CN217505954U - 便携式电力检测装置和电力检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式电力检测装置和电力检测系统，所述装置包括：接口模块，包括多个第一互感器接口；采集模块，包括多个采集单元，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电本实用新型实施例能够实现即插即用、灵活方便，适用于多种供电方式，对电网侵入小，能够方便、安全、高效地实现电网的电力参数的采集。

Description

便携式电力检测装置和电力检测系统

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种便携式电力检测装置和电力检测系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，城市配电系统的不断改造更新，随着信息化、网络化和智能化的快速发展，对用电安全和稳定方面的要求越来越高。电力设备在运行中经常受电、热、机械等负荷作用，自然环境温度、湿度作用，及人为操作的影响，长期工作容易引起老化、过载等问题，以致发生危及的安全事故。电力设备状态监测的传统方法是经常性的人工巡视与定期预防性检修和实验。这种传统方法效率低，费时又费力，而且可能会对工作人员带来一定的危险性。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供了一种便携式电力检测装置，所述装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测，所述装置包括：

接口模块，包括多个第一互感器接口；

采集模块，可插拔地连接于所述接口模块，包括多个采集单元，用于采集电力参数，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；

传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；

串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；

其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电。

在一种可能的实施方式中，每个采集单元均包括开口式电流互感器，多个采集单元中的至少一个采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，所述取电夹和所述开口式电流互感器、或所述开口式电流互感器通过连接线与第二互感器接口连接，所述开口式电流互感器用于夹持在电线上获取采集电流、采集电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的采集电压、采集电压的相位信息。

在一种可能的实施方式中，所述装置包括多个信号处理模块，每个信号处理模块连接于相应的第一互感器接口，每个信号处理模块包括电压处理单元及电流处理单元，其中，

所述电压处理单元用于对所述采集电压进行电压转换，得到第一转换电压；

所述电流处理单元用于对所述采集电流进行放大及转换处理，得到第二转换电压。

在一种可能的实施方式中，所述电压处理单元包括保险丝、压敏电阻、第一电阻、变压器、第二电阻、第一电容，其中，

所述保险丝的第一端接入采集电压，所述保险丝的第二端连接于所述压敏电阻的第一端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接于所述变压器的原边绕组的第一端，所述压敏电阻的第二端连接于所述变压器的原边绕组的第二端及地，

所述变压器的次级绕组的第一端连接于所述第二电阻的第一端及所述第一电容的第一端，用于输出所述第一转换电压，

所述变压器的次级绕组的第二端连接于所述第二电阻的第二端及所述第一电容的第二端，用于接收参考电压。

在一种可能的实施方式中，所述电流处理单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容及运算放大器，其中，

所述第六电阻的第一端连接于所述第二电容的第一端、所述第七电阻的第一端，用于接收所述采集电流，所述第六电阻的第二端连接于所述第二电容的第二端、所述第八电阻的第一端及地，

所述第七电阻的第二端连接于所述第三电容的第一端、所述第九电阻的第一端及所述运算放大器的负向输入端，

所述第八电阻的第二端连接于所述运算放大器的正向输入端，

所述运算放大器的输出端连接于所述第三电容的第二端、所述第九电阻的第二端，用于输出所述第二转换电压。

在一种可能的实施方式中，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集单相电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集单相电的第二相线的参考电压、参考电压的相位信息。

在一种可能的实施方式中，所述采集模块包括第一采集单元、第二采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集三相三线电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集三相三线电的第三相线的参考电压、所述参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器用于采集三相三线电的第二相线的采集电流、第二相线的采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息。

在一种可能的实施方式中，所述采集模块包括第一采集单元、第二采集单元及第三采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集三相四线电的第四相线的参考电压、第四相线的参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第二相线的采集电流、第二相线的采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第三相线的采集电流、第三相线的采集电流的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第三相线的采集电压、第三相线的采集电压的相位信息。

在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：

总线

存储模块，连接于所述总线，用于存储所述电力参数；

按键模块，连接于所述总线，包括多个按键，各个按键被配置为响应于用户操作输出相应的控制指令；

信号指示模块，连接于所述总线，用于指示传输模块的信号强弱状态，并指示所述装置的工作状态；

其中，所述串行接口，连接于所述总线，还用于根据读写指令在所述存储模块读写数据，或接收调试指令，所述调试指令用于对所述装置进行调试。

根据本实用新型的一方面，提供了一种电力检测系统，所述系统包括：

所述的便携式电力检测装置；

通信组件，用于实现与所述的便携式电力检测装置的通信；

终端或服务器，包括数据库及处理组件，所述数据库用于存储所述便携式电力检测装置传来的电力参数，所述处理组件用于执行以下步骤至少一种：

根据电力参数进行能效诊断，得到诊断结果，所述诊断结果包括设备用电效率、用能方式、能耗等级、节能等级、能源消耗及用电行为的相关性的至少一种；

控制所述的便携式电力检测装置进行固件升级和/或参数校准；

对与所述的便携式电力检测装置连接的各个终端进行设备管理和/或，对登录所述的便携式电力检测装置的用户进行用户管理。

本实用新型实施例提供的便携式电力检测装置，所述装置包括：接口模块，包括多个第一互感器接口；采集模块，可插拔地连接于所述接口模块，包括多个采集单元，用于采集电力参数，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电，所属装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测。本实用新型实施例通过设置采集模块及接口模块的可插拔连接方式，能够实现即插即用、灵活方便，该装置可以进行多种供电方式的适配，应用范围广，可以将电力参数通过传输模块传输到外界，实现高效的信息传达、交互，并可以通过多种方式进行供电，本实用新型实施例通过电流互感器、取电夹进行电力参数的采集，对电网侵入小，能够方便、安全、高效地实现电网的电力参数的采集。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本实用新型。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于说明本实用新型的技术方案。

图1示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置。

图2示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置的示意图。

图3示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置的框图。

图4示出了对单相电进行电力参数采集的示意图。

图5示出了对三相三线电进行电力参数采集的示意图。

图6示出了对三相四线电进行电力参数采集的示意图。

图7示出了根据本实用新型一实施例的电压处理单元的示意图。

图8示出了根据本实用新型一实施例的电流处理单元的示意图。

图9示出了根据本实用新型一实施例的电力检测系统的框图。

图10示出了根据本实用新型一实施例的电力检测系统的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

既有建筑节能绿色化改造是建筑行业开展节能减排的最重要途径之一。我国既有建筑的面积比例超过了80％，而其中约有1/4建筑是2000年前建成的，是节能绿色化改造的重点，然而这部分建筑往往在建设时往往只有一块总电表、缺少能耗分项计量表(如对空调系统、照明和插座系统、生活热水系统、特殊用能系统等的单独计量)，一方面在运行过程中以及改造前将因缺少能耗分项计量数据而难以挖掘节能改造潜力所在，另一方面即使想通过改造增加智能的能耗分项计量设备，也往往需要对原电气系统进行较大改造、成本很高。

结合背景技术的描述，相关技术方案对电网(如建筑中的电网)的状态进行检测效率低、危险性高，例如，相关技术通常采用电表进行电网的能耗监控，通常需要人工到现场抄录，效率低，费时又费力，而且可能会对工作人员带来一定的危险性，并且，相关技术中的电表灵活性较差，无法适应复杂多变的用电环境，也无法对多种供电方式的电网进行检测，例如，相关技术中的电表只能监测单相电、三相三线制电或者三相四线制电的一种，极大地制约了使用场景。

本实用新型实施例提供的便携式电力检测装置，所述装置包括：接口模块，包括多个第一互感器接口；采集模块，可插拔地连接于所述接口模块，包括多个采集单元，用于采集电力参数，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电，所属装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测。

本实用新型实施例通过设置采集模块及接口模块的可插拔连接方式，能够实现即插即用、灵活方便，该装置可以进行多种供电方式的适配，应用范围广，可以将电力参数通过传输模块传输到外界，实现高效的信息传达、交互，并可以通过多种方式进行供电，本实用新型实施例通过电流互感器、取电夹进行电力参数的采集，对电网侵入小，能够方便、安全、高效地实现电网的电力参数的采集。

请参阅图1，图1示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置。

所述装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测，如图1所示，所述装置包括：

接口模块10，包括多个第一互感器接口110；

采集模块20，可插拔地连接于所述接口模块10，包括多个采集单元210，用于采集电力参数，各个采集单元210包括电流互感器2110和/或取电夹2120，所述电流互感器包括至少一根刺针2111，所述取电夹包括至少一根刺针2121，所述电流互感器2110、所述取电夹2120用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器2110用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元210通过所述第一互感器接口110输出采集的电力参数；

传输模块30，连接于所述接口模块10，用于传输电力参数；

串行接口90，所述串行接口90用于传输所述电力参数；

其中，所述第一互感器接口110或所述串行接口90还用于为所述装置供电。

本实用新型实施例的便携式电力检测装置的各个模块均可以通过多种实现方式实现，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的方式实现各个模块，只要各个模块能够实现其功能即可，对此，本实用新型实施例不做限定，下面对各个模块的可能实现方式进行示例性介绍。

本实用新型实施例的电网的供电方式可以包括多种，例如，电网的供电方式例如可以包括单相两线制、三相三线制、三相四线制、三相五线制等的任意一种，其中，单相两线制可以提供单相电(Single-phase Electric Power)，是指相线(俗称火线)和一根零线构成的电能输送形式，必要时会有第三根线(地线)，用来防止触电；三相交流电是电能的一种输送形式，简称为三相电。三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源，三相交流电的供电方式包括三相三线制、三相四线制、三相五线制的任意一种，其中，三相三线制(Three-phase three-wire System)是星形接法中性点不接地和角型接法的，一般高压供电采用三相三线制，三相四线制是星形接法中性点接地的，在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A，B，C三相，另一条是中性线N(区别于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条称为火线，另一条称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下中性线是无电流的)，故称三相四线制。三相五线制是指A、B、C、N和PE线，其中，PE线是保护地线，也叫安全线，是专门用于接到诸如设备外壳等保证用电安全之用的。其中，低压系统多采用三相四线制与三相五线制，应该说明的是，因为三相五线制的PE线不具有传输电能的作用，因此本实用新型实施例中三相五线制的用法，与三相四线制用法相同，本实用新型实施三相四线制所描述的实施方式也适用于三相五线制，即三相五线制也在本实用新型权利要求保护范围之内。以上对供电方式的介绍是示例性的，不应视为是对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例可以通过一个便携式电力检测装置对多种相制、线制的电网进行电力检测，提高了灵活性、适应性，降低了电力检测的成本。

本实用新型实施例的传输模块，可以包括通信组件，通信组件例如可以基于通信标准的无线网络建立，如WiFi，2G或3G，或它们的组合，也可以基于窄带物联网(NarrowBand Internet of Things,NBIoT)通信技术。在一个示例性实施例中，通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。本实用新型实施例通过所述传输模块，例如，通过NBIoT无线模块，可以自动连接到外部的终端、服务器，以将检测得到的电力参数传输到终端、服务器，存储到数据库中，本实用新型实施例可自动联网，即插即用，可快速便捷安装部署，实现长期建筑能耗的监测。示例性的，终端设备可以是用户设备(User Equipment，UE)、移动设备、用户终端、终端、手持设备、计算设备或者车载设备等，示例性的，一些终端的举例为：手机(Mobile Phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(Mobile Internetdevice，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、增强现实(Augmentedreality，AR)设备、工业控制(Industrial Control)中的无线终端、无人驾驶(Selfdriving)中的无线终端、远程手术(Remote medical Surgery)中的无线终端、智能电网(Smart Grid)中的无线终端、运输安全(Transportation Safety)中的无线终端、智慧城市(Smart City)中的无线终端、智慧家庭(Smart Home)中的无线终端、车联网中的无线终端等。例如，服务器可以是本地服务器，也可以是云服务器。

本实用新型实施例还可以包括控制模块，以进行装置的启动、关闭、采集过程的控制等操作，本实用新型实施例对控制模块的实现方式不做限定，对控制模块的功能不做限定，示例性的，本实用新型实施例的控制模块可以包括处理组件，在一个示例中，处理组件包括但不限于单独的处理器，或者分立元器件，或者处理器与分立元器件的组合。所述处理器可以包括电子设备中具有执行指令功能的控制器，所述处理器可以按任何适当的方式实现，例如，被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。在所述处理器内部，可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行所述可执行指令，以实现在检测到所述采集模块与所述接口模块连接的情况下，根据所述采集模块与所述接口模块中第一互感器接口的连接关系确定采集模块连接的电网的供电方式，所述供电方式包括供电的相制及线制；根据确定的供电方式，控制所述采集模块采集电力参数；控制所述传输模块传输所述电力参数。本实用新型实施可以采用低功耗单片机以降低功耗。

本实用新型实施例对接口模块10中第一互感器接口110的数目不做限定，示例性的，接口模块10中第一互感器接口110的数目可以为3个或3个以上(当然，在一些示例中，也可以设置为1个或两个)，同样，本实用新型实施例对采集模块中采集单元210的数目不做限定，对每个采集单元中电流互感器、取电夹的可能实现方式不做限定，示例性的，电流互感器可以包括开口式电流互感器(下面以开口式电流互感器进行示例性介绍)，取电夹可以包括刺针及夹持部，刺针可以固定设置在夹持部上，夹持部用于与电线固定，本实用新型实施例可以通过刺针刺穿电线的绝缘层，以采集电力参数，值得说明的是，本实用新型实施例采用带刺针的取电夹对电网的电力参数进行采集，不需对电网进行改动，且采用的刺针的直径较小，因此对电网的侵入较小，不会对电网造成损害，当然，在其他的实施方式中，本领域技术人员可以采用其他方式采集电力参数(如电压、相位等)。

请参阅图2，图2示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置的示意图。

在一个示例中，如图2所示，所述便携式电力检测装置包括3个第一互感器接口(L1/L2/L3)。

请参阅图3，图3示出了根据本实用新型一实施例的便携式电力检测装置的框图。

在一种可能的实施方式中，每个采集单元210均可以包括开口式电流互感器2110，多个采集单元210中的至少一个采集单元210的开口式电流互感器2110集成有取电夹2120，例如，假设采集模块20包括3个采集单元，其中两个采集单元可以仅包括电流互感器2110，另一个采集单元可以包括集成有取电夹2120的电流互感器2110。

在一个示例中，所述取电夹2120和所述开口式电流互感器2110、或所述开口式电流互感器2110通过连接线与第二互感器接口2130连接，所述第二互感器接口2130可插拔地连接于所述第一互感器接口110，所述开口式电流互感器2110用于夹持在电线上获取采集电流、采集电流的相位信息，所述刺针(包括电流互感器的刺针、取电夹的刺针)用于刺穿电线以采集电线上的采集电压、采集电压的相位信息。

下面对各种供电方式的电力参数的采集进行示例性介绍。

请参阅图4，图4示出了对单相电进行电力参数采集的示意图。

在一种可能的实施方式中，所述采集模块20包括第一采集单元210，如图4所示，所述第一采集单元210的开口式电流互感器2110集成有取电夹2120，其中，所述第一采集单元210的开口式电流互感器2110用于采集单相电的第一相线(L线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第一采集单元210的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元210的取电夹2120的刺针用于采集单相电的第二相线(N线)的采集电压、及采集电压相位信息。

请参阅图5，图5示出了对三相三线电进行电力参数采集的示意图。

在一种可能的实施方式中，所述采集模块20包括第一采集单元、第二采集单元，如图5所示，所述第一采集单元的开口式电流互感器2110集成有取电夹2120，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器2110用于采集三相三线电的第一相线(A相线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集三相三线电的第三相线(C相线)的参考电压、所述参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器2110用于采集三相三线电的第二相线(B相线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息。

请参阅图6，图6示出了对三相四线电进行电力参数采集的示意图。

在一种可能的实施方式中，所述采集模块20包括第一采集单元、第二采集单元及第三采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器2110集成有取电夹2120，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器2110用于采集三相四线电的第一相线(A线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹2120的刺针用于采集三相四线电的第四相线(N线)的参考电压、第四相线的参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器2110用于采集三相四线电的第二相线(B线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器2110用于采集三相四线电的第三相线(C线)的采集电流、采集电流的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第三相线的采集电压、第三相线的采集电压的相位信息。

下面对采集模块20的可能实现方式进行示例性介绍。

在一种可能的实施方式中，如图3所示，所述装置包括多个信号处理模块50，每个信号处理模块50连接于相应的第一互感器接口110，每个信号处理模块50包括电压处理单元510及电流处理单元520，其中，

所述电压处理单元510用于对所述采集电压进行电压转换，得到第一转换电压Vout1；

所述电流处理单元520用于对所述采集电流进行放大及转换处理(由电流转换为电压的处理)，得到第二转换电压Vout2。

当然，电压处理单元510除进行电压转换外，还可以包括其他的功能，例如，进行电压保护、电流保护、滤波等，对此，本实用新型实施例不做限定，同理电流处理单元520也可以具有其他的功能，这些功能本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的实现方式实现。

请参阅图7，图7示出了根据本实用新型一实施例的电压处理单元的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图7所示，所述电压处理单元510包括保险丝FUSE、压敏电阻RVD、第一电阻R1、变压器T1、第二电阻R2、第一电容C1，其中，

所述保险丝FUSE的第一端接入采集电压(Vin+)，所述保险丝FUSE的第二端连接于所述压敏电阻RVD的第一端及所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接于所述变压器T1的原边绕组的第一端，所述压敏电阻RVD的第二端连接于所述变压器T1的原边绕组的第二端及地(Vin-)，

所述变压器T1的次级绕组的第一端连接于所述第二电阻R2的第一端及所述第一电容C1的第一端，用于输出所述第一转换电压Vout1，

所述变压器T1的次级绕组的第二端连接于所述第二电阻R2的第二端及所述第一电容C1的第二端，用于接收参考电压Vref。

示例性的，图7中的Vin-端子对应于单相电的N相零线，三相三线制电的C相线，三相四线制电的N相中性线。此Vin-信号端子，可作为三种不同线制的通用信号接口，提高了通用性。

示例性的，电网可以为市电，本实用新型实施例可以采集市电的采集电压，对于市电的电压信号转换与采集，当利用采集单元采集到采集电压时，采集电压经过保险丝FUSE以及压敏电阻RVD后，进入变压器T1的原边绕组，将市电转换为低压交流电，低压交流电经过RC滤波(R2&C1)，其一侧接入参考电平Vref，另一侧输出第一转换电压Vout1。

当然，以上对电压处理单元的介绍是示例性的，在其他的实施方式中，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用其他的方式先电压处理单元，对此，本实用新型实施例不做限定。

请参阅图8，图8示出了根据本实用新型一实施例的电流处理单元的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图8所示，所述电流处理单元520包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2、第三电容C3及运算放大器Amp，其中，

所述第六电阻R6的第一端连接于所述第二电容C2的第一端、所述第七电阻R7的第一端，用于接收所述采集电流(Iin+)，所述第六电阻R6的第二端连接于所述第二电容C2的第二端、所述第八电阻R8的第一端及地，

所述第七电阻R7的第二端连接于所述第三电容C3的第一端、所述第九电阻R9的第一端及所述运算放大器Amp的负向输入端，

所述第八电阻R8的第二端连接于所述运算放大器Amp的正向输入端，

所述运算放大器Amp的输出端连接于所述第三电容C3的第二端、所述第九电阻R9的第二端，用于输出所述第二转换电压Vout2。

示例性的，本实用新型实施例可以对市电的电流信号进行采集及转换，通过采集单元采集到电线的电流信号后，由于电流互感器自身输出4～20mA直流电，其正负极经过RC滤波(R6&C2)之后，电流信号的正极输入运算放大器的负极，电流信号的负极输入运算放大器的正极并经过电阻R7、R9后，电流信号转换为第二转换电压并放大输出。

当然，以上对电流处理单元的介绍是示例性的，在其他的实施方式中，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用其他的方式先电流处理单元，对此，本实用新型实施例不做限定。

本实用新型实施例的便携式电力检测装置还可以包括其他的模块，以实现其他的功能，下面进行示例性介绍。

在一种可能的实施方式中，如图3所示，所述装置还可以包括：

总线40，实现各个模块之间的通信；

存储模块60，连接于所述总线40，用于存储所述电力参数；

按键模块70，连接于所述总线40，包括多个按键，各个按键被配置为响应于用户操作输出相应的控制指令；

信号指示模块80，连接于所述总线40，用于指示传输模块30的信号强弱状态，并指示所述装置的工作状态；

串行接口90，连接于所述总线40，用于根据读写指令在所述存储模块读写数据，或接收调试指令对所述装置进行调试。

示例性的，本实用新型实施例的存储模块60可以包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、可编程只读存储器(PROM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。示例性的，存储模块可以为SD(Secure Digital Memory Card/SDcard，安全数码卡)存储卡，其中，SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性。本实用新型实施例通过在装置中设置存储模块，使得装置可以将采集到的电力参数存储到存储模块中，即使因网络故障导致装置无法连接到服务器或终端，本实用新型实施例也可以将数据保存。

本实用新型实施例的按键模块70可以包括多个按键，例如开关机ON/OFF按键等。

本实用新型实施例的信号指示模块80可以包括多个指示灯，指示灯可以显示多种不同的颜色，指示灯可以包括LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、LED(LightEmitting Diode，发光二极管)、MiniLED(Mini Light Emitting Diode，迷你发光二极管)、MicroLED(Micro Light Emitting Diode，微发光二极管)、OLED(Organic Light-EmittingDiode,有机发光二极管)的任意一种或多种。

示例性的，以开关机按键为例，当按下按键，可开启或停止装置的能耗参数测量。示例性的，当设备为停止测量状态时，按下按键，设备启动测量，双色LED从红色转为绿色；当设备处于测量进行状态时，按下按键，设备停止测量，双色LED从绿色转为红色。

示例性的，信号指示模块还可以包括指示网络强度的信号指示灯，例如可以采用单色LED指示灯作为信号强度指示，当设备未联网，只有一个LED灯点亮且闪烁；当设备联网且信号越强，LED点亮的数量越多；当设备联网但信号较弱，LED点亮的数量越少。

本实用新型实施例的串行接口，例如可以包括USB接口，本实用新型实施例可以通过USB接口为装置供电(当然，也可以通过第一互感器接口为装置供电，或内置电池、适配器等方式为装置供电)，一方面通过L1互感器给终端供电，减少了安装的成本并简化复杂度，另一方面，通过USB供电，则可以方便开发工程师调试测试。示例性的，本实用新型实施还可以通过USB接口直接读取SD卡数据，使用USB数据线连接装置至PC电脑，由PC电脑端上位机软件即可直接读取SD卡中数据，无需额外的SD卡阅读器，节约了成本。

本实用新型实施例的便携式电力检测装置上可以设置二维码，用于进行用户登录，以建立用户与装置的连接，使得用户可以读取装置中的数据或对装置进行控制，当然，用户登录的方式是多种多样的，本实用新型实施例不做限定，示例性的，用户一方面可扫描设备铭牌上二维码登录，另一方面可远程登录，两种便捷的方式登录系统查看浏览数据，并通过智能终端APP与网页端给设备下发对应的控制命令，包括修改采样周期、校准参数、控制与所述装置距离较近且已经网络连接的空调、风机、灯光等设备。此外，终端或服务器对监测数据进行分析与处理，通过智能终端APP与网页远程展示，并为用户推介合适的节能减排优化建议与方案，当然，本实用新型实施例对数据的具体分析、处理过程不做限定，对节能减排优化建议与方案具体形式、内容不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用相关技术实现。

本实用新型实施例的便携式电力检测装置，可以适用于监测单相、三相三线制、三相四线制等多种市电电网的电压、电流、有功功率以及监测时段的功耗的实时状态等电力参数，自动识别接入的电网的供电方式，且装置的有功功率范围0～500kW，能够应用于多种场合，采集单元中的电流互感器采用开口式带取电夹，即插即用，方便使用者便捷的采集并监测电网系统或子用电设备的电压、电流及能耗情况，不会对已有的电网线路产生改动，对电网侵入性小，在使用上是友好且便捷的，可以通过无线传输，将数据传输至数据库云端；还可将采集到的数据进行本地存储，存储的数量累计可达数年，基于PC端的上位机软件，可实现设备的固件更新、数据下载、参数校准等功能，并可以进行OTA远程固件升级。

本实用新型实施例可很方便地应用于既有居住和公共建筑的各子系统分项能耗的实时、长期监测计量，并可按需增补、即插即用，分析出建筑内各时段、各区域、各单元、各设备的效率、用能方式、节能等级等具体状态，逐点、逐系统诊断高能耗设备和系统，据此可评估出建筑节能运行策略或节能绿色化改造方案，并通过反馈系统控制相关电力系统、通风空调系统、锅炉系统等，节约能源消费及减少运营成本，达到碳减排、碳中和的目标。

请参阅图9，图9示出了根据本实用新型一实施例的电力检测系统的框图。

如图9所示，所述系统可以包括：

所述的便携式电力检测装置1；

通信组件2，用于实现与所述的便携式电力检测装置的通信；

终端或服务器3，包括数据库，所述数据库用于存储所述便携式电力检测装置传来的电力参数。

当然，终端或服务器3还可以包括其他的组件，实现其他功能，例如还可以包括处理组件，所述处理组件用于执行以下步骤至少一种：

根据电力参数进行能效诊断，得到诊断结果，所述诊断结果包括设备用电效率、用能方式、能耗等级、节能等级、能源消耗及用电行为的相关性的至少一种；

控制所述的便携式电力检测装置进行固件升级和/或参数校准；

对与所述的便携式电力检测装置连接的各个终端进行设备管理和/或，对登录所述的便携式电力检测装置的用户进行用户管理。

本实用新型实施例提供的便携式电力检测装置，所述装置包括：接口模块，包括多个第一互感器接口；采集模块，可插拔地连接于所述接口模块，包括多个采集单元，用于采集电力参数，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电，所属装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测。本实用新型实施例通过设置采集模块及接口模块的可插拔连接方式，能够实现即插即用、灵活方便，该装置可以进行多种供电方式的适配，应用范围广，可以将电力参数通过传输模块传输到外界，实现高效的信息传达、交互，并可以通过多种方式进行供电，本实用新型实施例通过电流互感器、取电夹进行电力参数的采集，对电网侵入小，能够方便、安全、高效地实现电网的电力参数的采集。请参阅图10，图10示出了根据本实用新型一实施例的电力检测系统的示意图。

示例性的，如图10所示，数据库中可以存储电力参数，用户可以通过智能终端APP、网页、数据分析与统计平台等获取数据库中的电力参数，或直接操作服务器获取电力参数，以根据电力参数进行能效诊断，得到诊断结果，所述诊断结果包括设备用电效率、用能方式、能耗等级、节能等级、能源消耗及用电行为的相关性的至少一种，也可以控制所述的便携式电力检测装置进行固件升级和/或参数校准；并可以对与所述的便携式电力检测装置连接的各个终端(如终端设备1～N)进行设备管理和/或，对登录所述的便携式电力检测装置的用户进行用户管理。

本实用新型实施例对能效诊断的具体方式、具体项目不做限定，领域技术人员可以根据实际情况及需要结合相关技术实现，示例性的，当所述装置将采集到的数据传至云端，终端或服务器可以实时获取被监测电网(如目标建筑中的电网)各时段的能耗数据参数，结合行为学等相关应用，从中发现能源消耗与行为的相关性，进而对能效进行诊断，针对相关高耗能行为进行相关改进，再进行对比研究，从而提高能源使用效率。

本实用新型实施例对固件升级的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要结合相关技术实现，例如，终端或服务器可以将待升级固件通过通信组件下发到装置中，并控制装置进行固件升级。

如前所述，本实用新型实施例的用户可以通过终端、服务器利用通信组件远程登录所述装置，以查看浏览数据，并通过智能终端APP与网页端给设备下发对应的控制命令，包括修改采样周期、校准参数、控制与所述装置距离较近且已经网络连接的空调、风机、灯光等设备，以进行设备管理，对于具体的用户管理方式，本实用新型实施例不做限定，示例性的，可以进行用户的增加、删除、权限的调整等。

以上对服务器或终端的功能介绍是示例性的，在其他的实施方式中，还可以具有其他的功能，例如还可以下发对时报文到装置进行对时等，对此，本实用新型实施例不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要添加功能。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种便携式电力检测装置，其特征在于，所述装置用于对单相电、三相三线电、三相四线电、三相五线电的任意一种的电力参数进行检测，所述装置包括：

接口模块，包括多个第一互感器接口；

采集模块，可插拔地连接于所述接口模块，包括多个采集单元，用于采集电力参数，各个采集单元包括电流互感器和/或取电夹，所述电流互感器及所述取电夹均包括刺针，所述电流互感器、所述取电夹用于采集电力参数，其中，所述电力参数包括电流、电压、电流的相位信息、电压的相位信息，所述电流互感器用于采集电流、电流的相位信息，所述刺针用于刺穿电线以采集电线上的电压、电压的相位信息，各个采集单元通过所述第一互感器接口输出采集的电力参数；

传输模块，连接于所述接口模块，用于传输电力参数；

串行接口，所述串行接口用于传输所述电力参数；

其中，所述第一互感器接口或所述串行接口还用于为所述装置供电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个采集单元均包括开口式电流互感器，多个采集单元中的至少一个采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，所述取电夹和所述开口式电流互感器、或所述开口式电流互感器通过连接线与第二互感器接口连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个信号处理模块，每个信号处理模块连接于相应的第一互感器接口，每个信号处理模块包括电压处理单元及电流处理单元，其中，

所述电压处理单元用于对采集到的电压进行电压转换，得到第一转换电压；

所述电流处理单元用于对采集到的电流进行放大及转换处理，得到第二转换电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压处理单元包括保险丝、压敏电阻、第一电阻、变压器、第二电阻、第一电容，其中，

所述保险丝的第一端接入采集电压，所述保险丝的第二端连接于所述压敏电阻的第一端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接于所述变压器的原边绕组的第一端，所述压敏电阻的第二端连接于所述变压器的原边绕组的第二端及地，

所述变压器的次级绕组的第一端连接于所述第二电阻的第一端及所述第一电容的第一端，用于输出所述第一转换电压，

所述变压器的次级绕组的第二端连接于所述第二电阻的第二端及所述第一电容的第二端，用于接收参考电压。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流处理单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容及运算放大器，其中，

所述第六电阻的第一端连接于所述第二电容的第一端、所述第七电阻的第一端，用于接收采集到的电流，所述第六电阻的第二端连接于所述第二电容的第二端、所述第八电阻的第一端及地，

所述第七电阻的第二端连接于所述第三电容的第一端、所述第九电阻的第一端及所述运算放大器的负向输入端，

所述第八电阻的第二端连接于所述运算放大器的正向输入端，

所述运算放大器的输出端连接于所述第三电容的第二端、所述第九电阻的第二端，用于输出所述第二转换电压。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括第一采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集单相电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集单相电的第二相线的参考电压、参考电压的相位信息。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括第一采集单元、第二采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集三相三线电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集三相三线电的第三相线的参考电压、所述参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器用于采集三相三线电的第二相线的采集电流、第二相线的采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括第一采集单元、第二采集单元及第三采集单元，所述第一采集单元的开口式电流互感器集成有取电夹，其中，所述第一采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第一相线的采集电流、第一相线的采集电流的相位信息，所述第一采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集所述第一相线的采集电压及所述第一相线的采集电压的相位信息，所述第一采集单元的取电夹的刺针用于采集三相四线电的第四相线的参考电压、第四相线的参考电压的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第二相线的采集电流、第二相线的采集电流的相位信息，所述第二采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第二相线的采集电压、第二相线的采集电压的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器用于采集三相四线电的第三相线的采集电流、第三相线的采集电流的相位信息，所述第三采集单元的开口式电流互感器的刺针用于采集第三相线的采集电压、第三相线的采集电压的相位信息。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

总线，

存储模块，连接于所述总线，用于存储所述电力参数；

按键模块，连接于所述总线，包括多个按键，各个按键被配置为响应于用户操作输出相应的控制指令；

信号指示模块，连接于所述总线，用于指示传输模块的信号强弱状态，并指示所述装置的工作状态；

其中，所述串行接口，连接于所述总线，还用于根据读写指令在所述存储模块读写数据，或接收调试指令，所述调试指令用于对所述装置进行调试。

10.一种电力检测系统，其特征在于，所述系统包括：

如权利要求1-9任一项所述的便携式电力检测装置；

通信组件，用于实现与所述的便携式电力检测装置的通信；

终端或服务器，包括数据库，所述数据库用于存储所述便携式电力检测装置传来的电力参数。

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