EA020980B1 - Модульный измеритель величины потребляемого потока - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к модульному измерителю величины потребляемого потока. Он содержит базовый модуль (MS), обеспечивающий соединение между распределительными линиями потока и линиями питания абонента, оборудованный средством сопряжения с измерительным модулем (ICC); и измерительный модуль (МС), оборудованный средством сопряжения для присоединения к указанному базовому модулю (MS) через вышеуказанное средство сопряжения с измерительным модулем (ICC). Электрические компоненты (FNI) постоянного характера установлены в базовом модуле, а электронные компоненты (FI) непостоянного характера установлены в измерительном модуле (МС). Изобретение может применяться в измерителях потока и, в частности, в электрических счётчиках.

Description

Изобретение относится к измерителям величины потребляемого потока, при этом понятие потока охватывает бытовые и/или промышленные потоки.

Вышеупомянутые потоки включают в себя, в частности, воду, газ и электричество, в такой степени, насколько это относится к бытовым потокам, к которым должны быть добавлены промышленные топливные потоки и потоки промышленных газов.

В настоящее время модернизация и улучшение надёжности измерительных систем находится в главном фокусе исследовательских и конструкторских работ во всех промышленных странах.

В частности, важнейшая задача соответствующей работы относится к применению новых услуг, прямо связанных с измерением и, в более широком смысле, с энергосбережением.

Более того, главной задачей вышеупомянутых новых услуг является уменьшение работ, требующихся в помещениях абонента, благодаря применению централизованного управления и функционирования каждого измерителя величины потребления.

Например, во Франции распределение только одного такого потока, как электричество, включает в себя приблизительно 34 млн измерительных точек.

Более того, родственной задачей централизованного управления и работы подобного типа является рационализация и унификация инструментов против мошенничества, которые сами управляются централизованным образом, чтобы уменьшить строгий минимум физической работы, требуемой на каждой измерительной точке, в результате чего количество видов физической работы может быть, таким образом, уменьшено до единственного вида, сводящегося только к простой и несложной замене только одних измерительных элементов.

Самые сложные измерители величины потребляемого потока, в частности те, которые применяются для измерения распределения электричества, - это электронные измерители, содержащие все или некоторые из следующих узлов: датчик напряжения, датчик тока, размыкающий узел, метрологические цепи предварительной обработки, обработка, подвод электропитания, дисплей, телекоммуникационный интерфейс, вспомогательная клавиатура или нажимные кнопки, внешний интерфейс датчиков.

В частности, интерфейсы связи подключаются к коммутируемой телефонной сети общего пользования ΡδΤΝ, оптоволоконной сети, радиосети, сети, осуществляющей связь по линиям электросети (РЬС - ро\УСгПпс соттишсайопз пс1\уогк). или другой сети, в зависимости от доступности этих сетей.

В области измерения потребления электроэнергии существует два семейства электрических счётчиков: промышленные электрические счётчики, в которых такие физические параметры, как напряжение и ток, измеряются с помощью датчиков, являющихся внешними по отношению к счётчикам, и бытовые электрические счётчики, в которых соответствующие датчики расположены внутри электрического счётчика, при этом потребляемый абонентом электрический ток полностью проходит через счётчик.

В случае использования бытовых электрических счётчиков с подключённым трёхфазным питанием, во Франции ниже 36 кВА, ограничения по нагреву, следовательно, являются более жесткими. Фактически, ввод кабеля через электрическую распределительную сеть, перед электрическим счётчиком, и вывод кабеля к бытовому прибору, после электрического счётчика, непосредственно подсоединяются к цепям электрического счётчика.

Клеммные колодки, имеющие винтовые крепления, обеспечивают механическую устойчивость и электрическое соединение.

Производный вариант бытового электрического счётчика появился позднее в виде сменного электрического счётчика.

Этот тип электрического счётчика содержит две части: базовую часть, объединяющую все соединения к силовым кабелям и каналы связи, и измерительную часть, оборудованную определенными силовыми и коммуникационными интерфейсами, которые подсоединяются к базовой части с помощью штекера электропитания. Вышеупомянутая часть имеет все другие узлы электрического счётчика, например датчики, компонент для расчета потребленной энергии, дисплей и т.д. Электрический счётчик этого типа показан на фиг. 1а.

Сменный электрический счётчик позволяет заменить измерительную часть, не затрагивая сетевые кабели и кабели, ведущие к абоненту.

Однако вся электроэнергия, измеренная измерительной частью, проходит через эту измерительную часть, как и в том случае, когда используется традиционный электронный электрический счётчик.

Функции, выполняемые измерительной частью сменного электрического счётчика, показаны на фиг. 1Ь.

Хотя сменные электрические счётчики обеспечивают стандартизацию распределительных точек потока электроэнергии благодаря применению унифицированной базовой части, что дает значительный выигрыш с точки зрения технического обслуживания и логистики и позволяет избежать частой работы с кабелями, в то же время минимизируя риски нагрева, поскольку базовая часть устанавливается раз и навсегда, сменная часть является, однако, источником реальных недостатков.

Первый недостаток состоит в размерах клемм сменной части, которые должны быть способны обеспечить пропускание максимальной мощности, предусмотренной для абонента. Такая маршрутизация электрического тока, который может достигать значения 90 А, требует применения системы контактов в

- 1 020980 базовой части, обеспечивающей достаточный обхват штыревых контактов счетчика. Чем плотнее обхват, тем сильнее механическое воздействие, т.е. износ в результате трения при ручной вставке или извлечении штыревых контактов. Это ограничение требует усиления механической конструкции, особенно в случае трёхфазного электрического счётчика, в котором количество силовых вводов и выводов в два раза больше. Вышеупомянутые механические технические требования к штыревым контактам являются затратными и препятствуют установке этого вида электрического счётчика на щитки с существующими электрическими счётчиками, которые не приспособлены для этой цели.

Второй недостаток связан с безопасностью. Сменный электрический счётчик ЕСЕВ1, используемый во Франции, должен устанавливаться с устройством для обнаружения и препятствования отсоединения измерительной части неуполномоченными третьими лицами, поскольку риск поражения от электрического удара является значительным. Эту функцию в настоящий момент выполняет простой опечатанный винт.

Опыт, имеющийся во Франции, показал, что главной причиной неисправности традиционных электронных счётчиков величины потребляемого электричества и сменных электрических счётчиков является неисправность электронных компонентов. В 80% случаев сюда попадают компоненты, относящиеся к питанию, дисплею, а также компоненты защиты.

И, наконец, заявка на патент И8 2004/070517 описывает электронный счётчик электроэнергии, в котором предлагается разделение цепей на силовые цепи и цепи, которые с большой вероятностью будут заменены. Однако все последние цепи объединены в едином корпусе.

Задачей настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков, описанных для традиционного и сменного электронных счётчиков электроэнергии, и в более общем плане, измерителей потока.

Другой задачей настоящего изобретения является применение нового типа измерителя: модульного измерителя, позволяющего выполнять широкий спектр услуг, связанных с измерителями, в частности, осуществлять неограничивающим образом дистанционное управление:

дистанционное считывание показаний измерителя через сеть связи; программирование в измерителе новых тарифов; изменение параметров измерителя;

прерывание подачи электропитания; сбор информации;

управление безопасностью передач между каждым измерителем и пунктом централизованного управления и функционирования;

управление мерами безопасности против мошеннических действий.

Модульный измеритель величины потребляемого потока абонентом, являющийся объектом изобретения, характеризуется тем, что он включает в себя, по меньшей мере, базовый модуль, обеспечивающий конфигурирование подключения адаптируемой подачи потока для обеспечения подключения линий распределения потока и питающих линий для оборудования абонента, причём этот базовый модуль оборудован средством сопряжения с измерительным модулем. Кроме того, этот объект изобретения характеризуется тем, что он включает в себя измерительный модуль, оборудованный средством сопряжения с базовым модулем через средство сопряжения с измерительным модулем, и тем, что все электрические компоненты, осуществляющие неинтеллектуальные функции постоянного характера, установлены в базовом модуле, а все электронные компоненты, осуществляющие интеллектуальные функции непостоянного характера, установлены в измерительном модуле.

Модульный электрический счётчик, который является объектом изобретения, в случае его применения для измерения потребления электроэнергии также характеризуется тем, что дополнительно содержит модуль для сопоставления функций базового модуля и измерительного модуля, причём этот модуль сопоставления обеспечивает во время подключения измерительного модуля к базовому модулю выполнение, по меньшей мере, функции проверки соответствия значений тока и напряжения, подаваемых базовым модулем, значениям тока и напряжения, абонированным, запрошенным и измеренным измерительным модулем в соответствии с параметрами оборудования абонента.

Вышеупомянутый модульный измеритель, который является объектом изобретения, дополнительно характеризуется тем, что модуль сопоставления включает в себя программу автоматической проверки для компонентов базового модуля, непосредственно выполняемую микроконтроллером.

Согласно другому характерному аспекту модульного измерителя, который является объектом изобретения, программа автоматической проверки выполняется при условии успешной аутентификации измерительного модуля по отношению к базовому модулю или наоборот.

Согласно другому особенно характерному аспекту модульного электрического счётчика, который является объектом изобретения, измерительный модуль, установленный с помощью его вставки в базовый модуль, дополнительно содержит опечатанный фиксирующий винт, чтобы фиксировать измерительный модуль в базовом модуле, и средства обнаружения доступа к опечатанному фиксирующему винту, позволяющие управлять компонентами отключения в базовом модуле.

Этот модульный измеритель, который является объектом изобретения, может применяться не толь- 2 020980 ко для электрических счётчиков, но, в более общем плане, и наиболее распространенным измерителям потока.

Изобретение будет более понятно после прочтения описания и изучения приведённых ниже чертежей, на которых помимо фиг. 1а и 1Ь, относящихся к существующему уровню техники:

фиг. 2а показывает в качестве иллюстрации модульный измеритель согласно объекту настоящего изобретения;

фиг. 2Ь и 2с показывают в качестве иллюстрации распределение функций между базовым модулем и измерительным модулем соответственно согласно первому и второму вариантам;

фиг. 3а показывает в качестве иллюстрации предпочтительный неограничивающий вариант осуществления базового модуля для однофазного и/или трёхфазного электрического счётчика;

фиг. 3Ь показывает в качестве иллюстрации выполнение компонентов базового модуля для однофазного электрического счётчика;

фиг. 3с показывает в качестве иллюстрации выполнение компонентов базового модуля для трёхфазного электрического счётчика;

фиг. 4а показывает схему установки соединительных клемм средства сопряжения с измерительным модулем для базового модуля однофазного или трёхфазного модульного электрического счётчика;

фиг. 4Ь показывает назначение соединительных клемм на схеме соединительных клемм, показанных на фиг. 4а;

фиг. 4с показывает в качестве иллюстрации общий аспект измерительного модуля для однофазного или трёхфазного модульного электрического счётчика;

фиг. 5 показывает в качестве иллюстрации функциональную схему в виде блок-схемы модуля сопоставления функций базового модуля и измерительного модуля;

фиг. 6а показывает схему, иллюстрирующую средства для обнаружения повреждения пломб и доступа к фиксирующему винту измерительного модуля;

фиг. 6Ь показывает в качестве иллюстрации режим работы модуля обнаружения мошеннических действий в случае несанкционированного снятия базового модуля;

фиг. 6с и 66 показывают предпочтительный вариант осуществления средства идентификации базового модуля измерительным модулем, позволяющего предотвратить мошенническую замену согласованного измерительного модуля измерительным модулем стороннего производителя.

Сейчас будет представлено более подробное описание модульного измерителя величины потребляемого потока абонентом согласно объекту настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 2а и последующие.

На вышеупомянутой фиг. 2а обозначено, что модульный измеритель, являющийся объектом изобретения, содержит, по меньшей мере, базовый модуль, обозначенный Μδ, позволяющий приспособить конфигурацию соединений точки доставки потока для обеспечения соединение линий сети распределения потока и линий питания оборудования абонента.

Кроме того, как показано на фиг. 2Ь, базовый модуль Μδ снабжен средством сопряжения с измерительным модулем, обозначенным 1СС.

Кроме того, модульный измеритель, являющийся объектом изобретения, включает в себя измерительный модуль, обозначенный МС, снабженный средством сопряжения с базовым модулем Μδ, при этом вышеупомянутое средство сопряжения обозначено ΙΜδ на фиг. 2Ь.

В частности, понятно, что подключение измерительного модуля МС к базовому модулю Μδ устанавливается через вышеупомянутое средство сопряжения с измерительным модулем 1СС, установленное в базовом модуле Μδ.

Согласно различным особенно предпочтительным характеристикам модульного измерителя величины потребляемого потока, который является объектом изобретения, все электрические компоненты, осуществляющие неинтеллектуальные функции постоянного характера, обозначенные ΡΝΙ, установлены в базовом модуле Μδ, а все электронные компоненты, осуществляющие интеллектуальные функции непостоянного характера, обозначенные ΡΙ, установлены в измерительном модуле МС. Таким образом, со ссылкой на фиг. 2а и 2Ь становится понятным, что базовый модуль Μδ позволяет адаптировать механическую конфигурацию точки подачи энергии или потока к любому новому измерительному модулю.

Базовый модуль Μδ является необходимым для адаптации всех потенциальных типов измерительных щитков. Он позволяет осуществить соединение между линиями питающей сети и распределительными линиями абонента.

И наоборот, измерительный модуль МС может быть оснащён интеллектуальными функциями ΡΙ.

Таким образом, согласно объекту изобретения неинтеллектуальные функции и те из них, которые имеют наименьшее изменение свойств в результате старения, объединены в базовом модуле, в то время как все изменяемые функции объединены в вышеупомянутом измерительном модуле МС. Зная, что электронные компоненты быстро устаревают, базовый модуль практически их не содержит или содержит в небольшом количестве. И наоборот, измерительный модуль с модульными характеристиками имеет хорошую взаимозаменяемость. Фактически, он содержит все пассивные или активные электронные компоненты измерительной системы.

- 3 020980

В частности, как показано на фиг. 2Ь, компоненты, осуществляющие функции постоянного характера, и поэтому не являющимися интеллектуальными функциями, включают в себя, по меньшей мере, датчики тока, обозначенные 1ш8, датчики напряжения, обозначенные 2ш§, размыкающие компоненты 3ш8, цепи подключения напряжения, обозначенные 4ш§, и модули связи или физические каналы передачи данных, обозначенные 5ш§, например, подключенному абоненту или организации, осуществляющей распределение потоков. Все вышеупомянутые компоненты позволяют осуществлять упомянутые ранее неинтеллектуальные функции, обозначенные ΡΝΙ.

И наоборот, как показано на фиг. 2Ь, компоненты, осуществляющие функции непостоянного характера, включают в себя, по меньшей мере, компоненты предварительной обработки измеренных данных, обозначенные 1тс, компоненты питания электроники 2т, компоненты для обработки микроконтроллером или микропроцессором, обозначенные 3тс, и компоненты сетевой связи, обозначенные 4тс.

Кроме того, как показано на фиг. 2Ь, для такого вида потока, как электрический ток, базовый модуль МЗ выполнен с возможностью обеспечения подключения к измерительному щитку. Средство сопряжения с измерительным модулем 1СС в этом случае содержит специализированный электрический разъём, обозначенный СЗРтк, а средство сопряжения с базовым модулем ΙΜ8, установленное в измерительном модуле МС, аналогичным образом содержит другой специализированный разъём, обозначенный СЗРтс. Измерительный модуль МС подключается к базовому модулю М8 с помощью простого вставления разъёма СЗРтс в специализированный электрический разъём СЗРтк.

Согласно неограничивающему варианту выполнения модульного измерителя величины потребляемого потока в соответствии с изобретением, как показано на фиг. 2с, компонент предварительной обработки измеренных данных, обозначенный 1тс, как показано на фиг. 2а, может быть, наоборот, интегрирован в базовый модуль МЗ по причине удобства при изготовлении и выполнении модульного измерителя расхода потока, который является объектом изобретения.

Сейчас будет представлено описание базового модуля МЗ со ссылкой на фиг. 3а-3с.

Как показано на фиг. 3а, базовый модуль МЗ содержит, по существу, два элемента: установочную плату, несущую на себе функциональные средства и компоненты базового модуля и обозначенную РТЗ, и лицевую пластину СВ с разъемом, которая в большей или меньшей степени закрывает установочную плату.

Базовый модуль МЗ, показанный на фиг. 3а, соответственно, содержит на лицевой пластине СВ с разъемом область, зарезервированную для измерительного модуля и обозначенную 2МС, фиксирующие винты для лицевой пластины СВ с разъемом, обозначенные УС, резьбовое отверстие для прикрепления измерительного модуля, обозначенное ВН, и, разумеется, специализированный разъём СЗРтк, служащий в качестве средства сопряжения с измерительным модулем, обозначенный 1СС. Модуль дополнительно содержит в лицевой пластине СВ с разъемом резьбовое отверстие для прикрепления измерительного модуля, если последний был установлен с помощью его вставки в специализированный разъём СЗРтк.

В общем случае базовый модуль МЗ, как показано на фиг. 3а, в большей или меньшей степени идентичен для измерения электроэнергии однофазного или трёхфазного тока. В частности, понятно, что различие, связанное подачей электроэнергии однофазного или трёхфазного тока, приводит просто к различию в размерах платы РТЗ.

В частности, понятно, что модульный измеритель величины потребляемого потока, который является объектом изобретения, в том случае, если поток является электрическим током, является особенно предпочтительным, поскольку он, фактически, позволяет согласовывать все точки подачи. Действительно, например, во Франции однофазный ток составляет около 80% измеряемого тока, а трёхфазный ток составляет около 20% измеряемого тока. Эта разнородность оборудования приводит к увеличению приборов и процедур, таким образом увеличивая стоимость технического обслуживания для поставщика электроэнергии.

И наоборот, модульный измеритель величины потребляемого потока, который является объектом изобретения, содержит базовый модуль для однофазного подключения и базовый модуль для трёхфазного подключения, которые являются идентичными, не считая разницы в размерах, как было показано ранее, при этом средства сопряжения между измерительным модулем и вышеупомянутыми базовыми модулями являются в большей или меньшей степени идентичными, так как они используют одинаковый специализированный разъём.

Таким образом, измерительный модуль, составляющий интеллектуальную часть и реализующий интеллектуальные функции ΡΙ, может быть присоединён к обоим базовым модулям. Таким образом, модульный измеритель, который является объектом изобретения, позволяет использовать единый тип измерителя по всей территории, независимо от типа соединения, т.е. однофазного или трёхфазного.

Сейчас будет представлено подробное описание работы базового модуля МЗ со ссылкой на фиг. 3Ь и 3с. В целом на них показано, что установочная плата, обозначенная РТЗ, содержит саму установочную плату, выполненную из синтетического материала; соединительные клеммы для силовых кабелей;

соединительные клеммы для интерфейсов, таких как сухой контакт (реле), интерфейсы для постав- 4 020980 щика, интерфейсы для потребителя; датчики напряжения и тока; размыкающий компонент;

разъём, обеспечивающий средство сопряжения для работы с измерительным модулем, как упоминалось выше.

Лицевая пластина СВ с разъемом закрывает практически всю установочную плату ΡΤδ. Она предпочтительно выполнена из синтетического материала и крепится с помощью двух фиксирующих винтов УС, устанавливающих механическое соединение с платой.

Лицевая пластина СВ с разъемом снабжена окном, позволяющим видеть специализированный разъём С8Рш8, когда лицевая пластина находится на своём месте. Выше лицевой пластины СВ с разъемом может быть расположена технологическая дверца, чтобы абонент мог получить доступ к клеммам сухого контакта и интерфейса для потребителя, без необходимости удалять защитную пластину СВ.

Предпочтительный режим установки компонентов, осуществляющих функции базового модуля Μδ для однофазного соединения, будет сейчас описан со ссылкой на фиг. 3Ь, показанную со снятой лицевой пластиной СВ с разъемом.

Штырьки р, показанные на схеме фиг. 3Ь, связанные с каждым из компонентов, обозначают места электрического соединения со специализированным разъёмом СδРт8 на лицевой поверхности базового модуля Μδ, как показано на фиг. 3а. Чтобы не перегружать чертёж, показанный на фиг. 3Ь, вышеупомянутый специализированный разъём не показан.

На вышеупомянутой фиг. 3Ь ссылки обозначают:

II: датчик тока на фазе 1, 2 контакта;

и 1: точка измерения потенциала на фазе 1 на стороне распределительной сети, 1 контакт;

Ν: точка измерения нейтрального потенциала на фазе 1, находится на стороне установки потребителя, 1 контакт;

и'1: точка измерения потенциала на фазе 1, находится на стороне установки потребителя, 1 контакт;

ОС: размыкающий компонент, 2 контакта;

Сδ: сухой контакт, 2 контакта;

ТС: интерфейс связи для потребителя, 2 контакта;

ТО: интерфейс связи для поставщика, 2 контакта.

Фиг. 3с показывает аналогичную установку компонентов для трёхфазного измерения.

Аналогичные ссылочные позиции обозначают те же элементы, что и в случае фиг. 3Ь. Позиции с 11 по 13 обозначают датчики тока на фазах 1, 2 и 3; с Ш по И3 обозначают точки измерения потенциала на фазах 1, 2 и 3 до счетчика; с и'1 по и'3 обозначают точки измерения потенциала на фазах 1, 2 и 3 после счетчика.

Сейчас будет представлено более подробное описание специализированного разъёма СδРт8, составляющего средство сопряжения с измерительным модулем 1СС, прикреплённое к базовому модулю Μδ, со ссылками на фиг. 4а и 4Ь.

На фиг. 4а показано, что вышеупомянутый специализированный разъём СδРт8 содержит материальную конструкцию, которая в большей или меньшей степени одинакова для однофазного измерения и для трёхфазного измерения.

В частности, вышеупомянутый специализированный разъём разделён на множество функциональных участков, как показано на чертеже, например, участок или часть напряжения, участок или часть тока, участок или часть управления, а также участок или часть, относящаяся к средствам защиты от мошенничества.

Каждый из вышеупомянутых участков содержит определённое количество соединительных клемм, функция которых описана ниже со ссылкой на фиг. 4Ь, для частного случая однофазного измерения.

На фиг. 4Ь участок или часть напряжения содержит нейтральную клемму Ν, две верхние клеммы, обозначенные Ш и и'1, относящиеся к соединению вышеупомянутых разъёмов напряжения до и после счетчика. Четыре дополнительные клеммы NС не присоединяются в случае однофазного измерения.

Участок или часть тока содержит две соединительные клеммы, обозначенные 11, соответствующие измерению тока. Другая пара соединительных клемм вышеупомянутого участка, обозначенная N0 не присоединяется в случае однофазного измерения.

Участок или часть управления и связи содержит две клеммы управления размыкающим компонентом, обозначенные ОС, две клеммы интерфейса связи для поставщика, обозначенные ТО, две клеммы интерфейса связи для потребителя, обозначенные ТС, и две соединительные клеммы сухого контакта, обозначенные Сδ.

Участок системы защиты от мошенничества содержит технологическую дверцу ТСО, через которую проходит механический блок управления для защиты от мошенничества, который будет описан позже в этом описании. Этот участок дополнительно содержит две клеммы управления защитой от мошенничества.

Понятно, что для специализированного разъёма СδРт8 в случае трёхфазного измерения, неприсоединённые клеммы, обозначенные N0 предназначаются для других фаз 2 и 3.

- 5 020980

Наконец, измерительный модуль МС показан на фиг. 4с. На задней поверхности (не показана) этот модуль имеет разъём С8Ртс, позволяющий произвести соединение со специализированным разъёмом С8Рщ8, установленным в базовом модуле Μδ, для однофазного или для трёхфазного измерения.

На передней поверхности, как показано на фиг. 4с, измерительный модуль предпочтительно снабжен технологической дверцей, обеспечивающей доступ к винту, который прикрепляет измерительный модуль МС к базовому модулю Μδ. Вышеупомянутая технологическая дверца обозначена НН на фиг. 4с. Вышеупомянутая технологическая дверца закрывается винтом δδ, приспособленным для применения пломбы традиционного типа.

На передней поверхности измерительного модуля устанавливается жидкокристаллический дисплей, обозначенный Όυ. Нажимные кнопки, обозначенные ВР, также представленные на передней поверхности, позволяют пользователю выбирать данные, которые должны отображаться дисплеем Όυ.

Кроме того, расположенный на передней поверхности оптический интерфейс или порт оптической связи, обозначенный ОР, позволяет конфигурировать измерительный модуль на месте с помощью интерфейса оптической связи.

После установки измерительного модуля МС он автоматически определяет, к какому базовому модулю, однофазному или трёхфазному, он присоединён, с помощью измерения наличия напряжения между нейтральным выводом и различными фазами. Затем выбирается работа измерительного модуля, в соответствии с наличием соответственно однофазного или трёхфазного напряжения.

В одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения модульный измеритель величины потребляемого потока, который является объектом настоящего изобретения, также содержит модуль для сопоставления функций базового модуля Μδ и измерительного модуля МС.

После присоединения измерительного модуля МС к базовому модулю Μδ модуль сопоставления запускает выполнение по меньшей мере одной функции, чтобы проверить соответствие значений тока и напряжения, подаваемых базовым модулем, значениям тока и напряжения, абонированным, запрошенным и измеренным измерительным модулем МС, в соответствии с параметрами оборудования абонента.

Должно быть понятно, в частности, в предпочтительном, неограничивающем варианте осуществления изобретения, что вышеупомянутый модуль сопоставления предпочтительно устанавливается в модуле предварительной обработки измеренных данных, обозначенном, соответственно, 1тс на фиг. 2Ь и 1тс8 на фиг. 2с.

В предпочтительном неограничивающем варианте осуществления изобретения модуль сопоставления ΑΜ обеспечивает, в особенно предпочтительном способе, осуществление функции аутентификации измерительного модуля МС на базе параметров аутентификации, касающихся поставщика потока, оборудования абонента, правомерности работы оборудования и/или изменения или замены измерительного модуля МС.

Для этой цели модуль сопоставления ΑΜ предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, точный размер датчиков и компонентов, которые включены в состав базового модуля Μδ.

И наконец, модуль сопоставления ΑΜ предпочтительно включает в себя запоминающее устройство, позволяющее сохранять множество параметров, таких как параметры для коррекции всех компонентов, содержащихся в базовом модуле Μδ, а также для аутентификации оборудования абонента и/или организации, являющейся поставщиком потока.

В предпочтительном неограничивающем варианте осуществления изобретения модуль сравнения дополнительно включает в себя программу для автоматической проверки компонентов базового модуля Μδ, причём эта программа может выполняться непосредственно микроконтроллером или микропроцессором, как приводилось ранее в этом описании.

Архитектура модуля сопоставления ΑΜ будет сейчас описана более подробно со ссылкой на фиг. 5. Вышеупомянутая архитектура описана в предпочтительном варианте, когда модуль ΑΜ сопоставления установлен в модуле предварительной обработки измеренных данных, обозначенном соответственно 1тс на фиг. 2Ь.

В этом случае модуль ΑΜ сопоставления обозначается 1тс1 и содержит модуль 10 проверки, модуль 11 для аутентификации, постоянное запоминающее устройство, например, такого типа как ПЗУ (ΚΟΜ), и программируемое запоминающее устройство, например такое, как электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство ЭСППЗУ (ΕΕΡΚΟΜ).

Модуль 10 обеспечивает выполнение функции проверки значений тока и напряжения, подаваемых базовым модулем, через микропроцессор или микроконтроллер, обозначенный как 3тс на фиг. 2Ь.

Модуль 11 обеспечивает выполнение операции аутентификации измерительного модуля МС на базе параметров аутентификации, относящихся к поставщику потока, оборудования абонента, правомерности работы оборудования и/или изменения или замены измерительного модуля. В частности, понятно, что вышеупомянутая операция аутентификации осуществляется ранее описанным микропроцессором. Она может заключаться в операции верификации в качестве параметров характерных признаков, объединяющих все вышеупомянутые параметры.

В предпочтительном, неограничивающем варианте осуществления изобретения показано, что программа автоматической проверки выполняется при условии успешной аутентификации измерительного

- 6 020980 модуля МС по отношению к базовому модулю Μδ или наоборот. В частности, понятно, что представление об успешной аутентификации измерительного модуля по отношению к базовому модулю, или наоборот, базового модуля по отношению к измерительному модулю, может быть осуществлено через сравнение параметров, хранящихся или в энергонезависимом программируемом запоминающем устройстве 13, или в постоянном запоминающем устройстве 12, например, такого типа, как ПЗУ (КОМ). Точный размер датчиков и компонентов, включённых в состав базового модуля Μδ, также может храниться в вышеупомянутом постоянном запоминающем устройстве, благодаря имеющемуся у него свойству постоянности.

И наоборот, параметры, касающиеся оборудования абонента, правомерности работы оборудования и/или изменения или замены измерительного модуля, могут сохраняться в энергонезависимом программируемом запоминающем устройстве 13 и могут обновляться в соответствии с требованиями поставщика потока, причём вышеуказанная операция, очевидно, может быть выполнена дистанционно из уполномоченного центра управления. Эти операции могут быть выполнены в случае изменения, например, условий контракта на оказание услуг. Операция обновления может быть выполнена благодаря соединению каждого измерительного модуля и/или базового модуля с уполномоченным центром управления через предназначенную для этого сеть, через сеть, осуществляющую связь по линиям электросети (РЬС - ротесгПпс соттишсайопк пс1\уогк). или сеть, поддерживающую другие физические архитектуры.

Модульный измеритель величины потребляемого потока, который является объектом изобретения, также оборудован системой защиты от мошенничества, которая, если более точно, предназначена для выявления мошенничества.

В общем случае наиболее распространенные типы мошенничества включают в себя следующее: нарушение пломб доступа к винту, прикрепляющему измерительный модуль МС; снятие измерительного модуля МС при отсутствии полномочий или санкции от поставщика потока; замена измерительного модуля МС, соответствующего базовому модулю, измерительным модулем, взятым от другого базового модуля, и поэтому несоответствующему ему.

Фиг. 6а показывает в целях иллюстрации прикреплённое к модульному измерителю, который является объектом изобретения, средство, позволяющее обнаружить нарушение пломбы, установленной на опечатанном винте δδ, а также несанкционированное открывание технологической дверцы, обеспечивающей доступ к фиксирующему винту УМС измерительного модуля МС, установленного на базовом модуле Μδ.

Как показано на фиг. 6а, опечатанный винт, обозначенный δδ, позволяет блокировать открывание технологической дверцы, обеспечивающей доступ к фиксирующему винту. Эта блокировка выполняется, например, в четверть оборота. Кулачок, обозначенный САМ, приводится в действие непосредственно от вышеупомянутого винта с регулируемым вращением и позволяет контактору, обозначенному СТ, определять фактическое положение опечатанного винта δδ.

Изменение положения от закрытого к открытому состоянию в этом случае санкционировано только тогда, когда измерительный модуль МС ранее принял разрешение для такого действия, причём вышеуказанное разрешение передавалось, например, или через оптический порт ОР связи, или через сеть с помощью центра управления поставщика потока.

В частности, если перед приведением в действие опечатанного фиксирующего винта технологической дверцы измерительный модуль МС не принял информацию, относящуюся к такому действию, то тогда он приступает к обнаружению изменения положения опечатанного винта δδ через кулачок САМ и контактор СТ, а затем приступает к управлению открыванием размыкающего компонента ОС, представленного в базовом модуле. Затем на дисплее ЭИ может быть отображено сообщение нарушение пломбы пожалуйста, свяжитесь с вашим консультантом по вопросам потребления. Электрооборудование абонента, действия которого в этом случае считаются мошенническими, в дальнейшем не обеспечивается электропитанием.

И наоборот, если измерительный модуль МС принял команду для допуска к опечатанному винту δδ и фиксирующему винту измерительного модуля МС через локальные порты оптической связи или через сеть, то измерительный модуль разрешает отключение размыкающего компонента в случае изменения положения опечатанного винта. Этот случай может, например, иметь место во время проведения технического обслуживания измерительного модуля МС. Измерительный модуль МС, таким образом, может быть заменён без приостановки подачи электричества соответствующему абоненту.

Кроме того, если измерительный модуль принял информацию, разрешающую изменение положения опечатанного винта, то санкционирование этого изменения положения винта может продолжаться в течение заданного промежутка времени, например, порядка одной минуты. После окончания этого периода любое изменение положения автоматически приводит к активизации размыкающего компонента ОС, представленного в базовом модуле Μδ.

Фиг. 6Ь показывает режим работы устройства для обнаружения снятия измерительного модуля при отсутствии разрешения.

В общем случае, протыкание технологической дверцы, обеспечивающей доступ к фиксирующему винту, без манипуляций с опечатанным винтом δδ, не может быть полностью исключено. В этом случае

- 7 020980 измерительный модуль может быть отсоединён и подача электроэнергия абоненту может поддерживаться мошенническим образом.

Для того чтобы избежать этого вида мошенничества, предусмотрено соответствующее устройство для обнаружения мошенничества в специализированном разъёме С8Рт§, при этом оно основывается на том же самом принципе, который применяется к фиксирующему винту.

Как показано на фиг. 6Ь, специализированный разъём С8Рт§ в этом случае содержит вилочную часть разъёма, расположенную на задней стороне измерительного модуля, и розеточную часть разъёма С8Р1П5. расположенную на базовом модуле М8.

Фиг. 6Ь показывает вид спереди участка системы защиты от мошенничества специализированного разъёма С8Рт§, содержащего технологическую дверцу ТСО и соединительные штыри или контакты х1, х2, позволяющие знать положение контакта системы защиты от мошенничества.

Фиг. 6Ь также содержит вид в разрезе розеточной части специализированного разъёма С8Ртз в отсутствие вилочной части, и вышеупомянутую розеточную часть с присутствующей в ней соответствующей вилочной части.

Устройство, позволяющее обнаружить начало манипуляций по снятию измерительного модуля МС, установлено на вышеупомянутой розеточной части, показанной на фиг. 6Ь. Это устройство содержит металлическую контактную пластинку ЬМ с двухпозиционным контактом:

в состоянии покоя измерительный модуль МС не подсоединён к базовому модулю М8, что показано розеточной части без присутствия вилочной части;

в рабочем, или установочном положении, измерительный модуль МС вставлен в базовый модуль

М8.

Измерительный модуль МС снабжен пластмассовым штырьком, обозначенным ТР и расположенным на штырьковой части измерительного модуля. Когда измерительный модуль МС вставлен в базовый модуль, пластиковый штырёк ТР размыкает контакт металлической контактной пластинки ЬМ, которая переходит в разомкнутое положение, при этом цепь обнаружения положения пластинки является нормально разомкнутой. Фактическое положение самой металлической контактной пластинки затем поступает на два контакта разъёма, что позволяет отслеживать положение металлической пластинки, при этом контакты обозначены как х 1 и х2 на фиг. 6Ь.

В случае несанкционированного снятия измерительного модуля МС производится изменение состояния через переход из разомкнутого состояния в замкнутое состояние металлической контактной пластинки ЬМ перед полным отсоединением штырьков специализированного разъёма С8Рт§.

Размыкающий компонент ОС в базовом модуле М8 в этом случае приводится в действие, если измерительный модуль не получал разрешения, например, или через порты ОР локальной связи, или через сеть.

Измерительный модуль МС способен обнаружить начало манипуляций мошеннического удаления вышеуказанного модуля. Для этой цели расстояние раскрытия металлической контактной пластинки ЬМ, т.е., по существу, расстояние а выступающей за пределы технологической дверцы ТСО части пластикового штыря ТР, как показано на фиг. 6Ь, существенно меньше, чем длина вставляемой части контактных клемм, обозначенная Ь, т.е. клемм х1 и х2 разъёма, что позволяет определять положение металлической контактной пластинки ЬМ.

Измерительный модуль МС способен в этом случае управлять размыканием размыкающего компонента ОС до того, как произойдет полное отсоединение.

И наконец, модульный измеритель, который является объектом изобретения, и в частности, средства защиты от мошенничества вышеуказанного электрического счётчика, включает в себя устройство для обнаружения несанкционированной подмены измерительного модуля.

Вышеупомянутое устройство предотвращает замену абонентом или третьим лицом соответственного измерительного модуля другим несоответственным измерительным модулем.

В целом устройство этого типа применяет идентификацию базового модуля М8 с помощью измерительного модуля МС, который является специально предназначенным или одобренным поставщиком потока.

Кроме того, согласно заслуживающей внимания характеристике модульного измерителя, который является объектом изобретения, вышеупомянутая идентификация может быть сделана взаимной для одновременной идентификации соответственного измерительного модуля МС базовым модулем М8. Такой процесс, в частности, может быть выполнен в рамках процесса аутентификации, приведённого ранее в этом описании, в частности, неограничивающим образом в варианте осуществления, показанном на фиг. 2Ь или 2с, где модуль АМ аутентификации, соответствующий модулю 1тс или 1тс8, показанный на фиг. 5, позволяет осуществить вышеупомянутую взаимную аутентификацию.

В предпочтительном, неограничивающем варианте осуществления изобретения вышеупомянутый процесс аутентификации может быть выполнен на основе считывания штрих-кода, как показано на фиг. 6с, или с помощью чипа ΚΡΊΌ (Кабю Ртециепсу Иепййсайоп - радиочастотная идентификация), как показано на фиг. 66.

- 8 020980

В этом случае измерительный модуль может быть запрограммирован на постоянное считывание или штрих-кода или чипа радиочастотной аутентификации (ΚΡΙΌ), который может быть предпочтительно расположен поблизости от специализированного разъёма С8Рш8 на лицевой пластине СВ с разъемом.

Вышеупомянутый штрих-код может быть нанесён с помощью лазера на синтетическом материале для кодирования определенного номера. Маркировка этого типа является нестираемой. Измерительный модуль МС снабжен считывателем штрих-кода, установленным на поверхности, противоположной лицевой пластине СВ с разъемами, и после вставления модуля считывает вышеупомянутый кодированный номер с заданной частотой, а также при каждом включении питания.

То же самое используется и для чипа радиочастотной аутентификации (ΚΡΙΌ), показанного на фиг. бб, который может быть интегрирован в материал лицевой пластины СВ с разъемом. Вышеупомянутый чип является невидимым и содержит уникальный кодированный номер. В этом решении считыватель штрих-кода заменён считывателем чипа радиочастотной аутентификации на поверхности, противоположной лицевой пластине с разъемом.

В таком случае понятно, что значение считываемого кодированного номера можно сравнить в измерительном модуле МС или, в частности, в согласующем модуле АМ с помощью микропроцессора, при этом каждое значение сохраняется или в постоянном запоминающем устройстве 12, или в программируемом запоминающем устройстве 13 под контролем поставщика потока.

Модульный электрический счётчик, который является объектом изобретения, представляет архитектуру, отличающуюся большой оригинальностью с точки зрения его материальной конструкции и его функционального конструктивного исполнения, связанного с материальной конструкцией. В результате использования вышеупомянутой архитектуры фактическое время для замены измерительного модуля электрического счётчика уполномоченным персоналом может быть уменьшено до значения, составляющего менее 5 мин, вместо имеющейся сейчас продолжительности порядка 30 мин, которое при доле отказов электронных электрических счётчиков, установленных во Франции, в 0,4% в год, составляет годовую экономию на рабочей силе, занятой техническим обслуживанием от 3 до 5 млн евро.

Кроме того, вышеупомянутая архитектура примечательна тем, что она позволяет устранить вышеописанную основную часть попыток мошенничества.

Вышеупомянутая архитектура примечательна тем, что она позволяет заменить электрический счётчик без отключения электрического оборудования и подачи электроэнергии к абонентам, в то же время улучшая уровень безопасности, обеспечивая автоматическую приостановку электропитания, если пломба опечатанного винта несанкционированно удалена, причём это разрешение на удаление является программируемым, или локально, или дистанционно из центра, имеющего сервер, управляемого поставщиком потока, приостановку электропитания, если измерительный модуль несанкционированно снят, приостановку электропитания, если измерительный модуль несанкционированно заменён другим, несоответственным измерительным модулем.

И наконец, вышеупомянутая архитектура также примечательна тем, что она позволяет улучшить размещение, эксплуатацию, а также техническое обслуживание всего ассортимента электрических счётчиков за счёт унификации всех электрических соединений или соединений для распределения потока в помещения абонентов, в то же время гарантируя высокий уровень защиты и обеспечивая управление ассортиментом электрических счётчиков.

Claims (14)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Модульный измеритель величины потребляемого абонентом потока воды, электроэнергии, газа или топлива, характеризующийся тем, что он, по меньшей мере, содержит базовый модуль (М§), выполненный с возможностью адаптировать конфигурацию соединения точки подачи потока для обеспечения соединения линий распределения потока с линиями питания оборудования абонента, при этом указанный базовый модуль (М§) оборудован средством сопряжения (1СС) с измерительным модулем и содержит по меньшей мере один размыкающий компонент для прекращения подачи потока к оборудованию абонента;

   измерительный модуль (МС), установленный путем его вставки в базовый модуль и оборудованный средством сопряжения (ΙΜδ) для соединения с указанным базовым модулем (Μδ) через указанное средство сопряжения (1СС) с измерительным модулем, причем измерительный модуль дополнительно содержит средства защиты от мошенничества, выполненные с возможностью управлять размыкающим компонентом в базовом модуле, при этом все электрические компоненты, обеспечивающие измерение потока, размыкание потока, установление каналов передачи данных или подключений, установлены в указанном базовом модуле (Μδ), а все электронные компоненты, выполняющие операции обработки, подачи питания или связи, установлены в указанном измерительном модуле (МС).
2. 2. Измеритель по п.1, характеризующийся тем, что для потока, такого как электрический ток, вышеуказанный базовый модуль выполнен с возможностью обеспечивать подключение к измерительному щитку, причем указанное средство сопряжения с измерительным модулем содержит специализирован- 9 020980 ный электрический разъём (С8Рт§), а указанное средство сопряжения (ΙΜδ) для соединения с указанным базовым модулем, которым оборудован указанный измерительный модуль (МС), содержит другой специализированный электрический разъём (СРРтс), при этом указанный измерительный модуль (МС) присоединен к указанному базовому модулю (Μδ) простым вставлением указанного другого специализированного электрического разъёма (СРРтс) в указанный специализированный электрический разъём (СЗРтз).
3. 3. Измеритель по п.1, характеризующийся тем, что указанные электрические компоненты, осуществляющие функции постоянного характера, содержат, по меньшей мере, датчики тока, датчики напряжения, размыкающие компоненты, соединительные цепи для подачи напряжения, физические линии связи с абонентом и с организацией-поставщиком потока.
4. 4. Измеритель по п.2 или 3, характеризующийся тем, что указанные электронные компоненты, осуществляющие функции непостоянного характера, содержат, по меньшей мере, компоненты для предварительной обработки измеренных данных, для обработки данных микроконтроллером и для связи с помощью сети.
5. 5. Измеритель по любому из пп.1-4, характеризующийся тем, что дополнительно содержит модуль для сопоставления функций базового модуля и измерительного модуля, причём указанный модуль сопоставления выполнен с возможностью выполнения при подключении измерительного модуля к базовому модулю, по меньшей мере, функции проверки соответствия значений тока и напряжения, подаваемых базовым модулем, значениям, абонированным, запрошенным и измеренным измерительным модулем, в соответствии с параметрами оборудования абонента.
6. 6. Измеритель по п.5, характеризующийся тем, что модуль сопоставления дополнительно выполнен с возможностью выполнения функции аутентификации измерительного модуля на основе параметров аутентификации, касающихся поставщика потока, оборудования абонента, правомерности работы оборудования и/или изменения или замены измерительного модуля.
7. 7. Измеритель по п.6, характеризующийся тем, что модуль сопоставления включает в себя, по меньшей мере, точный размер датчиков и компонентов, которые включены в состав базового модуля.
8. 8. Измеритель по п.6 или 7, характеризующийся тем, что модуль сопоставления дополнительно включает в себя запоминающее устройство для хранения множества параметров, параметров для коррекции всех компонентов, содержащихся в базовом модуле, для аутентификации оборудования абонента и организации-поставщика потока.
9. 9. Измеритель по любому из пп.6-8, характеризующийся тем, что модуль сопоставления включает в себя программу для автоматической проверки компонентов базового модуля, непосредственно выполняемую указанным микроконтроллером.
10. 10. Измеритель по любому из пп.6-8 и 9, характеризующийся тем, что выполнение указанной программы автоматической проверки зависит от успешной аутентификации измерительного модуля по отношению к базовому модулю, или наоборот.
11. 11. Измеритель по любому из пп.5-10, характеризующийся тем, что модуль сопоставления установлен в базовом модуле или в измерительном модуле.
12. 12. Измеритель по любому из пп.1-11, характеризующийся тем, что средства защиты от мошенничества содержат, по меньшей мере, опечатанный винт для доступа к фиксирующему винту измерительного модуля на базовом модуле и средства для обнаружения несанкционированного доступа к опечатанному фиксирующему винту.
13. 13. Измеритель по п.12, характеризующийся тем, что средства защиты от мошенничества дополнительно содержат средства для обнаружения несанкционированного удаления измерительного модуля.
14. 14. Измеритель по одному из пп.12 или 13, характеризующийся тем, что средства защиты от мошенничества дополнительно содержат средства для обнаружения несанкционированной замены измерительного модуля.