CN217305321U - 一种便捷式智能穿刺式计量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种便捷式智能穿刺式计量装置，包括：电流互感器、电压互感器和承载台。所述电流互感器用于测量电流数据；所述电压互感器用于测量电压数据；所述智能终端接收电流互感器输出的电压、电流信号并通过数据处理模块计算电压、电流、有功、无功、视在功率等电量值，采用无线通信技术，将上述电量值上传至自动化抄表系统。本装置具有电流、电压互感器和电能表的组合功能，体积小，安装方便、成本低。并且该装置从电流互感器内部直接取出电流、电压信号，无断点，具有安全和防窃电的功能。此外，本装置可以带电安装，可降低停电安装造成的经济损失。

Description

一种便捷式智能穿刺式计量装置

技术领域

本实用新型专利属于电能计量技术领域，尤其涉及一种便捷式智能穿刺式计量装置。

背景技术

电能计量装置是用于测量、记录发电量、供电量、厂用电量、线损电量和用户用电量的计量器具。在需要测量电压、电流的场合时，就会用到计量装置。其中计量装置中的电流互感器和电压互感器是最简单的检测元件，分别用于监测电力系统中的电压和电流，具有电气隔离和电压电流变换的作用。

目前国内低压线路的计量装置普遍采用的传统模式：电流互感器、电压互感器、低压电能表安装在一个整体的计量箱中。

现有的计量装置的体积较大，移动性较差，在布线后续再装时，需要很大的空间位置，而且在安装时需要切断电源，布线接线的操作过程也十分繁琐，造成了安装成本高、接入设备存在安全隐患等问题，无法满足数字电网对电能计量的需求。

实用新型内容

本申请提供了一种便捷式智能穿刺式计量装置，以解决体积较大，移动性较差，布线后续再装时，需要很大的空间位置，在安装时需要切断电源，布线接线的操作过程也十分繁琐，造成了安装成本高、接入设备存在安全隐患等问题。

本申请提供了一种便捷式智能穿刺式计量装置，包括：电流互感器、电压互感器和承载台；所述电流互感器包括：电流互感器外壳和电流互感器内壳，电流互感器外壳和电流互感器内壳是同心结构的圆形壳体，上方均有可扣合的开口；电流互感器外壳和电流互感器内壳之间对称设置有两个缠有感应线圈的C形状的左铁芯绕组和右铁芯绕组，左铁芯绕组和右铁芯绕组在电流互感器工作扣合时同步闭合形成封闭穿心环；所述电压互感器包括：垂直固定在承载台上的第一固定板和第二固定板；第一固定板和第二固定板分别设置有相互对应的贯通的第一穿刺孔和第二穿刺孔；第一固定板上的第一穿刺孔外侧设有第一穿刺绝缘手柄，第一固定板上的第一穿刺孔内侧设有与所述第一穿刺绝缘手柄连接的第一穿刺线夹；第二固定板上的第二穿刺孔外侧设有第二穿刺绝缘手柄，第二固定板上的第二穿刺孔内侧设有与所述第二穿刺绝缘手柄连接的第二穿刺线夹；所述承载台内部设置有智能终端；所述承载台设有与智能终端电连接的电流接口和电压接口；所述电流接口通过第一连接线与所述左铁芯绕组电连接；所述电流接口通过第二连接线与所述第一穿刺线夹电连接；所述第一穿刺线夹和第二穿刺线夹共线。

所述智能终端被配置为根据电流无感器和电压互感器反馈的电流信号和电压信号计算电量值，用于与云平台或终端进行数据交互。

所述实施例的智能终端包括采集模块、单片机、电源模块和NB-IOT模块；所述采集模块包括：电流采集模块和电压采集模块；电流采集模块被配置为收集电流接口的电流信号；电压采集模块被配置为收集电压接口的电压信号；将电流信号和电压信号输入至单片机，单片机根据输入的数据计算电量值并通过NB-IOT模块与云平台进行交互，将现场采集的电流电压数据通过网络上传至云平台，进行数据的存储和分析；所述电源模块为直流电源，为其他模块提供稳定的工作电量。

所述智能终端还包括蓝牙通信接口模块和指示灯模块；通过蓝牙通信接口将现场采集的电流电压数据以及单片机接收数据后计算的电量值信息上传至个人移动设备进行查看和交互；所述指示灯模块包括运行指示灯、通信指示灯。

本实用新型的一种实施例承载台上安装有限位滑槽，所述限位滑槽的一端与所述第一固定板滑动连接；第一固定板一侧设置有与所述限位滑槽转动连接的绝缘固定手柄，第二固定板固定在限位滑槽上；所述绝缘固定手柄通过旋转调节限位滑槽的位置来调节第二固定板沿水平方向的位置。

作为优选，所述第一固定板和第二固定板相向内侧为与电缆形状匹配的弧面。使得在第一固定板和第二固定板夹紧被测电缆时稳定性更高。

在本实用新型另一个具体的实施例中，所述第一穿刺孔和第二穿刺孔的内壁为内螺纹结构，所述第一穿刺线夹和第二穿刺线夹的外部设置有与内螺纹结构配合的外螺纹结构。

在本实用新型又一个具体的实施例中，所述第一穿刺线夹和第二穿刺线夹内部均装有密集梳状刀片，所述密集梳状刀片的刀尖垂直指向电缆线的方向。提高穿刺过程的工作效率。

因此，本实用新型一种便捷式智能穿刺式计量装置由电流互感器、电压互感器和带智能终端的承载台组成，结构十分简单。通过电流互感器测电流、电压互感器测电压并上传至智能终端进行网络交互。也可单独测量电流或电压。总结来说，本实用新型提供的技术方案具有以下优点：装置体积小，操作简单，可以直观看出电流电压的数据变化；安全性高，可以带电安装，节省停电安装造成的经济损失。

附图说明

图1一种便捷式智能穿刺计量装置整体结构示意图；

图2智能终端结构示意图。

图中：101-电流互感器外壳；102-电流互感器内壳；103-左铁芯绕组；104-右铁芯绕组；201-第一固定板；202-第二固定板；203-第一绝缘穿刺手柄；204-第二绝缘穿刺手柄；205-第一绝缘穿刺线夹；206-第二绝缘穿刺线夹；207-限位滑槽；208-固定绝缘手柄；301-电流接口；302-电压接口；303-第一连接线；304第二连接线。

具体实施方式

参见图1，图1为一种便捷式智能穿刺计量装置整体结构示意图。

由图1可知，本申请提供了一种便捷式智能穿刺式计量装置，包括：电流互感器、电压互感器和承载台；所述电流互感器包括：电流互感器外壳101和电流互感器内壳102，电流互感器外壳101和电流互感器内壳102是同心结构的圆形壳体，上方均有可扣合的开口；电流互感器外壳101和电流互感器内壳102之间对称设置有两个缠有感应线圈的C形状的左铁芯绕组103和右铁芯绕组104，左铁芯绕组103和右铁芯绕组104在电流互感器工作扣合时同步闭合形成封闭穿心环；所述电压互感器包括：垂直固定在承载台上的第一固定板201和第二固定板202；第一固定板201和第二固定板202分别设置有相互对应的贯通的第一穿刺孔和第二穿刺孔；第一固定板201上的第一穿刺孔外侧设有第一绝缘穿刺手柄203，第一固定板201上的第一穿刺孔内侧设有与所述第一绝缘穿刺手柄203连接的第一穿刺线夹205；第二固定板202上的第二穿刺孔外侧设有第二绝缘穿刺手柄204，第二固定板202上的第二穿刺孔内侧设有与所述第二绝缘穿刺手柄204连接的第二穿刺线夹206。

所述承载台内部设置有智能终端；所述承载台设有与智能终端电连接的电流接口301和电压接口302；所述电流接口301通过第一连接线303与所述左铁芯绕组103电连接；所述电压接口302通过第二连接线304与所述第一穿刺线夹205电连接；所述第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206共线。

所述智能终端被配置为根据电流互感器和电压互感器反馈的电流信号和电压信号计算电量值，用于与云平台或终端进行数据交互。

上述实施例在工作时分两部分进行。电流获取部分通过将电流互感器外壳101和电流互感器内壳102扣合，电流互感器外壳101和电流互感器内壳102之间对称设置的两个C形状的左铁芯绕组103和右铁芯绕组104也同时扣合形成封闭的穿心环。将被测电缆穿过封闭环放置在电流互感器内壳里，通过电磁感应原理，当电缆中有电流通过时，左铁芯绕组103和右铁芯绕组104会产生磁通量，磁通量会在左铁芯绕组103和右铁芯绕组104扣合形成的穿心环中的感应线圈上产生感应电流，所产生的感应电流通过连接在左铁芯绕组103上的第一连接线303上传至电流接口301再反馈给智能终端。

电压获取部分先通过移动承载台上的第二固定板202，将被测电缆固定在第一固定板201和第二固定板202之间，然后推动第一绝缘穿刺手柄203和第二绝缘穿刺手柄204，推动第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206从左右两端对被测电缆进行穿刺取电压，需要对所述取电压过程进行实时检测，实时检测第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206之间是否导通，如果第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206之间导通了，会将检测到的电压信号通过连接在第一穿刺线夹205上的第二连接线304上传至电压接口302再反馈给智能终端。

参见图2，图2为智能终端结构示意图。

由图2可知，所述智能终端包括采集模块、单片机、电源模块和NB-IOT模块；所述采集模块包括：电流采集模块和电压采集模块；电流采集模块被配置为收集电流接口301的电流信号；电压采集模块被配置为收集电压接口302的电压信号；将电流信号和电压信号输入至单片机，单片机根据输入的数据计算电量值并通过NB-IOT模块与云平台进行交互，将现场采集的电流电压数据通过网络上传至云平台，进行数据的存储和分析；所述电源模块为直流电源，为其他模块提供稳定的电源。

上述电流接口301在获取到感应电流信号之后再进一步反馈给智能终端的电流收集模块，通过单片机相应计算得到电缆实际通过的电流值；上述电压接口在获取电压信号反馈给智能终端的电压收集模块，通过单片机相应计算得到电缆实际的电压值。NB-IoT模块具备广覆盖、低功耗、低成本等优点。提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构，可以更加流畅迅速地将单片机计算后的电流值和电压值通过网络上传至云平台，进行数据的存储和分析。

进一步的，所述智能终端还包括蓝牙通信接口模块和指示灯模块；通过蓝牙通信接口将现场采集的电流电压数据以及单片机接收数据后计算的电量值信息上传至个人移动设备进行查看和交互，同时打开智能终端的蓝牙功能和个人移动设备的蓝牙功能，在个人设备的蓝牙列表里点击智能终端的蓝牙名称，在一定范围内进行配对连接，将所需要的电流数据和电压数据在个人移动设备上进行交互和分析。

更进一步的，所述指示灯模块包括运行指示灯、蓝牙连接指示灯、通信指示灯、电源指示灯等。本装置实施例在获取电压的过程中需要实时监测第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206是否刺穿被测电缆达成导通状态，当达成导通状态时，导通指示灯亮起。在启动蓝牙功能时，蓝牙指示灯亮起，为红色；当蓝牙与个人移动设备连接时，蓝牙指示灯为绿色。在NB-IOT模块通过网络上传电流信号和电压信号数据时，通信指示灯亮起并闪烁；上传结束，通信指示灯常亮。电源指示灯，电源模块为智能终端正常提供工作电源时常亮。指示灯模块起到工作过程的信息传递功能，通过指示灯的情况来判断计量装置的各项工作的完成情况或者连接情况。

所述承载台上安装有限位滑槽207，所述限位滑槽207的一端与所述第一固定板201滑动连接；第一固定板201一侧设置有与所述限位滑槽207转动连接的绝缘固定手柄208，第二固定板202固定在限位滑槽207上；所述绝缘固定手柄208通过旋转调节限位滑槽207的位置来调节第二固定板202沿水平方向的位置。沿顺时针旋转绝缘固定手柄208可以将第二固定板202沿水平方向向右移动；沿逆时针方向旋转绝缘固定手柄208可以将第二固定板202沿水平方向向左移动。在进行电压获取部分时，需要将电缆固定，然后调节第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206的位置进行刺穿获取电流。通过调节绝缘固定手柄208来调节限位滑槽的位置，更好地使第二固定板202和第一固定板201配合，以一个合适的力度来夹住被测电缆，相对传统的固定方式更为稳定。

进一步的，第一固定板201和第二固定板202相向内侧为与电缆形状匹配的半圆状弧面。使第一固定板201和第二固定板202在固定被测电缆时，内侧的半圆状弧面与被测电缆外圆周表面接触，增大第一固定板201和第二固定板202与被测电缆在固定时的接触面积，大大增强了固定被测电缆时的稳定性。

进一步的，所述第一穿刺孔和第二穿刺孔的内壁为内螺纹结构，所述第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206的外部设置有与内螺纹结构配合的外螺纹结构。通过顺时针/逆时针旋转第一绝缘穿刺手柄203，带动第一穿刺线夹205，和第一穿刺孔内壁的内螺纹配合，沿水平方向推进/后退；通过顺时针/逆时针旋转第二绝缘穿刺手柄204，带动第二穿刺线夹206，和第二穿刺孔内壁的内螺纹配合，沿水平方向推进/后退。

进一步的，所述第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206内部均装有密集梳状刀片，所述密集梳状刀片的刀尖垂直指向被测电缆的方向。本装置采用双刀片线夹，是由第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206从左右两端对被测电缆进行刺穿。所述第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206承载刀片的部分均采用可以塑性形变的板状橡胶材料，将梳状刀片固定到板状橡胶材料上。在将被测电缆固定好后，进行穿刺的过程前可以根据被测电缆的粗细调节板状橡胶材料的弯曲程度，使梳状刀片呈发散状或呈密集状，穿刺线夹上的每一个刀片都垂直指向被测电缆。在上述过程中，第一绝缘穿刺手柄203和第二绝缘穿刺手柄204同时顺时针转动时，第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206上的梳状刀片会高效地刺穿被测电缆外层，达成导通状态。因此具有作业线率高、提高刺穿线夹使用寿命的优点。

由上述技术方案得知，本申请提供一种便捷式智能穿刺式计量装置包括电流互感器、电压互感器和承载台。承载台内设有被配置为根据电流互感器和电压互感器反馈的电流信号和电压信号计算电量值，用于与云平台或终端进行数据交互的智能终端。本装置在工作时，将被测电缆放置在电流互感器内壳102内，将电流互感器外壳101和电流互感器内壳102扣合，电流互感器外壳101和电流互感器内壳102之间对称设置两个带有感应线圈的C形状的左铁芯绕组103和右铁芯绕组104，同步闭合形成穿心环，通过感应线圈产生的感应电流通过第一连接线303上传至智能终端的电流收集模块进行计算后，NB-IOT模块将计算后的电流值上传至云平台交互。被测电缆同时还被固定在第一固定板201和第二固定板202之间，通过第一绝缘穿刺手柄203和第二绝缘穿刺手柄204来分别控制第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206从被测电缆两端刺穿电缆外层，达成导通状态后将测得电压信号通过第二连接线304上传至智能终端的电压收集模块进行计算后，NB-IOT模块将计算后的电流值上传至云平台交互。第一固定板201和第二固定板202之间的固定方式可采用安装限位滑槽207，通过绝缘固定手柄208控制安装在限位滑槽207上的第二固定板202的位置来夹紧被测电缆。第一绝缘穿刺手柄203和第二绝缘穿刺手柄204可采用螺纹连接的方式控制第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206沿水平方向的移动；第一穿刺线夹205和第二穿刺线夹206可采用梳状刀片，承载刀片的部分采用可以塑性形变的板状橡胶材料，可调节板状橡胶材料弧度保证每一个刀片都垂直指向被测电缆，提高工作效率。与现有技术相比，本实用新型装置占用体积较小，操作简单方便，可以带电安装，减少停电安装造成的经济损失，能解决大部分现有技术在安装时存在的局限问题。

最后说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种便捷式智能穿刺式计量装置，包括：电流互感器、电压互感器和承载台；所述电流互感器包括：电流互感器外壳(101)和电流互感器内壳(102)，电流互感器外壳(101)和电流互感器内壳(102)是同心结构的圆形壳体，上方均有可扣合的开口；电流互感器外壳(101)和电流互感器内壳(102)之间对称设置有两个缠有感应线圈的C形状的左铁芯绕组(103)和右铁芯绕组(104)，左铁芯绕组(103)和右铁芯绕组(104)在电流互感器工作扣合时同步闭合形成封闭穿心环；所述电压互感器包括：垂直固定在承载台上的第一固定板(201)和第二固定板(202)；第一固定板(201)和第二固定板(202)分别设置有相互对应的贯通的第一穿刺孔和第二穿刺孔；第一固定板(201)上的第一穿刺孔外侧设有第一穿刺绝缘手柄(203)，第一固定板(201)上的第一穿刺孔内侧设有与所述第一穿刺绝缘手柄(203)连接的第一穿刺线夹(205)；第二固定板(202)上的第二穿刺孔外侧设有第二穿刺绝缘手柄(204)，第二固定板(202)上的第二穿刺孔内侧设有与所述第二穿刺绝缘手柄(204)连接的第二穿刺线夹(206)；所述承载台内部设置有智能终端；所述承载台设有与智能终端电连接的电流接口(301)和电压接口(302)；所述电流接口(301)通过第一连接线(303)与所述左铁芯绕组(103)电连接；所述电压接口(302)通过第二连接线(304)与所述第一穿刺线夹(205)电连接；所述第一穿刺线夹(205)和第二穿刺线夹(206)共线；

所述智能终端被配置为根据电流互感器和电压互感器反馈的电流信号和电压信号计算电量值，用于与云平台或终端进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：所述智能终端包括采集模块、单片机、电源模块和NB-IOT模块；所述采集模块包括：电流采集模块和电压采集模块；电流采集模块被配置为收集电流接口(301)的电流信号；电压采集模块被配置为收集电压接口(302)的电压信号；将电流信号和电压信号输入至单片机，单片机根据输入的数据计算电量值并通过NB-IOT模块与云平台进行交互，将现场采集的电流电压数据通过网络上传至云平台，进行数据的存储和分析；所述电源模块为直流电源，为其他模块提供稳定的电源。

3.根据权利要求2所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：所述智能终端还包括蓝牙通信接口模块和指示灯模块；通过蓝牙通信接口将现场采集的电流电压数据以及单片机接收数据后计算的电量值信息上传至个人移动设备进行查看和交互；所述指示灯模块包括运行指示灯、通信指示灯。

4.根据权利要求1所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：承载台上安装有限位滑槽(207)，所述限位滑槽(207)的一端与所述第一固定板(201)滑动连接；第一固定板(201)一侧设置有与所述限位滑槽(207)转动连接的绝缘固定手柄(208)，第二固定板(202)固定在限位滑槽(207)上；所述绝缘固定手柄(208)通过旋转调节限位滑槽(207)的位置来调节第二固定板(202)沿水平方向的位置。

5.根据权利要求4所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：所述第一固定板(201)和第二固定板(202)相向内侧为与电缆形状匹配的弧面。

6.根据权利要求1所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：所述第一穿刺孔和第二穿刺孔的内壁为内螺纹结构，所述第一穿刺线夹(205)和第二穿刺线夹(206)的外部设置有与内螺纹结构配合的外螺纹结构。

7.根据权利要求1所述的一种便捷式智能穿刺式计量装置，其特征在于：所述第一穿刺线夹(205)和第二穿刺线夹(206)内部均装有密集梳状刀片，所述密集梳状刀片的刀尖垂直指向电缆线的方向。

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