CN205720336U - 一种现代化智能电表装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种现代化智能电表装置，包括电表外箱面板、电表外箱，以及安装在电表外箱内的电表监测装置、收集装置、电费计算系统、用户身份验证系统、信号发送装置、充电装置，以及内部电路，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。本实用新型配套采用一种环形几何对称的锰铜分流器，在回路中感应电流相互抵消，以达到消除交流磁场干扰的效果，另外用户可以通过该装置，建立电表与手机通讯，借助手机随时随地查表，增加用电透明度；更可以通过对自身用电状况的掌握来合理规划用电计划，达到电力的最优化利用。

Description

一种现代化智能电表装置

技术领域

本实用新型涉及一种现代化智能电表装置。

背景技术

电的发现把人类的文明史由黑暗带入了光明，时至今天，电已经成为人们生活中不可缺少的必备生活保障。电的使用量及费用，也变成各家各户每个月必须的消耗品。目前，用户获取用电量及费用的途径多是通过电力公司每个月定期抄表之后的电费通知单，自行请抄表人员在某个时间查表计算电费，或是自己在表箱中观察对应电表获取用电信息。这样的获取方式无法保障用户随时随地掌握自己当前的用电信息，电力公司每个月的电费通知单，纸质或短信，都限定在某个月指定的日期当中；自行请查表人员，比较繁琐，还要挑人员有空的时间；自己动手查表，需要清楚自家的电表位置，如果电表安置的位置不易靠近，也很不容易观测，费时费力，而且红外和蓝牙通讯方式，可传输距离短，范围小，无法让用户借助该系统完成电量使用状况随时随地的自主查询。所以，用户自己很难自主获取用电信息，并合理规划自己的用电状况。现有的智能电能表装置存在很多技术问题，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，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，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配套使用的继电器，会在其负载端子上通过串接锰铜分流器，使用锰铜分流器作为电流测量，以供电度表提取信号用。因此，锰铜分流器自身的电磁兼容性能是影响电度表计量精度的重要方面，外界电场、磁场都会对锰铜分流器造成一定影响，其中，工频磁场的干扰就是一种很典型的干扰形式，提高锰铜分流器的工频磁场抗扰度是保证电度表计量精准的有效手段。

另一方面，随着无线通信技术和手持便携设备的飞速发展，移动设备在日常生活中的应用日益广泛，基于移动终端设备的各种功能服务迅速扩展，移动应用技术逐渐发展成为一个全新的产业链，手机正是移动终端设备的突出代表。为此，我们需要结合手机的便携性，找到一种利用手机抄表的便捷有效方法，让用户可以随时随地查询自己当前的用电信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种现代化智能电表装置。

本实用新型的技术方案是这样的：一种现代化智能电表装置，包括：电表外箱面板、电表外箱，以及安装在电表外箱内的电表监测装置、收集装置、电费计算系统、用户身份验证系统、信号发送装置、充电装置，以及内部电路，所述电表外箱面板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：电表监测装置直接与用户电表的输出端相连，收集装置与电表监测装置相连，用来采集电量使用信息；电费计算系统的输入端接有收集装置和信号发送装置，分别接收目前使用电量信息、实时电费标准和已结算电量值，并由此计算出用户当前应缴电费额；用户身份验证系统的输出端接有收集装置和电费计算系统，负责对请求查表的用户信息进行核实，并将通过验证的用户指令传递给收集装置与电费计算系统；信号发送装置分别与用户身份验证系统和电费计算系统连接，并与用户手机和供电服务中心建立通讯，所述电表外箱面板上安装荧光显示屏、光声控开关、蓄电池，在电表外箱内上端安装节能灯，蓄电池与光声控开关、节能灯和荧光显示屏连接，光声控开关与节能灯电连接；所述电表检测装置包括设置在内部的电源以及设置在内部的若干电流互感器，所述电流互感器的一端与所述电源相连接，所述电源包括电流源，所述电流互感器的一端与所述电流源相连接，所述电源包括电压源；

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；所述自动循环显示模式的自动循环显示时间间隔为5至20秒；当处于所述按键显示模式时，LCD显示模块启动背光，带电时无操作60秒后自动关闭背光；停电后处于所述停电显示模式，在所述停电显示模式时，所述LCD显示模块自动关闭，并且在所述LCD显示模块关闭后，可以唤醒所述LCD显示模块，若唤醒后如无操作，则自动循环显示一遍后关闭显示；

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；

所述储能模块用于提供电能；

所述费控智能电表配套采用一种环形几何对称的锰铜分流器，该锰铜分流器包括锰铜片、设置在锰铜片上的两个接线端子以及两根电流采样线，其特征在于：所述锰铜分流片本体(1)的中部设有供电流采样线穿过的圆孔(6)；其中一根电流采样线的连接部连接在第一接线端子(3)的正面，另一根电流采样线的连接部连接在第二接线端子(2)的背面，所述接线端子从锰铜片上延伸出来；从第一接线端子(3)连接引出的第一电流采样线(5)从锰铜分流片本体的正面穿过通孔至锰铜分流片本体(1)的背面后，与从第二接线端子(2)连接引出的第二电流采样线(4)相互缠绕引出，锰铜分流器的第一电流采样线和第二电流采样线互相缠绕而形成环形， 两根电流采样线逆时针拧股8至10圈，锰铜阻值接近300μΩ，且阻值在300μΩ上下浮动不超过5％，该锰铜分流器采用环形几何对称结构，在回路中感应电流相互抵消，以达到消除交流磁场干扰的效果；

所述用户身份验证系统，提供的验证手段包括密码验证或定向绑定用户自己指定的手机，所述信号发送装置与用户身份验证系统的连接是单向传输，只允许信号发送装置将发来请求信号的用户手机信息传送给用户身份验证系统，支持对绑定手机用户的验证服务，所述充电装置在正常运行状态下为蓄电池充电，在断电的情况也不影响荧光显示屏和节能灯的照明问题；

所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号，所述储能模块为电池和/或超级电容器。

进一步的，所述信号发送装置与用户身份验证系统的连接是双向传输，信号发送装置将发来请求信号的用户手机信息传送给用户身份验证系统，用户身份验证系统又通过信号发送装置向用户询问查表密码，支持密码验证服务。

进一步的，所述载波通讯模块被配置为低压电力线的载波通讯。

进一步的，所述载波通讯模块采用微功率通讯。

进一步的，所述信号发送装置与电费计算系统的连接是双向传输，信号发送装置将接收到的供电中心最新电费标准和用户已结算电量值传送给电费计算系统，电费计算系统除了向信号发送装置询问最新电费标准和已结算电量值外，还将用户使用电量及算出的电费送给信号发送装置。

本实用新型的有益效果是：该装置配套采用一种环形几何对称的锰铜分流器，在回路中感应电流相互抵消，以达到消除交流磁场干扰的效果；另外用户不用再被动等待供电中心开出电费通知单，不需要自己亲自或找抄表人员来观察电表以获取当前电量使用情况，而是只需要通过一对一的手机通讯功能来获取当前使用电量和电费信息，安全可靠，真正实现随时随地查表，主动掌握自己的用电状况，既方便又快捷，不仅可以与供电部 门开出的电费通知单进行核准比对，增加用电透明度；更可以通过对自身用电状况的掌握来合理规划用电计划，达到电力的最优化利用，避免电能浪费和不必要的电费开支。

附图说明

图1为本实用新型的一种现代化智能电表装置示意图；

图2为本实用新型为电表外箱面板示意图；

图3为本实用新型电表监测装置示意图；

图4为本实用新型锰铜分流器示意图。

图1、2、3中，0为充电装置、1为收集装置、2为电费计算系统、3为用户身份验证系统、4为信号发送装置、5为电表外箱面板、6为荧光显示屏、7为节能灯、8为充电装置、9为光声控开关、10为蓄电池、11为电表外箱、12为电表监测装置、13为电源、14为电压源、15为电流源、16为电流互感器、17为锰铜分流片本体、18为第二接线端子、19为第一接线端子、20为第二电流采样线、21为第一电流采样线、22为圆孔。

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所示一种电表的辅助装置，包括电表外箱面板5、电表外箱11，以及安装在电表外箱11内的电表监测装置12、收集装置1、电费计算系统2、用户身份验证系统3、信号发送装置4、充电装置8，其特征在于：收集装置1直接与智能电表的输出端相连，用来采集电量使用信息；电费计算系统2的输入端接有收集装置1和信号发送装置4，分别接收目前使用电量信息、实时电费标准和已结算电量值，并由此计算出用户当前应缴电费额；用户身份验证系统3的输出端接有收集装置1和电费计算系统2，负责对请求查表的用户信息进行核实，并将通过验证的用户指令传递给收集装置1与电费计算系统2；信号发送装置4分别与用户身份验证系统3和电费计算 系统2连接，并与用户手机和供电服务中心建立通讯，所述电表外箱面板5上安装荧光显示屏6、光声控开关9、蓄电池10，在电表外箱内上端安装节能灯7，蓄电池10与光声控开关9、节能灯7和荧光显示屏6连接，光声控开关9与节能灯7连接；所述电表检测装置12包括设置在内部的电源13以及设置在内部的若干电流互感器16，所述电流互感器16的一端与所述电源13相连接，所述电源13包括电流源15，所述电流互感器16的一端与所述电流源15相连接，所述电源13包括电压源14。

通过在电表外箱面板5上安装的荧光数字显示器2，能清楚的观察电表的位置和编号，当需要查看电表时，打开光声控开关9，节能灯7亮；在正常运行状态下，蓄电池10充电，在断电的情况也不影响荧光显示屏6和节能灯7的照明问题；用户可以通过该装置，与信号发送装置4建立电表与手机通讯，借助手机随时随地查表，主动掌握自己的用电状况，既方便又快捷。

图4为本实用新型的一种现代化智能电表装置配套使用的锰铜分流器示意图；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；所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号；

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；

所述储能模块为电池和/或超级电容器，用于提供电能；

所述费控智能电表配套采用一种环形几何对称的锰铜分流器，该锰铜分流器包括锰铜片、设置在锰铜片上的两个接线端子以及两根电流采样线，所述锰铜分流片本体17的中部设有供电流采样线穿过的圆孔22；其中一根电流采样线的连接部连接在第一接线端子19的正面，另一根电流采样线的连接部连接在第二接线端子18的背面，所述接线端子从锰铜片上延伸出来；从第一接线端子19连接引出的第一电流采样线21从锰铜分流片本体的正面穿过通孔至锰铜分流片本体17的背面后，与从第二接线端子18连接引出的第二电流采样线20相互缠绕引出，锰铜分流器的第一电流采样线和第二电流采样线互相缠绕而形成环形，两根电流采样线逆时针拧股8至10圈，锰铜阻值接近300μΩ，且阻值在300μΩ上下浮动不超过5％，该锰铜分流器采用环形几何对称结构，在回路中感应电流相互抵消，以达到消除交流磁场干扰的效果。

所述显示模块的自动循环显示模式的自动循环显示时间间隔为5至20秒。当显示模块处于所述按键显示模式时，LCD显示模块启动背光，带电时无操作60秒后自动关闭背光。停电后显示模块处于所述停电显示模式，在所述停电显示模式时，所述LCD显示模块自动关闭，并且在所述LCD显示模块关闭后，可以唤醒所述LCD显示模块，若唤醒后如无操作，则自 动循环显示一遍后关闭显示。

所述LED指示模块设置于所述LCD显示模块下方。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。所述费控智能电表具有额定工作范围，扩展工作范围，以及极限工作范围。所述功能板的熔点高于金属锡的熔点。所述功能板可以在经过脱锡处理后重复利用。

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。

启动：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/T614—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/T645—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 (5)

1.一种现代化智能电表装置，包括：电表外箱面板、电表外箱，以及安装在电表外箱内的电表监测装置、收集装置、电费计算系统、用户身份验证系统、信号发送装置、充电装置，以及内部电路，所述电表外箱面板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：电表监测装置直接与用户电表的输出端相连，收集装置与电表监测装置相连，用来采集电量使用信息；电费计算系统的输入端接有收集装置和信号发送装置，分别接收目前使用电量信息、实时电费标准和已结算电量值，并由此计算出用户当前应缴电费额；用户身份验证系统的输出端接有收集装置和电费计算系统，负责对请求查表的用户信息进行核实，并将通过验证的用户指令传递给收集装置与电费计算系统；信号发送装置分别与用户身份验证系统和电费计算系统连接，并与用户手机和供电服务中心建立通讯，所述电表外箱面板上安装荧光显示屏、光声控开关、蓄电池，在电表外箱内上端安装节能灯，蓄电池与光声控开关、节能灯和荧光显示屏连接，光声控开关与节能灯电连接；所述电表检测装置包括设置在内部的电源以及设置在内部的若干电流互感器，所述电流互感器的一端与所述电源相连接，所述电源包括电流源，所述电流互感器的一端与所述电流源相连接，所述电源包括电压源；

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；所述自动循环显示模式的自动循环显示时间间隔为5至20秒；当处于所述按键显示模式时，LCD显示模块启动背光，带电时无操作60秒后自动关闭背光；停电后处于所述停电显示模式，在所述停电显示模式时，所述LCD显示模块自动关闭，并且在所述LCD显示模块关闭后，可以唤醒所述LCD显示模块，若唤醒后如无操作，则自动循环显示一遍后关闭显示；

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；

所述储能模块用于提供电能；

所述费控智能电表配套采用一种环形几何对称的锰铜分流器，该锰铜分流器包括锰铜片、设置在锰铜片上的两个接线端子以及两根电流采样线，其特征在于：所述锰铜分流片本体(1)的中部设有供电流采样线穿过的圆孔(6)；其中一根电流采样线的连接部连接在第一接线端子(3)的正面，另一根电流采样线的连接部连接在第二接线端子(2)的背面，所述接线端子从锰铜片上延伸出来；从第一接线端子(3)连接引出的第一电流采样线(5)从锰铜分流片本体的正面穿过通孔至锰铜分流片本体(1)的背面后，与从第二接线端子(2)连接引出的第二电流采样线(4)相互缠绕引出，锰铜分流器的第一电流采样线和第二电流采样线互相缠绕而形成环形，两根电流采样线逆时针拧股8至10圈，锰铜阻值接近300μΩ，且阻值在300μΩ上下浮动不超过5％，该锰铜分流器采用环形几何对称结构，在回路中感应电流相互抵消，以达到消除交流磁场干扰的效果；

所述用户身份验证系统，提供的验证手段包括密码验证或定向绑定用户自己指定的手机，所述信号发送装置与用户身份验证系统的连接是单向传输，只允许信号发送装置将发来请求信号的用户手机信息传送给用户身份验证系统，支持对绑定手机用户的验证服务，所述充电装置在正常运行状态下为蓄电池充电，在断电的情况也不影响荧光显示屏和节能灯的照明问题；

所述计量信号为脉冲信号或所述计量信号为数字信号，所述储能模块为电池和/或超级电容器。

2.根据权利要求1所述的一种现代化智能电表装置，其特征在于：所述信号发送装置与用户身份验证系统的连接是双向传输，信号发送装置将发来请求信号的用户手机信息传送给用户身份验证系统，用户身份验证系统又通过信号发送装置向用户询问查表密码，支持密码验证服务。

3.根据权利要求2所述的一种现代化智能电表装置，其特征在于：所述载波通讯模块被配置为低压电力线的载波通讯。

4.根据权利要求3所述的一种现代化智能电表装置，其特征在于：所述载波通讯模块采用微功率通讯。

5.根据权利要求4任意一项所述的一种现代化智能电表装置，其特征在于：所述信号发送装置与电费计算系统的连接是双向传输，信号发送装置将接收到的供电中心最新电费标准和用户已结算电量值传送给电费计算系统，电费计算系统除了向信号发送装置询问最新电费标准和已结算电量值外，还将用户使用电量及算出的电费送给信号发送装置。