CN106656331A - 一种用电信息采集装置 - Google Patents

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陈培毅
林加阳
林世溪
叶明海
汪秀伟
苏尚杰
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State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
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Abstract

本发明涉及一种用电信息采集装置，包括配电系统和主站系统，配电系统包括配电柜，配电柜包括柜体和设置在柜体内的集中器，集中器与主站系统采用塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，集中器上设有通过第一塑料光纤串行连接的采集器，采集器与集中器通过第一塑料光纤形成串联闭环，采集器上连接有通过第二塑料光纤相连的电能表；本发明的优点：整个用电信息采集装置通过第一塑料光纤和第二塑料光纤实现了数据通信，能将平均每户的抄表时间缩短至小于1秒，整体的抄表周期短，实时性强，整体通信速率高、可靠性高、误码率低、功耗低，不受电磁干扰影响，不对外产生辐射，运维费用与现有的运维费用能降低95％，提高了工作效率。

Description

一种用电信息采集装置
技术领域
本发明涉及一种用电信息采集装置。
背景技术
用户用电信息采集装置是通过对配电变压器和终端用户的用电数据的采集和分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析，最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查(防窃电)、负荷预测和节约用电成本等目的,现有用户用电信息采集装置通过电力线载波、无线微功率、RS485双绞线、石英光纤进行信息的传输，而电力线载波存在以下不足：通信稳定性和实时性差，容易受到强电环境及线路本身的电磁谐波干扰，数据在进行网络中继排查时，费时较长且速率较低，通信成功率差异较大，后期现场运维工作量大、成本高；无线微功率存在以下不足：受制于对障碍物的穿透能力，导致信号衰减，需靠增加中继或提高发射功率来提高传输距离；通信时易受干扰和同频干扰；RS485双绞线存在以下不足：在架空线路方式下易受雷击、浪涌的感应、冲击，以及空间电磁波的干扰，造成485器件的损坏和通信瘫痪，易受潮湿影响加快485线材的腐蚀、老化，还能遭到老鼠的啃咬，安装布线工作量较大；石英光纤虽然具有技术成熟、质量优异、应用广泛，是高速、大容量、长距离、稳定、可靠的通信方式，也存在以下不足：整体花费价格大，后续对维护技术和光纤研磨水平要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提供一种用电信息采集装置，解决现有用电信息采集装置中传输效率低及运维工作量大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用电信息采集装置，包括配电系统和主站系统，配电系统包括配电柜，配电柜包括柜体和设置在柜体内的集中器，集中器与主站系统采用塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，集中器上设有通过第一塑料光纤串行连接的采集器，采集器与集中器通过第一塑料光纤形成串联闭环，采集器上连接有通过第二塑料光纤相连的电能表，通过第二塑料光纤将电能表测量的用户电能数据输至采集器内保存，并通过第一塑料光纤将数据上传至集中器内，集中器实现系统数据的抄收、命令传送和数据的通讯，集中器内设有连接第一塑料光纤的集中器模块，采集器内设有连接第一塑料光纤的采集器模块，电能表上设有连接件，连接件上设有接口，第二塑料光纤上设有与光纤接口相配合的插件，插件上设有自锁组件，通过自锁组件实现插件固定在接口上。
优选的，集中器内设有保护壳，集中器模块设置在保护壳内，保护壳通过螺钉固定连接在集中器内，采集器内设有定位板，采集器模块设置在定位板上，安装拆卸可靠，能防止第一塑料光纤的损坏，后续维修方便快速，能减少第一塑料光纤的长度，节约成本。
优选的，电能表内设有单芯双向光器件，单芯双向光器件上设有光源，单芯双向光器件与连接件通过第三塑料光纤相连，能实现电能表本体实现光接口，形成完整的全光网络，实现光纤到户。
优选的，光源包括能产生绿光的LED或能产生红光的LED，红光的光源能使通信距离提高至100～150米，绿光的光源能使通信距离提高至200～300米，满足不同小区的需求。
优选的，连接件上设有与接口相通的开口，自锁组件与开口接触实现插件固定在接口内，自锁组件与开口脱离实现插件的安装拆卸，能实现自锁组件的快速锁紧，安装拆卸方便，插件的固定性能好。
优选的，自锁组件包括弹片和限位块，弹片设置在插件上，限位块设置在弹片上，通过弹片的收缩控制限位块与开口接触，通过弹片的压紧实现限位块与开口脱离，通过弹片的压紧实现限位块脱离开口，插件与通孔配合时通过连接部对弹片的受力实现插件能快速灵活的安装在通孔内，当弹片与开口接触时，通过弹片的复位实现限位块锁紧开口，实现插件锁紧通孔内，拆卸时，只需按压弹片使限位块脱离开口就可以快速的将插件从通孔内抽出。
优选的，连接件通过转轴转动连接在电能表上，连接件上设有至少三个接口，且三个接口的孔径均不相等设置，能适应不同型号的第一塑料光纤，实用性能好，连接可靠，转轴有利于连接件转动，能实现接口与第一塑料光纤配合。
优选的，连接件上设有螺栓，螺栓的底端设有限位块，电能表上设有与限位块相配合的限位孔，通过螺栓调节限位块与限位孔配合实现连接件在电能表上的锁紧和转动，通过螺栓控制限位块与限位孔配合来锁紧连接件，避免连接件的转动，螺栓控制限位块脱离限位孔实现连接件能在转轴上转动，能实现插件的快速定位，达到灵活安装。
优选的，连接件呈椭圆形或圆形或正多边形设置，能根据不同的安装场合，避免连接件的破损，提高了使用寿命，且整体加工方便。
优选的，第一塑料光纤、第二塑料光纤和第三塑料光纤均为单芯同轴光纤，能满足信息通信实时需求的情况下节省光纤的长度，降低成本。
综上所述，本发明的优点：1.整个用电信息采集装置通过第一塑料光纤和第二塑料光纤实现了数据通信，能将平均每户的抄表时间缩短至小于1秒，整体的抄表周期短，实时性强，整体通信速率高、可靠性高、误码率低、功耗低，不受电磁干扰影响，不对外产生辐射；
2.将采集器与集中器通过第一塑料光纤形成串联闭环的连接方式，实现了用电信息采集装置既可顺时针通信，也可以逆时针通信，保证了对故障点的快速精准的定位，极大的提高现场运维工作效率，并降低运维费用，且运维费用与现有的运维费用能降低95％，提高了工作效率，一次抄收成功率可以轻松达到100％；
3.将集中器与主站系统采用塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，替代了现有无线公网并可实现“全光网”的信息传输，节省了流量费；
4.通过插件安装在连接件的通孔上，实现了塑料光纤灵活的插拔固定，能实现现场的快速安装，有利于后续维护；
5.自锁组件的设置，能实现插件锁紧于连接件上，防止塑料光纤在安装时产生振动，减少了塑料光纤的损坏，提高了塑料光纤使用寿命，提高传输的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种用电信息采集装置的结构示意图；
图2为本发明采集器和集中器连接的结构示意图；
图3为本发明电能表的结构示意图；
图4为图3中I的局部放大图；
图5为本发明插件与连接件的结构示意图；
图6为本发明连接件与电能表的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种用电信息采集装置，包括配电系统1和主站系统2，主站系统2包括路由器、主机、工作站、数据库服务器和采集工作站，配电系统1包括配电柜11和配电变压器10，配电柜11包括柜体12和设置在柜体12内的集中器13，配电变压器10与集中器通过另一根塑料光纤相连，集中器13与主站系统2采用塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，集中器13上设有通过第一塑料光纤3串行连接的采集器14，采集器14与集中器13通过第一塑料光纤3形成串联闭环，采集器14上连接有通过第二塑料光纤4相连的电能表15，通过第二塑料光纤4将电能表15测量的用户电能数据输至采集器14内保存，并通过第一塑料光纤3将数据上传至集中器13内，集中器13实现系统数据的抄收、命令传送和数据的通讯，当集中器13上连接有至少两个采集器14时，相邻两个采集器14之间可以通过另一根第一塑料光纤3相连，集中器13内设有连接第一塑料光纤3的集中器模块31，采集器14内设有连接第一塑料光纤3的采集器模块32，电能表15上设有连接件5，连接件5上设有接口51，第二塑料光纤4上设有与接口51相配合的插件41，插件41上设有自锁组件42，通过自锁组件42实现插件41固定在接口51上。
集中器13内设有保护壳131，集中器模块31设置在保护壳131内，保护壳131通过螺钉固定连接在集中器13内，采集器14内设有定位板141，采集器模块32设置在定位板141上，安装拆卸可靠，能防止第一塑料光纤的损坏，后续维修方便快速，能减少第一塑料光纤的长度，节约成本，第一塑料光纤3、第二塑料光纤4和第三塑料光纤6均为单芯同轴光纤，能满足信息通信实时需求的情况下节省光纤的长度，降低成本。
电能表15内设有单芯双向光器件151，单芯双向光器件151上设有光源152，单芯双向光器件151与连接件5通过第三塑料光纤6相连，能实现电能表本体实现光接口，形成完整的全光网络，实现光纤到户，光源152包括能产生绿光的LED，能使通信距离提高至200～300米，满足不同小区的需求。
连接件5上设有与接口51相通的开口53，自锁组件42与开口53接触实现插件41固定在接口51内，自锁组件42与开口53脱离实现插件41的安装拆卸，能实现自锁组件的快速锁紧，安装拆卸方便，插件的固定性能好，自锁组件42包括弹片421和限位块422，弹片421设置在插件41上，限位块422设置在弹片421上，通过弹片421的收缩控制限位块422与开口53接触，通过弹片421的压紧实现限位块422与开口53脱离，通过弹片的压紧实现限位块脱离开口，插件与通孔配合时通过连接部对弹片的受力实现插件能快速灵活的安装在通孔内，当弹片与开口接触时，通过弹片的复位实现限位块锁紧开口，实现插件锁紧通孔内，拆卸时，只需按压弹片使限位块脱离开口就可以快速的将插件从通孔内抽出。
连接件5通过转轴50转动连接在电能表15上，连接件5上设有至少三个接口51，且三个接口51的孔径均不相等设置，能适应不同型号的第一塑料光纤，实用性能好，连接可靠，转轴有利于连接件转动，能实现接口与第一塑料光纤配合，连接件5上设有螺栓55，螺栓55的底端设有限位块56，电能表15上设有与限位块56相配合的限位孔150，通过螺栓55调节限位块56与限位孔150配合实现连接件5在电能表15上的锁紧和转动，通过螺栓控制限位块与限位孔配合来锁紧连接件，避免连接件的转动，螺栓控制限位块脱离限位孔实现连接件能在转轴上转动，能实现插件的快速定位，达到灵活安装，连接件5呈椭圆形或圆形或正多边形设置，能根据不同的安装场合，避免连接件的破损，提高了使用寿命，且整体加工方便。
使用时，通过第二塑料光纤4将电能表15与采集器14相连，可以根据安装的场合调节连接件5在电能表15上的位置，使其达到最佳的安装效率，且能防止安装时第二塑料光纤4的损坏，安装完成后，通过螺栓55调节限位块56与限位孔150配合，使连接件5锁紧在电能表15上，电能表15中的单芯双向光器件151与连接件5通过第三塑料光纤6相连，实现小区内达到光纤到户，且绿光的光源能使通信距离提高至200～300米，然后通过第一塑料光纤3使采集器14与集中器13形成一个串联闭环，使整体的信息采集装置能实现顺时针通信，也可以逆时针通信，保证了对故障点的快速精准的定位，极大的提高现场运维工作效率，然后将集中器与主站系统通过塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，能实现“全光网”的信息传输，通过第二塑料光纤将电能表测量的用户电能数据输至采集器内保存，并通过第一塑料光纤将数据上传至集中器内，集中器实现系统数据的抄收、命令传送和数据的通讯，并实现与主站系统的通信。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用电信息采集装置，包括配电系统(1)和主站系统(2)，配电系统(1)包括配电柜(11)，配电柜(11)包括柜体(12)和设置在柜体(12)内的集中器(13)，其特征在于：集中器(13)与主站系统(2)采用塑料光纤通道与石英光纤通道转换相连，集中器(13)上设有通过第一塑料光纤(3)串行连接的采集器(14)，采集器(14)与集中器(13)通过第一塑料光纤(3)形成串联闭环，采集器(14)上连接有通过第二塑料光纤(4)相连的电能表(15)，通过第二塑料光纤(4)将电能表(15)测量的用户电能数据输至采集器(14)内保存，并通过第一塑料光纤(3)将数据上传至集中器(13)内，集中器(13)实现系统数据的抄收、命令传送和数据的通讯，集中器(13)内设有连接第一塑料光纤(3)的集中器模块(31)，采集器(14)内设有连接第一塑料光纤(3)的采集器模块(32)，电能表(15)上设有连接件(5)，连接件(5)上设有接口(51)，第二塑料光纤(4)上设有与接口(51)相配合的插件(41)，插件(41)上设有自锁组件(42)，通过自锁组件(42)实现插件(41)固定在接口(51)上。
2.根据权利要求1所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：集中器(13)内设有保护壳(131)，集中器模块(31)设置在保护壳(131)内，保护壳(131)通过螺钉固定连接在集中器(13)内，采集器(14)内设有定位板(141)，采集器模块(32)设置在定位板(141)上。
3.根据权利要求1所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：电能表(15)内设有单芯双向光器件(151)，单芯双向光器件(151)上设有光源(152)，单芯双向光器件(151)与连接件(5)通过第三塑料光纤(6)相连。
4.根据权利要求3所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：光源(152)包括能产生绿光的LED或能产生红光的LED。
5.根据权利要求1所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：连接件(5)上设有与接口(51)相通的开口(53)，自锁组件(42)与开口(53)接触实现插件(41)固定在接口(51)内，自锁组件(42)与开口(53)脱离实现插件(41)的安装拆卸。
6.根据权利要求5所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：自锁组件(42)包括弹片(421)和限位块(422)，弹片(421)设置在插件(41)上，限位块(422)设置在弹片(421)上，通过弹片(421)的收缩控制限位块(422)与开口(53)接触，通过弹片(421)的压紧实现限位块(422)与开口(53)脱离。
7.根据权利要求6所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：连接件(5)通过转轴(50)转动连接在电能表(15)上，连接件(5)上设有至少三个接口(51)，且三个接口(51)的孔径均不相等设置。
8.根据权利要求7所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：连接件(5)上设有螺栓(55)，螺栓(55)的底端设有限位块(56)，电能表(15)上设有与限位块(56)相配合的限位孔(150)，通过螺栓(55)调节限位块(56)与限位孔(150)配合实现连接件(5)在电能表(15)上的锁紧和转动。
9.根据权利要求8所述的一种用电信息采集装置，其特征在于:连接件(5)呈椭圆形或圆形或正多边形设置。
10.根据权利要求3所述的一种用电信息采集装置，其特征在于：第一塑料光纤(3)、第二塑料光纤(4)和第三塑料光纤(6)均为单芯同轴光纤。
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