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基于户用脉冲计量表的数据采集器 GB/T 20866-2007

资讯分类

基于户用脉冲计量表的数据采集器 GB/T 20866-2007

分类:
行业法规
2021/05/26 15:10
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前言

本标准是参照国家标准及IEC相关标准,结合我国自动抄表行业的特点制定的。

本标准的附录A.附录B、附录C、附录D和附录H是规范性附录。

本标准的附录E、附录F和附录G是资料性附录。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国电工仪器仪表标准化委员会归口。

本标准起草单位:深圳市计量质量检测研究院、深圳市汉光电子技术有限公司、哈尔滨电工仪表研究所、中国测试技术研究院、深圳市浩迪科技有限公司、深圳市成星自动化系统有限公司、潍坊市潍微科技有限公司、四平市双喜科技开发有限公司。

本标准主要起草人:朱崇全、曾国清、朱晓、鲁昀、施国范、潘柯、张学波、李喜生、关文举。

本标准首次发布。

基于户用脉冲计量表的数据采集器

1范围

本标准规定了数据采集器的术语、技术要求、试验方法、检测规则、标志、包装、运输和贮存。

本标准适用于数据采集器的设计、制造、试验和检测。

本标准中所指的数据采集器是指适用于住宅和工商业用户的基于干簧管、光耦、霍尔等脉冲电路技术的电能表、燃气表、白米水表、中水表、直饮水表、热水表、热能表等计量表的信号采集、处理、传输的设备。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为个标准的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本标准,然而,鼓励根据个标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 2421- 1999 电工电子产品环境试验  第1部分:总则(idt 60068 1:1988)

GB/T2123.1-2001 电工电子产品环境试验  第2部分:试验方法 试验A:低温(idt 60068-2-1:1990)

GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验  第2部分:试验方法 试验B:高温(idt 60068 22:1974)

GB/T2123.4-1993电工电子产品基本环境试验规程 试验Db:交变湿热试验方法(eqvIEC60068 2 30: 1980)

GB/T 2423.5-1995电工电子产品环境试验 第二部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击(idtIEC60068 -2 27:1987)

GB/T 2123.10-1995 电工电子产品环境试验 第二:部分:试验方法 试验Fe和导则:振动(正弦) (idt 60068 26: 1982)

GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)

GB 3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求(eqvIEC 60079 0:1998)

GB/T 6113.1-1995无线电骚扰和抗扰度测景设备规范

GB/T 9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法(idt CISPR 22:1997)

GB/T15464-1995仪器仪表包装通用技术条件

GB/T17626.1-2006 电磁兼容  试验和测量技术  抗扰度试验总论(idt 61000-4- 1 : 2000)

GB/T17626.2-2006 电磁兼容  试验和测量技术  静电放电抗扰度试验(idt 61000-4- 2 :2001)

GB/T17626.3-2006电磁兼容  试验和测量技术  射频电磁场辐射抗扰度试验(idt 61000-3:2002)

GB/T17626. 4-1998电磁兼容  试验和测量技术  电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(idt 61000-4-4:1995)

GB/T17626.5-1999电磁兼容   试验和测量技术  浪涌(冲击)抗扰度试验(idt 61000-4-5:1995)

GB/T17626.8- 2006电磁兼容试验和测量技术  工频磁场抗扰度试验(idt 61000-4-8:2001)

GB7T17626.11-1999电磁兼容  试验和测量技术  电压暂降、短时甲断和电压变化的抗抗度试验(idt 61000-4-11:1994)

1IEC 61000-3-8: 1997电磁兼容性(EMC) 第3-8 部分:限值 低压电力设备上传输信号的电平、频带和电磁骚扰电平

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1自动抄表系统

应用于住宅和工商业用户的能够实现计最表数据自动抄录的计算机网络系统。该系统主要由计量表数据采集器、集中器、主站等设备组成。

3.2数据采集器

采集一个或多个计量表的信号,进行数据处理、储存,并能与集中器或主站进行数据交换的设备。

3.3脉冲计量表

以电脉冲作为输出及传输信号方式的计量表。

3.4主站

对数据采集器或集中器上传的数据进行处理的计算机单元.

3.5脉冲pulse

一个按一定电压幅度、一定时问间隔连续发出的信号。

3.6脉冲常数pulse constant

表征计址表每个计量单位所产生的脉冲数量。

3.7信道channel

信号传输的媒体,如RS485,无线电波,低压电力线等。

3.7.1上行信道up channel

数据采集器与集中器或主站之间的信道。

3.7.2.下行信道down channel

数据采集器与计最表之间的信道。

4自动抄表系统结构及设备型号

4.1自动抄表 系统结构

自动抄表系统的基木结构见附录A。

4.2数据采集器设备型号

数据采集器设备型号第一部分 包括数据采集器代号和生产厂家化号,第二部分包括上行信道.供电方式、采集通道数、产品设计序列号。

型号中各代号的表示和含义如下:

设备代号:D代表数据采集器。

生产厂家代号:用5位阿拉伯数字表示,其中前两位为省份代号,后三位为)家编号,厂家编号山省一级质量技术监督局统一编制和管理。

上行信道分别用a.b.c.d4个字母表示,其中:a代表RS485,b代表微功率射频无线通讯,e代表低压电力线载波,d代表其他通讯方式。

供电方式分别用a.b.c.d4个字母表示,其中:a代表220 V交流供电,b代表集中直流供电,c代表纯电池供电,d代表其他供电方式。

采集通道数:指数据采集器所能采集的通道数,用两位阿拉伯数字表示。

产品设计序列号:由26个英文字母从a~z顺序播列。

5技术要求

5. 1功能要求

5.1.1 抄表功能

应具备各种类型脉冲计量表的信号采集、处理、储存和传输的功能。

5.1.2 通信功能

应有与集中器或主站远程双向通信的功能,即能够接收和回复集中器或主站发出的数据采集及参数设置命令,并将设备故障信息上报给集中器或主站等。

5.1.3 设置功能

应可设置数据采集器的地址、脉冲计量表信息、脉冲常数、初始值等参数。

5.1.4设备故障记录功能

发生以下几种情况时数据采集器应有记录功能;

a)有故障检测功能的脉冲计量表发生断路或短路故障时;

b)数据采集器脉冲采集通道发生故障时;

c) 数据采集器工作所需的电源发生故障时。

5.1.5 工作电源转换功能

采用市电供电的数据采集器可配备电源转换模块(也可外接直流集中供电设备)。当市电断电时,能自动转换到备用电源,当市电恢复时,能自动转换到市电供电状态。

5.1.6扩展功能

5.1.6.1数据采集器的脉冲采集通道应有判断脉冲计量表发生断路或处路故障的功能,并能根据所连接脉冲计量表的情况启用或屏蔽脉冲采集通道的故障报警功能。

5.1.6.2应可按用户要求设计新功能,如可通过燃气泄漏报警器和燃气控制阀门实现燃气泄翻报警和燃气控制的功能,通过对燃气控制阀门。自来水阀门、继电器等设备的控制实现欠费关断功能等。

5.2计量及数据传输可靠性要求

5.2.1脉冲采集的准确度

在试验或附录B的现场检测条件下,由主站或集中器抄录数据采集器中各采集通道的总脉冲数的累计误差应不大于土1个脉冲。

5.2.2数据传输可靠性要求

5.2.2.1在试验条件下,数据采集器执行集中器或主站的数据抄录命令的成功率应满足表1的规定。

5.2.2.2在附录B的现场检测条件下,数据采集器执行集中器或主站的数据抄录命令的成功率应满足表2的规定。

5.3电气性能

5.3.1供电方式:

a)交流供电方式:

电压:220 V,允许偏差:土15%。

频率:50 Hz允许偏差:一5%~+ 20%。

b)直流集中 供电方式:

电压:5 V~36 V,允许偏差:土5%。

c)电池供电方式:

电压:3 V~12 V,允许偏差:土5%。

5.3.2功率消耗

对于采用220V交流供电及直流集中供电方式的,数据采集器锊个采集通道消耗的功率应不大于0.5 W;采用电池供电且上行信道为有线方式的,数据采集器整体消耗的功率应不大于0.1 W;采用电池供电且上行信道为无线方式的,数据采集器在静态时整体消耗的功率应不大于0.2 mW,在无线发射接收状态时整体清耗的功率应不大于100 mW。

5.3.3后备电源工作时间

当220V交流或直流集中供电方式的后备电源在220V交流市电断电后,应能保证数据采集器正常工作时间不小于48 h.使用电池供电方式的电池寿命应不小于5年。

5.4电磁兼容性(EMC)

5.4.1 抗扰度

应能保证传导的或辐射的电磁骚扰以及静电放电不使数据采集器的各部件损坏,或无实质性影响,各项功能,读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、.5.2.2.1的要求。

5.4.2电压降落和短时中断

电压降落和短时中断不应使数据采集器损坏或死机。

5.4.3无线电干扰抑制

数据采集器不应发出能干扰其他设备的传导和辐射噪声。

5.5结构和机械性能

5.5.1结构

应牢固,便于安装,无开裂,无变形,无松脱。

5.5.2机械性能

应能承受正常运行中的机械振动及常规运输条件下的冲击,不应发生损坏和零部件松动脱落现象,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、.5.2.1、5.2.2.1的要求。

5.6安全性能

5.6.1 绝缘电阻

在交流220 V和直流电气回路对地之间,施加500 V电压,在正常工作条件下,绝缘电阻应不低于5 MΩ。

5.6.2接地电阻

将电源线接地导线与样机连线的接地端子、易触及按地部件之间的接地电阻应≤0.1Ω。

5.6.3工频耐压

在交流220 V电气回路与直流电气回路之间施加有效值为2 kV的50 Hz正强波电压1 min,不应出现电弧、放电、击穿和损坏,其泄漏电流应小于7mA。

5.6.4下行信道及上行信道防电力线搭接保护

a)在无一级保护情况下,数据采集器各下行信道分别承受电压220 V 、持续时间15 min的电力线接触试验时不应着火,试验后,数据采集器应能正常工作。

b)在无一级保护情况下,数据采集器上行信道承受电压220 V .持续时间15 min的电力线接触

试验时不应若火,试验后,数据采集器应能正常工作。

5.7防爆安全要求

当数据果集器置于爆炸危险区,或置于安全区作为本安防爆型燃气表.燃气控制阀门的关联设备时,应符合GB3836.1--2000及其相关防爆标准的要求,样机应取得国家授权的质量监督检验部门检验通过的防爆合格证。

5.8设备工作环境条件

在温度为- 10C~ +55C ,湿度为40%~90% ,大气压力为86 kPa~-106 kPa的环境条件下应能正

常工作。

6试验方法

6.1试验条件

在试验过程中,应将组成自动抄表系统的各相关设备置于标准大气条件环境中,按图A.1所示进行连接,上行信道和下行信道采用有线方式的通讯线长度应在10 m~50 m之间。

6.2 环境条件

试验应在GB/T 2421- 1999 要求的测量和试验用标准大气条件下进行,在每一项日的试验期间环境条件应相对稳定。

6.3试验电源条件

a)交流供电方式: 

电压:220 V,允许偏差:土5%.

领率:50 Hz允许偏差:土1%。

b)直流集中供电方式:

电压:5 V~36 V,允许偏差:上5%。

c) 电池供电方式:

电压:3 V~12 V,允许偏差:上5%。

6.4 功能试验

将组成自动抄表系统的各相关设备进行连接,按5.1的相应要求对数据采集器进行功能试验。

6.5 脉冲采集准确度试验

6.5.1测试仪器

采用模拟脉冲发生器的输出脉冲作为信号输入,脉冲模拟发生器应他模拟附录C、附录D中脉冲计量表所发出的脉冲信号。

6.5.2测试方法

将敏测试的数据采集器各采集通道连接至脉冲权拟发生器输人端口,脉冲极拟发生器发出10个标准脉冲信号,从主站或集中器中抄录到数据采集器中实际脉冲数的累计误差应不大于土1个脉冲。

6.5.3对干扰脉冲的过滤功能(对含数据采集器的一体化脉冲计量表此功能不作要求)

6.5.3.1用模拟脉冲发生器来模拟干扰脉冲输人进行测试,模拟干扰脉冲为在标准脉冲波形中,每100 ms随机产生的脉冲宽度为10 ms的方波,其高低电平幅度为附录C中与当前标准脉中电平状态相反的高端电平高度或低端电平商度。

6.5.3.2将被测试的数据采集器通道连按至脉冲模拟发生器输人端口,脉冲模拟发生器发出500个叠加模拟干扰脉冲的标准脉冲信号,将数据采集器的读数与脉冲极拟发生器上显示的读数相比较,有效脉冲计数的准确度应满足5.2.1的要求。

6.6 数据传输可靠性试验

在试验条件下,由主站或集中器对数据采集器发出500条单通道抄表命令,执行命令成功率应满足5.2.2.1表1的要求。

6.7 电气性能试验

6.7.1电源电压变化影响

将供电电源电压在5. 3. 1允许偏差范围以内变化,数据采集器应能正常工作,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5. 2.2.1的要求。

6.7.2功率消耗

用伏安法测出在数据采集器非传输状态下及传输状态下的功耗,均应符合5. 3.2的要求。

6.7.3后备电源工作时间

在后备电源的电池充电充足时将市电断开,然后用模拟脉冲发生器发出1万个标准脉冲信号,山主站或集中器进行抄录,读数准确度和执行命令成功率应符合5.2.1、5. 2.2.1的要求,数据采集器应能连续工作48 h。

6.8 气候环境影响试验

6.8.1高温试验

按GB/T 2123. 2- -2001 规定的Bb类进行试验,将被测试样机在非通电状态下放入高温箱中央,将电源线、通讯线、信号线引出高温箱,按要求按人模拟脉冲发生器、电源线、信号线,并与主站或集中器连按好,使自动抄表系统处于通电工作状态,高温箱以不大于1℃min的速率升温至规定的最高温度+55C,保温16h;试验期间,样机同步接收权拟脉冲发生器的脉冲信号,其功能及设数准确度、执行命令成功率应符合5.1.5.2.1.5.2.2.1的要求。试验结束,在标准大气条件下恢复。

6.8.2低温试验

按GB/T 2423. 1- 2001规定的Ab类进行试验,将被测试样机在非通电状态下放入低温箱中央,将电源线、通讯线、信号线引出低温箱,按要求接入模拟脉冲发生器、电源线、信号线,并与主站或集中器连接好,使自动抄表系统处于通电工作状态,低温箱以不大于1C/min的速率降温至规定的最低温度-10C,保温16h;试验期间,样机同步接收模拟脉冲发生器的脉冲信号,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。试验结束,在标准大气条件下恢复。

6.8.3交变湿热试验

按GB/T 2423. 4- 1993 的规定进行试验,试验时间为2 d,最高温度为+55C.将被测试样机在非通电状态下放人交变湿热箱中央,将电源线通讯线、信号线引出湿热箱,按要求接入模拟脉冲发生器、电源线、信号线,并与主站连接好,使自动抄表系统处于通电工作状态,湿热箱的温度变化曲线按标准GB/T2423.4-1993中图1的要求进行设定。高温高湿恒定阶段,温度维持在(55土2)℃,降温阶段,温度降至(25土3)℃,相对湿度除最初15 min应不低于90%外,其余时间均不低于95%.试验后,恢复2h,样机同步接收模拟脉冲发生器的脉冲信号,各项功能.读数准确度执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。试验结束,在标准大气条件下恢复,绝缘电阻应符合5.6.1的要求。

6.9电磁兼容性试验

6.9.1一般试验条件

在下列所有试验中,样机处于正常工作位置,所有雷接地的部件应接地;试验时,样机处于工作状态,并接收模拟脉冲发生器所发出的标准脉冲信号。

6.9.2静电放电抗扰度试验

按照GB/T 17626.2- 2006 的规定,并在下述条件下进行:

a)接触放电:

-- 严酷等级:4;

试验电压:土8 kV.

b)空气放电:

--严酷等级:4;

试验电压:士15 kV.

在其外壳和被试样机操作键等工作人员经常可能触及的部位,放电10次,每次放电间隔至少为1s.样机在通电工作的条件下,试验时,样机应能正常采集数据;试验后,样机不应出现损坏或信息的改变,各项功能.读数准确度.执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.3辐射电磁场抗扰度试验

按照GB/T 17626.3-2006的规定,并在下述条件下进行:

--电源及铺助线路加参比电压,样机应处于数据采集状态;

--频率范围:80 MHz~1 000 MHz;

--严酷等级:3;

--试验场强:10 V/m(术调制);1 kHz,80% ,AM(调制)。

试验时,样机不应出现损坏或信息的改变,各项功能.读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、

5.2.1、5.2.2的要求。

6.9.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

6.9.4.1试验条件

按照GB/T 17626. 4- 1998中的规定,并在下述条件下进行。试验电压应以共模方式施加于地与样机的下列线路间(采用直流集中供电设备的样机只对直流集中供电设备220 V交流输人端线路进行实验,对直流供电线路不作要求):

a) 电源线路;

b)正常工作时与电源线路分离的辅助线路,通常为保护接地线路;

c). 上行信道线路(有线方式);

d) 下行信道线路(对含数据采集器的一体化脉冲计量表此功能不作要求)。

6.9.4.2电源和辅助线路

--电源和辅助线路加参比电压;

--严醋等级:3;

--电源和辅助线路的试验电压:2kV;

--试验时间:每次作用60s。

在脉冲群作用下,样机不应出现损坏或信息的改变,并能正常计数,读数准确度符合5.2.1的要求;试验后,各项功能.读数准确度.执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.4.3使用耦合夹将试验电压耦合至上行信道

--电源和辅助线路加参比电压;

一严醋等级:3;

耦合在上行信道和下行信道的试验电压:1 kV;

试验时间:每次作用60 s。

试验后,样机不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.4.4使 用耦合夹将试验电压耦合至下行信道

--电源和辅助线路加参比电压;

--严酷等级:3

--耦合在下行信道的试验电压:1 kV;

--试验时间:每次作用60s。

在脉冲群作用下,样机不应出现损坏或信息的改变,并能正常计数。试验后,各项功能.读数准确

度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.5浪涌(冲击)抗扰度试验

6.9.5.1试验条件

按照GB/T 17626.5- 1999的规定,并在下述条件下进行。

a)试验电压应施加于下列线路间:

--电源电压线路端之间;--电源电压线路端与地之间;

--上行信道(有线方式)与地之间;

--下行信道与地之间(对含数据采集器的一体化脉冲计量表此功能不作要求)。

b)极性:正、负。

o试验次数:正负极性各5次。

d) 重复率:每分钟1次。

6.9.5.2电源电压线路之间

--电源电压试验波形:1. 2/50 ps; 

--严酷等级:3;

--试验电压:2 kV。

试验中,样机应无损坏。试验后,样机储存的信息应无改变,各项功能、读数准确度、执行命令成功符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.5.3电源电压线路端与地之间

--电源电压试验波形:1.2/50 pus;

--严酷等级:4;

--试验电压:4 kV。

试验中,样机应无损坏。试验后,样机储存的信息应无改变,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.5.4.上行信道(有线方式)与地之间

--电源电压试验波形:10/700μs;

--严醋等级:4;

--试验电压:4 kV.

试验中,样机应无损坏。试验后,样机储存的信息应无改变.各项功能、波数准确度、.执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.5.5下行信道与地之间

--电源电压试验波形:10/700μs;

--严酷等级:4;

--试验电压:4 kV.

试验中,样机应无损坏。试验后,样机储存的信息应无改变,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、.5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.6工频磁场抗扰度试验

按照GB/T 17626.8- 1998的规定,并在下述条件下进行:

--电源及辅助线路加参比电压;

--频率范围:80 MHz~1 000 MHz;

--严酷等级:3;

--试验场强:10 V/m(未调制);1 kHz,80% ,AM(调制)。

在正常工作状态下,将样机置于产生与系统电源电压相同频率的随时间正弦变化的、强度为

10A/m的均匀磁场的线圈中心,改变磁场线圈的方向与线圈中电流的相位,以便得釗最不利的方向和相位,试验过程中样机的各项功能.读数准确度、执行命令成功率应符合5.1、5.2.1、5.2.2.1的要求。

6.9.7 电压降落和短时中断

按照GB/T 17626. 11- 1999 的规定,按下列条件进行:

a)电压中断△U= 100% ,中断时间为1 s,中断次数为3次。各次中断之间的恢复时间为50 ms。

b)电压降落△U= 60% ,降落时间为1 min, 降落次数为1次。

电压降落和短时中断试验时,样机不应损坏或死机;试验后,样机储存的信息应无改变,各项功能、读数准确度、执行命令成功率应符合5. 1.5.2. 1.5.2.2.1的要求。

6.9.8无线电干扰的测量

无线电干扰的试验应按GB9254-1998中B级设备的规定,在下述条件进行:

a)电压和辅助线路加参比电压。

b)样机在通电状态下,不采集脉冲信号,不与主站或集中器通讯。

c)1m长屏蔽的电缆应用于连接电压电路。