时间从判断掉电时刻开始到芯片（其中包括掉电时刻操作所设计的所有芯片）不能正常工作的最高电压为止，一般此时间要求>200mS以上，一般设计需要定在>0.5s。

掉电电压阈值：

Vdc

芯片最高电压：

Vdc

操作所需时间：

ms

掉电条件

掉电对比波形

掉电总时间

1.0Un，0.0In

1.0Un，1.0In

0.7Un，0.0In

0.7Un，1.0In

0.0Un，1.0In

0.0Un，0.1In

软件测试指引

电表计量模式切换测试

电表的计量模式从低端表的计量来看，可以分为正常模式计量、电流不平衡计量模式、接地模式计量、掉电模式计量。

从芯片内部的计量CE来看，可以分为SD16和ESP的模式。

如下为各种模式下的计量分类：

计量模式区分

CE

计量模式

电压

电流

SD16

ESP

正常计量模式

240

Y

电流不平衡计量模式

240

Y

接地计量模式

240

掉电计量模式

0.95

I>3.0

测试中，需要考虑各个模式正常下的精度，并需要验证在模式的切换条件下所引起的误差跳变。

电池欠压检测测试

电池的检测电路采用了充放电的模式来判断，在充电电阻和电容确定的情况下，那么进行仿真测试电池的充放电时间和决定电池低压判断的电压阈值。

电阻

电容

电源电压

充电时间

电池电压

充电时间

10M

0.1uF

3.6

3.6

3.5

3.4

3.3

3.2

3.1

3

2.9

2.8

2.7

2.6

2.5

2.4

10M

1uF

3.6

3.6

3.5

3.4

3.3

3.2

3.1

3

2.9

2.8

2.7

2.6

2.5

2.4

100K

0.1uF

3.6

3.6

3.5

3.4

3.3

3.2

3.1

3

2.9

2.8

2.7

2.6

2.5

2.4

100K

0.1uF

3.6

3.6

3.5

3.4

3.3

3.2

3.1

3

2.9

2.8

2.7

2.6

2.5

2.4

电表需量测试

呵呵

功能测试指引

窃电方式测量-电流不平衡

测试在电流不平衡的方式下电表所表现出来的误差精度。

测试理论：

当电表处于正常工作模式下，火线和零线的测试电流发生一定的大小偏移的时候，判断为电表处于窃电模式，此时计量采用U*I*cosø（其中U为正常情况下，测试出来的实际电压值，I为火线和零线中较大的电流，ø为电压和较大电流之间的夹角）。

测试设备：

电表、CL302多功能电测产品检定装置、CL311三相表多功能标准表、连接线等等。

测试方法：

1、参照设备，按照如下的接线方式进行接线，并设置好一些参数；

2、将A相电压调整到标准的额定电压，B相电流调整成-10或者-1A；

3、调整A相电流和A相的电压测处误差数。

（保证A相电流>10A）

测试数据格式：

正常工作

电压：

（70%~115%）Vac

测试负载：

W

误差精度

要求：

±1%

测试电流：

A

电压

A相电流

B相电流

相角

电表误差

（多次）

不平衡灯

0.7Un

10A

10A

1.0

灭

10A

10A

0.5L

灭

10.9A

10A

1.0

灭

10.9A

10A

0.5L

灭

11A

10A

1.0

亮

11A

10A

0.5L

亮

1.0Un

10A

10A

1.0

灭

10A

10A

0.5L

灭

10.9A

10A

1.0

灭

10.9A

10A

0.5L

灭

11A

10A

1.0

亮

11A

10A

0.5L

亮

1.*Un

10A

10A

1.0

灭

10A

10A

0.5L

灭

10.9A

10A

1.0

灭

10.9A

10A

0.5L

灭

11A

10A

1.0

亮

11A

10A

0.5L

亮

0.7Un

1A

1A

1.0

灭

1A

1A

0.5L

灭

1.09A

1A

1.0

灭

1.09A

1A

0.5L

灭

1.1A

1A

1.0

亮

1.1A

1A

0.5L

亮

1.0Un

1A

1A

1.0

灭

1A

1A

0.5L

灭

1.09A

1A

1.0

灭

1.09A

1A

0.5L

灭

1.1A

1A

1.0

亮

1.1A

1A

0.5L

亮

1.*Un

1A

1A

1.0

灭

1A

1A

0.5L

灭

1.09A

1A

1.0

灭

1.09A

1A

0.5L

灭

1.1A

1A

1.0

亮

1.1A

1A

0.5L

亮

窃电方式测量-接地

测试在负载接地的方式下电表所表现出来的误差精度。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

窃电方式测量-dimmer

测试在dimmer的方式下，电表所表现出来的误差精度。

测试理论：

dimmer的测试图如下所示：

窃电的原理：

1、对用户侧而言，由于火线经过负载之后直接接到GND了，所以对于用户端而言，照样用电，不会有影响；

2、对于电表而言，电流的火线采用不会有什么问题，但是对于电压而言，由于电表的采样电压是GND经过了dimmer斩波之后的电压，测试的电压有效值和电压与电流的相角都会发生很大的变化。

对于电表电源采用的是线性电源的话，那么测试出来的电压RMS会是降低的，而且相角会变大；对于阻容电源而言，测试出来的电压RMS是抬高了的，但是相角还是变大了，有功变小了，无功变大了。

测试设备：

电表、dimmer、负载（纯阻性负载-热水泵）、标准表台

测试数据格式：

测试电压：

Vac

测试负载：

W

误差精度要求：

±1%

测试电流：

A

Dimmer位置

电表电压

电表误差

窃电方式测量-抗磁

测试在磁影响的方式下电表所表现出来的误差精度。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

状态灯测试-方向灯

测试在各种反向情况下，电表的反向灯或者表示反向的等效信息是否正确。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

状态灯测试-电源灯

测试在不同电压情况下，电表的电源显示灯或者其等效信息显示是否正确。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

状态灯测试-接地灯

测试在负载经过不同的方式接地的情况下，电表的接地显示灯或者其等效信息显示是否正确。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

状态灯测试-窃电灯

测试在负载不同的使用的情况下，电表的窃电显示灯或者其等效信息显示是否正确。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

LCD显示列项测试

测试在不同的使用情况下，其中包括正常上电情况和掉电情况，无触发情况和有触发情况下，LCD的各种显示情况。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

按键功能测试

测试在不同的使用情况下，其中包括上电和掉电情况下，按键功能的测试，其中按键功能包括上翻、下翻和编程功能等等。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

开盖功能检测测试

测试在不同的使用情况下，其中包括上电和掉电情况下，开盖检测功能测试，包括其中合壳、开壳的状态是否正确，记录内容是否正确。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

1A窃电起动电流测试

测试在掉电情况下，只通过单相1A的标称电流（实际中需要考虑冗余度的设计，一般为0.95A左右，其中的误差包括了表台的误差和AD的误差），看电表是否可以正常起动，而且精度误差是否在1%的范围内。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

起动电流测试

测试电表的起动电流测试。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

潜动电流测试

测试电表的潜动电流测试。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

电表起动时间测试

一般电表都有一项要求，就是电表需要在上电之后的3s或者是5s内正常工作，首先需要知道所谓的正常工作是指什么，一般都是以液晶的全显为准。

测试理论：

测试条件：

测试设备：

测试数据格式：

电表计量电流回路切换误差计量

测试在两路电流发生偏差的时候，误差跳表会有多大。

测试理论：

电表内部的ESP将会判断火线电流和零线电流的大小，在不发生电流失衡的情况下，电表将会自动选择大电流作为计量的参数，那么中间有一个计量模式的切换问题，此切换有可能会导致计量误差的跳变。

测试设备：

电表、CL302多功能电测产品检定装置、CL311三相表多功能标准表、连接线等等。

测试方法：

1、参照设备，按照如下的接线方式进行接线，并设置好一些参数；

2、将A相电压调整到标准的额定电压，B相电流调整成B相电流调整成-Imax、-Ib、-0.05Ib；

3、调整A相电流不断在10A附近切换，记录精度误差跳变；

正常工作电压：

（70%~115%）Vac

测试负载：

W

误差精度要求：

±1%

测试电流：

A

电压

A相电流

B相电流

相角

电表误差

（多次）

不平衡灯

0.7Un

Imax+0.1A

Imax

1.0

灭

Imax+0.1A

Imax

0.5L

灭

Imax-0.1A

Imax

1.0

灭

Imax-0.1A

Imax

0.5L

灭

1.0Un

Imax+0.1A

Imax

1.0

灭

Imax+0.1A

Imax

0.5L

灭

Imax-0.1A

Imax

1.0

灭

Imax-0.1A

Imax

0.5L

灭

1.*Un

Imax+0.1A

Imax

1.0

灭

Imax+0.1A

Imax

0.5L

灭

Imax-0.1A

Imax

1.0

灭

Imax-0.1A

Imax

0.5L

灭

0.7Un

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

1.0Un

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

1.*Un

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

Ib+0.1A

Ib

1.0

灭

Ib-0.1A

Ib

0.5L

灭

0.7Un

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

1.0Un

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

1.*Un

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

0.05Ib+0.1A

0.05Ib

1.0

灭

0.05Ib-0.1A

0.05Ib

0.5L

灭

总结：

硬件测试

测试列项

测试结果

测试人员

备注

市电工作电压范围测试指引

电表内部电压测试指引

电源端器件参数选择测试指引

电表内LDO芯片是否合适测试指引

MCU芯片电压测试

电表市电上电测试指引

电表PT上电测试指引

电表市电掉电测试指引

电表PT掉电测试指引

电表CT和锰铜引出线测试指引

电表上、下电时间测试

软件测试

测试列项

测试结果

测试人员

备注

电表计量模式切换测试

电池欠压检测测试

电表需量测试

功能测试

测试列项

测试结果

测试人员

备注

窃电方式测量-电流不平衡

窃电方式测量-接地

窃电方式测量-dimmer

窃电方式测量-抗磁

状态灯测试-方向灯

状态灯测试-电源灯

状态灯测试-接地灯

状态灯测试-窃电灯

LCD显示列项测试

按键功能测

开盖功能检测测试

1A窃电起动电流测

起动电流测试

潜动电流测试

电表起动时间测试

电表计量电流回路切换误差计量