CN101000364A - 一种无触点电度表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无触点电度表，该电度表包括外壳体和外壳体底板，外壳体的正面设置显示屏(LCD)，外壳体内设置模拟转数字芯片(A/D)、开关电源、微处理器(MCU)和通信芯片(RS485，232)，外壳体底板设置脉冲线、电源线和互感器保护罩，该保护罩内设置带有环形孔的互感器。该无触点电度表可以克服现有技术中的电度表存在的火灾隐患、水灾隐患、电度表笨重、容易被窃电、电度表不能正常工作于低电压以及对于不同的电流等级需要不同大小的电度表等缺点。

Description

一种无触点电度表

技术领域

本发明涉及一种电度表，更详细的说涉及用于度量用电量的一种无触点电度表。

背景技术

电度表是一种广泛用于家庭、宾馆、饭店和一切需要用电场所用来度量用电量的计量仪器，它对于规范人们用电行为合法安全用电至关重要。传统的电度表包括：表壳、火线与地线入口和出口、电流线圈、电压线圈、计度器、显示器等。传统的电度表，由于强电流火线和零线需要通过电度表的外部端子和内部连接，具有多个接触点，给电度表的使用安全带来隐患。例如，现有的单相电度表在强电流电缆线与电度表之间有4个触点端子来连接，所以有4处火灾隐患；同样，三相四线电度表在强电流电缆线与电度表之间有8个触点端子来连接，有8处火灾隐患。另外，现有的电度表还存在结构复杂、体积庞大等缺陷。在现有技术中，尽管有许多对现有的电度表进行改进的发明创造，但都没有克服电度表存在的安全隐患和体积庞大的缺陷。例如专利号为CN 02240497.X，实用新型名称为：节能互感单相电子电度表，其包括壳体、电子集成可控板、电子计数器和电流互感器，所述电子集成可控板、电子计数器和电流互感器均封装于壳体内的正面，并通过导线互相连接，其特征在于：在壳体的背面设有电流感应线圈，电流感应线圈为螺绕环，电流感应线圈的两个接头与电流互感器相连，壳体上设有外线火线接线柱和外线零线接线柱，还设有用户火线接线柱和用户零线接线柱，外线火线接线柱通过导线穿过电流感应线圈与用户火线接线柱相连，外线地线接线柱通过导线不穿过电流感应线圈再与用户地线接线柱相连。由于该实用新型专利所述电子集成可控板、电子计数器和电流互感器均封装于壳体内，并存在多个接线柱，因此，仍然存在一定的火灾隐患。

另外传统的电度表还存在低压供电的情况下不能正常工作等缺陷，以及对于不同的电流等级需要不同大小的电度表，使得电度表型号繁多、体积庞大、生产繁冗而且安装不便。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种无触点式电度表，使得电缆线和电度表之间无直接接触，从而克服了现有技术中的电度表存在的火灾隐患、水灾隐患、电度表笨重、容易被窃电、电度表不能正常工作于低电压以及对于不同的电流等级需要不同大小的电度表等缺点。

本发明所述电度表包括：外壳体和外壳体底板，外壳体的正面板为显示屏(LCD)，显示屏用于显示用电设备使用的电能，所述外壳体底板设有保护罩，所述保护罩内设置带有环形孔的互感器。所述环形孔用于穿插电缆线。外壳体内设置模拟转数字芯片(A/D)、微处理器(MCU)、开关电源和通信芯片(RS485，232)，电缆线的电压信号通过电度表背面的电源线输入到电度表体内并分为两路，一路接在所述开关电源的输入端，一路和通过互感器的电流信号一起由模拟转数字芯片(A/D)转换成数字脉冲信号，该数字脉冲信号通过微处理器(MCU)处理成为可以在显示屏上读出的电能数值。在所述显示屏读出的电能数值通过通信芯片(RS485，232)可以传送到远端的计算机或其他显示设备上。

本发明的工作原理是，当强电流电缆线通过所述环形互感器时，所述线圈上会产生感应电流，根据电磁感应原理，所述感应电流I2和所述电缆线中的电流I1有着如下关系：

N1∶N2＝I2∶I1

其中N1＝1，N2为所述线圈的匝数。

这样，只要所述电缆线通过所述环形线圈中央孔，就可探测出所述电缆线的电流信号，从而实现了无触点式的测电方式。

本发明所述电度表使用开关电源，所述开关电源的输入电压为电缆线提供的电压，可在36～276V范围之内，输出电压采用负反馈原理，稳定在3V±1％。

本发明所述电度表可以以0.5％的精度测量0.1A～120A范围内的所述电缆电流。

本发明所述电缆线上通过150A的电流时，所述互感器也不会产生磁饱和现象。

本发明提供的无触点式电度表由于实现了无触点式测点方式，电度表外壳无需任何连接端子，从而具有以下优点：

1、避免了连接端子处电阻大和电流大造成的耗热过多所带来的火灾隐患；

2、结构更加紧凑，防水性能更好；

3、重量更轻，符合当前电子零件小型化的发展趋势；

4、电度表外壳无任何电线和端子，杜绝了窃电的问题；

5、可以宽幅度地测量所通过的电缆电流，对于不同的电流等级不再需要不同大小的电度表；

6、可以在低电压供电情况下正常工作。

附图说明

图1为本发明所述一种无触点电度表的主视图；

图2为本发明所述一种无触点电度表的俯视图；

图3为本发明所述一种无触点电度表的后视图；

图4为本发明所述一种无触点电度表内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图1至4对本发明具体实施方式作进一步详细描述：

如图1、图2所示，本发明包括：电度表外壳体1，电度表外壳体1后面的底板2，在底板2上设置保护罩3，设置在保护罩3内的带有中空孔的互感器4，所述中空孔允许电缆线5从中穿过，以测量流过电缆线5的感应电流。电度表外壳体1的正面为显示屏6，显示用电器消耗的电能。如图3所示，所述底板2上设置脉冲线7和电源线8，通过脉冲线7可以将脉冲信号传送到远端的其他显示设备上。如图4所示，外壳体1内设置模拟转数字芯片9、开关电源10与模拟转数字芯片9连接的微处理器11，所述电缆线5的电压信号通过所述电源线8输入到电度表体内并分为两路，一路接在所述开关电源10的输入端，一路和通过所述互感器4的电流信号一起由所述模拟转数字芯片9转换成数字脉冲信号，所述数字脉冲信号再经过所述微处理器11处理成为可以直接在显示屏5读出的电能数值。在显示屏5读出的电能数值可以由通信芯片12传送到远端的显示设备上。

本发明所述电度表外壳采用阻燃PC材料，其尺寸为66×69×31mm，壁厚2.5mm。透视窗材料是透明PC，尺寸为18×46mm。所述电度表底壳采用阻燃ABS材料，其尺寸为66×75×7mm，壁厚3mm。电源应用开关电源，输入端外接所述电缆线，可工作在36～276V范围之内，输出电压应用负反馈原理，稳定在3V(1％)。

本发明所述互感器4为一由纳米材料制成的环形中空铁芯，所述铁芯上绕有漆包线制成的2500匝线圈。该漆包线直径为0.05mm，可耐压5000V。环形铁芯绕线后装在互感器外壳内，并灌满环氧树脂来密封，防止潮湿。其中，互感器外壳采用阻燃ABS树脂材料。互感器装在互感器保护罩后再一次灌满环氧树脂并和所述电度表底壳是一体的。所述互感器保护罩采用阻燃ABS材料，其尺寸为46×19×29mm，孔径7mm，厚度为2mm。

Claims (9)

1.一种无触点电度表，包括外壳体、外壳体底板，外壳体的正面设置显示屏(LCD)，外壳体内设置模拟转数字芯片(A/D)、开关电源、微处理器(MCU)和通信芯片(RS485，232)，所述模拟转数字芯片(A/D)和所述微处理器(MCU)连接，所述微处理器(MCU)分别与所述显示屏(LCD)和所述通信芯片(RS485，232)连接，所述底板上设置脉冲线和电源线，所述电源线分别与所述模拟转数字芯片(A/D)和所述开关电源连接，所述脉冲线与所述通信芯片(RS485，232)连接，其特征在于，所述外壳体底板上安装有互感器保护罩，所述保护罩内设置带有环形孔的互感器。

2.如权利要求1所述的一种无触点电度表，其特征在于可以使用36伏特～276伏特范围内的电源电压。

3.如权利要求1所述的一种无触点电度表，其特征在于可以以0.5％的精度测量0.1A～120A范围内的电缆电流。

4.如权利要求1所述的一种无触点电度表，其特征在于所述互感器为一绕有数千匝线圈的环形磁铁。

5.如权利要求4所述的一种无触点电度表，所述磁铁为一环形中空结构。

6.如权利要求4所述的一种无触点电度表，其特征在于所述磁铁由纳米材料制成。

7.如权利要求4所述的一种无触点电度表，当穿过所述互感器的电缆线的电流为150A时，所述磁铁也不会产生磁饱和现象。

8.如权利要求4所述的一种无触点电度表，其特征在于所述线圈由漆泡线制成。

9.如权利要求8所述的一种无触点电度表，其特征在于所述漆泡线可以承受5000V的电压。

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