CN204649834U - 一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，属于电力设备技术领域。它包括智能电能表本体和电路主板，电路主板包括微处理器、计量模块、电源管理模块、显示器、漏电流检测模块、通讯模块、时钟模块、嵌入式安全控制模块ESAM和存储器，智能电能表本体内还设置有剩余电流互感器和继电器，剩余电流互感器包括供电源线全部同一方向穿入的线圈，剩余电流互感器与漏电流检测模块电连接，漏电检测模块的另一端与微处理器电连接，继电器设有与电源线的进项线后端连接的一端和与微处理器电连接的另一端。本实用新型内部结构合理、紧凑，使智能电能表具有对漏电电流参数进行实时测量和处理，起到监测功能、提高预警效果。

Description

一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表

技术领域

本实用新型涉及电力信息通讯技术领域，具体涉及一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，属于电力设备技术领域。

背景技术

随着智能电网的日益发展，作为智能电网智能终端的智能电表已经不仅仅是传统意义上的电能计量表。智能电表已经发展成了应用了计算机、通讯等技术，形成以微处理器(如MCU)为核心，具有电功率计量计时、计费、与控制台通讯、用电管理等诸多功能的电能计量表，包括单相、三相智能电能表等。

随着智能农网建设的展开，《剩余电流动作保护器农村安装运行规程》第6.1规定，“低压电网应装设剩余电流总保护和末级保护”，第7.2.2条规定，“剩余电流末级保护中的家用电器、移动式电器等潮湿环境下使用的电器以及临时用电设备的保护器应实现直接接触(人体、家畜与带电导体的接触)保护。其额定剩余动作电流值不应大于30毫安，特别潮湿的场所为6毫安”。

而目前市场上的智能电表虽然安装有剩余电流动作保护器，但不具备漏电电流监测保护功能，这样在出现短路、漏电等情况会导致电能表烧毁。同时在智能电网中缺少有效的检测漏电电流手段，当电网多处微小漏电电流汇总时，会引起总漏电保护装置跳闸，导致供电中断，造成财产损失，故障排查更是费时、费力、费财。

现有技术中也有利用零序电流互感器检测采集零序电流，并将该信号输出的设计。但是这种设计采用的是智能电能表与零序电流互感器分离安装的方式，由于零序电流互感器的安装需要额外的接线，造成外部连接导线复杂，安装复杂，安装占用空间大，导致安装成本高。

实用新型内容

为使配电自动化系统具备漏电保护监测管理功能，在供电末级应该使用漏电电流监测功能的智能电能表，能减少线路的跳闸机率，起到一定的保障电网和人身效果，同时通过通讯端口实现预警数据提前上报，提早解除安全隐患。当漏电电流值超过智能电能表的设定值，继电器便会自动隔离，同时上传跳闸数据，不仅有效预防触电伤亡事故发生，而且缩小故障排查范围，达到快速抢修的效果。针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种结构设计合理、结构简单、将智能电能表与剩余电流互感器集成在一起，安装方便，体积小，安装成本低，具有漏电电流监测功能的智能电能表。为了实现上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：

一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，包括智能电能表本体和置于其内的电路主板，所述电路主板包括微处理器、计量模块、电源管理模块、显示器、漏电流检测模块、通讯模块、时钟模块、嵌入式安全控制模块ESAM和存储器，其特征在于：所述智能电能表本体内还设置有剩余电流互感器和至少一个继电器，所述的剩余电流互感器包括供电源线全部同一方向穿入的线圈，剩余电流互感器与漏电流检测模块电连接，漏电检测模块的另一端与微处理器电连接，所述继电器设有与电源线的进项线后端连接的一端和与微处理器电连接的另一端。这样通过剩余电流互感器和漏电检测模块将电源线上的电流电压数值，及时传送给微处理器，具有对漏电电流参数进行实时测量和处理，起到监测功能、提高预警效果。

所述的计量模块一端与微处理器电连接，另一端分别与电流采样装置、电压采样装置电连接。通过对电流、电压双重采集数据，更准确地监测漏电的多种情况。

所述的通讯模块连接有无线接口和/或有线接口。具备这样的模块，便于数据远程传输和操作人员通过手持设备现场读取数据，无线接口可以是适应红外、蓝牙等连接方式的任意一种或几种。

所述的继电器为三个，分别电连接于三相电源线的进相线后端。当本实用新型的技术方案应用在三相智能电能表计上时，三相智能电能表计的四线同一方向一起穿过剩余电流互感器线圈，其中3根进相线分别连接有一个继电器，用于分别控制三相的电流通断。

所述的电路主板还包括输入模块，所述的通讯接口为RS485接口，所述的时钟模块为实时时钟模块。

所述的继电器的规格须大于50A。使得电表适用范围更广。

所述的漏电电流模块监测漏电电流数据，当大于等于设定值时，传输数据至微处理器，微处理器发送正、负电讯息至继电器，继电器触点动作断开或闭合电源线，同时电流数据存储入存储器和通过通讯模块将电流数据传输到远程控制终端。实际工作时，当漏电流检测模块监测漏电电流大于等于25mA(设定值可调整)时，传输数据至微处理器，微处理器发送正电讯息至内置继电器，继电器触点动作断开电源线，微处理器延时3分钟(设定值可调整)后，又发送负电讯息至80A继电器，继电器触点自动闭合恢复供电，再次检测到漏电电流会重复上述动作，直到漏电电流处理消失为止，同时通过通讯技术上报至控制台。上述继电器触点自动断开、闭合也可以通过控制台远程发送指令操作。此外，操作人员通过手持设备现场也可通过无线通讯发送指令操作继电器触点断开、闭合。

所述的漏电电流模块检测到大于设定值的漏电电流时或继电器断开讯息时，通过通讯模块RS485使用通讯规约将数据上传到远程控制终端。实际工作时，当智能电能表内微处理器的漏电流检测模块检测到有大于设定值5mA(设定值可调整)漏电电流时，通过电讯息传至微处理器，微处理器发送至通讯模块，通讯模块通过有线或无线接口上传控制台。

本实用新型在智能电能表本体上增加设置剩余电流互感器，且剩余电流互感器嵌入式安装在智能电能表表本体下方侧，微处理器与通讯模块、存储器、实时时钟、ESAM等均可实行数据交换，利用智能电表本身电路采集数据，并进行控制，解决了智能电网无法获取供电末端漏电电流数值的情况，实现将智能电能表与剩余电流互感器集成在一起，智能电能表表内部结构设置合理、紧凑，使智能电能表具有对漏电电流参数进行实时测量和处理，起到监测功能、提高预警效果，另外无需安装其它表箱和额外的接线，安装方便，减少体积，工作可靠，使用方便。可直接保护智能电能表本体，间接提高了供电质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图；

图3是本实用新型电路主板的方框图。

图中：1、智能电能表本体，2、电路主板、21、微处理器，22、显示器，23、漏电流检测模块，24、通讯模块，241、无线接口，242、有线接口，25、实时时钟，26、ESAM，27、存储器，3、剩余电流互感器，4、继电器，5、计量模块，51、电流采样装置，52、电压采样装置，电源管理模块6。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段与功能效果易于明白了解，下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型实施例一中为一种单相具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，包括智能电能表本体1和置于其内的电路主板2，电路主板包括微处理器21、计量模块5(图中未示出)、电源管理模块(图中未示出)、显示器22、漏电流检测模块23、通讯模块24、时钟模块(图中未示出)、嵌入式安全控制模块ESAM(图中未示出)和存储器(图中未示出)，智能电能表本体内还设置有剩余电流互感器3和一个继电器4，电源线三根线全部同一方向穿入剩余电流互感器3的线圈，剩余电流互感器与漏电流检测模块23电连接，漏电检测模块23的另一端与微处理器21电连接，继电器4的一端与电源线的进相线后端连接，另一端与微处理器21电连接。通讯模块同时连接有无线接口241和有线接口242。所述的电路主板还包括输入模块，所述的通讯接口为RS485接口，所述的时钟模块为实时时钟模块。继电器的规格须大于50A。

如图2所示，本实用新型实施例二中为一种三相具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，包括智能电能表本体1和置于其内的电路主板2，电路主板包括微处理器21、计量模块5(图中未示出)、电源管理模块(图中未示出)、显示器22、漏电流检测模块23、通讯模块24、时钟模块(图中未示出)、嵌入式安全控制模块ESAM(图中未示出)和存储器(图中未示出)，智能电能表本体内还设置有剩余电流互感器3和三个继电器4，电源线四根线全部同一方向穿入剩余电流互感器3的线圈，剩余电流互感器与漏电流检测模块23电连接，漏电检测模块23的另一端与微处理器21电连接，三个继电器4的一端分别与三根电源线的进相线后端连接，另一端与微处理器21电连接。通讯模块同时连接有无线接口241和有线接口242。电路主板还包括输入模块，所述的通讯接口为RS485接口，所述的时钟模块为实时时钟模块。继电器的规格须大于50A。

图3为本实用新型的电路主板电连接示意图，实施例一和二均可采用该电路主板的结构。图中，微处理器21分别与显示器22、漏电流检测模块23、通讯模块24、实时时钟25、ESAM26、存储器27、继电器4、计量模块5电连接，并与其中的通讯模块24、实时时钟25、ESAM26、存储器27双向数据传输。通讯模块同时连接有无线接口241和有线接口242。计量模块5与电流采样装置51和电压采样装置52连接。

上述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，包括智能电能表本体(1)和置于其内的电路主板(2)，所述电路主板包括微处理器(21)、计量模块(5)、电源管理模块(6)、显示器(22)、漏电流检测模块(23)、通讯模块(24)、时钟模块(25)、嵌入式安全控制模块ESAM(26)和存储器(27)，其特征在于：所述智能电能表本体内还设置有剩余电流互感器(3)和至少一个继电器(4)，所述的剩余电流互感器包括供电源线全部同一方向穿入的线圈，剩余电流互感器与漏电流检测模块电连接，漏电检测模块的另一端与微处理器电连接，所述继电器设有与电源线的进相线后端连接的一端和与微处理器电连接的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的计量模块一端与微处理器电连接，另一端分别与电流采样装置(51)、电压采样装置(52)电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的通讯模块连接有无线接口(241)和/或有线接口(242)。

4.根据权利要求3所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的继电器为三个，分别电连接于三相电源线的进相线后端。

5.根据权利要求4所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的电路主板还包括输入模块，所述的有线接口为RS485接口，所述的时钟模块为实时时钟模块。

6.根据权利要求4所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的继电器的规格须大于50A。

7.根据权利要求5所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的漏电电流模块监测漏电电流数据，当大于等于设定值时，传输数据至微处理器，微处理器发送正、负电讯息至继电器，继电器触点动作断开或闭合电源线，同时电流数据存储入存储器和通过通讯模块将电流数据传输到远程控制终端。

8.根据权利要求5所述的一种具有漏电电流监测保护功能的一体式智能电能表，其特征在于：所述的漏电电流模块检测到大于设定值的漏电电流时或继电器断开讯息时，通过通讯模块RS485使用通讯规约将数据上传到远程控制终端。