CN105510659B - 一种电能表部件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表部件，包括端子座及连接于其上的电流互感器和继电器形成的端子座组件，PCBA及连接于其上的计量处理芯片，端子座组件上焊接或者铆接有零线电压连接针、计量处理芯片、零线采样连接针、火线电压连接针、继电器控制针等强电连接针和辅助端子连接针等弱电连接针，PCBA上进行强电连接区域和弱电连接区域划分，使强电连接针和弱电连接针分别连接于相应的区域，强弱电连接区域之间设置隔离筋板来加长爬电距离，从而避免耐压击穿的问题并提高电能表的安全性能。为了满足强弱电分区布置又节约空间布局，将电流互感器布置于PCBA对应的弱电连接区域，而将其零线采样连接针布置于PCBA的强电连接区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能表，具体涉及一种电能表部件。
背景技术
目前电能表内强、弱电的电气隔离大多是通过加长间隔距离或绝缘套的方式来实现的，PCBA上的走线与元器件的电气隔离也是通过加长间隔距离来实现的，但PCBA与外部的通信连接以及电能表内部的电子器件的采样控制连接通常是通过电缆连接的，因电缆连接方式很灵活，电缆的焊接点可根据PCBA布局情况设置在所需位置，电气隔离的距离也可以把控。
这种设计方式沿用了很多年，但随着国内电能表的需求量越来越大，各种弊端的暴露比例也就越大，其一是生产装配周期长，效率低，工序多，人工成本高。其二是靠人为来操作的生产质量就很难保证，不良率高，一致可靠性低。
本单位设计了一种端子与PCBA之间硬连接的结构，能解决以上缺陷，但电能表的安全性能却难达标，考虑到成本因素，所以PCBA的面积与布局空间尽量紧凑，所以硬连接的主要缺陷体现在如下三个方面：
一、因硬连接包含了多个强电连接针与弱电连接针，如果各个连接针只考虑结构设计的方便性来决定PCBA焊点针位位置的话则会出强弱电的耐压击穿缺陷，容易损坏电能表并降低其安全性能。
二、因电能表的火线采样（如锰铜分流器采样）通常在电能表的左边，零线的采样（电流互感器采样）通常在电能表的右边，而PCBA上的计量处理芯片采样输入输出端是有方向的，为一边输入另一边输出，如果从电能表左右边，即火线与零线采样端直接伸出电气连接针硬连接至PCBA的左右边，则PCBA上的走线过长会导致采样信号的减弱，电能表的精度就会超差，而且会影响其它元器件的布局。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在端子与PCBA硬连接后质量可靠性高的同时具有高安全性能的电能表部件。
本发明公开了一种电能表部件，包括端子座及连接于其上的电流互感器和继电器形成的端子座组件，PCBA及连接于其上的计量处理芯片和两个载波插座，端子座上焊接或者铆接有辅助端子连接针、火线电压连接针和零线电压连接针，电流互感器连接有零线采样连接针，继电器上连接有继电器控制针，端子座组件通过各连接针及控制针与PCBA焊接为一体，PCBA上设置有火线采样焊接点。所述火线采样焊接点位于所述PCBA的左下侧边缘，所述计量处理芯片位于火线采样焊接点的右侧，一个载波插座位于计量处理芯片的右下方，所述零线电压连接针位于这个载波插座的近右侧，所述零线采样连接针和火线电压连接针依次位于火线采样焊接点的右下方，所述继电器控制针位于零线采样连接针的右侧、计量处理芯片的左下方，火线采样焊接点、零线采样连接针、火线电压连接针、计量处理芯片和零线电压连接针的布置使PCBA的左下侧形成以火线采样焊接点和零线采样连接针以及计量处理芯片为基准的Z型的强电连接区域，该区域以外的部分为弱电连接区域，PCBA上有各连接针穿过的焊盘孔；所述电流互感器的位置对应于PCBA右下侧的弱电连接区域,电流互感器的信号采集通过零线采样电缆连接至PCBA的左下侧再通过零线采样连接针与PCBA的电气焊接实现；所述辅助端子连接针位于继电器控制针的右下侧，所述端子座上对应继电器控制针和其相邻的辅助端子连接针之间设置有强弱电隔离筋板，PCBA上对应强弱电隔离筋板处设置有相应的安装孔，强弱电隔离筋板的上端伸出PCBA外。
所述零线采样连接针在所述PCBA上的连接位置位于所述火线采样焊接点的同侧右下方强电连接区域内。
所述零线采样电缆的末端连接有零线采样连接针固定块，所述零线采样连接针垂直连接于零线采样连接针固定块上。
所述端子座的左下侧对应所述零线采样连接针固定块处设置有固定扣，固定扣的纵向中心有与零线采样连接针固定块匹配的定位固定孔、侧壁沿纵向开设有线夹槽用于所述零线采样电缆的套入，零线采样连接针固定块固定后，所述零线采样连接针竖直朝上。
所述计量处理芯片位于PCBA上零线采样连接针的右上方，使火线采样焊接点和零线采样连接针输入至计量处理芯片时方向一致。
本发明为了能使强电与弱电的各个电气连接与布局设计不会因耐压击穿而损坏电能表，在方案设计时先以火线采样焊接点、计量处理芯片和零线采样连接针为基准将PCBA的左下方划分为强电区域，在此区域内的电气连接针全部为强电，而在此区域之外则全部为弱电区域，强电的电气连接针则全部设计在强电区域内。而强电的继电器控制针与弱电的辅助端子连接针的耐压隔离方式则采用了强弱电隔离筋加长爬电距离来解决，从而避免耐压击穿的问题并提高电能表的安全性能。
本发明因电流互感器的零线采样连接针为强电采样，且电流互感器的位置处于电能表的右边，离PCBA的强电区域距离较远，所以将电流互感器的零线采样采用了电缆加插头、插针的设计方式，在端子座的左边设计了一个带夹线槽的固定扣将零线采样连接针固定在端子座左边的位置，随同PCBA安装时焊接固定在PCBA左边的强电区域内，这样一来，火线与零线采样端的PCBA走线设计与焊接位于同一侧，并避免耐压击穿等问题。另外，电流互感器的零线采样连接针与火线采样焊接点均设计在PCBA的左下方，两者距离较近，输入至计量处理芯片时方向一致，与计量处理芯片越近则计量精度越高，因采样信号离计量处理芯片越远，则采样信号会出现衰减而导致计量精度不准的现象。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1中端子座组件的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例公开的这种电能表部件，包括PCBA1、继电器2、零线电压连接针3、计量处理芯片4、火线采样焊接点5、零线采样连接针6、火线电压连接针7、继电器控制针8、强弱电隔离筋板9、辅助端子连接针10、端子座11、零线采样连接针固定块12、电流互感器13、零线采样电缆14、固定扣15、载波插座16。
电流互感器13和继电器2连接于端子座11形成端子座组件，计量处理芯片4连接于PCBA1上。辅助端子连接针10、火线电压连接针7和零线电压连接针3焊接或者铆接于端子座11上。电流互感器13连接有零线采样连接针6，继电器2上连接有继电器控制针8。端子座组件通过各连接针及控制针与PCBA1焊接为一体，PCBA1上设置有火线采样焊接点5。
PCBA1上的火线采样焊接点5设置于其左下侧的板边缘。电流互感器13布置于端子座的右边，连接有零线采样电缆14，零线采样电缆14往左延伸，末端连接零线采样连接针6。零线采样连接针6在PCBA1上的连接位置位于火线采样焊接点5的同侧右下方强电连接区域内。
零线采样电缆14的末端连接有零线采样连接针固定块12，零线采样连接针6垂直连接于零线采样连接针固定块12上。
端子座11的左下侧对应零线采样连接针固定块12处设置固定扣15，固定扣15的纵向中心有与零线采样连接针固定块12匹配的定位固定孔、侧壁沿纵向开设有线夹槽用于零线采样电缆14的套入，零线采样连接针固定块12固定后，零线采样连接针6竖直朝上。
计量处理芯片4位于PCBA1上火线采样焊接点5的右侧、零线采样连接针6的右上方，火线采样焊接点5和零线采样连接针6输入至计量处理芯片4时方向一致。
具体实施方法为：先在PCBA的左下方以火线采样焊接点和计量处理芯片为基准划分一块Z型的强电连接区域21，如图1中的阴影区域，该区域外的其它区域为弱电连接区域。将零线电压连接针3、计量处理芯片4、火线采样焊接点5、零线采样连接针6、火线电压连接针7、继电器控制针8的所有连接焊点全部设置在强电连接区域内。在强电的继电器控制针8和与之相邻的弱电的辅助端子连接针10之间设计有强弱电隔离筋板9，强弱电隔离筋板9直接设计于端子排上，强弱电隔离筋板9的上端伸出于PCBA的上表面，用于加大继电器控制针8与辅助端子连接针10之间的间隙与爬电距离，从而避免耐压击穿的问题并提高电能表的安全性能。
结合图1和图2可以看出，电流互感器13布置于电能表的右边，但PCBA1的右边为弱电区域，而电流互感器13的采样为强电，所以电流互感器的零线采样连接针6应设计在PCBA左边的强电区域才是合理设计，所以将电流互感器13的零线采样电缆14上设计了一个带零线采样连接针6的零线采样连接针固定块12，并在端子座11上设计了一个带夹线槽的固定扣15用于固定和定位采样连接针固定块12。具体实施方法为先在火线采样焊接点5与零线采样连接针6在综合设计的PCBA1所布局的左下方合理位置内，映像定位至端子座11的相对位置，然后在端子座上设计形成带夹线槽的固定扣15结构。生产安装时，先将电流互感器13上的零线采样电缆14套入端子座11上的一个带夹线槽的固定扣15的开口槽内，然后将零线采样连接针固定块12安装固定在带夹线槽的固定扣15的定位固定孔内，当PCBA1在安装时，零线采样连接针6会随同其它电气连接针一起自动插入PCBA1所对应的焊盘内焊接。
Claims (5)
1.一种电能表部件，包括端子座及连接于其上的电流互感器和继电器形成的端子座组件，PCBA及连接于其上的计量处理芯片和两个载波插座，端子座上焊接或者铆接有辅助端子连接针、火线电压连接针和零线电压连接针，电流互感器连接有零线采样连接针，继电器上连接有继电器控制针，端子座组件通过各连接针及控制针与PCBA焊接为一体，PCBA上设置有火线采样焊接点，其特征在于：所述火线采样焊接点位于所述PCBA的左下侧边缘，所述计量处理芯片位于火线采样焊接点的右侧，一个载波插座位于计量处理芯片的右下方，所述零线电压连接针位于这个载波插座的近右侧，所述零线采样连接针和火线电压连接针依次位于火线采样焊接点的右下方，所述继电器控制针位于零线采样连接针的右侧、计量处理芯片的左下方，火线采样焊接点、零线采样连接针、火线电压连接针、计量处理芯片和零线电压连接针的布置使PCBA的左下侧形成以火线采样焊接点和零线采样连接针以及计量处理芯片为基准的Z型的强电连接区域，该区域以外的部分为弱电连接区域，PCBA 上有各连接针穿过的焊盘孔；所述电流互感器的位置对应于PCBA右下侧的弱电连接区域,电流互感器的信号采集通过零线采样电缆连接至PCBA的左下侧再通过零线采样连接针与PCBA的电气焊接实现；所述辅助端子连接针位于继电器控制针的右下侧，所述端子座上对应继电器控制针和其相邻的辅助端子连接针之间设置有强弱电隔离筋板，PCBA上对应强弱电隔离筋板处设置有相应的安装孔，强弱电隔离筋板的上端伸出PCBA外。
2.如权利要求1所述的电能表部件，其特征在于：所述零线采样连接针在所述PCBA上的连接位置位于所述火线采样焊接点的同侧右下方强电连接区域内。
3.如权利要求1所述的电能表部件，其特征在于：所述零线采样电缆的末端连接有零线采样连接针固定块，所述零线采样连接针垂直连接于零线采样连接针固定块上。
4.如权利要求1所述的电能表部件，其特征在于：所述端子座的左下侧对应所述零线采样连接针固定块处设置有固定扣，固定扣的纵向中心有与零线采样连接针固定块匹配的定位固定孔、侧壁沿纵向开设有线夹槽用于所述零线采样电缆的套入，零线采样连接针固定块固定后，所述零线采样连接针竖直朝上。
5.如权利要求2所述的电能表部件，其特征在于：所述计量处理芯片位于PCBA上零线采样连接针的右上方，使火线采样焊接点和零线采样连接针输入至计量处理芯片时方向一致。
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