CN204142812U - 电压监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电压监测仪，所述电压监测仪包含有安装于主板上的主电路以及安装于扩展板上的通讯模块，所述主板和扩展板通过排针和插座配合相连接，所述主板上安装有处理模块以及与处理模块相连的信号采集模块和加密模块，所述扩展板上装有与处理模块相连接的通讯模块。本实用新型一种电压监测仪，使用方便、安全且稳定。

Description

电压监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种电压监测仪，尤其是涉及一种使用范围广且具有加密功能的电压监测仪，属于电力监测仪表技术领域。

背景技术

电压监测仪是对电力系统正常运行状态缓慢变化所引起的电压偏差进行连续的监测和统计的统计型电压监测仪；其具备监测、分析、记忆、查询、参数设置等功能，支持GSM短信、GPRS网络、变电站以太网组网、无线电台；

但是常规的电压监测仪在生产过程中将所有的电路集成在一块线路板上，信号处理与GPS、GPRS等均安装于一块线路板上后容易造成信号的干扰，不但影响对监测信号的处理，而且对GPRS的通讯传输、GPS的定位信号容易造成干扰，影响电压监测仪的性能质量；同时，为了提高电压监测仪的安全通讯质量，需要引入加密机制，为此，南京易司拓电力科技股份有限公司,已于2013年公开了“一种电压检测装置”，专利号为 201320117767.3，其采用了南瑞公司生产的型号为NRSEC3000的加密芯片进行加密，但是在实际的使用中发现，该型号的芯片性能不够稳定，使用一段时间后，加、解密容易出现误码，因此需要一种定时复位装置对其进行定期复位，以使得其能够随时保持正常工作状态；另外，常规的电压监测仪的信号采集模块在取电时，针对不同的输入信号，需要人工进行跳线等操作，使用很不方便，（有些厂家需要打开外壳用跳线帽，有些厂家在外部跳线，容易造成虚接线，和触电事故）影响了用户使用的安全性、稳定性和便捷性，同样亟需改进。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种使用方便、安全且稳定的电压监测仪。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电压监测仪，所述电压监测仪包含有安装于主板上的主电路以及安装于扩展板上的通讯模块、备用电源模块，所述主板和扩展板通过排针和插座配合相连接，所述主板上安装有处理模块以及与处理模块相连的信号采集模块和加密模块，所述扩展板上装有与处理模块相连接的通讯模块。

本实用新型一种电压监测仪，所述主板上还安装有复位模块，所述复位模块与加密模块相连接，所述复位模块包含有场效应管，一高电平经电阻后接入该场效应管的栅极，且该场效应管的栅极接入一脉冲信号源，场效应管的源极接入上述高电平，该场效应管的漏极接入加密模块的复位端口；该加密模块的型号为NRSEC3000。

本实用新型一种电压监测仪，所述信号采集模块包含有变压器一、变压器二和变压器三，所述变压器一、变压器二和变压器三的初级线圈分别接入三相电的三根火线和零线之间，所述变压器一、变压器二和变压器三的次级线圈并联后经整流滤波电路后将采集到的电压信号输入至处理模块。

本实用新型一种电压监测仪，所述变压器二的初级线圈与火线相连接的一端与变压器一的初级线圈与火线相连接的一端相连，变压器二的初级线圈与火线相连接的一端与变压器三的初级线圈与火线相连接的一端相连。

本实用新型一种电压监测仪，所述通讯模块包含有SIM电路，所示SIM电路包含有SIM卡基座，所述SIM卡基座的1~4脚经泄流二极管后接地。

本实用新型一种电压监测仪，所述通讯模块包含有SIM电路，所述GPRS电路的读入针脚上连接有一由两个电阻构成的分压电路，所述GPRS电路的读入针脚接入上述串联的两个电阻的中间连接端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型主板和扩展板的设计，提高了信号处理、传输的可靠性、维护的安全性、方便性；增加了复位模块后，能够在异常情况下对加密芯片进行复位操作，保证其运行的稳定性；另外，信号采集模块的设计使得用户使用时，无需考虑跳线操作，SIM卡及备用电源可以在不打开主机箱的情况及可热插拔，对于改变APN信道SIM卡、更换大容量备用电源方面均可实现在人体触及区域均为安全电压及小范围授权的操作，提高了产品使用的安全性、授权管理的层级性、方便了用户使用，便于推广利用、系统分级管理。

附图说明

图1为本实用新型电压监测仪的电路结构简图。

图2为本实用新型电压监测仪的复位模块的电路图。

图3为本实用新型电压监测仪的信号采集模块的电路图。

图4为本实用新型电压监测仪的通讯模块中SIM卡的电路图。

图5为本实用新型电压监测仪的通讯模块中GPRS的电路图。

具体实施方式

参见图1~3，本实用新型涉及的一种电压监测仪，所述电压监测仪包含有安装于主板上的主电路以及安装于扩展板上的通讯模块，所述主板和扩展板通过排针和插座配合实现连接，从而完成电气连接和机械连接，所述主板上安装有处理模块以及与处理模块相连的信号采集模块和加密模块，所述主板上还安装有一信号采集模块和复位模块，所述复位模块与加密模块相连接，所述扩展板上装有与处理模块相连接的通讯模块（包括GPS、GPRS等通讯类模块）；

参见图2，所述复位模块包含有场效应管Q1，一高电平VCC经电阻后接入该场效应管Q1的栅极，且该场效应管Q1的栅极接入一脉冲信号源（可直接与一脉冲信号发生器的输出端相连接），场效应管Q1的源极接入上述高电平VCC，该场效应管Q1的漏极接入加密模块的复位端口；该加密模块的型号为NRSEC3000；在使用过程中通过场效应管Q1栅极的脉冲信号对场效应管Q1的开闭进行控制，从而使得加密模块的复位端口定期获得复位信号，保证加密模块的正常运行，提高系统的稳定性；

参见图3，所述信号采集模块包含采样插口P5，所述采样插口P5用于导入三相电Ua、Ub、Uc和Un，所述信号采集模块还包含有三组变压器——变压器一PT1、变压器二PT2和变压器三PT3，所述变压器一PT1、变压器二PT2和变压器三PT3的初级线圈分别接入三相电的三根火线和零线之间（即变压器一PT1的初级线圈两端分别接Ua和Un，变压器二PT2的初级线圈两端分别接Ub和Un，变压器三PT3的初级线圈两端分别接Uc和Un，同时，还可在线路上安装电阻以进行调整，可根据实际情况进行调整），所述变压器一PT1、变压器二PT2和变压器三PT3的次级线圈并联后经整流滤波电路后将采集到的电压信号输入至处理模块；另外：当输入单向电时，此时变压器二PT2的初级线圈与火线相连接的一端与变压器一PT1的初级线圈与火线相连接的一端相连，变压器二PT2的初级线圈与火线相连接的一端与变压器三PT3的初级线圈与火线相连接的一端相连，从而无论接入哪一路相位，均能保证变压器一PT1、变压器二PT2和变压器三PT3的正常工作，无需进行跳线等操作；

同时，本实用新型电压监测仪具有的电池供电模块与通讯模块相连，支持带电热插拔，有外部电源时电池不放电，电源丢失时只对系统进行有限时间的供电，系统无外部电源时，插上电池不供电，防止电池过度放电引起系统不稳定，储存时防止过度放电，到现场时数据不能正常采集，并且采用了大容量的备用电池，可以在外部电源失去后连续72个小时的定时就地/远方进行报警，提醒运行人员检修；

上述热插拔包含有SIM卡和GPRS的热插拔，如图4和图5所示；

参见图4，所示SIM电路包含有SIM卡基座，所述SIM卡基座的1~4脚经泄流二极管后接地，具体的讲，即为SIM卡的SIMVCC脚、SIMRST1脚、SIMCLK1脚和SIMDATA1脚分别与二极管（型号为PSDO5C）的负极相连，二极管的正极接地；从而防止了热插拔时对SIM卡造成操作过电压、静电等伤害；

参见图5，所述GPRS电路的读入针脚上连接有一由两个电阻构成的分压电路，具体的讲，电阻R26和电阻R25串联后接入GND与处理模块的写入针脚之间，所述GPRS电路的读入针脚接入上述串联的两个电阻的中间连接端；从而防止输入信号的过电压造成模块损坏；同时还可在电池上加入传感控制，防止在外部无电时电池供电不受控；

本实用新型电压监测仪体积小巧，在外形尺寸为长158(mm)X宽107(mm)X高73(mm)的壳体中实现了单三相通用设计，使得现场可以不另外增加表箱的情况下就可以独立安装；且接线方便，对于单相表的三个档位，无需跳线即可实现100V、220V、380V的档位切换，并可通过内部定值设定调用不同档位的变比系数；

同时对于安全加密证书生成，采用菜单操作和通讯触发方式，并通过通讯将证书及秘钥导入，永久保存，防止证书丢失，并防止由于程序跑飞出现误产生证书请求的事件发生；同时通过复位模块的定期复位功能来弥补加密芯片NRSEC3000的不稳定性；

并且本实用新型电压监测仪的处理模块会根据程序产生一代表本电压监测仪的唯一编码（且该编码产生后不可改变），通过该唯一编码可有效的防止仿造，并方便对其进行定位；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个最优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进均在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电压监测仪，其特征在于：所述电压监测仪包含有安装于主板上的主电路以及安装于扩展板上的通讯模块，所述主板和扩展板通过排插和插座配合相连接，所述主板上安装有处理模块以及与处理模块相连的信号采集模块和加密模块，所述扩展板上装有与处理模块相连接的通讯模块。

2.如权利要求1所述一种电压监测仪，其特征在于：所述主板上还安装有复位模块，所述复位模块与加密模块相连接，所述复位模块包含有场效应管（Q1），一高电平（VCC）经电阻后接入该场效应管（Q1）的栅极，且该场效应管（Q1）的栅极接入一脉冲信号源，场效应管（Q1）的源极接入上述高电平（VCC），该场效应管（Q1）的漏极接入加密模块的复位端口；该加密模块的型号为NRSEC3000。

3.如权利要求1或2所述一种电压监测仪，其特征在于：所述信号采集模块包含有变压器一（PT1）、变压器二（PT2）和变压器三（PT3），所述变压器一（PT1）、变压器二（PT2）和变压器三（PT3）的初级线圈分别接入三相电的三根火线和零线之间，所述变压器一（PT1）、变压器二（PT2）和变压器三（PT3）的次级线圈并联后经整流滤波电路后将采集到的电压信号输入至处理模块。

4.如权利要求3所述一种电压监测仪，其特征在于：所述变压器二（PT2）的初级线圈与火线相连接的一端与变压器一（PT1）的初级线圈与火线相连接的一端相连，变压器二（PT2）的初级线圈与火线相连接的一端与变压器三（PT3）的初级线圈与火线相连接的一端相连。

5.如权利要求1或2所述一种电压监测仪，其特征在于：所述通讯模块包含有SIM电路，所示SIM电路包含有SIM卡基座，所述SIM卡基座的1~4脚经二极管后接地。

6.如权利要求5所述一种电压监测仪，其特征在于：所述通讯模块包含有SIM电路，GPRS电路的读入针脚上连接有一由两个电阻构成的分压电路，所述GPRS电路的读入针脚接入串联的两个电阻的中间连接端。