CN207882428U - 一种便携式电能计量接线校验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式电能计量接线校验装置，用于检验电能计量装置接线二次线既计量表中表内线圈与互感线圈接线是否正确，其包括主机与测量导线，其中：所述主机包括有一外壳，在所述外壳上设置显示面板，所述显示面板上至少设置有电源开关以及三个指示灯，所述三个指示灯分别为接线正确指示灯、极性反接指示灯以及线路断开指示灯；所述主机内部设置有电路板，在所述电路板上至少设置有相互连接的信号发生电路、测点电压放大电路、放大信号比较电路、指示灯驱动电路，以及电源管理单元。本实用新型具有携带方便，容易操作，测量结果安全可靠等特点。

Description

一种便携式电能计量接线校验装置

技术领域

本实用新型涉及供电网技术领域，特别涉及一种便携式电能计量接线校验装置。

背景技术

近年来，随着社会用电的发展和电能计量技术的更新换代，以及供电部门对智能电表与集抄表的深化应用，电表更换频率与工作量也大幅度提升，出现电表接线错误导致计量异常的情况也随之增多，特别是带互感器的计量装置接错线机率更大，漏计电量也就更大，造成电费回收的困难增加。出现计量接线错误主要有两方面原因，一是安装完毕后未按工序检查接线；二是检查接线时需拆解开导线后测量，极容易造成恢复接线时接错或漏接。

为提高计量装表人员的工作效率，需研制一种在计量装置安装完毕后不需拆线就能检查接线的装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种便携式电能计量接线校验装置，具有携带方便，容易操作，测量结果安全可靠等特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例的一方面提供一种便携式电能计量接线校验装置，用于检验计量表中表内线圈与互感线圈接线是否正确，其包括主机与测量导线，其中：

所述主机包括有一外壳，在所述外壳上设置显示面板，所述显示面板上至少设置有电源开关以及三个指示灯，所述三个指示灯分别为接线正确指示灯、极性反接指示灯以及线路断开指示灯；

所述主机内部设置有电路板，在所述电路板上至少设置有相互连接的信号发生电路、测点电压整流放大电路、放大信号比较电路、指示灯驱动电路，以及电源管理单元；

其中，所述信号发生电路，用于产生高频信号，通过测量导线输入至未通电的计量表中；

所述测点电压整流放大电路，用于获得与所述计量表连接后的预定测点处的电压，并进行整流与放大，所述计量表的每一种接线状态对应于一个测点处的电压值；

所述放大信号比较处理电路，包括三个比较器，分别接入所述测点电压的放大信号，分别与预定的比较基准电压进行比较，并将输出信号进行处理，获得三组驱动信号，所述三组驱动信号中只有一个为高电平；

所述指示灯驱动电路，包括至少三个三极管，分别接收所述三组驱动信号，且每一三极管连接有一指示灯，当所接收到的驱动信号为高电平时，使其连接的指示灯导通，以指示所述计量表当前的接线状态；

电源管理电路，用于获得稳定的工作电压VCC和VEE，为所述信号发生电路、测点电压整流放大电路、放大信号比较电路以及指示灯驱动电路及蜂鸣器驱动电路供电。

其中，所述信号发生电路包括：

高频信号发生器，其第一输出端接地，并连接第一测量导线，所述第一测量导线连接计量表的表内线圈；其第二端通过连接第一电阻第一端，所述第一电阻第二端连接第二测量导线，所述第二测量导线连接计量表的互感线圈；所述第一电阻第二端作为预定测点。

其中，所述测点电压整流放大电路包括：

桥式整流器，其第二端连接所述测点，其第三端以及第四端接地；

放大器，其反向输入端通过第二电阻接地，其正向输入端连接所述桥式整流器的第一端；其输出端与其反向输入端之间连接有第三电阻，其正负电源端分别接VCC和VEE。

其中，所述放大信号比较处理电路包括：

第一比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第四可调电阻的第三端，所述第四可调电阻另两端分别接VCC和地；其输出端通过第十四电阻与VCC连接，其输出端连接一第一反向器，所述反相器输出端上连接有第十三电阻；

第二比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第五可调电阻的第三端，所述第五可调电阻另两端分别接VCC和地；其输出端通过第十五电阻与VCC连接，其输出端连接一与门的第一输入端，所述与门的输出端连接有第十二电阻；

第三比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第六可调电阻的第三端，所述第六可调电阻另两端分别接VCC和地；第三比较器输出端通过第十六电阻与VCC连接，第三比较器输出端连接一第二反向器，所述反相器的输出端连接所述与门的第二输入端；第三比较器输出端连接有十一电阻。

其中，所述指示灯驱动电路包括：

第一三极管，其基极连接所述第十三电阻，其集电极连接第一二极管的负极，其发射极接地，所述第一二极管的正极连接VCC，所述第一二极管为接线正确指示灯；

第三三极管，其基极连接所述第十二电阻，其集电极连接第三二极管的负极，其发射极接地，所述第三二极管的正极连接VCC，所述第三二极管为极性反接指示灯；

第四三极管，其基极连接所述第十一电阻，其集电极连接第四二极管的负极，其发射极接地，所述第四二极管的正极连接VCC，所述第四二极管为线路断开指示灯。

其中，在所述显示面板上进一步包括有蜂鸣器指示灯，在所述电路板上进一步包括有蜂鸣器驱动电路，所述蜂鸣器驱动电路包括：

第一或非门，其第一输入端连接所述第一反向器输出端，其第二输入端连接所述与门输出端；

第二或非门，其第一输入端和第二输入端均连接所述第一或非门输出端；

第三三极管，其基极连接所述第二或非门输出端，其集电极连接第三二极管的负极，其发射极接地，所述第三二极管的正极连接VCC，所述第三二极管为蜂鸣器指示灯。

其中，所述VCC为+5V，所述VEE为-5V，所述第五可调电阻和第六可调电阻的第三端所处的位置不同，所述第二比较器输入端的比较基准电压小于所述第三比较器输入端的比较基准电压。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供种基于高频信号的便携式电能计量接线校验装置，实现在计量装置安装完毕后不需拆线即可效验接线正确与否的功能。该装置应用了互感器线圈电感通过高频电流时，呈现高阻抗的原理，通过向未通电的计量装置的电表端纽盒与电流互感器接线之间通以高频电信号时呈现的导通、断开及高阻三种状态，并在靠近互感器的二次端子测量电压，根据电压的大小与接线状态的关系，通过二极管的颜色和蜂鸣器的声音判断接线正确与否，以判断电能计量接线的正误，以降低接线错误或极性反接风险，具有携带方便，容易操作，测量结果安全可靠等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型提供的一种便携式电能计量接线校验装置的主机的外型结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种便携式电能计量接线校验装置一个实施例中的电路框架结构示意图；

图3是图2中计量表在接线正确时的等效电路图；

图4是图2中计量表在极性反接时的等效电路图；

图5是图2中计量表在线路断开时的等效电路图；

图6是图2的一个实施例中对应的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

如图1所示，示出了本实用新型提供的一种便携式电能计量接线校验装置的主机外型结构示意图，一并结合图2所示。在本实施例中，该便携式电能计量接线校验装置，用于检验计量表中表内线圈与互感线圈接线是否正确，其包括主机1与测量导线，其中：

所述主机1包括有一外壳10，在所述外壳10上设置显示面板11，所述显示面板11上至少设置有电源开关12、三个指示灯13以及蜂鸣器指示灯15，所述三个指示灯13分别为接线正确指示灯（“导通”）、极性反接指示灯（“极性反接”）以及线路断开指示灯（“断开”）；

所述主机1内部设置有电路板14（未示出），在所述电路板14上至少设置有相互连接的信号发生电路140、测点电压整流放大电路141、放大信号比较电路142、指示灯驱动电路143，以及电源管理单元145；

其中，所述信号发生电路140用于产生高频信号，通过两根测量导线输入至未通电的计量表2中；

所述测点电压整流放大电路141用于获得与所述计量表连接后的预定测点处（A点）的电压，并进行整流与放大，所述计量表2的每一种接线状态对应于一个测点处的电压值；

所述放大信号比较处理电路142，包括三个比较器，分别接入所述测点电压的放大信号，分别与预定的比较基准电压进行比较，并将输出信号进行处理，获得三组驱动信号，所述三组驱动信号中只有一个为高电平；

所述指示灯驱动电路143，包括至少三个三极管，分别接收所述三组驱动信号，且每一三极管连接有一指示灯，当所接收到的驱动信号为高电平时，使其连接的指示灯13导通，以指示所述计量表当前的接线状态；

蜂鸣器驱动电路144，用于根据所述放大信号比较处理电路142的驱动信号生成蜂鸣器驱动信号，控制所述蜂鸣器指示灯15的通断；

电源管理电路145，用于获得稳定的工作电压VCC和VEE，为所述信号发生电路140、测点电压整流放大电路141、放大信号比较电路142以及指示灯驱动电路143及蜂鸣器驱动电路144供电。

在一个例子中，其中测量导线，采用铜芯导线，配有专用的测试夹子，采用不同颜色（如红黑两种配色），也可以具有不同的长度规格（如有1m和2m两种长度规格）。

如图3至5所示，示出了计量表在三种接线状态时的等效电路图，其中图3为计量表接线正确时的等效图，图4为计量表极性反接时等效图，图5为计量表接线断开时的等效图；从中可以可出在接线正确时，A点相当与直接接地；在极性反接时，表内线圈（表内CT）与互感线圈（二次CT）并联，然后再与电阻R1串联；而在线路断开时，相当于互感线图与电阻R1串联；故在这三种情形下，测点（A点）的电压会出现三种不同的值。

在一个例子中，当信号发生器产生0-5MHZ的高频正弦波信号，表内CT和计量电流互感器等效于电抗，当高频信号在通过正确接法、极性接反和线路断路三种接线下，分别表现出导通、高阻和断开三种状态，测量点A点电压与接线状态存在一定关系，如下表1所示，并根据A点的电压大小来判断线路的接线情况：

表1 接线状态与A点电压关系

连线状态	A点电压（UA）	面板LED
			导通	0mV	“导通”灯亮
反接	20-50mV	“高阻”灯亮
			开路	200-300mV	“断开”灯亮

如图6所示，示出了图2的一个实施例中对应的电路原理图。在所述实施例中，所述述信号发生电路140包括：

高频信号发生器MAX038，其第一输出端接地，并连接第一测量导线，所述第一测量导线连接计量表的表内线圈；其第二端通过连接第一电阻第一端，所述第一电阻第二端连接第二测量导线，所述第二测量导线连接计量表的互感线圈；所述第一电阻第二端作为预定测点（A点）。高频信号发生器可产生0-5MHZ的正弦波信号，高频信号通过测试笔直接送至需要判断连接是否正确的两个端子；

所述测点电压整流放大电路141包括：

桥式整流器D1，其第二端连接所述测点，其第三端以及第四端接地，将A点的高频信号经整流后成为直流信号；

放大器U1，其反向输入端通过第二电阻R2接地，其正向输入端连接所述桥式整流器D1的第一端；其输出端与其反向输入端之间连接有第三电阻R3，其正负电源端分别接VCC和VEE。

所述放大信号比较处理电路142包括：

第一比较器U2，其正相输入端连接所述放大器U1输出端，其反向输入端连接第四可调电阻R4的第三端，所述第四可调电阻R4另两端分别接VCC和地；第一比较器U2输出端通过第十四电阻与VCC连接，第一比较器U2输出端连接一第一反向器U6A，所述第一反相器U6A输出端上连接有第十三电阻Rl3；

第二比较器U3，其正相输入端连接所述放大器U1输出端，其反向输入端连接第五可调电阻R5的第三端，所述第五可调电阻R5另两端分别接VCC和地；第二比较器U3输出端通过第十五电阻R15与VCC连接，其输出端连接一与门U7A的第一输入端，所述与门U7A的输出端连接有第十二电阻R12；

第三比较器U4，其正相输入端连接所述放大器U1输出端，其反向输入端连接第六可调电阻R6的第三端，所述第六可调电阻R6另两端分别接VCC和地；第三比较器U4输出端通过第十六电阻R16与VCC连接，第三比较器U4输出端连接一第二反向器U6C，所述第二反相器U6C的输出端连接所述与门U7A的第二输入端；第三比较器输出端U4连接有第十一电阻R11。

所述指示灯驱动电路143包括：

第一三极管Q1，其基极连接所述第十三电阻R13，其集电极连接第一二极管LED1的负极，其发射极接地，所述第一二极管LED1的正极连接VCC，所述第一二极管LED1为接线正确指示灯；

第三三极管Q3，其基极连接所述第十二电阻R12，其集电极连接第三二极管LED3的负极，其发射极接地，所述第三二极LED3管的正极连接VCC，所述第三二极管LED3为极性反接指示灯；

第四三极管Q4，其基极连接所述第十一电阻R11，其集电极连接第四二极管LED4的负极，其发射极接地，所述第四二极管LED4的正极连接VCC，所述第四二极管LED4为线路断开指示灯。

所述蜂鸣器驱动电路144包括：

第一或非门U5A，其第一输入端连接所述第一反向器U6A的输出端，其第二输入端连接所述与门U7A的输出端；

第二或非门U5B，其第一输入端和第二输入端均连接所述第一或非门U5A输出端；

第三三极管Q3，其基极连接所述第二或非门U5B输出端，其集电极连接第三二极管LED3的负极，其发射极接地，所述第三二极管LED3的正极连接VCC，所述第三二极管LED3为蜂鸣器指示灯。

所述电源管理电路145中，由两节3.7V的可充电锂电池串联构成本装置供电电源，串联后得到7.4V电压经ICL7660芯片转换为正负7.4V电压，分别送7805和7905三端稳压芯片变换为正负5V电压，即VCC和VEE。

其中，所述第五可调电阻R5和第六可调电阻R6的第三端所处的位置不同，所述第二比较器U3输入端的比较基准电压小于所述第三比较器U4输入端的比较基准电压。

可以理解的是，在本实用新型的实施例中，通过采用一个公用的高频信号发生器，通过切换开关选择三相电流、三相电压和零线，在计量表端将三相电流、三相电压及零线的进线端各接一个高频信终端匹配电阻至本装置的地，以形成高频信号号回路。通过显示模块的显示状态，即可确定各相电流、电压及零线接线是否正确。

具体地，本实用新型校验装置的工作原理是，互感器在电路中可等效为一个电抗器，利用电抗“通直流阻交流”的性质，在计量器二次回路中注入高频信号，通过测量信号的衰减来判断接线正确与否，具体使用方法如下：

(1)接线，如图6所示，将“表笔+”接互感器K1端，将“表笔-”接电表对应的进线端；

(2)通电，打开电源开关按钮；

若导通指示灯亮且蜂鸣器长鸣则接线正确；

若为极性反接指示灯亮则表示极性接反；

若断开指示灯亮则为接线断开。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供种基于高频信号的便携式电能计量接线校验装置，实现在计量装置安装完毕后不需拆线即可效验接线正确与否的功能。该装置应用了互感器线圈电感通过高频电流时，呈现高阻抗的原理，通过向未通电的计量装置的电表端纽盒与电流互感器接线之间通以高频电信号时呈现的导通、断开及高阻三种状态，并在靠近互感器的二次端子测量电压，根据电压的大小与接线状态的关系，通过二极管的颜色和蜂鸣器的声音判断接线正确与否，以判断电能计量接线的正误，以降低接线错误或极性反接风险，具有携带方便，容易操作，测量结果安全可靠等特点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种便携式电能计量接线校验装置，用于检验计量表中表内线圈与互感线圈接线是否正确，其特征在于，包括主机与测量导线，其中：

所述主机包括有一外壳，在所述外壳上设置显示面板，所述显示面板上至少设置有电源开关以及三个指示灯，所述三个指示灯分别为接线正确指示灯、极性反接指示灯以及线路断开指示灯；

所述主机内部设置有电路板，在所述电路板上至少设置有相互连接的信号发生电路、测点电压整流放大电路、放大信号比较电路、指示灯驱动电路，以及电源管理单元；

其中，所述信号发生电路，用于产生高频信号，通过测量导线输入至未通电的计量表中；

所述测点电压整流放大电路，用于获得与所述计量表连接后的预定测点处的电压，并进行整流与放大，所述计量表的每一种接线状态对应于一个测点处的电压值；

所述放大信号比较处理电路，包括三个比较器，分别接入所述测点电压的放大信号，分别与预定的比较基准电压进行比较，并将输出信号进行处理，获得三组驱动信号，所述三组驱动信号中只有一个为高电平；

所述指示灯驱动电路，包括至少三个三极管，分别接收所述三组驱动信号，且每一三极管连接有一指示灯，当所接收到的驱动信号为高电平时，使其连接的指示灯导通，以指示所述计量表当前的接线状态；

电源管理电路，用于获得稳定的工作电压VCC和VEE，为所述信号发生电路、测点电压整流放大电路、放大信号比较电路以及指示灯驱动电路供电。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发生电路包括：

高频信号发生器，其第一输出端接地，并连接第一测量导线，所述第一测量导线连接计量表的表内线圈；其第二端通过连接第一电阻第一端，所述第一电阻第二端连接第二测量导线，所述第二测量导线连接计量表的互感线圈；所述第一电阻第二端作为预定测点。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测点电压整流放大电路包括：

桥式整流器，其第二端连接所述测点，其第三端以及第四端接地；

放大器，其反向输入端通过第二电阻接地，其正向输入端连接所述桥式整流器的第一端；其输出端与其反向输入端之间连接有第三电阻，其正负电源端分别接VCC和VEE。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述放大信号比较处理电路包括：

第一比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第四可调电阻的第三端，所述第四可调电阻另两端分别接VCC和地；第一比较器输出端通过第十四电阻与VCC连接，第一比较器输出端连接一第一反向器，所述第一反相器输出端上连接有第十三电阻；

第二比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第五可调电阻的第三端，所述第五可调电阻另两端分别接VCC和地；第二比较器输出端通过第十五电阻与VCC连接，第二比较器输出端连接一与门的第一输入端，所述与门的输出端连接有第十二电阻；

第三比较器，其正相输入端连接所述放大器输出端，其反向输入端连接第六可调电阻的第三端，所述第六可调电阻另两端分别接VCC和地；第三比较器输出端通过第十六电阻与VCC连接，第三比较器输出端连接一第二反向器，所述第二反相器的输出端连接所述与门的第二输入端；第三比较器输出端连接有第十一电阻。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述指示灯驱动电路包括：

第一三极管，其基极连接所述第十三电阻，其集电极连接第一二极管的负极，其发射极接地，所述第一二极管的正极连接VCC，所述第一二极管为接线正确指示灯；

第三三极管，其基极连接所述第十二电阻，其集电极连接第三二极管的负极，其发射极接地，所述第三二极管的正极连接VCC，所述第三二极管为极性反接指示灯；

第四三极管，其基极连接所述第十一电阻，其集电极连接第四二极管的负极，其发射极接地，所述第四二极管的正极连接VCC，所述第四二极管为线路断开指示灯。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述显示面板上进一步包括有蜂鸣器指示灯，在所述电路板上进一步包括有蜂鸣器驱动电路，所述蜂鸣器驱动电路包括：

第一或非门，其第一输入端连接所述第一反向器输出端，其第二输入端连接所述与门输出端；

第二或非门，其第一输入端和第二输入端均连接所述第一或非门输出端；

第三三极管，其基极连接所述第二或非门输出端，其集电极连接第三二极管的负极，其发射极接地，所述第三二极管的正极连接VCC，所述第三二极管为蜂鸣器指示灯。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述VCC为+5V，所述VEE为-5V，所述第五可调电阻和第六可调电阻的第三端所处的位置不同，所述第二比较器输入端的比较基准电压小于所述第三比较器输入端的比较基准电压。