CN107632189A - 用户线路核对装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力检测技术领域，提供了一种用户线路核对装置，包括：特征信号生成单元，与待检测用户交流电连接，用于根据交流电触发生成特征信号；所述特征信号生成单元能够触发生成多种所述特征信号；触发单元，包括多个触发按键，每个触发按键对应触发一种所述特征信号；信号检测单元，与所述待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于检测所述火线或零线的电流波形，在检测到所述电流波形中存在所述特征信号时，显示检测结果。上述的用户线路核对装置无须断电即可核查用户与线路的对应关系，提高用户线路核对的准确率。

Description

用户线路核对装置

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，尤其涉及一种用户线路核对装置。

背景技术

随着智能电网的推广，智能电能表的故障更换和批量改造成为了供电公司工作的重要内容。在对电表的故障更换和批量改造之前需要确定电表与用户之间的对应关系。现有技术需要通过将用户的总开关拉断观察电表的変化来判断电表与用户之间的对应关系，上述方法存在以下问题：(1)当周围其他用户也在拉断总开关时，检测结果容易出错，准确度不高；(2)影响用户正常用电。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用户线路核对装置，以解决现有技术中的准确度不高及影响用户用电的问题。

本发明实施例提供了一种用户线路核对装置，包括：

特征信号生成单元，与待检测用户交流电连接，用于根据交流电触发生成特征信号；所述特征信号生成单元能够触发生成多种所述特征信号；

触发单元，包括多个触发按键，每个触发按键对应触发一种所述特征信号；

信号检测单元，与所述待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于检测所述火线或零线的电流波形，在检测到所述电流波形中存在所述特征信号时，显示检测结果。

可选的，所述特征信号生成单元包括电源转换模块、单片机控制模块、光电隔离保护模块和电流注入模块；

所述电源转换模块，与所述单片机控制模块连接，用于将用户交流电转换成直流电并为所述单片机控制模块供电；

所述单片机控制模块，与所述光电隔离保护模块连接，用于根据触发按键来控制所述电流注入模块产生相应的特征信号；

所述光电隔离保护模块，与所述电流注入模块连接，用于完成单片机控制模块输出的电信号与电流注入模块产生的电信号之间的相互隔离；

所述电流注入模块，与所述光电隔离保护模块连接，用于在交流电上产生特征电流。

可选的，所述单片机控制模块包括：第一MSP430芯片、第一电阻、第二电阻和三极管；

所述第一MSP430芯片与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接；

所述第一电阻的一端与所述电源转换模块的输出端电连接，另一端与所述光电隔离保护模块的输入端电连接；

所述三极管的集电极与所述光电隔离保护模块的输入端电连接，发射极接地。

可选的，所述光电隔离保护模块包括：

MOC3041芯片，第一引脚与所述第一电阻连接，第二引脚与所述三极管的集电极连接，第三引脚与第五引脚均悬空，第四引脚与第六引脚与所述电流注入模块的输入端电连接。

可选的，所述电流注入模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和可控硅；

所述可控硅的第一引脚通过所述第三电阻与所述MOC3041芯片的第六引脚连接，还与所述第五电阻和所述第六电阻连接；所述可控硅的第二引脚通过所述第四电阻与所述MOC3041芯片的第四引脚连接，还与火线连接；所述可控硅的第三引脚与所述MOC3041的第六引脚连接；

所述第五电阻的另一端与所述第一电容的正极连接；

所述第六电阻的另一端与零线连接；

所述第一电容的负极与火线连接。

可选的，所述信号检测单元包括电流互感器、电流采集电路和第二MSP430芯片；

所述电流互感器，与待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于实时采集线路上的电流；

所述电流采集电路，与所述第二MSP430芯片连接，用于将所述电流互感器采集的电流转换为第二MSP430芯片能够识别的电压信号；

第二MSP430芯片，与所述电流采集电路连接，用于判断线路上是否存在特征信号以及特征信号的类型。

可选的，所述电流采集电路包括：二极管、第七电阻、第八电阻、运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第二电容；

所述二极管的正极接地，负极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻连接，所述第八电阻的另一端接地；

所述二极管的两端与所述电流互感器的输出端连接；

所述运算放大器的输出端通过所述第十二电阻与负相输入端连接，负电源端接地，正相输入端通过所述第十电阻与电池正极连接，正相输入端还与所述第九电阻的第一端连接，负相输入端还通过所述第十一电阻接地，正电源端连接电池负极；所述运算放大器的输出端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚电连接；

第二电容一端与所述运算放大器的正电源端连接，另一端接地；

第十一电阻的一端与所述第十二电阻和运算放大器的负相输入端连接，另一端接地；

第九电阻的第二端与所述第七电阻的第二端电连接。

可选的，所述电流采集电路还包括：第十三电阻和第三电容；

所述第十三电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚连接；

所述第三电容的正极与所述第二MSP430芯片的PA0引脚连接，负极接地。

可选的，所述电流采集电路还包括：第十四电阻、第十五电阻、第四电容和第五电容；

其中，第十四电阻的第一端与第七电阻的第二端连接，第十四电阻的第二端通过第四电容接地，第十四电阻的第二端还与第十五电阻的第一端连接，第十五电阻的第二端通过第五电容接地，第十五电阻的第二端还与第九电阻连接。

可选的，所述用户线路核对装置，还包括：多个信号灯，每个所述信号灯对应一个所述触发按键。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：特征信号生成单元通过触发按键的触发在待检测用户家中的交流电上生成与触发按键所对应的特征信号，再通过信号检测单元与用户电能表的火线或零线连接，以检测火线或零线上的电流波形，当检测到的电流波形与特征信号生成的特征信号一致时，则确定用户与电能表之间的对应关系。该装置具有操作简单准确快捷的优点，同时在使用时无须断电从而不会影响用户的正常用电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用户线路核对装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种用户线路核对装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的特征信号生成单元的电路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电流采集电路的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，本发明实施例提供的用户线路核对装置，包括触发单元100、特征信号生成单元200和信号检测单元300。

触发单元100，包括多个触发按键，每个触发按键对应触发一种所述特征信号。

特征信号生成单元200，与待检测用户交流电连接，用于根据交流电触发生成特征信号；所述特征信号生成单元200能够触发生成多种所述特征信号。

信号检测单元300，与所述待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于检测所述火线或零线的电流波形，在检测到所述电流波形中存在所述特征信号时，显示检测结果。

上述用户线路核对装置，在触发单元100中触发按键的作用下使得特征信号生成单元200产生与触发按键对应的特征信号，再通过信号检测单元300测量用户电能表的火线或零线上的电流波形，当检测的电流波形与特征信号生成单元200产生的波形一致时即可判定用户与电能表之间为对应关系；当检测的电流波形与特征信号生成单元200产成的波形不一致时，按下其它的触发按键，观察检测的电流波形与特征信号生成单元200产生的波形是否一致。当上述方法中检测的电流波形与特征信号生成单元200产成的电流波形均不一致时，更换待检测电能表，直至找到与用户对应的电能表。上述方法在无须断电的情况下就可以简单准确快速地核对用户与电能表之间的对应关系。

进一步的，参见图2，作为一种具体实施方式，特征信号生成单元200可以包括电源转换模块201、单片机控制模块202、光电隔离保护模块203和电流注入模块204。

具体的，电源转换模块201与单片机控制模块202连接，用于将用户交流电转换成直流电并为单片机控制模块202供电。单片机控制模块202与光电隔离保护模块203连接，用于根据触发按键来控制电流注入模块204产生相应的特征信号。光电隔离保护模块203与所述电流注入模块204连接，用于完成单片机控制模块202输出的电信号与电流注入模块204产生的电信号之间的相互隔离。电流注入模块204与光电隔离保护模块203连接，用于在交流电上产生特征电流。

其中，单片机控制模块202的输入电压为较小的直流电压，而待检测用户交流电为220V，因此，需要通过电源转换模块201将用户家中的220V交流电转换为较小的直流电压。

参见图3，一个实施例中，单片机控制模块202可以包括第一MSP430芯片、第一电阻R1、第二电阻R2和三极管Q1。第一MSP430芯片通过CON-A端口与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接。第一电阻R1的一端与电源转换模块201的输出端电连接，另一端与所述光电隔离保护模块203的输入端电连接。三极管Q1的集电极与光电隔离保护模块203的输入端电连接，发射极接地。可选的，三极管Q1可以为C9014，将单片机输出电流进行放大。电阻R2为输入电阻，该电阻应设置为较大阻值，使得接入三极管Q1的电流较小，同时接入损耗较小。

参见图3，一个实施例中，光电隔离保护模块203可以包括MOC3041芯片。MOC3041芯片的第一引脚与第一电阻R1连接，第二引脚与所述三极管Q1的集电极连接，第三引脚与第五引脚均悬空，第四引脚与第六引脚与所述电流注入模块204的输入端电连接。

其中，MOC3041芯片通过发光二极管把输入的电信号转换为光信号，再通过光敏管将光信号转换为电信号进行输出，由于上述过程没有直接的电气连接，使得电信号在传输出去的同时也能隔离其他电信号对单片机控制模块202的干扰。另一方面，MOC3041芯片还具有与电流注入模块204配合以产生特征电流的作用。

参见图3，一个实施例中，电流注入模块204可以包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和可控硅。可控硅的第1引脚通过第三电阻R3与所述MOC3041芯片的第六引脚连接，还与第五电阻R5和第六电阻R6连接。可控硅的第3引脚通过所述第四电阻R4与MOC3041芯片的第四引脚连接，还与火线连接。所述可控硅的第2引脚与MOC3041的第六引脚连接。第五电阻R5的另一端与所述第一电容C1的正极连接；第六电阻R6的另一端与零线连接；第一电容C1的负极与火线连接。

可选的，可控硅为BTA16。第三电阻R3与第四电阻R4的作用为限制驱动电流。可控硅的输入电流需在一定范围内才能触发可控硅正常工作，而MOC3041芯片的输出电流不能直接满足可控硅对于输入电流的要求。因此，采用第三电阻R3和第四电阻R4来限制MOC3041芯片的输出电流，以满足可控硅对输入电流的要求。

另外，电流注入模块204的工作过程为：单片机控制模块202检测到触发按键按下时，根据触发按键的类型控制MOC3041芯片和可控硅BTA16产生对应的特征信号。例如，当单片机MSP430检测到按键一按下时，则控制MOC3041芯片和可控硅BTA16产生方波信号(此处假设按下按键一时产生方波信号)。本实施例中对触发按键的个数和特征信号的波形不做限制。

参见图2，一个实施例中，信号检测单元300包括电流互感器301、电流采集电路302和第二MSP430芯片303。

具体的，电流互感器301与待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于实时采集线路上的电流。电流采集电路302与所述第二MSP430芯片303连接，用于将所述电流互感器301采集的电流转换为第二MSP430芯片303能够识别的电压信号。第二MSP430芯片303与所述电流采集电路302连接，用于判断线路上是否存在特征信号以及特征信号的类型。

其中，电流互感器301可以将火线或零线的大电流转化为小电流，使其适合在电流采集电路302和第二MSP403芯片中传输。此外，电流互感器301还具有电气隔离的作用，以免在直接测量火线或零线的高电压时发生危险。

参见图4，一个实施例中，电流采集电路302可以包括：二极管、第七电阻R7、第八电阻R8、运算放大器、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第二电容C2。

二极管的正极接地，负极与所述第七电阻R7的第一端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第八电阻R8连接，所述第八电阻R8的另一端接地。二极管的两端与所述电流互感器301的输出端连接。

其中，电流互感器301将采集到的电流流过电阻从而使得电流转换为电压。

运算放大器的输出端通过第十二电阻R12与负相输入端连接，负电源端接地，正相输入端通过所述第十电阻R10与电池正极连接，正相输入端还与第九电阻R9的第一端连接，负相输入端还通过第十一电阻R11接地，正电源端连接电池负极。所述运算放大器的输出端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚电连接。

第二电容C2一端与运算放大器的正电源端连接，另一端接地。第十一电阻R11的一端与所述第十二电阻R12和运算放大器的负相输入端连接，另一端接地。第九电阻R9的第二端与所述第七电阻R7的第二端电连接。

其中，运算放大器、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第二电容C2组成了一个同相加法器比较电路，用于将电流互感器输出的电流转换成的电压再转换成适合单片机AD采集模块识别的电压。可选的，所述运算放大器为TS941ILT。

可选的，电流采集电路302还可以包括：第十三电阻R13和第三电容C3。

第十三电阻R13的第一端与所述运算放大器的输出端连接，第二端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚连接。第三电容C3的正极与第十三电阻R13的第二端连接，负极接地。

可选的，电流采集电路302还可以包括：第十四电阻R14、第十五电阻R15、第四电容C4和第五电容C5。其中，第十四电阻R14的第一端与第七电阻R7的第二端连接，第十四电阻R14的第二端通过第四电容C4接地，第十四电阻R14的第二端还与第十五电阻R15的第一端连接，第十五电阻R15的第二端通过第五电容C5接地，第十五电阻R15的第二端还与第九电阻R9连接。

参见图4，一个实施例中，第二MSP430芯片303通过PA0口从电流采集电路302获取电流，通过程序判断线路中是否存在特征信号，进而判断特征信号的类型。例如，当使用者按下按键一时，特征信号生成单元200正常产生方波信号(假设按下按键一时产生方波信号)，信号检测单元300通过第二MSP430芯片303检测到线路中存在特征信号且特征信号为方波信号时，将数字“1”显示在数码管上。

进一步的，上述用户线路核对装置还包括多个信号灯，每个所述信号灯对应一个所述触发按键。

其中，当用户线路核对装置与待测用户家中交流电连接后，选择多个按键中的一个按键按下，若检测到所述按键对应的信号灯亮起，则表示特征信号生成单元200已将特征电流注入到220V交流电中。

上述用户线路核对装置，特征信号生成单元200通过触发单元100中按键的触发在待检测用户家中的交流电上生成与触发按键所对应的特征信号，再通过信号检测单元300与用户电能表的火线或零线连接，以检测火线或零线上的电流波形，当检测到的电流波形与特征信号生成的特征信号一致时，则确定用户与电能表之间为对应关系，实现在无须断电的情况下就可以简单准确快速地核对用户与电能表之间的对应关系。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用户线路核对装置，其特征在于，包括：

特征信号生成单元，与待检测用户交流电连接，用于根据交流电触发生成特征信号；所述特征信号生成单元能够触发生成多种所述特征信号；

触发单元，包括多个触发按键，每个触发按键对应触发一种所述特征信号；

信号检测单元，与所述待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于检测所述火线或零线的电流波形，在检测到所述电流波形中存在所述特征信号时，显示检测结果。

2.根据权利要求1所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述特征信号生成单元包括电源转换模块、单片机控制模块、光电隔离保护模块和电流注入模块；

所述电源转换模块，与所述单片机控制模块连接，用于将用户交流电转换成直流电并为所述单片机控制模块供电；

所述单片机控制模块，与所述光电隔离保护模块连接，用于根据触发按键来控制所述电流注入模块产生相应的特征信号；

所述光电隔离保护模块，与所述电流注入模块连接，用于完成单片机控制模块输出的电信号与电流注入模块产生的电信号之间的相互隔离；

所述电流注入模块，与所述光电隔离保护模块连接，用于在交流电上产生特征电流。

3.根据权利要求2所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述单片机控制模块包括：第一MSP430芯片、第一电阻、第二电阻和三极管；

所述第一MSP430芯片与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接；

所述第一电阻的一端与所述电源转换模块的输出端电连接，另一端与所述光电隔离保护模块的输入端电连接；

所述三极管的集电极与所述光电隔离保护模块的输入端电连接，发射极接地。

4.根据权利要求2所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述光电隔离保护模块包括：

MOC3041芯片，第一引脚与所述第一电阻连接，第二引脚与所述三极管的集电极连接，第三引脚与第五引脚均悬空，第四引脚与第六引脚与所述电流注入模块的输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述电流注入模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和可控硅；

所述可控硅的第一引脚通过所述第三电阻与所述MOC3041芯片的第六引脚连接，还与所述第五电阻和所述第六电阻连接；所述可控硅的第二引脚通过所述第四电阻与所述MOC3041芯片的第四引脚连接，还与火线连接；所述可控硅的第三引脚与所述MOC3041的第六引脚连接；

所述第五电阻的另一端与所述第一电容的正极连接；

所述第六电阻的另一端与零线连接；

所述第一电容的负极与火线连接。

6.根据权利要求1所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述信号检测单元包括电流互感器、电流采集电路和第二MSP430芯片；

所述电流互感器，与待检测用户电能表所接的火线或零线连接，用于实时采集线路上的电流；

所述电流采集电路，与所述第二MSP430芯片连接，用于将所述电流互感器采集的电流转换为第二MSP430芯片能够识别的电压信号；

所述第二MSP430芯片，与所述电流采集电路连接，用于判断线路上是否存在特征信号以及特征信号的类型。

7.根据权利要求6所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述电流采集电路包括：二极管、第七电阻、第八电阻、运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第二电容；

所述二极管的正极接地，负极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻连接，所述第八电阻的另一端接地；

所述二极管的两端与所述电流互感器的输出端连接；

所述运算放大器的输出端通过所述第十二电阻与负相输入端连接，负电源端接地，正相输入端通过所述第十电阻与电池正极连接，正相输入端还与所述第九电阻的第一端连接，负相输入端还通过所述第十一电阻接地，正电源端连接电池负极；所述运算放大器的输出端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚电连接；

第二电容一端与所述运算放大器的正电源端连接，另一端接地；

第十一电阻的一端与所述第十二电阻和运算放大器的负相输入端连接，另一端接地；

第九电阻的第二端与所述第七电阻的第二端电连接。

8.根据权利要求7所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述电流采集电路还包括：第十三电阻和第三电容；

所述第十三电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端与所述第二MSP430芯片的PA0引脚连接；

所述第三电容的正极与所述第二MSP430芯片的PA0引脚连接，负极接地。

9.根据权利要求7所述的用户线路核对装置，其特征在于，所述电流采集电路还包括：第十四电阻、第十五电阻、第四电容和第五电容；

其中，第十四电阻的第一端与第七电阻的第二端连接，第十四电阻的第二端通过第四电容接地，第十四电阻的第二端还与第十五电阻的第一端连接，第十五电阻的第二端通过第五电容接地，第十五电阻的第二端还与第九电阻连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的用户线路核对装置，其特征在于，还包括：

多个信号灯，每个所述信号灯对应一个所述触发按键。