CN103995212B - 一种电能计量装置断线监测的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电能计量领域，具体涉及一种电能计量装置和断路器之间控制联络线断线监测方法，包括电能计量装置、断路器及控制联络线，所述电能计量装置通过控制联络线与断路器连接，电能计量装置内设有干接点电路、光耦隔离电路、MCU系统及通信电路，本发明可以实时监测每一个电能计量装置系统节点的控制联络线的应用情况，并能够将控制联络线状态及时上传信息监控中心，使相关人员能够及时做出反应，从而能够保证客户在预付费的情况下能够可靠用电。
Description
技术领域
本发明属于电能计量领域，具体涉及一种电能计量装置断线监测的系统和方法。
背景技术
随着国家电网改造的不断深化，电能计量装置系统也越来越普及，并得到了广泛应用，其易用性被广大用户所认可。为此国家有关规范，对电能计量装置的使用也提出更高要求。
现有的电能计量装置系统包括电能计量装置、控制联络线以及表后开关三个部分组成。为了防止确保客户不能够超额用电，在用户没有购电或预付费用完时刻，电能计量装置控制联络线输出使断路器断开信号，即断路器处于断开状态或使断路器延时断开；当用户预付费后，电能计量装置控制联络线输出使断路器可合闸信号，此时用户可以进行断路器合闸。
现场使用电能计量装置系统由于施工或长时间使用导致控制联络线损坏，当没有预付费情况下，用户和信息控制中心不能及时发现控制联络线已经损毁；由于控制线损坏，当用户预付费后也不能够对断路器进行合闸，给客户安全、可靠用电造成影响。
发明内容
为有效解决上述问题，本发明提供一种电能计量装置断线监测的系统和方法。
一种电能计量装置控制线监测系统，所述监测系统包括：
电能计量装置，内置有可发生脉冲电信号的控制信号发生电路、具有电隔离的检测电路以及MCU系统，其中控制信号发生电路与检测电路均连接在MCU系统上；
断路器，可实现外部控制跳闸；
控制联络线，连接电能计量装置与断路器；
L极连接控制信号发生电路，控制信号发生电路串联检测电路，检测电路通过控制联络线连接断路器，再接入N极，构成回路；
进一步地，所述断路器内设有分合闸控制电路及接收电阻，所述分合闸控制电路与接收电阻一端均连接在控制联络线上，其中接收电阻另一端连接N极；
进一步地，所述控制信号发生电路为干接点电路，检测电路为光耦隔离电路；
进一步地，所述干接点电路一端连接L线，另一端连接光耦隔离电路中光耦的阳极上，同时干接点电路通过控制输出端口连接在MCU系统的第一端口，光耦隔离电路通过断线监测输入端口连接在MCU系统的第二端口上，光耦的阴极连接在控制联络线；
所述MCU系统还设有第三端口，第三端口连接通信电路；
一种监测方法，应用上述的监测系统，其具体方法为：
a)MCU系统记载用户电量有预存的时候，MCU系统控制干接点电路导通，L线依次通过干接点电路、光耦、接收电阻回到零线构成回路，控制联络线3没有断线，整个回路中有电流，光耦隔离电路中的光耦的光敏三极管导通，并通过电容C1的平滑，使断线监测端口的电平提升为高电平，MCU监测到高电平，则表明没有断线；
b)MCU系统记载用户电量没有预存的时候，MCU系统控制干接点电路断开，无法构成回路，干接点电路定时输出脉冲信号控制干接点电路导通并构成回路，光耦隔离电路中的光耦的光敏三极管导通，并通过电容C1的平滑，使断线监测端口的电平提升为高电平，MCU监测到的是脉冲式的高电平，表明用户没有预存，同时应用通信电路将信息上传至信息控制中心；
c)当断线的时候，干接点电路为导通状态，但仍然无法构成回路，同时MCU系统监测到的是低电平，即为断线状态，通过通信电路将断线信息上传至信息控制中心。
本发明的有益效果是，本发明可以实时监测每一个电能计量装置系统节点的控制联络线的应用情况，并能够将控制联络线状态及时上传信息监控中心，使相关人员能够及时做出反应，从而能够保证客户在预付费的情况下能够可靠用电。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的MCU系统示意图；
图3为本发明的干接点电路的示意图；
图4为本发明的光耦隔离电路的示意图；
图5为本发明的信号接收电路的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1所示，本发明包括电能计量装置1、断路器2及控制联络线3，所述电能计量装置1通过控制联络线3与断路器2连接。
其中电能计量装置1中设有干接点电路11、光耦隔离电路12、MCU系统14以及通信电路13，其中干接点电路11一端连接火线（即为L极），另一端连接光耦隔离电路12中光耦U1的阳极上，干接点电路11还通过控制输出端口连接在MCU系统14的第一端口上，干接点电路11可发生脉冲电信号；光耦隔离电路12中光耦U1的阴极连接在控制联络线3上，光耦U1输出侧的光敏三极管集电极C端连接到和MCU系统14同电源系的VCC上，其光耦U1的发射极下拉电阻到电源地，用以对输出信号进行平滑滤波，其输出信号通过R1后，再通过断线检测端口连接到MCU系统14的第二端口上；MCU系统还设有第三端口，第三端口连接通信电路13，用以将MCU系统检测到的状态信息上传至信息控制中心。
断路器2内设有分合闸控制电路22与信号接收电路21，其中信号接收电路21一端连接在控制联络线3上，另一端连接零线（即为N极）上，分合闸控制电路22连接在控制联络线3上，断路器2接收到控制器信号时，信号检测电路21切断延时电路，此时可控硅不导通，断路器2可正常合闸；当撤销控制信号或控制线故障时，稳压后的延时电路有效，当可控硅控制极触发电流满足导通条件时，可控硅导通，驱动分励线圈，推动脱扣杆使断路器分断。
其中干接点电路11内设有RL1，RL1可控制干接点电路11的导通及断开；光耦U1同时连接电容C1及电阻R1，R1通过断线监测端口连接在MCU系统的第二端口上；信号接收电路21内设有R2。
工作原理：MCU系统记载用户电量有预存的时候，MCU系统14控制干接点电路11导通，L线依次通过干接点电路11、光耦、接收电阻21回到零线构成回路，控制联络线3没有断线，整个回路中有电流，光耦隔离电路12中的光耦的光敏三极管导通，将电压转为电平信号，并通过电容C1的平滑，使断线监测端口的电平提升为高电平，MCU监测到高电平，则表明没有断线，并将检测的记过上传至信息控制中心；
MCU系统记载用户电量没有预存的时候，MCU系统14控制干接点电路11断开输出电信号，再通过隔离光耦、控制联络线3以及分合闸控制电路使断路器分闸，从而使用户不能超额用电，MCU系统14通过第一端口控制干接点电路11进行定时输出脉冲信号控制干接点电路11短时间导通并构成回路，光耦隔离电路12中的光耦的光敏三极管导通，并通过电容C1的平滑，使断线监测端口的电平提升为高电平，MCU系统14第二端口监测到的是脉冲式的高电平信号，表明用户没有预存同时并未出现断线情况，同时应用通信电路将信息上传至信息控制中心；
当断线的时候，干接点电路11为导通状态，但仍然无法构成回路，光耦的发光管没有形成回路，光敏三极管基极没有电流，光敏三极管集电极和发射极保持关断状态，光敏三极管将被下拉到低电平。MCU系统14定时检测光敏三极管发射极的电平状态为低电平，即为断线状态，通过通信电路将断线信息上传至信息控制中心。
本发明的有益效果是，本发明可以实时监测每一个电能计量装置系统节点的控制联络线的应用情况，并能够将控制联络线状态及时上传信息监控中心，使相关人员能够及时做出反应，从而能够保证客户在预付费的情况下能够可靠用电。
Claims (5)
1.一种电能计量装置控制线监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：
电能计量装置(1)，内置有可发生脉冲电信号的控制信号发生电路、具有电隔离的检测电路以及MCU系统(14)，其中控制信号发生电路与具有电隔离的检测电路均连接在MCU系统(14)上；所述控制信号发生电路为干接点电路(11)，具有电隔离的检测电路为光耦隔离电路(12)；所述干接点电路(11)一端连接L极，另一端连接光耦隔离电路(12)中光耦的阳极，同时干接点电路(11)通过控制输出端口连接MCU系统(14)的第一端口，光耦隔离电路(12)通过断线监测输入端口连接MCU系统(14)的第二端口，光耦的阴极连接控制联络线(3)；
断路器(2)，可实现外部控制跳闸；
控制联络线(3)，连接电能计量装置(1)与断路器(2)；
L极连接控制信号发生电路，控制信号发生电路串联具有电隔离的检测电路，具有电隔离的检测电路通过控制联络线(3)连接断路器(2)，再接入N极，构成回路。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述断路器(2)内设有分合闸控制电路(22)及接收电阻(21)，所述分合闸控制电路(22)与接收电阻(21)并联且均连接在控制联络线(3)上，其中接收电阻(21)另一端连接N极。
3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述光耦隔离电路(12)内设有光耦、电容及电阻。
4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述MCU系统(14)还设有第三端口，第三端口连接通信电路(13)。
5.一种监测方法，其特征在于，应用权利要求1‐3之一所述的监测系统，其具体方法为：
MCU系统记载用户电量有预存的时候，MCU系统(14)控制干接点电路(11)导通，L极依次通过干接点电路(11)、光耦、接收电阻(21)回到零线构成回路，控制联络线(3)没有断线，整个回路中有电流，光耦隔离电路(12)中的光耦的光敏三极管导通，光耦隔离电路将电平提升为高电平，并通过断线监测输入端口传送至MCU系统，MCU系统监测到高电平，则表明没有断线；
MCU系统记载用户电量没有预存的时候，MCU系统(14)控制干接点电路(11)断开，无法构成回路，干接点电路(11)定时输出脉冲信号控制干接点电路(11)导通并构成回路，光耦隔离电路(12)中的光耦的光敏三极管导通，光耦隔离电路将电平提升为高电平，MCU系统监测到的是脉冲式的高电平，表明用户没有预存，同时应用通信电路将信息上传至信息控制中心；
MCU系统记载用户电量有预存的时候，出现断线情况，干接点电路(11)为导通状态，但仍然无法构成回路，同时MCU系统(14)监测到的是低电平，即为断线状态，通过通信电路将断线信息上传至信息控制中心。
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