基于實(shí)時(shí)采集剩余電流技術(shù)的單相智能電能表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力領(lǐng)域，具體涉及基于實(shí)時(shí)采集剩余電流技術(shù)的單相智能電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]公開號(hào)為CN 104374964 A的實(shí)用新型創(chuàng)造公開了一種可測(cè)量剩余電流的電能表，包括殼體、接線端子座、相線、零線、繼電器、相線電流采樣電阻、剩余電流互感器和電路裝置;繼電器、相線電流采樣電阻和剩余電流互感器均設(shè)置在殼體內(nèi)；相線和零線穿過剩余電流互感器；電路裝置包括電壓采樣模塊、信號(hào)處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、電能計(jì)量模塊、單片機(jī)處理模塊、繼電器控制模塊、通信模塊、IXD顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊。該實(shí)用新型創(chuàng)造可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶線路中的剩余電流進(jìn)行測(cè)量、記錄，并具有剩余電流超限報(bào)警事件和事件記錄功能，只需在現(xiàn)有的智能電表上進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)成本不高，且不影響現(xiàn)有電能表的功能和外形尺寸，便于大面積推廣，其不足在于:實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，對(duì)于智能電能表而言，其實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜功能，采用的單任務(wù)操作系統(tǒng)，任務(wù)間不能實(shí)時(shí)自由切換，而剩余電流值對(duì)單片機(jī)而言是被動(dòng)獲取的，原方式是不能實(shí)時(shí)讀取剩余電流值，只有單片機(jī)切換至讀取計(jì)量芯片剩余電流值任務(wù)時(shí)，單片機(jī)才能對(duì)此值是否超閾值做出判斷，而對(duì)于檢測(cè)剩余電流本質(zhì)而言，漏電本身就存在隨機(jī)性和突發(fā)性，如不采用中斷方式，所以必然無法實(shí)時(shí)捕捉漏電存在。另一方面，采用一體化的帶剩余電流互感器的繼電器結(jié)構(gòu)，優(yōu)化智能電能表內(nèi)部的布局，避免分立式結(jié)構(gòu)布線零亂和長(zhǎng)時(shí)間使用老化后所帶來的短路觸電事故，更大程度的保障用電安全和電網(wǎng)的穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，找到一種基于實(shí)時(shí)采集剩余電流技術(shù)的單相智能電能表，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)單相電力系統(tǒng)中的剩余電流，并將傳統(tǒng)被動(dòng)排查漏電方式更新為主動(dòng)式的排查方式，，提高排查的實(shí)時(shí)性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本實(shí)用新型為基于實(shí)時(shí)采集剩余電流技術(shù)的單相智能電能表，包括殼體、接線端子座、相線、零線、用于控制相線通斷的繼電器、用于測(cè)量剩余電流的剩余電流互感器，接線端子座固定安裝在殼體上;繼電器、剩余電流互感器、相線和零線安裝在殼體內(nèi)，還包括:
[0005]放大器，所述放大器的輸入端與剩余電流互感器的輸出端連接，將剩余電流互感器的輸出信號(hào)放大；
[0006]比較器，所述比較器的輸入端與放大器的輸出端相連，將剩余電流互感器的輸出信號(hào)放大后作為輸入與預(yù)先設(shè)定的參考閾值進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果信號(hào)；
[0007]單片機(jī)，所述單片機(jī)包括中斷口，單片機(jī)的中斷口與比較器的輸出端相連，單片機(jī)的輸出端連接繼電器的控制線，單片機(jī)根據(jù)中斷口接收的比較結(jié)果信號(hào)輸出繼電器控制信號(hào)。
[0008]優(yōu)選的，所述繼電器包括觸點(diǎn)，所述繼電器的觸點(diǎn)設(shè)置在相線上以控制相線的通斷。
[0009]優(yōu)選的，所述單片機(jī)的PWM或定時(shí)器輸出端口與比較器參考值輸入口相連，所述單片機(jī)通過PWM或定時(shí)器調(diào)節(jié)比較器的閾值，從而調(diào)節(jié)漏電流檢測(cè)門限值。
[0010]優(yōu)選的，所述的接線端子座包括第一接線端子、第二接線端子、第三接線端子和第四接線端子;零線的一端與第三接線端子電連接;零線的另一端與第四接線端子電連接;所述的繼電器和剩余電流互感器均設(shè)置在殼體內(nèi)；相線的一端與第一接線端子相連，相線的另一端與第二接線端子相連，剩余電流互感器設(shè)置于相線和零線相靠近處，且相線和零線穿過剩余電流互感器。
[0011 ]優(yōu)選的，繼電器與剩余電流互感器一體化封裝。優(yōu)化內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)，減少用電安全隱患，提高用電可靠性。
[0012]優(yōu)選的，所述殼體內(nèi)設(shè)有封裝殼，所述繼電器與剩余電流互感器設(shè)置在封裝殼內(nèi)，所述封裝殼下端固定連接有金屬片，所述封裝殼通過金屬片與接線端子座固定。實(shí)現(xiàn)繼電器與剩余電流互感器的一體化封裝，優(yōu)化內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)，減少用電安全隱患，提高用電可靠性，通過金屬片與接線端子座連接，安裝方便，金屬片可作為連接件將相線與接線端子座電連接或?qū)⒘憔€與接線端子座電連接。
[0013]通過實(shí)施本實(shí)用新型可以取得以下有益技術(shù)效果:
[0014]完全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)剩余電流，可對(duì)剩余電流值進(jìn)行預(yù)警，記錄智能電表剩余電流事件，并主動(dòng)上報(bào)，將傳統(tǒng)被動(dòng)排查漏電方式更新為主動(dòng)式的排查方式。一體化安裝，優(yōu)化內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)，減少用電安全隱患，提高用電可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中剩余電流互感器、放大器、比較器、單片機(jī)的連接圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型封裝殼與繼電器、剩余電流互感器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型中固定部未放置剩余電流互感器時(shí)固定部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型中固定部放置剩余電流互感器時(shí)固定部的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:
[0021 ]如圖1?圖2所示，基于實(shí)時(shí)采集剩余電流技術(shù)的單相智能電能表，包括殼體1、接線端子座2、相線3、零線4;接線端子座2包括第一接線端子21、第二接線端子22、第三接線端子23和第四接線端子24;接線端子座2固定安裝在殼體1上;相線3和零線4安裝在殼體1內(nèi)；零線4的一端與第三接線端子23電連接;零線4的另一端與第四接線端子24電連接；電能表還包括用于控制相線通斷的繼電器5、相線電流采樣電阻6、剩余電流互感器7;繼電器5包括觸點(diǎn)，繼電器的觸點(diǎn)設(shè)置在相線上以控制相線的通斷。
[0022]繼電器5、相線電流采樣電阻6和剩余電流互感器7均設(shè)置在殼體1內(nèi)；相線電流采樣電阻6設(shè)置在相線3上;相線的一端(進(jìn)線端)與第一接線端子21相連，相線的另一端(出線端)與第二接線端子22相連，零線4與相線3相靠近，剩余電流互感器7放置于相線3和零線4相靠近處，且相線3和零線4穿過剩余電流互感器7;
[0023]還包括:
[0024]放大器，放大器的輸入端與剩余電流互感器7的輸出端11連接，將剩余電流互感器7的輸出信號(hào)放大；
[0025]比較器，比較器的輸入端與放大器的輸出端相連，將剩余電流互感器7的輸出信號(hào)11放大后作為輸入與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較并輸出比較結(jié)果信號(hào)；
[0026]單片機(jī)，單片機(jī)包括中斷口，單片機(jī)的中斷口與比較器的輸出端相連，單片機(jī)的輸出端連接繼電器的控制線9，單片機(jī)根據(jù)中斷口接收的比較結(jié)果信號(hào)輸出繼電器控制信號(hào)。繼電器根據(jù)繼電器控制信號(hào)控制相線3通斷。
[0027]用電客戶的用電設(shè)備在開關(guān)接入時(shí)，如果有漏電時(shí)會(huì)引起臺(tái)區(qū)變壓器漏電保護(hù)器動(dòng)作，在漏電保護(hù)器跳開后，過一段時(shí)間會(huì)重新自動(dòng)合閘，在這個(gè)過程中漏電的用電設(shè)備可能就不會(huì)接入電網(wǎng)，重新自動(dòng)合閘成功，這樣臺(tái)區(qū)管理人員無法定位哪家用電戶出現(xiàn)漏電問題，也就無法根本排除故障，當(dāng)漏電的設(shè)備再次接入系統(tǒng)時(shí)，也再次會(huì)出現(xiàn)漏電保護(hù)器動(dòng)作，如此反復(fù)，給供電企業(yè)和用電戶之間造成矛盾，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。采用本方案后，放大器將剩余電流電流互感器輸出信號(hào)放大，放大后的信號(hào)與比較器的參考閾值比對(duì)，實(shí)時(shí)將剩余電流值與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，如果剩余電流值沒有超過閾值，則比較器輸出非中斷信號(hào)，單片機(jī)不斷開繼電器;一旦剩余電流值超過閾值，比較器輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)中斷接口，單片機(jī)接收到中斷信號(hào)后，實(shí)時(shí)響應(yīng)處理，并控制繼電器斷開相線;也可根據(jù)內(nèi)部設(shè)定，通過控制繼電器進(jìn)行跳閘或不跳閘操作，同時(shí)記錄當(dāng)前漏電流超限的發(fā)生的時(shí)間，剩余電流值及此刻的一些相關(guān)參數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)可通過通訊口抄讀或?qū)r(shí)間顯示在顯示裝置上或主動(dòng)上報(bào)，還可進(jìn)行相應(yīng)預(yù)警操作，提示有漏電發(fā)生。當(dāng)需要調(diào)整比較器的閾值時(shí)，通過智能電表的通訊口下發(fā)相應(yīng)的閾值，單片機(jī)根據(jù)下發(fā)的閾值調(diào)節(jié)PWM或定時(shí)器的脈寬，從而改變參考電壓閾值。本方案能保證最大的實(shí)時(shí)性，不借助計(jì)量芯片通道，通過專用設(shè)計(jì)通道，一旦超過閥值時(shí)，主動(dòng)輸出相應(yīng)的中斷信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)可以實(shí)時(shí)處理，不存在漏捕的情況。
[0028]為了實(shí)現(xiàn)繼電器與剩余電流互感器的一體化封裝，優(yōu)化內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)，減少用電安全隱患，提高用電可靠性，如圖1所示，殼體內(nèi)設(shè)有封裝殼8，繼電器與剩余電流互感器設(shè)置在封裝殼8內(nèi)，封裝殼8下端固定連接有金屬片