CN204228778U - 一种可在线测量剩余电流的电能表 - Google Patents

Abstract

一种可在线测量剩余电流的电能表，包括底壳和安装在底壳内的接线端子座、相线电流线、零线电流线、相线电流互感器、零线电流互感器、剩余电流互感器和电路板，所述的相、零线电流线的两端分别连接到端子座上，相、零线电流互感器分别安装在相、零线电流线上，相、零线电流互感器的信号输出端均与电路板的对应信号输入端相连，所述的剩余电流互感器安装在相线电流线和零线电流线上，剩余电流互感器的信号输出端与电路板的对应信号输入端相连。本实用新型的电能表，能够实现对用户线路中的剩余电流进行在线实时测量、记录，对于超过预置报警阀值的剩余电流报警事件进行报警，形成剩余电流超限报警事件记录。

Description

一种可在线测量剩余电流的电能表

技术领域

 本实用新型涉及一种电能表，具体涉及一种可在线测量剩余电流的电能表。

背景技术

剩余电流是指配电线路中各相电流矢量和不为零的电流，大部分情况下是由设备或线路的漏电引起的，漏电严重时会烧毁电气设备或线路，引起火灾。因此在低压电网中进行剩余电流检测和安装剩余电流动作保护器是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。但是剩余电流保护器只能在剩余电流发生超限故障时进行跳闸保护，无法进行预警及实时监测。

现在的电能表虽然可以进行相线电流、零线电流测量，但都没有剩余电流的测量功能。

发明内容

本实用新型的目的是为解决用户线路中剩余电流在线实时测量的问题，提出一种可在线测量剩余电流的电能表。能够对用户侧的剩余电流进行实时测量、进行预警显示和报警功能的电能表，并且具有节省成本、安装方便、可以大面积推广等优点。

本实用新型的技术方案是：

一种可在线测量剩余电流的电能表，它包括底壳和安装在底壳内的接线端子座、相线电流线、零线电流线、相线电流互感器、零线电流互感器、剩余电流互感器和电路板，所述的相线电流线和零线电流线的两端分别连接到端子座上，相线电流互感器和零线电流互感器分别安装在相线电流线和零线电流线上，用于采集相线和零线电流，相线电流互感器和零线电流互感器的信号输出端均与电路板的对应信号输入端相连，所述的剩余电流互感器安装在相线电流线和零线电流线上，用于采集剩余电流，剩余电流互感器的信号输出端与电路板的对应信号输入端相连。

本实用新型的电路板包括电压采样模块、信号处理模块、A/D转换模块、电能计量模块、单片机控制模块、存储器模块、通信模块、LCD显示模块、按键模块和电源模块，所述的电压采样模块用于采集市电电压，电压采样模块、相线电流互感器、零线电流互感器和剩余电流互感器的信号输出端分别于信号处理模块的对应信号输入端相连，信号处理模块的信号输出端依次连接A/D转换模块、电能计量模块和单片机控制模块，单片机控制模块由电源模块供电，单片机控制模块的存储信号端、通信信号端分别与存储器模块、通信模块双相连接，单片机控制模块的控制信号输入端与按键模块的控制信号输出端相连，单片机控制模块的显示信号输出端与LCD显示模块的信号输入端相连。

本实用新型的通信模块包括红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口。

本实用新型的LCD显示模块和按键模块均显露于底壳上，LCD显示模块用于显示用电量、实时剩余电流值以及剩余电流超限时的报警信息；按键模块提供用户查阅信息交互使用的按键。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的可在线测量剩余电流的电能表，能够实现对用户线路中的剩余电流进行在线实时测量、记录，对于超过预置报警阀值的剩余电流报警事件进行报警，形成剩余电流超限报警事件记录；所有的剩余电流测量数据和记录可通过RS485、载波等通信接口上传到监控后台的数据采集系统，由监控后台对所有用户的剩余电流事件进行统计分析，并最终对用户的剩余电流事件进行预警。

本实用新型的可在线测量剩余电流的电能表，在现有的智能电表上进行改进，改进成本不高，且不影响现有电能表的功能和外形尺寸，便于大面积推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电原理图。

其中：1、底壳；2、相线电流互感器；3、相线电流线；4、剩余电流互感器；5、电路板；51、电压采样模块；52、信号处理模块；53、A/D转换模块；54、电能计量模块；55、单片机控制模块；56、存储器模块；57、通信模块；58、LCD显示模块；59、按键模块；50电源模块；6、零线电流线；7、零线电流互感器；8、接线端子座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

参见图1，本实实用新型的可在线测量剩余电流的电能表包括底壳1、相线电流互感器2、相线电流线3、剩余电流互感器4、电路板5、零线电流线6、零线电流互感器7和接线端子座8；

相线电流互感器2、相线电流线3、剩余电流互感器4、电路板5、零线电流线6、零线电流互感器7均安装在底壳1内。

相线电流线3穿过相线电流互感器2、剩余电流互感器4，两端与接线端子座8连接。

零线电流线6穿过剩余电流互感器4、零线电流互感器7，两端与接线端子座8连接。

剩余电流互感器4设置于相线电流线3和零线电流线6相靠近处，相线电流线3和零线电流线6穿过剩余电流互感器4。

参见图2，电路板5主要由电压采样模块51，信号处理模块52，A/D转换模块53，电能计量模块54，单片机控制模块55，存储器模块56，通信模块57，LCD显示模块58，按键模块59和电源模块50组成。

电路板5的电压采样模块51、信号处理模块52、A/D转换模块53、电能计量模块54、单片机控制模块55、存储器模块56、通信模块57和电源模块50设置在底壳1内。

电压采样模块51设有信号输出端；信号处理模块52设有电压采样信号输入端、相线电流采样信号输入端、零线电流信号输入端、剩余电流信号输入端和信号输出端；A/D转换模块53设有信号输入端、信号输出端；电能计量模块54设有信号输入端和信号输出端；单片机控制模块55设有电量信号输入端、存储器信号输入输出端、通信端、显示信号输出端和按键信号输入端；存储器模块56设有信号输入端和信号输出端；通信模块57设有对内通信端和对外通信端；LCD显示模块58设有信号输入端；按键模块59设有信号输出端。

信号处理模块52的电压采样信号输入端、相线电流采样信号输入端、零线电流采样信号输入端和剩余电流信号输入端分别与电压采样模块51的信号输出端、相线电流互感器2、零线电流互感器7和剩余电流互感器4对应电连接；A/D转换模块53的信号输入端与信号处理模块52的信号输出端电连接；电能计量模块54的信号输入端与A/D转换模块53的信号输出端信号电连接；单片机控制模块55的电量信号输入端与电能计量模块54 信号输出端信号电连接；存储器模块56的信号输入输出端与单片机控制模块55的存储器信号输入输出端信号电连接；通信模块57的对内通信端与单片机控制模块55的通信端双向信号电连接；通信模块57的对外通信端使用时与监控后台通信；LCD显示模块58的信号输入端与单片机控制模块55的显示信号输出端信号电连接；按键模块59的信号输出端与单片机控制模块55的按键信号输入端信号电连接；电源模块80为电能表提供工作电源。

电路装置8的LCD显示模块58包括安装在底壳1上的LCD显示屏；按键模块59包括安装在底壳1上的按键。LCD显示模块58的LCD显示屏用于正常工作时显示用户的用电量以及剩余电流超限时的报警信息的显示。按键模块59上的按键用于电力用户查阅用电量信息等与电能表的交互。

通信模块57本实施例中，优选包括红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口。红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口分别设有对内通信端和对外通信端；红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口的对内通信端共同构成前述的通信模块57的对内通信端；红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口的对外通信端共同构成前述的通信模块57的对外通信端。

本实施例的可在线测量剩余电流的电能表，其工作原理和工作过程简述如下：

本实施例的可在线测量剩余电流的电能表，其使用时，相线电流回路由相线电流线3构成；相线电流信号由相线电流互感器2上取得。

零线电流回路由零线6构成，零线电流信号由零线电流互感器7上取得。

剩余电流信号由剩余电流采样互感器4取得。

电网电压信号通过分压电阻取得。

电网电压采样信号、相线电流采样信号、零线电泫采样信号、剩余电流采样信号送到电路板5的信号处理模块52进行放大处理后，经A/D转换模块53转换成相应的数字信号，送电能计量模块54进行实时电量计算。单片机控制模块55实时电能计量模块54上传的电网电压值、相线电流值、零线电流值、剩余电流值、电网频率、功率因素、用电量等信息。单片机控制模块55将电网电压、相线电流、零线电流、剩余电流、用电量等信息送入存储器模块56存储并发送到LCD显示模块58的LCD显示屏进行实时显示，通过通信模块57的载波通信接口或RS485接口发送到监控后台供用电信息采集系统进行统计分析；同时，单片机控制模块55将用户线路上的实时剩余电流值与预置的剩余电流报警阀值进行比较：若实时剩余电流值超过预置的报警阀值，则通过LCD显示模块58的LCD显示屏向用户进行报警，并通过载波通信接口或者RS485通信接口主动上报给监控后台；同时对本次剩余电流超限报警事件送入存储器模块56进行记录，以监控后台进行统计查询。监控后台通过对剩余电流超限报警事件的统计分析，可以对用户电路中可能发生的剩余电流超限进行预测，并通过载波通信接口或RS485通信接口向本用户电能表发出信息，由电能表向用户进行提前预警。

综上，本实施例的可在线测量剩余电流的电能表，可以实现对用户线路中的剩余电流进行实时测量、记录，对于超过预置报警阀值的剩余电流报警事件进行报警，形成剩余电流超限报警事件记录；所有的剩余电流测量数据和记录可通过RS485、载波等通信接口上传到监控后台的数据采集系统，由监控后台对所有用户的剩余电流事件进行统计分析，并最终对用户的剩余电流事件进行预警；而且，其只需要在现有的智能电表上进行改进，改进成本不高，且不影响现有电能表的功能和外形尺寸，便于大面积推广。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种可在线测量剩余电流的电能表，其特征在于：它包括底壳（1）和安装在底壳（1）内的接线端子座（8）、相线电流线（3）、零线电流线（6）、相线电流互感器（2）、零线电流互感器（7）、剩余电流互感器（4）和电路板（5），所述的相线电流线（3）和零线电流线（6）的两端分别连接到端子座（8）上，相线电流互感器（2）和零线电流互感器（7）分别安装在相线电流线（3）和零线电流线（6）上，用于采集相线和零线电流，相线电流互感器（2）和零线电流互感器（7）的信号输出端均与电路板（5）的对应信号输入端相连，所述的剩余电流互感器（4）安装在相线电流线（3）和零线电流线（6）上，用于采集剩余电流，剩余电流互感器（4）的信号输出端与电路板（5）的对应信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的可在线测量剩余电流的电能表，其特征在于：所述的电路板（5）包括电压采样模块（51）、信号处理模块（52）、A/D转换模块（53）、电能计量模块（54）、单片机控制模块（55）、存储器模块（56）、通信模块（57）、LCD显示模块（58）、按键模块（59）和电源模块（50），所述的电压采样模块（51）用于采集市电电压，电压采样模块（51）、相线电流互感器（2）、零线电流互感器（7）和剩余电流互感器（4）的信号输出端分别于信号处理模块（52）的对应信号输入端相连，信号处理模块（52）的信号输出端依次连接A/D转换模块（53）、电能计量模块（54）和单片机控制模块（55），单片机控制模块（55）由电源模块（50）供电，单片机控制模块（55）的存储信号端、通信信号端分别与存储器模块（56）、通信模块（57）双相连接，单片机控制模块（55）的控制信号输入端与按键模块（59）的控制信号输出端相连，单片机控制模块（55）的显示信号输出端与LCD显示模块（58）的信号输入端相连。

3.根据权利要求2所述的可在线测量剩余电流的电能表，其特征在于：所述的通信模块（57）包括红外通信接口、RS485通信接口和载波通信接口。

4.根据权利要求2所述的可在线测量剩余电流的电能表，其特征在于：所述的LCD显示模块（58）和按键模块（59）均显露于底壳上，LCD显示模块（58）用于显示用电量、实时剩余电流值以及剩余电流超限时的报警信息；按键模块（59）提供用户查阅信息交互使用的按键。