CN204731292U - 一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，所述电表电路具有壳体，内部电路以及固定连接模块，所述壳体采用阻燃绝缘材料制成，所述内部电路具有采样模块，计量模块，微处理器模块，显示模块，指示模块，跳闸断电模块，ESAM模块，复费率计量模块，通讯模块，储能模块。

Description

一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表

技术领域

本实用新型涉及一种电表，特别是涉及一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表。

背景技术

智能电表是根据国家电网建设的总体要求，在国家电网智能电表系列标准的基础上研发的一种新型电能表，智能电能表具有电能量计量、信息存储、信息处理、实时监测、自动控制以及信息交互等功能，可有效杜绝欠费行为，能够有效及时的对用户用电进行科学的管理。目前，智能电能表在家庭、学校学生宿舍、企事业单位集体宿舍中得到广泛的运用。

然而，现有的智能电能表存在很多技术问题，例如现有的很多智能电能表的电流采样分流器包括设置在其一侧的两个触点连接采样导线，通过所述采样导线与电能表主板上的采样电路来实现采样电流。电能表内部存在密布的磁感线，所述的两根采样导线之间围成的区域内同样存在磁通量，这样在采样导线中的采样电流发生变化时，就会形成干扰采样电流准确性的感应电流，并且感应电流的大小与所述两根采样导线之间围成区域的面积正相关，因此采样导线之间围成的区域面积越大，对所电流采样电流值的准确性影响也就越大。在现有的电流采样分流器的设置方式中，两根采样导线在电流采样分流器的同一侧，因此无论如何缠绕两根采样导线，都难以缩小两根导线所围成的区域面积，因此，造成了外部磁场对采样信号的干扰大，不能够保证电能表计量的准确性；同时，现有技术中智能电表中的电路板都是通过卡接固定的方式与壳体实现连接，使得电路板不容易被固定，以使得智能电表在受到外力冲击时容易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足，现有技术中电路板与壳体直接焊接安装导致了不易安装、不易拆卸等问题，有效地实现电路板与壳体的快速、可拆卸固定连接。

为了达到上目的，本实用新型的技术方案是这样的：提供了一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，所述电表电路具有壳体，内部电路以及固定连接模块，所述壳体采用阻燃绝缘材料制成，所述内部电路具有采样模块，计量模块，微处理器模块，显示模块，指示模块，跳闸断电模块，ESAM模块，复费率计量模块，通讯模块，储能模块，其特征在于：

所述采样模块具有电流采样模块以及电压采样模块，所述电流采样模块具有电流采样传感器，用于获取电流采样值；所述电压采样模块具有电压采样传感器，用于获取电压采样值；

所述计量模块用于将来自于所述采样模块的信号转化为计量信号送到所述微处理器模块；

所述微处理器模块用于实现数据处理工作；所述微处理器模块将数据处理的结果保存在数据存贮模块中；所述微处理器模块还至少被用于完成安全认证，通讯控制，显示控制，跳合闸控制，计量控制的数据处理工作；

所述显示模块为LCD显示模块；所述显示模块具有多种显示模式；

所述指示模块为LED指示模块；

所述跳闸断电模块用于用户用电状态的允许连接/中断连接控制；

所述ESAM模块用于实现安全认证，所述ESAM模块采用国密算法，用以确保在抄表设置状态，费控功能状态，远程方式状态时的数据传输安全；

所述复费率计量模块，具有多种费率计量方案，用于实现费率计量；

所述通讯模块具有RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块；所述载波通讯模块被配置为低压电力线的载波通讯；所述载波通讯模块采用微功率通讯；RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块各自具有通信接口，所述通信接口之间相互独立，以使得一个通信信道的损坏不影响其他信道；所述通讯模块可以与手持终端，数据采集器，检测设备，计算机进行基于通讯规约的数据传输；所述通讯规约符合DL/T645-2007标准；所述RS485通讯模块和内部电路中的其它功能模块电气隔离；

所述储能模块用于提供电能；

所述固定连接模块用于将内部电路中的电路板直接固定于所述壳体内部；所述壳体分为多个子壳体，所述多个子壳体构成一个具有中空腔体的壳体；所述中空腔体内部用于安置所述内部电路；至少一个所述子壳体的边沿上具有一个或多个固定机构；所述固定机构用于直接与所述电路板接触与固定；所述固定机构包括两个卡接口和两个定位柱，通过卡接口可以实现电路板与壳体两侧面的接触与快速固定；两个定位柱位于电路表壳体上端面的两个螺丝通孔之间。

所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号。

所述多种显示模式包括自动循环显示模式，按键显示模式以及停电显示模式。所述储能模块为电池或所述储能模块为超级电容器。所述RS485通讯模块的通信传输速率为1200bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为2400bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为4800bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为9600bps。

本实用新型的有益效果是：克服了现有技术中电路板与壳体直接焊接安装而导致的不易安装、不易拆卸的问题，有效地实现电路板与壳体的快速、可拆卸固定连接。

附图说明

图1为本实用新型的具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表的平面图；

图2为本实用新型的具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表的A-A截面图；

图中标记为：1-定位柱，2-电路板，3-卡扣，4-壳体，5-定位柱，6-卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，图1示出了一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，所述电表电路具有壳体，内部电路以及固定连接模块，所述壳体采用阻燃绝缘材料制成，所述内部电路具有采样模块，计量模块，微处理器模块，显示模块，指示模块，跳闸断电模块，ESAM模块，复费率计量模块，通讯模块，储能模块，其特征在于：

所述采样模块具有电流采样模块以及电压采样模块，所述电流采样模块具有电流采样传感器，用于获取电流采样值；所述电压采样模块具有电压采样传感器，用于获取电压采样值；

所述计量模块用于将来自于所述采样模块的信号转化为计量信号送到所述微处理器模块；

所述微处理器模块用于实现数据处理工作；所述微处理器模块将数据处理的结果保存在数据存贮模块中；所述微处理器模块还至少被用于完成安全认证，通讯控制，显示控制，跳合闸控制，计量控制的数据处理工作；

所述显示模块为LCD显示模块；所述显示模块具有多种显示模式；

所述指示模块为LED指示模块；

所述跳闸断电模块用于用户用电状态的允许连接/中断连接控制；

所述ESAM模块用于实现安全认证，所述ESAM模块采用国密算法，用以确保在抄表设置状态，费控功能状态，远程方式状态时的数据传输安全；

所述复费率计量模块，具有多种费率计量方案，用于实现费率计量；

所述通讯模块具有RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块；所述载波通讯模块被配置为低压电力线的载波通讯；所述载波通讯模块采用微功率通讯；RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块各自具有通信接口，所述通信接口之间相互独立，以使得一个通信信道的损坏不影响其他信道；所述通讯模块可以与手持终端，数据采集器，检测设备，计算机进行基于通讯规约的数据传输；所述通讯规约符合DL/T645-2007标准；所述RS485通讯模块和内部电路中的其它功能模块电气隔离；

所述储能模块用于提供电能；

所述固定连接模块用于将内部电路中的电路板直接固定于所述壳体内部；所述壳体分为多个子壳体，所述多个子壳体构成一个具有中空腔体的壳体；所述中空腔体内部用于安置所述内部电路；至少一个所述子壳体的边沿上具有一个或多个固定机构；所述固定机构用于直接与所述电路板接触与固定；所述固定机构包括两个卡接口和两个定位柱，通过卡接口可以实现电路板与壳体两侧面的接触与快速固定；两个定位柱位于电路表壳体上端面的两个螺丝通孔之间。

所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号。

所述多种显示模式包括自动循环显示模式，按键显示模式以及停电显示模式。所述储能模块为电池或所述储能模块为超级电容器。所述RS485通讯模块的通信传输速率为1200bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为2400bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为4800bps。所述RS485通讯模块的通信传输速率为9600bps。

所述头部具有一字型，十字形，内六角或单向旋转结构，以使得与螺丝紧固件配合将螺丝紧固于所述壳体上。

智能电能表采用了超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存贮器、全隔离标准RS485通讯接口和红外通讯、可配置低压电力线载波通讯模块。大画面宽温液晶显示和信息安全加密ESAM模块等先进技术。电能表采用了先进的SMT表面贴装工艺，外壳采用高强度、阻燃环保材料、造型新颖、美观适用，具有较高的绝缘强度和耐腐蚀性。该表集众多功能于一体，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，可有效地杜绝欠费行为，从而顺应了电力部门有效及时地对用户进行现代化科学管理的要求。

智能电表工作时，电压、电流经传感器件转换为采样信号通过滤波处理后送入计量芯片，计量芯片将能量信号转化为脉冲信号送到CPU进行电量脉冲采集，电量累计和各项计算分析处理，其结果保存在数据存贮中；同时CPU完成安全认证、红外、RS485通讯、载波通讯(微功率无线通信)、LCD显示、跳合闸等功能处理。电表采用带有温度补偿电路时钟芯片，数据安全性上采用冗余设计，数据采用多重备份，确保计量数据可靠。

电压线路施加380V交流电压1小时，电能表无损坏仍能正常工作。

电表施加短时过载电流30Imax，电能表无损坏仍能正常工作。施加时间为额定频率的半个周期。

频率：标准参比频率50Hz，适用电网频率45Hz～65Hz情况下运行。

时钟：采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时、闰年自动转换功能；内部时钟端子输出频率为1Hz。在—25～+60℃温度范围内，时钟准确度≤±ls/d；在参比温度(23℃)下，时钟准确度≤±0.5s/d。

起动：有功1级≤0.004Ib(直接接入)。

有功2级≤0.005Ib(直接接入)。

电能表有脉冲输出和电能输出的指示灯闪烁。

潜动：电压线路加115％Un,当电流回路无电流时，输出的脉冲不多于1个，具有逻辑防潜动功能。

温湿度范围：

功耗：在参比电压、参比温度和参比频率下，电能表电压线路的有功功率和视在功率消耗在非通信状态下不大于1.5W、10VA；在通信状态下不大于3W、12VA。

电量LCD显示：0～999999.99kWh。

采用长寿命环保锂电池，电池容量≥1.2Ah，在电能表寿命周期内无需更换，断电后可维持内部时钟正确工作时间累计5年以上。电池电压不足时，电能表能自动提示、报警。

智能电表具有计量功能，电量冻结，清零等功能。

计量功能，电量计量(1)具有正、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功；(2)具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量；(3)能存储上12个月的总电能和各费率电能量；数据存储分界时刻为月末24时，或在每月1号至28号内的整点时刻。

电量冻结，电量冻结可以冻结正向(反向)有功及尖、峰、平、谷电量，具体分为以下几种情况：(1)定时冻结：电表按照用户约定的时间及间隔冻结电能量数据；每个冻结量保存60次；(2)瞬时冻结：在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和有功功率的数据；瞬时冻结量保存最后3次的数据；(3)约定冻结：在新老两套费率/时段转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据，保存最后2次冻结数据；(4)日冻结：存储每天零点时刻的电能量，存储62天的数据；(5)整点冻结：存储整点时刻或半点时刻的有功总电能和无功总电量以及冻结时间，可存储96个数据。冻结内容及对应的数据标识均符合DL/T 645—2007及其备案文件要求，冻结电量可通过其它通信接口抄出，便于进行用电量分析和线损统计。

清零，电能表只有在被授权及通过安全验证的情况下能进行电量清零操作，清除电表内部存储的电能量、冻结量、事件记录等数据。永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。

费率和时段及电价方案：

电表采用硬件带温度自动补偿时钟设计，具有日历、计时和闰年自动转换功能。

日历、时钟和费率时段及电价方案均可通过RS485、红外数据接口等进行设置和调整。

具有两套时区表，可设置“两套时区表切换时间”，在约定的时刻自动切换到另一套时区表。每套时区表最多能设置14个时区；每个时区可选日时段表号为1～8(实际运行时，具体属于“第一套日时段表”还是“第二套日时段表”由“两套日时段表切换时间”和电表的当时时刻所决定)。

具有两套日时段表，可设置“两套日时段表切换时间”，在约定的时刻自动切换另一套日时段表。每套日时段表最多能设置8个日时段表，在一个自然日内(即每个日时段表)可编程设置4种费率、最多14个时段，时段设置的最小时间间隔为15分钟，时段可跨越零点设置。

费控功能：

智能电表的费控功能，远程方式通过载波通信系统实现。对电能表的操作需要通过严格的ESAM模块等安全认证，该ESAM模块的加密算法采用国密算法，确保数据传输安全可靠。

在保证安全的情况下，经过严格的ESAM模块等安全认证，可通过载波通信信道对电能表内的用电参数进行抄表设置，智能电表的费控功能，远程方式通过载波通信系统实现。

电力参数测量及监测：

智能电表能测量、记录、显示当前电压、电流(包括零线电流)、有功功率、功率因数等运行参数。测量误差(引用误差)±1％以内。

事件记录：

电量的事件记录功能可以记录对电表的编程和清零操作以及电表运行状态，具体分为以下几种情况：

永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。

记录编程总次数，最近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。

记录校时总次数(不包含广播校时)，最近10次校时的时刻、操作者代码。

记录掉电的总次数，最近10次掉电发生及结朿的时刻。

记录最近10次远程控制拉闸和最近10次远程控制合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻和电能量等数据。

记录开表盖总次数，最近10次开表盖事件的发生、结束时刻。事件记录可通过通信接口抄出，于进行统计分析。

记录电源异常事件总次数，最近10次发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据。

记录内置负荷开关误动作事件次数，最近10次发生时刻、结束时刻、及对应的电能量数据。

计时功能：

采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时、闰年自动转换功能；内部时钟端子输出频率为1Hz。电能表可接受的广播校时范围不大于5min。

显示功能：

显示：该电能表采用大屏幕宽温中文字符液晶显示，具有防紫外线功能，在正常使用情况下，LCD寿命大于10年。

电能表具备自动循环和按键两种显示方式；自动循环显示时间间隔可在5～20秒内设置；按键显示时，LCD应启动背光，带电时无操作60s后自动关闭背光。

停电显示：(1)停电后，液晶显示自动关闭；(2)液晶显示关闭后，可用按键或其他方式唤醒液晶显示；唤醒后如无操作，自动循环显示一遍后关闭显示；按键显示操作结束30秒后关闭显示。

通讯功能：

具有一个红外通信接口和一个RS485通信接口和一个载波通信接口，通信接口物理层彼此独立，一种通信信道的损坏不影响其它信道。

电能表通过通信接口可以与手持终端、数据采集器、检测设备、计算机等进行数据传输、广播对时设置、抄读、编程、管理等。通讯规约符合DL/T645-2007标准。

RS485通信接口和电能表内部电路实现电气隔离，有失效保护电路。

调制式红外通信接口的缺省波特率为1200bps。

RS485通信传输速率允许在1200bps、2400bps、4800bps、9600bps中选择，缺省设置为2400bps。RS485通信接口和电能表内部电路实现电气隔离，具有失效保护电路。通信接口通过电气性能、抗干扰试验，符合DL/T 614—2007的要求。

端口输出：

电能表具备与所计电能成正比的光脉冲测试输出和电脉冲测试输出功能。光脉冲测试输出装置的特性符合GB/T17215.211—2006的要求。电脉冲测试输出为光隔离无源输出，脉宽为80ms±20ms，输出装置的特性符GB/T15284-2002的要求。电能表具备秒时间信号输出端子。

报警功能：

光报警采用背光点亮方式进行光报警，当事件恢复正常后报警自动结束。报警事件包括：过载、功率反向(双向表除外)、电池欠压等。

编程密码和安全保护：

通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过ESAM模块的安全认证，以确保数据传输安全可靠。ESAM模块的加密算法符合国家密码管理的有关政策，使用SM1算法。

负荷开关：

负荷开关可采用内置或外置方式，当采用内置负荷开关时电能表最大电流不超过60A，负荷开关技术要求符合IEC62055—31：2005，负荷开关类型选择Uc2。

采用内置负荷开关时，开关操作时有消弧措施，其出口回路有防误动作和便于现场测试的安全措施。电能表在扩展的工作电压范围内，负荷开关应能正常工作。

采用外置符合开关的电能表可采取以下两种方式之一实现外置负荷开关的控制：(1)从电能表跳闸控制端子5和6输出一对无源无极性控制开关信号，开关节点容量为交流250V、2A。开关节点的非激励态为闭合，激励态为断开。当控制开关处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制开关处于激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电；(2)从电能表跳闸控制端子5直接输出一个交流电压控制信号，该控制信号引自该电能表供电线路的相线，驱动能力应不小于20mA。控制信号的非激励态输出电压为供电电压的90％～100％，激励态输出电压为供电电压的0％～25％。当控制信号处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制信号处于非激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电。该输出回路具备长时间过载和短路保护能力。

负荷开关无论内置、外置，用户购电成功后，可由主站通过远程发送直接合闸命令或允许合闸命令。电能表处于合闸状态，可通过本地方式由用户自己合闸。

模块通讯功能：

单相电能表具备载波通信模块与微功率无线通信模块的互换，模块更换后，电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变；

电能表可配置窄带或宽带载波模块，电能表与载波通信模块之间的通信遵循DL/T 645—2007协议及其备案文件，接口通信速率缺省值为2400bps。如采用外置即插即用型载波通信模块的电能表，载波通信接口应有失效保护电路，即在未接入、接入或更换通信模块时，不应对电能表自身的性能、运行参数以及正常计量造成影响。在载波通信时，电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变。电能表上电5s内可以进行载波通讯。

电能表与载波微功率通信模块之间的通信遵循DL/T 645—2007协议及其备案文件。接口通信速率缺省值为2400bps。如采用外置即插即用型微功率通信模块的电能表，微功率通信接口应有失效保护电路，即在未接入、接入或更换通信模块时，不应对电能表自身的性能、运行参数以及正常计量造成影响。在微功率通信时，电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变。

状态指示灯，在LCD显示屏下方共设置有2个超亮、长寿命LED发光二极管，用来指示电能表的各种运行状态，分别定义如下：

(1)脉冲指示灯：红色，平时灭，计量有功电能时闪烁。

(2)跳闸指示灯：黄色，负荷开关分断时亮，平时灭。

电表必须在原包装条件下进行运输和贮存。产品在运输和拆封时不应受到剧烈冲击，并根据GB/T15464-1995《仪器仪表包装通用技术条件》规定运输和存贮。产品放在仓库内保存，并放置在台架上，叠放高度不得超过五层。存贮的环境中不得有腐蚀性气体存在。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1. 一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，所述电表电路具有壳体，内部电路以及固定连接模块，所述壳体采用阻燃绝缘材料制成，所述内部电路具有采样模块，计量模块，微处理器模块，显示模块，指示模块，跳闸断电模块，ESAM模块，复费率计量模块，通讯模块，储能模块，其特征在于：

所述采样模块具有电流采样模块以及电压采样模块，所述电流采样模块具有电流采样传感器，用于获取电流采样值；所述电压采样模块具有电压采样传感器，用于获取电压采样值；

所述计量模块用于将来自于所述采样模块的信号转化为计量信号送到所述微处理器模块；

所述微处理器模块用于实现数据处理工作；所述微处理器模块将数据处理的结果保存在数据存贮模块中；所述微处理器模块还至少被用于完成安全认证，通讯控制，显示控制，跳合闸控制，计量控制的数据处理工作；

所述显示模块为LCD显示模块；所述显示模块具有多种显示模式；

所述指示模块为LED指示模块；

所述跳闸断电模块用于用户用电状态的允许连接/中断连接控制；

所述ESAM模块用于实现安全认证，所述ESAM模块采用国密算法，用以确保在抄表设置状态，费控功能状态，远程方式状态时的数据传输安全；

所述复费率计量模块，具有多种费率计量方案，用于实现费率计量；

所述通讯模块具有RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块；所述载波通讯模块被配置为低压电力线的载波通讯；所述载波通讯模块采用微功率通讯；RS485通讯模块，红外通讯模块，载波通讯模块各自具有通信接口，所述通信接口之间相互独立，以使得一个通信信道的损坏不影响其他信道；所述通讯模块可以与手持终端，数据采集器，检测设备，计算机进行基于通讯规约的数据传输；所述通讯规约符合DL/T645-2007标准；所述RS485通讯模块和内部电路中的其它功能模块电气隔离；

所述储能模块用于提供电能；

所述固定连接模块用于将内部电路中的电路板直接固定于所述壳体内部；所述壳体分为多个子壳体，所述多个子壳体构成一个具有中空腔体的壳体；所述中空腔体内部用于安置所述内部电路；至少一个所述子壳体的边沿上具有一个或多个固定机构；所述固定机构用于直接与所述电路板接触与固定；所述固定机构包括两个卡接口和两个定位柱，通过卡接口可以实现电路板与壳体两侧面的接触与快速固定；两个定位柱位于电路表壳体上端面的两个螺丝通孔之间。

2.根据权利要求1所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号。

3.根据权利要求2所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述多种显示模式包括自动循环显示模式，按键显示模式以及停电显示模式。

4.根据权利要求3所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述储能模块为电池。

5.根据权利要求3所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述储能模块为超级电容器。

6.根据权利要求4所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述RS485通讯模块的通信传输速率为1200bps。

7.根据权利要求4所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述RS485通讯模块的通信传输速率为2400bps。

8.根据权利要求4所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述RS485通讯模块的通信传输速率为4800bps。

9.根据权利要求4所述的一种具有快速、可拆卸的固定连接结构的电表，其特征在于：所述RS485通讯模块的通信传输速率为9600bps。