CN107179422B - 一种具有接线保护功能的智能电力仪表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有接线保护功能的智能电力仪表，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯和接线端子，接线端子的上方设有密封盖，密封盖与壳体之间传动连接有紧固机构，紧固机构包括紧固组件和驱动轴，紧固组件包括操作杆、销轴、驱动齿轮、传动齿轮和限位组件，工作电源模块包括工作电源电路，集成电路的型号为MAX641，该具有接线保护功能的智能电力仪表中，通过紧固组件来驱动驱动轴，实现了密封盖对接线端子和连接线的连接处进行密封，从而提高了电力仪表的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路的驱动电压高，导通电阻小，对改善场效应管的工作状态有很好的效果，从而提高了工作电源电路工作的可靠，提高了电力仪表的可靠性。

Description

一种具有接线保护功能的智能电力仪表

技术领域

本发明涉及电力仪表领域，特别涉及一种具有接线保护功能的智能电力仪表。

背景技术

电力仪表为电力参数测量、电能质量监视和分析、电气设备控制提供解决方案的电力测量及控制设备。

电力仪表作为一种先进的智能化、数字化的电网前端采集元件，已广泛用于各种控制系统、SCADA系统和能源管理系统、变电站自动化、小区电力监控、工业自动化、智能建筑、智能配电柜、开关柜等设备中，具有安装方便、接线简单、工程量小等特点。

在现有的电力仪表中，在对电力仪表进行接线以后，连接线与接线端子由于是置于空气中，这样会由于长时间的冷热交替，从而使得连接线与接线端子的连接处发生氧化，从而容易增加安全隐患，降低了电力仪表的可靠性；不仅如此，在电力仪表内部的工作电源电路中，往往会因为电力仪表中工作的元器件过多，从而使得工作电源电路的负载较重，使得电源电压发生跌落，而此时工作电源电路的驱动电压不够，使得无法正常工作，降低了电力仪表的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有接线保护功能的智能电力仪表。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有接线保护功能的智能电力仪表，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯和接线端子，所述显示界面、控制按键和状态指示灯均设置在壳体的前面，所述接线端子设置在壳体的背面；

所述接线端子的上方设有密封盖，所述密封盖与壳体之间传动连接有紧固机构，所述紧固机构包括两个紧固组件和驱动轴，所述驱动轴设置在密封盖的上端面，两个所述紧固组件分别设置在驱动轴的两端且与驱动轴传动连接；

所述紧固组件包括操作杆、销轴、驱动齿轮、传动齿轮和限位组件，所述操作杆的中部通过销轴铰接与壳体的内部，所述操作杆的一端与驱动齿轮连接，所述限位组件设置在操作杆的另一端，所述驱动齿轮的竖向截面为扇形，所述扇形截面所对应的圆心与销轴的圆心重合，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮与驱动轴传动连接；

其中，当需要对接线端子和连接线的连接处进行密封的时候，此时工作人员只需要操作操作杆，接着操作杆就会绕着销轴转动，操作杆控制驱动齿轮绕着销轴转动，随后驱动齿轮与传动齿轮发生啮合，传动齿轮就会通过驱动轴来控制密封盖发生转动，密封盖就能够实现对接线端子和连接线的连接处进行密封。而且，操作杆操作到位以后，工作人员只需要将固定杆拨起来，使得限位板位于操作杆的上方，此时限位单元与限位槽发生匹配，就能够对操作杆进行更好的固定限位，从而提高了电力仪表的可靠性。

所述壳体的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电流检测模块、电压检测模块、无线通讯模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述中央控制模块为单片机；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻，所述集成电路的型号为MAX641，所述集成电路的第三端接地，所述集成电路的第四端通过第二电感外接5V直流电压电源，所述第一电感的一端外接5V直流电压电源，所述第一电感的另一端与第一二极管的阳极连接，所述场效应管的栅极与集成电路的第六端连接，所述场效应管的漏极接地，所述场效应管的源极与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与集成电路的第五端连接，所述集成电路的第五端通过第一电容接地，所述第二二极管的阳极通过第二电容接地，所述第一二极管的阴极通过第一电阻和第二电阻组成的串联电路接地，所述第三电容的一端与第一二极管的阴极连接，所述第三电容的另一端分别与第一电阻和第二电阻连接，所述集成电路的第七端分别与第一电阻和第二电阻连接。

其中，中央控制模块，用来对智能电力仪表进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是单片机，也能够是PLC，实现了对智能电力仪表中的各个模块进行智能化控制，提高了智能电力仪表的智能化；电流检测模块，用来进行电流检测的模块，在这里，通过对电流互感器的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电流的精确检测；电压检测模块，用来进行电压检测的模块，在这里，通过对电压互感器的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电压的精确检测；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对智能电力仪表的信息进行远程监控，实现了智能电力仪表的智能化；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对智能电力仪表的工作信息进行实时显示，提高了智能电力仪表的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对智能电力仪表进行实施现场操控，提高了智能电力仪表的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对智能电力仪表的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给智能电力仪表内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了智能电力仪表的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路的第六端对场效应管进行通断控制，同时，第一电阻和第二电阻对输出电压进行取样，集成电路的第七端对取样电压进行检测，从而能够对输出电压进行监控，实现了电源电压的稳定输出；由于该电路中，开关元器件为场效应管，集成电路的驱动电压高，导通电阻小，对改善场效应管的工作状态有很好的效果，从而提高了工作电源电路工作的可靠，提高了电力仪表的可靠性。

具体的，所述限位组件包括固定杆、限位板和限位单元，所述固定杆的一端与壳体的内壁铰接，所述固定杆的另一端与限位板固定连接，所述限位板位于操作杆的上方且与操作杆接触。

具体的，操作杆上与限位单元对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元匹配。

具体的，所述限位单元包括限位珠、弹簧和外壳，所述外壳的内部设有凹槽，所述限位珠通过弹簧与凹槽的底部连接，所述限位珠设置在凹槽的槽口处，所述凹槽的槽口的口径小于限位珠的直径。

具体的，所述限位珠的移动方向与弹簧的伸缩方向一致，所述弹簧始终处于压缩状态。

其中，在限位板还在与操作杆发生接触匹配的时候，限位珠就会被压迫在了外壳的内部，直到限位板移动到指定的位置，与操作杆发生匹配，从而限位珠就被顶在了外壳的槽口处，使得限位珠与限位槽发生匹配，从而对操作杆进行更好的固定限位。

具体的，所述密封盖的下端面设有若干压槽，所述压槽的数量与接线端子的数量一致且一一对应。

具体的，所述壳体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

具体的，所述壳体的内部还设有电流互感器和电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均与接线端子电连接，所述电流互感器与电流检测模块电连接，所述电压互感器与电压检测模块电连接。

具体的，所述壳体的阻燃等级为V-0。

具体的，所述壳体的背面还设有若干散热口。

本发明的有益效果是，该具有接线保护功能的智能电力仪表中，通过紧固组件来驱动驱动轴，实现了密封盖对接线端子和连接线的连接处进行密封，从而提高了电力仪表的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路的驱动电压高，导通电阻小，对改善场效应管的工作状态有很好的效果，从而提高了工作电源电路工作的可靠，提高了电力仪表的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的主视图；

图2是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的后视图；

图3是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的紧固组件的结构示意图；

图4是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的限位单元的结构示意图；

图5是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的密封盖的结构示意图；

图6是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的系统原理图；

图7是本发明的具有接线保护功能的智能电力仪表的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.壳体，2.显示界面，3.控制按键，4.状态指示灯，5.散热口，6.接线端子，7.密封盖，8.驱动轴，9.紧固组件，10.传动齿轮，11.驱动齿轮，12.操作杆，13.销轴，14.固定杆，15.限位板，16.限位单元，17.限位珠，18.弹簧，19.外壳，20.中央控制模块，21.电流检测模块，22.电压检测模块，23.无线通讯模块，24.显示控制模块，25.按键控制模块，26.状态指示模块，27.工作电源模块，28.蓄电池，29.电流互感器，30.电压互感器，U1.集成电路，Q1.场效应管，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，L1.第一电感，L1.第二电感，VD1.第一二极管，VD2.第二二极管，R1.第一电阻，R2.第二电阻。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图7所示，一种具有接线保护功能的智能电力仪表，包括壳体1、显示界面2、控制按键3、状态指示灯4和接线端子6，所述显示界面2、控制按键3和状态指示灯4均设置在壳体1的前面，所述接线端子6设置在壳体1的背面；

所述接线端子6的上方设有密封盖7，所述密封盖7与壳体1之间传动连接有紧固机构，所述紧固机构包括两个紧固组件9和驱动轴8，所述驱动轴8设置在密封盖7的上端面，两个所述紧固组件9分别设置在驱动轴8的两端且与驱动轴8传动连接；

所述紧固组件9包括操作杆12、销轴13、驱动齿轮11、传动齿轮10和限位组件，所述操作杆12的中部通过销轴13铰接与壳体1的内部，所述操作杆12的一端与驱动齿轮11连接，所述限位组件设置在操作杆12的另一端，所述驱动齿轮11的竖向截面为扇形，所述扇形截面所对应的圆心与销轴13的圆心重合，所述驱动齿轮11与传动齿轮10啮合，所述传动齿轮10与驱动轴8传动连接；

其中，当需要对接线端子6和连接线的连接处进行密封的时候，此时工作人员只需要操作操作杆12，接着操作杆12就会绕着销轴13转动，操作杆12控制驱动齿轮11绕着销轴13转动，随后驱动齿轮11与传动齿轮10发生啮合，传动齿轮10就会通过驱动轴8来控制密封盖7发生转动，密封盖7就能够实现对接线端子6和连接线的连接处进行密封。而且，操作杆12操作到位以后，工作人员只需要将固定杆14拨起来，使得限位板15位于操作杆12的上方，此时限位单元16与限位槽发生匹配，就能够对操作杆12进行更好的固定限位，从而提高了电力仪表的可靠性。

所述壳体1的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块20、与中央控制模块20连接的电流检测模块21、电压检测模块22、无线通讯模块23、显示控制模块24、按键控制模块25、状态指示模块26和工作电源模块27，所述显示界面2与显示控制模块24电连接，所述控制按键3与按键控制模块25电连接，所述状态指示灯4与状态指示模块26电连接，所述中央控制模块20为单片机；

所述工作电源模块27包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路U1、场效应管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第一电阻R1和第二电阻R2，所述集成电路U1的型号为MAX641，所述集成电路U1的第三端接地，所述集成电路U1的第四端通过第二电感L2外接5V直流电压电源，所述第一电感L1的一端外接5V直流电压电源，所述第一电感L1的另一端与第一二极管VD1的阳极连接，所述场效应管Q1的栅极与集成电路U1的第六端连接，所述场效应管Q1的漏极接地，所述场效应管Q1的源极与第一二极管VD1的阳极连接，所述第一二极管VD1的阴极与第二二极管VD2的阳极连接，所述第二二极管VD2的阴极与集成电路U1的第五端连接，所述集成电路U1的第五端通过第一电容C1接地，所述第二二极管VD2的阳极通过第二电容C2接地，所述第一二极管VD1的阴极通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的串联电路接地，所述第三电容C3的一端与第一二极管VD1的阴极连接，所述第三电容C3的另一端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，所述集成电路U1的第七端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接。

其中，中央控制模块20，用来对智能电力仪表进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块20是单片机，也能够是PLC，实现了对智能电力仪表中的各个模块进行智能化控制，提高了智能电力仪表的智能化；电流检测模块21，用来进行电流检测的模块，在这里，通过对电流互感器29的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电流的精确检测；电压检测模块22，用来进行电压检测的模块，在这里，通过对电压互感器30的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电压的精确检测；无线通讯模块23，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对智能电力仪表的信息进行远程监控，实现了智能电力仪表的智能化；显示控制模块24，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面2进行控制，能够对智能电力仪表的工作信息进行实时显示，提高了智能电力仪表的实用性；按键控制模块25，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键3的操控信息进行采集，从而能够对智能电力仪表进行实施现场操控，提高了智能电力仪表的可操作性；状态指示模块26，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯4的亮暗控制，能够对智能电力仪表的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块27，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给智能电力仪表内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了智能电力仪表的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路U1的第六端对场效应管Q1进行通断控制，同时，第一电阻R1和第二电阻R2对输出电压进行取样，集成电路U1的第七端对取样电压进行检测，从而能够对输出电压进行监控，实现了电源电压的稳定输出；由于该电路中，开关元器件为场效应管Q1，集成电路U1的驱动电压高，导通电阻小，对改善场效应管Q1的工作状态有很好的效果，从而提高了工作电源电路工作的可靠，提高了电力仪表的可靠性。

具体的，所述限位组件包括固定杆14、限位板15和限位单元16，所述固定杆14的一端与壳体1的内壁铰接，所述固定杆14的另一端与限位板15固定连接，所述限位板15位于操作杆12的上方且与操作杆12接触。

具体的，操作杆12上与限位单元16对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元16匹配。

具体的，所述限位单元16包括限位珠17、弹簧18和外壳19，所述外壳19的内部设有凹槽，所述限位珠17通过弹簧18与凹槽的底部连接，所述限位珠17设置在凹槽的槽口处，所述凹槽的槽口的口径小于限位珠17的直径。

具体的，所述限位珠17的移动方向与弹簧18的伸缩方向一致，所述弹簧18始终处于压缩状态。

其中，在限位板15还在与操作杆12发生接触匹配的时候，限位珠17就会被压迫在了外壳19的内部，直到限位板15移动到指定的位置，与操作杆12发生匹配，从而限位珠17就被顶在了外壳19的槽口处，使得限位珠17与限位槽发生匹配，从而对操作杆12进行更好的固定限位。

具体的，所述密封盖7的下端面设有若干压槽，所述压槽的数量与接线端子6的数量一致且一一对应。

具体的，所述壳体1的内部还设有蓄电池28，所述蓄电池28与工作电源模块27电连接。

具体的，所述壳体1的内部还设有电流互感器29和电压互感器30，所述电流互感器29和电压互感器30均与接线端子6电连接，所述电流互感器29与电流检测模块21电连接，所述电压互感器30与电压检测模块22电连接。

具体的，所述壳体1的阻燃等级为V-0。

具体的，所述壳体1的背面还设有若干散热口5。

与现有技术相比，该具有接线保护功能的智能电力仪表中，通过紧固组件9来驱动驱动轴8，实现了密封盖7对接线端子6和连接线的连接处进行密封，从而提高了电力仪表的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路U1的驱动电压高，导通电阻小，对改善场效应管Q1的工作状态有很好的效果，从而提高了工作电源电路工作的可靠，提高了电力仪表的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯和接线端子，所述显示界面、控制按键和状态指示灯均设置在壳体的前面，所述接线端子设置在壳体的背面；

所述接线端子的上方设有密封盖，所述密封盖与壳体之间传动连接有紧固机构，所述紧固机构包括两个紧固组件和驱动轴，所述驱动轴设置在密封盖的上端面，两个所述紧固组件分别设置在驱动轴的两端且与驱动轴传动连接；

所述紧固组件包括操作杆、销轴、驱动齿轮、传动齿轮和限位组件，所述操作杆的中部通过销轴铰接与壳体的内部，所述操作杆的一端与驱动齿轮连接，所述限位组件设置在操作杆的另一端，所述驱动齿轮的竖向截面为扇形，所述扇形截面所对应的圆心与销轴的圆心重合，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮与驱动轴传动连接；

当需要对接线端子和连接线的连接处进行密封的时候，只需要操作操作杆，接着操作杆就会绕着销轴转动，操作杆控制驱动齿轮绕着销轴转动，随后驱动齿轮与传动齿轮发生啮合，传动齿轮就会通过驱动轴来控制密封盖发生转动，密封盖就能够实现对接线端子和连接线的连接处进行密封；

所述壳体的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电流检测模块、电压检测模块、无线通讯模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述中央控制模块为单片机；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻，所述集成电路的型号为MAX641，所述集成电路的第三端接地，所述集成电路的第四端通过第二电感外接5V直流电压电源，所述第一电感的一端外接5V直流电压电源，所述第一电感的另一端与第一二极管的阳极连接，所述场效应管的栅极与集成电路的第六端连接，所述场效应管的漏极接地，所述场效应管的源极与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与集成电路的第五端连接，所述集成电路的第五端通过第一电容接地，所述第二二极管的阳极通过第二电容接地，所述第一二极管的阴极通过第一电阻和第二电阻组成的串联电路接地，所述第三电容的一端与第一二极管的阴极连接，所述第三电容的另一端分别与第一电阻和第二电阻连接，所述集成电路的第七端分别与第一电阻和第二电阻连接。

2.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述限位组件包括固定杆、限位板和限位单元，所述固定杆的一端与壳体的内壁铰接，所述固定杆的另一端与限位板固定连接，所述限位板位于操作杆的上方且与操作杆接触。

3.如权利要求2所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，操作杆上与限位单元对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元匹配。

4.如权利要求3所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述限位单元包括限位珠、弹簧和外壳，所述外壳的内部设有凹槽，所述限位珠通过弹簧与凹槽的底部连接，所述限位珠设置在凹槽的槽口处，所述凹槽的槽口的口径小于限位珠的直径。

5.如权利要求4所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述限位珠的移动方向与弹簧的伸缩方向一致，所述弹簧始终处于压缩状态。

6.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述密封盖的下端面设有若干压槽，所述压槽的数量与接线端子的数量一致且一一对应。

7.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

8.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的内部还设有电流互感器和电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均与接线端子电连接，所述电流互感器与电流检测模块电连接，所述电压互感器与电压检测模块电连接。

9.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的阻燃等级为V-0。

10.如权利要求1所述的具有接线保护功能的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的背面还设有若干散热口。

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