(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112098920 A(43)申请公布日 2020.12.18
(21)申请号 202010978480.4(22)申请日 2020.09.17
(71)申请人 南方电网科学研究院有限责任公司
地址 510663 广东省广州市萝岗区科学城
科翔路11号J1栋3、4、5楼及J3栋3楼
申请人 中国南方电网有限责任公司(72)发明人 肖勇 胡珊珊 罗奕 钱斌
罗鸿轩 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 杨小红(51)Int.Cl.
G01R 35/04(2006.01)
权利要求书3页 说明书12页 附图3页
(54)发明名称
智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统(57)摘要
本发明实施例涉及一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统，能够检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置、方法及系统使用小功率虚负荷的程控功率源来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，用于解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。
CN 112098920 ACN 112098920 A
权 利 要 求 书
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1.一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，包括程控功率源、电流检测模块、程控电子负载和隔离变压器；
所述程控功率源，用于为被测电能表提供测试的模拟工作电流；所述程控电子负载，用于为所述被测电能表提供定量的模拟剩余电流；所述电流检测模块，用于在所述程控电子负载输出模拟剩余电流条件下检测所述被测电能表零火线的负合电流；
所述隔离变压器，用于根据所述被测电能表的最大电流设置该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的功率容量。
2.根据权利要求1所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，所述被测电能表上设置有火线取样电阻、零线取样电阻、电压回路取样电阻和四个连接接口，四个所述连接接口分别为第一连接接口、第二连接接口、第三连接接口和第四连接接口，所述电流检测模块分别与所述第二连接接口和所述第四连接接口连接。
3.根据权利要求2所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试一个所述被测电能表，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：所述程控功率源的第二端分别与所述第一连接接口和所述火线取样电阻连接，所述火线取样电阻与所述第二连接接口连接，所述第二连接接口与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接，所述隔离变压器初级绕组的第二端与所述第四连接接口连接，所述第四连接接口与所述零线取样电阻连接，所述零线取样电阻还与所述第三连接接口连接，所述第三连接接口与所述隔离变压器次级绕组的第二端连接，所述隔离变压器次级绕组的第一端与所述程控功率源的第一端连接。
4.根据权利要求2所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试至少三个所述被测电能表，三个所述被测电能表级联串联连接，三个所述被测电能表分别为第一被测电能表、第二被测电能表和第三被测电能表，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：
所述程控功率源的第二端与所述第一被测电能表的第一连接接口连接，所述第一被测电能表的第二连接接口与所述第二被测电能表的第一连接接口连接，所述第二被测电能表的第二连接接口与所述第三被测电能表的第一连接接口连接，所述第三被测电能表的第二连接接口与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接，所述隔离变压器初级绕组的第二端与所述第三被测电能表的第四连接接口连接，所述第三被测电能表的第三连接接口与所述第二被测电能表的第四连接接口连接，所述第二被测电能表的第三连接接口与所述第一被测电能表的第四连接接口连接，所述第一被测电能表的第三连接接口与所述隔离变压器次级绕组的第二端，所述隔离变压器次级绕组的第一端与所述程控功率源的第一端连接；所述电流检测模块与所述程控电子负载连接后的第一端分别与所述第一被测电能表的第三连接接口和所述隔离变压器次级绕组的第二端连接，所述电流检测模块与所述程控电子负载连接后的第二端与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接。
5.根据权利要求1所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，还包括串口通讯模块和工作站，所述被测电能表上设置有表位通讯模块，所述串口通讯模块的输入端分别与所述智能电能表剩余电流监测功能的测试装置和所述表位通讯模块连接，所述串口通讯模块的输出端与所述工作站连接。
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权 利 要 求 书
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6.根据权利要求1所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，其特征在于，所述隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。
7.一种智能电能表剩余电流监测功能的测试方法，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试方法包括以下步骤：
S1.在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
S2.通过程控功率源和隔离变压器为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I0，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10Itr和所述第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset且|IΔ2-I0|≤IΔset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；
S3.通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从所述被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；
S4.对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；
其中，IΔnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。
8.根据权利要求7所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S4，所述剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的所述剩余电流监测功能均测试合格，所述被测电能表的剩余电流监测功能才合格。
9.一种智能电能表剩余电流监测功能的测试系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；
所述第一测试模块，用于在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
所述第二测试模块，用于通过程控功率源和隔离变压器为所述被测电能表提供第一纯
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权 利 要 求 书
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阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I0，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10Itr和所述第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset，且|IΔ2-I0|≤IΔset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；
所述第三测试模块，用于通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从所述被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；
所述第四测试模块，用于对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
所述判断模块，用于根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块中任意一个模块判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；
其中，IΔnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求7所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法。
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说 明 书
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智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及电能表检测技术领域，尤其涉及一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统。背景技术
[0002]近年来随着智能电能表技术的高速发展，智能电能表具备的功能越来越多，其中剩余电流监测功能是单相智能电能表的重要新功能。在单相智能电能表的技术规范中，要求电能表具有剩余电流监测功能，在规定的温湿度范围内，应满足以下精度及功能要求：1.当10mA≤IΔ≤300mA时，测量的剩余电流偏差不大于3mA；2.当IΔ＞300mA，测量的剩余电流应大于等于297mA；3.智能电能表可记录剩余电流监测报警事件总次数，最近10次发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据等信息；4.剩余电流报警设定值IΔn可设置范围为10mA～300mA，默认30mA；5.当10mA≤IΔ≤300mA时，剩余电流大于IΔn-3mA时，电能表应报警并记录事件记录，并在30s内主动上报；6.当IΔ＞300mA时，电能表应报警并记录事件记录，并在30s内主动上报；7.在剩余电流为10mA、30mA、100mA、400mA情况下，电能表的剩余电流测量准确度应满足要求；8.在电能表火线和零线回路同时施加同相位电流10Itr、Imax，保持1min，剩余电流不超过3mA；9.在剩余电流为10mA、30mA、100mA、400mA情况下，分别设置剩余电流报警阈值，电能表的剩余电流测量报警事件记录应满足要求。[0003]根据智能电能表剩余电流监测功能测试要求，需在电能表火线回路和零线回路中同时施加电流10Itr或Imax并保持1min以上。目前对智能电能表剩余电流监测采用传统的测试方法，该测试方法在要满足智能电能表剩余电流监测功能测试要求，需在测试的试验室中设置一个功耗超过20KW以上的实负荷，一般电能表检测实验室难以满足此电源要求，且采用实负荷测试过程负载电流较大、持续时间较长，测试过程比较浪费而且不够安全。发明内容
[0004]本发明实施例提供了一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统，用于解决现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。[0005]为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：[0006]一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，包括程控功率源、电流检测模块、程控电子负载和隔离变压器；[0007]所述程控功率源，用于为被测电能表提供测试的模拟工作电流；[0008]所述程控电子负载，用于为所述被测电能表提供定量的模拟剩余电流；[0009]所述电流检测模块，用于在所述程控电子负载输出模拟剩余电流条件下检测所述被测电能表零火线的负合电流；[0010]所述隔离变压器，用于根据所述被测电能表的最大电流设置该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的功率容量。
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说 明 书
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优选地，所述被测电能表上设置有火线取样电阻、零线取样电阻、电压回路取样电
阻和四个连接接口，四个所述连接接口分别为第一连接接口、第二连接接口、第三连接接口和第四连接接口，所述电流检测模块分别与所述第二连接接口和所述第四连接接口连接。[0012]优选地，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试一个所述被测电能表，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：所述程控功率源的第二端分别与所述第一连接接口和所述火线取样电阻连接，所述火线取样电阻与所述第二连接接口连接，所述第二连接接口与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接，所述隔离变压器初级绕组的第二端与所述第四连接接口连接，所述第四连接接口与所述零线取样电阻连接，所述零线取样电阻还与所述第三连接接口连接，所述第三连接接口与所述隔离变压器次级绕组的第二端连接，所述隔离变压器次级绕组的第一端与所述程控功率源的第一端连接。[0013]优选地，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试至少三个所述被测电能表，三个所述被测电能表级联串联连接，三个所述被测电能表分别为第一被测电能表、第二被测电能表和第三被测电能表，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：
[0014]所述程控功率源的第二端与所述第一被测电能表的第一连接接口连接，所述第一被测电能表的第二连接接口与所述第二被测电能表的第一连接接口连接，所述第二被测电能表的第二连接接口与所述第三被测电能表的第一连接接口连接，所述第三被测电能表的第二连接接口与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接，所述隔离变压器初级绕组的第二端与所述第三被测电能表的第四连接接口连接，所述第三被测电能表的第三连接接口与所述第二被测电能表的第四连接接口连接，所述第二被测电能表的第三连接接口与所述第一被测电能表的第四连接接口连接，所述第一被测电能表的第三连接接口与所述隔离变压器次级绕组的第二端，所述隔离变压器次级绕组的第一端与所述程控功率源的第一端连接；所述电流检测模块与所述程控电子负载连接后的第一端分别与所述第一被测电能表的第三连接接口和所述隔离变压器次级绕组的第二端连接，所述电流检测模块与所述程控电子负载连接后的第二端与所述隔离变压器初级绕组的第一端连接。[0015]优选地，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置还包括串口通讯模块和工作站，所述被测电能表上设置有表位通讯模块，所述串口通讯模块的输入端分别与所述智能电能表剩余电流监测功能的测试装置和所述表位通讯模块连接，所述串口通讯模块的输出端与所述工作站连接。[0016]优选地，所述隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。[0017]本发明还提供一种智能电能表剩余电流监测功能的测试方法，包括上述所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试方法包括以下步骤：
[0018]S1.在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
[0019]S2.通过程控功率源和隔离变压器为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和
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的初始剩余电流I0，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10Itr和所述第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset且|IΔ2-I0|≤IΔset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；
[0020]S3.通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从所述被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；
[0021]S4.对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
[0022]S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；[0023]其中，IΔnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。[0024]优选地，在步骤S1和步骤S4，所述剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的所述剩余电流监测功能均测试合格，所述被测电能表的剩余电流监测功能才合格。[0025]本发明还提供一种智能电能表剩余电流监测功能的测试系统，包括上述所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，所述测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；[0026]所述第一测试模块，用于在所述被测电能表上根据所述被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过所述测试装置检测所述被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若所述剩余电流设置值与所述剩余电流实际值一致，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；[0027]所述第二测试模块，用于通过程控功率源和隔离变压器为所述被测电能表提供第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测所述被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I0，从所述被测电能表上获取与所述第一纯阻性负载电流10Itr和所述第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset，且|IΔ2-I0|≤IΔset，则所述被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；
[0028]所述第三测试模块，用于通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从所述被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则所述被测电能表测量剩余电流的准确度合格；[0029]所述第四测试模块，用于对所述被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过所述测试装置设置与所述剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在所述报警阈值条件下，所述被测电能表能获取与所述报警阈值对应的剩余电流报警数据，所述被测电能表的剩余电流监测功能合格；
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所述判断模块，用于根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模
块和所述第四测试模块中任意一个模块判断所述被测电能表的结果为不合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据根据所述第一测试模块、所述第二测试模块、所述第三测试模块和所述第四测试模块均判断所述被测电能表的结果为合格，则所述被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；[0031]其中，IΔnset为所述被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。
[0032]本发明还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器：[0033]所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；[0034]所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法。
[0035]从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
[0036]1.该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置通过程控功率源、电流检测模块、程控电子负载和隔离变压器能够精准模拟控制被测电能表产生剩余电流并稳定持续时间，不仅可以定量测试被测电能表剩余电流准确度、各平衡负载条件下被测电能表剩余电流零漂，还能在设定阀值误差边界条件下测试被测电能表剩余电流监测及报警功能是否可靠动作，最终保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能可靠运行，解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。
[0037]2.该智能电能表剩余电流监测功能的测试方法通过智能电能表剩余电流监测功能的测试装置按照步骤S1至S4测试被测电能表，检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置使用小功率虚负荷的程控功率源来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。附图说明
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0039]图1为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的电路原理图。
[0040]图2为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置多个被测电能表同时测试的框架图。
[0041]图3为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置另一的框架
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图。
[0042]
图4为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法的步骤流程
图。
具体实施方式
[0043]为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]本申请实施例提供了一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置、方法及系统，能够采用虚拟负荷的方式检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置、方法及系统使用小功率虚负荷的程控功率源来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，用于解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。在本实施例中，被测电能表是以智能电能表作为案例进行说明的。[0045]实施例一：
[0046]图1为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的电路原理图。
[0047]如图1所示，本发明实施例提供了一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，包括程控功率源10、电流检测模块20、程控电子负载30和隔离变压器40；[0048]程控功率源10，用于为被测电能表提供测试的模拟工作电流；[0049]程控电子负载30，用于为被测电能表提供定量的模拟剩余电流；[0050]电流检测模块20，用于在程控电子负载30输出模拟剩余电流条件下检测被测电能表50零火线的负合电流；[0051]隔离变压器40，用于根据被测电能表的最大电流设置该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的功率容量。[0052]在本发明的实施例中，程控功率源10主要是为被测电能表提供测试用的模拟工作电流，模拟工作电流一般为0～100A，并且模拟工作电流可调，程控功率源10的额定功率不小于被测电能表电流量程的最大电流值。[0053]需要说明的是，被测电能表用于监测实际剩余电流，程控电子负载30的大阻抗大小和被测电能表的测量量程根据实际测试需要配置。[0054]在本发明的实施例中，电流检测模块20专门用于测量被测电能表各种负载电流下零火线负合电流大小，即不同负载条件下剩余电流零漂。[0055]需要说明的是，电流检测模块20可以优先选为电流检测互感器，用于对被测电能表剩余电流的监测。
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在本发明的实施例中，程控电子负载30专门用于人为在被测电能表负载回路中模
拟产生定量的剩余电流，用于模拟剩余电流的发生情形。[0057]在本发明的实施例中，隔离变压器40的变压比为1：1，额定电压220V，隔离变压器40的功率容量根据被测电能表的电流量程而定，隔离变压器40的功率容量不小于被测电能表电流量程的最大电流值。[0058]需要说明的是，隔离变压器初级绕组与次级绕组的电压比为1:1。
[0059]本发明提供的一种智能电能表剩余电流监测功能的测试装置通过程控功率源、电流检测模块、程控电子负载和隔离变压器能够精准模拟控制被测电能表产生剩余电流并稳定持续时间，不仅可以定量测试被测电能表剩余电流准确度、各平衡负载条件下被测电能表剩余电流零漂，还能在设定阀值误差边界条件下测试被测电能表剩余电流监测及报警功能是否可靠动作，最终保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能可靠运行，解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。[0060]在本发明的一个实施例中，被测电能表上设置有火线取样电阻RL、零线取样电阻RN、电压回路取样电阻RU和四个连接接口，四个连接接口分别为第一连接接口1、第二连接接口2、第三连接接口3和第四连接接口4，电流检测模块20分别与第二连接接口2和第四连接接口4连接。
[0061]在本实施例中，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试一个被测电能表，如图1所示，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：程控功率源10的第二端分别与第一连接接口1和火线取样电阻RL连接，火线取样电阻RL与第二连接接口2连接，第二连接接口2与隔离变压器40初级绕组的第一端连接，隔离变压器40初级绕组的第二端与第四连接接口4连接，第四连接接口4与零线取样电阻RN连接，零线取样电阻RN还与第三连接接口3连接，第三连接接口3与隔离变压器40次级绕组的第二端连接，隔离变压器40次级绕组的第一端与程控功率源10的第一端连接。[0062]需要说明的是，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置对被测电能表测试时，虚拟负荷的电压信号连接于被测电能表的第一连接接口1和第三连接接口3之间，维持被测电能表正常工作；虚负荷的电流信号连接在被测电能表的第一连接接口1和隔离变压器40之间，可根据测试需要在电流输出范围内任意设置工作电流。该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置能够分别模拟没有剩余电流故障和有剩余电流故障的工作情形，同时需要能够控制不平衡电流的大小，检查被测电能表对不同大小剩余电流监测的准确度。[0063]在本实施例中，若在被测电能表的第二连接接口2与第三连接接口3之间接入程控电子负载30，由此该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置则可以人为的在火线回路与零线回路之间制造不平衡电流，此电流即为人为模拟的剩余电流测试信号。[0064]需要说明的是，当程控电子负载30开路时，被测电能表火线和零线中的测试电流始终是平衡的，测试回路中没有剩余电流。该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置模拟了在没有漏电流的情况下被测电能表的正常工作情况，在测试回路中通过调节程控功率源10的电流输出可以调整被测电能表的正常测试工作电流的大小。当程控电子负载30启动工作时，测试回路中会出现不平衡电流。如图1所示，当程控电子负载30跨接在被测电能表的第二连接接口2与第三连接接口3之间时，原流经被测电能表火线的工作电流中，会有一
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部分经剩余被测电能表和程控电子负载30分流后，直接回到隔离变压器40初次绕组的第二端，此时零线比火线少了一部分电流，使得被测电能表火线与零线电流不平衡的工作情形。该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置能够通过精密调整程控电子负载30，使流经剩余被测电能表的电流值稳定为测试所要求的漏电电流测试值，检查被测电能表剩余电流监测功能。
[0065]在本发明实施例中，若程控电子负载30跨接在被测电能表的第一连接接口1与第四连接接口4之间，则同样地，被测电能表零线会多出一路电流，使被测电能表火线和零线之间产生不平衡情形。
[0066]图2为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置多个被测电能表同时测试的框架图。[0067]如图2所示，在本发明的一个实施例中，若该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试至少三个被测电能表，三个被测电能表级联串联连接，三个被测电能表分别为第一被测电能表、第二被测电能表和第三被测电能表，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的测试回路为：
[0068]程控功率源10的第二端与第一被测电能表的第一连接接口1连接，第一被测电能表的第二连接接口2与第二被测电能表的第一连接接口1连接，第二被测电能表的第二连接接口2与第三被测电能表的第一连接接口1连接，第三被测电能表的第二连接接口2与隔离变压器40初级绕组的第一端连接，隔离变压器40初级绕组的第二端与第三被测电能表的第四连接接口4连接，第三被测电能表的第三连接接口3与第二被测电能表的第四连接接口4连接，第二被测电能表的第三连接接口3与第一被测电能表的第四连接接口4连接，第一被测电能表的第三连接接口3与隔离变压器40次级绕组的第二端，隔离变压器40次级绕组的第一端与程控功率源10的第一端连接；电流检测模块20与程控电子负载30连接后的第一端分别与第一被测电能表的第三连接接口3和隔离变压器40次级绕组的第二端连接，电流检测模块20与程控电子负载30连接后的第二端与隔离变压器40初级绕组的第一端连接。[0069]需要说明的是，在本实施例中，当多个被测电能表需要同时检定时，可以将多个被测电能表级联串联起来，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的实负荷测试方式同样可以满足多个被测电能表同时测试的要求。多个被测电能表测试回路具体为程控功率源10的电压信号连接于第一被测电能表。程控功率源10的电压源的高端接第一被测电能表的第一连接接口1，程控功率源10电压源的低端接第一被测电能表的第三连接接口3。由于所有表位的第一连接接口1通过被测电能表的火线的等效电阻相连，第三连接接口3通过被测电能表零线回的等效电阻相连，所以所有被测电能表都可以正常上电。同时，电压信号也通过被测电能表连接于隔离变压器40的初级绕组两端，在电压比为1:1的隔离变压器40的次级绕组两端也会产生等值的电压信号。在测试回路中，程控功率源10提供被测电能表工作测试环境；程控电子负载30模拟剩余电流测试信号；电流检测模块20用于测试模拟的剩余电流的大小，以便于与被检表测试的结果进行比对误差。
[0070]图3为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置另一的框架图。
[0071]如图3所示，在本发明的一个实施例，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置还包括串口通讯模块50和工作站60，被测电能表上设置有表位通讯模块，串口通讯模块50
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的输入端分别与智能电能表剩余电流监测功能的测试装置和表位通讯模块连接，串口通讯模块50的输出端与工作站60连接。[0072]需要说明的是，该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置的通讯服务由CL2018串口通讯服务器作为串口通讯模块50承担，串口通讯模块50与程控功率源10、电流检测模块20、程控电子负载30之间采用485串口通讯；与被测电能表之间通过多功能蓝牙模块实现串行通信。该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置能够通过指令设置程控功率源10的工作电流和程控电子负载30阻值，可以实现在不同的量程下对被测电能表剩余电流监测准确度的检查。工作站是一种高端的通用微型计算机，并由计算机和相应的外部设备以及成套的应用软件包组成的信息处理系统。在本实施例中，串口通讯模块50的通讯方式可选RS485通信技术、窄带载波通信技术、宽带载波通信技术、微功率技术、蓝牙通信技术、LoRa无线通信技术、光纤以太网通信技术、NB-IoT无线通信技术、无线M-Bus通信技术以及上述技术的组合等，其中无线通讯方式下需通过安全认证，确保该智能电能表剩余电流监测功能的测试装置测试安全性。[0073]实施例二：
[0074]图4为本发明实施例所述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法的步骤流程图。
[0075]如图4所示，本发明实施例还提供一种智能电能表剩余电流监测功能的测试方法，包括上述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试方法包括以下步骤：
[0076]S1.在被测电能表上根据被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过测试装置检测被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若剩余电流设置值与剩余电流实际值一致，被测电能表的剩余电流监测功能合格；
[0077]S2.通过程控功率源和隔离变压器为被测电能表提供第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I0，从被测电能表上获取与第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset且|IΔ2-I0|≤IΔset，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；
[0078]S3.通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度合格；
[0079]S4.对被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过测试装置设置与剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在报警阈值条件下，被测电能表能获取与报警阈值对应的剩余电流报警数据，被测电能表的剩余电流监测功能合格；
[0080]S5.若步骤S1至步骤S4中任意一个步骤判断被测电能表的结果为不合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；若步骤S1至步骤S4均判断被测电能表的结果为合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；[0081]其中，IΔnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。
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在本发明实施例中，步骤S1主要是用于测试被测电能表的剩余电流监测及报警功
能开启设置。
[0083]需要说明的是，向被测电能表发送功能开启模式字(剩余电流功能)、报警输出配置模式字(采用剩余电流超限表示报警输出功能)、主动上报模式字(采用剩余电流超限表示主动上报功能)以及剩余电流报警设定阀值(剩余电流报警功能)的写指令的剩余电流设置值，再读取被测电能表对应功能参数的实际设置值；将每个功能的剩余电流实际值与对应功能的写指令中设置的剩余电流设置值进行比对，若每个功能的剩余电流实际值与剩余电流设置值一直，说明被测电能表该功能的开启设置是合格的；只有每个功能的被测电能表启设置合格，才能果判断被测电能表的剩余电流监测及报警功能开启设置功能是合格。若其中一个或多个功能的被测电能表开启设置不合格，则判断被测电能表的剩余电流监测及报警功能开启设置功能是不合格。[0084]在本发明实施例的步骤S2中，主要用于测试被测电能表各平衡负载条件下的剩余电流零漂，若|IΔ1-I0|>IΔset且|IΔ2-I0|≤IΔset、|IΔ1-I0|≤IΔset且|IΔ2-I0|>IΔset、或|IΔ1-I0|>IΔse且|IΔ2-I0|>IΔset这三种情况，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能不合格。
[0085]在本发明实施例的步骤S3中，主要用于测试被测电能表剩余电流准确度。IΔnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值(3mA)，剩余电流IΔn可以为10mA、30mA、100mA和400mA中任意一个数值，若剩余电流IΔn为10mA、30mA、100mA和400mA中任意一个数值中测试|IΔn'-IΔn|>IΔnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度不合格。[0086]在本发明实施例的步骤S4中，主要用于测试被测电能表剩余电流监测报警事件记录及主动上报功能。具体地，对被测电能表剩余电流监测报警事件总次数和上1次剩余电流监测报警事件记录有效信息(即是剩余电流报警功能的报警统计数据)、电表运行状态字1(采用剩余电流超限表示报警输出功能)、主动上报状态字(采用剩余电流超限表示主动上报功能)进行清零操作，依次将被测电能表剩余电流的报警阀值参数设定为InΔset(如10mA、30mA、100mA、300mA)、剩余电流报警判定时间阈设定为ΔIset，控制程控电子负载30大小使被测电能表电路分别产生相应剩余电流IΔn并保持至少ΔIset时间(如10mA、30mA、100mA、400mA)，分别在对应剩余电流下读取被测电能表剩余电流监测报警事件总次数、上1次剩余电流监测报警事件记录有效信息、电表运行状态字1、主动上报状态字；若在所有测试剩余电流下均能正确读取上述剩余电流报警数据，若剩余电流报警数据与报警阀值一致则判断被测电能表剩余电流监测功能合格，否则判断为不合格。[0087]在本发明实施例中，在步骤S1和步骤S4，剩余电流监测功能包含多项功能，只有每一项的剩余电流监测功能均测试合格，被测电能表的剩余电流监测功能才合格。[0088]需要说明的是，若测试剩余电流监测功能的每一项功能中有一项功能不合格，则说明被测电能表的剩余电流监测功能不合格。
[0089]本发明提供的一种智能电能表剩余电流监测功能的测试方法通过智能电能表剩余电流监测功能的测试装置按照步骤S1至S4测试被测电能表，检测被测电能表的剩余电流监测及报警功能是否正常开启、能够定量准确的测试被测电能表剩余电流监测准确度、能够检测被测电能表能否正常设定阀值并验证在设定阀值范围内不发生误动且能可靠动作，保证被测电能表的剩余电流监测及报警功能正常运行，该测试装置使用小功率虚负荷的程
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控功率源来替代大功率实负荷测试设备和测试方法，降低了测试电源要求和测试成本，并降低了测试过程安全风险，解决了现有对智能电能表剩余电流监测功能采用20KW实负荷测试，测试过程中负载电流较大、持续时间较长，测试过程耗费时间长且安全不能保证的技术问题。
[0090]实施例三：
[0091]本发明实施例还提供一种智能电能表剩余电流监测功能的测试系统，包括上述的智能电能表剩余电流监测功能的测试装置，即为测试装置，测试装置与被测电能表连接，该智能电能表剩余电流监测功能的测试系统包括第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块、第四测试模块和判断模块；[0092]第一测试模块，用于在被测电能表上根据被测电能表的剩余电流监测功能设置剩余电流设置值；通过测试装置检测被测电能表上与剩余电流监测功能对应的剩余电流实际值，若剩余电流设置值与剩余电流实际值一致，被测电能表的剩余电流监测功能合格；[0093]第二测试模块，用于通过程控功率源和隔离变压器为被测电能表提供第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax，电流检测模块检测被测电能表的电流瞬时值矢量和的初始剩余电流I0，从被测电能表上获取与第一纯阻性负载电流10Itr和第二纯阻性负载电流Imax对应的第一剩余电流IΔ1和第二剩余电流IΔ2，若|IΔ1-I0|≤IΔset，且|IΔ2-I0|≤IΔset，则被测电能表的剩余电流不超过3mA的监测功能合格；[0094]第三测试模块，用于通过程控电子负载控制该测试装置的测试回路产生剩余电流IΔn，从被测电能表上获取与剩余电流IΔn对应的第三剩余电流IΔn'，若|IΔn'-IΔn|≤IΔnset，则被测电能表测量剩余电流的准确度合格；[0095]第四测试模块，用于对被测电能表上剩余电流监测功能的报警统计数据进行清零，通过测试装置设置与剩余电流监测功能对应的报警阈值，若在报警阈值条件下，被测电能表能获取与报警阈值对应的剩余电流报警数据，被测电能表的剩余电流监测功能合格；[0096]判断模块，用于根据第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块和第四测试模块中任意一个模块判断被测电能表的结果为不合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能不合格；根据根据第一测试模块、第二测试模块、第三测试模块和第四测试模块均判断被测电能表的结果为合格，则被测电能表的剩余电流监测及报警功能合格；[0097]其中，IΔnset为被测电能表剩余电流测量允许误差上限值，IΔset为剩余电流允许零漂上限值，剩余电流监测功能包含有剩余电流功能、报警输出功能、主动上报功能和剩余电流报警功能。
[0098]需要说明的是，实施例三系统中的模块与实施例二方法中的步骤是对应设置的，实施例二对方法中的步骤已经详细阐述，在此对实施例三系统中的模块不再一一阐述。[0099]实施例四：
[0100]本发明实施例还提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：[0101]存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；[0102]处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的智能电能表剩余电流监测功能的测试方法。
[0103]示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能
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够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在设备中的执行过程。
[0104]设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0105]所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0106]存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0107]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0108]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0109]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。[0110]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0111]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only
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Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0112]以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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