專(zhuān)利名稱：與市電絕緣的低功耗電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量電能的裝置，尤其是計(jì)量電能的與市電絕緣的低功耗電能表。
背景技術(shù)：
公知的電能表通常是在電能表殼體上設(shè)有4個(gè)市電接線端子，將市電電流和市 電電壓以及工作電源引入電能表內(nèi)，由電能表內(nèi)的電流傳感器獲取電流信號(hào)，由電能表內(nèi) 的電壓傳感器獲取電壓信號(hào)，再由測(cè)量控制單元完成電能計(jì)量和數(shù)據(jù)通信。與電能表進(jìn) 行通信的抄表裝置，通常稱作數(shù)據(jù)采集器或采集器，是集中抄表系統(tǒng)的組成部分，每個(gè)采 集器可與若干電能表通過(guò)通信線路和電能表的通信接口連接，組成本地?cái)?shù)據(jù)通信網(wǎng)，與這 些電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。普通電能表因與市電的直接電氣連接，使得電能表的安裝繁瑣、 容易出現(xiàn)接線錯(cuò)誤，當(dāng)市電線路上出現(xiàn)較強(qiáng)電壓沖擊時(shí)電能表容易損壞，而且電能表自 身功耗較大，通常單相電能表的功耗接近10VA/1W。有一種改良的電能表，例如申請(qǐng)?zhí)枮?200920133841.4的實(shí)用新型，其電流傳感器采用開(kāi)口式電流互感器，安裝電能表時(shí)將開(kāi)口 式電流互感器鉗夾在市電導(dǎo)線上，省去了電能表上的電流接線端子，但獲取電壓信號(hào)和提 供工作電源仍需接線端子與市電連接，不能解決電能表容易損壞和功耗大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與市電絕緣、安裝方便可靠、運(yùn)行安全的低功耗電能表。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是與市電絕緣的低功耗電能表，由電 流傳感器、電壓傳感器、通信接口、測(cè)量控制單元組成，可通過(guò)通信接口，與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行 數(shù)據(jù)交換，其特征在于電流傳感器是開(kāi)口式電流互感器或留有市電穿線孔的電流互感器， 所述電壓傳感器由市電的導(dǎo)線電容構(gòu)成，電能表的工作電源由所述通信接口提供，所述通 信接口工作于安全電壓。采用開(kāi)口式電流互感器或留有穿線孔的電流互感器構(gòu)成電流傳感器，獲取市電電 流信號(hào)，使得電流信號(hào)的獲取無(wú)需接觸市電；利用市電導(dǎo)線、導(dǎo)線的絕緣外套、以及電能表 內(nèi)的導(dǎo)體形成的電容，采用電容分壓的原理構(gòu)成電壓傳感器獲取市電電壓信號(hào)，使得電壓 信號(hào)的獲取也無(wú)需接觸市電；所述電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電壓信號(hào)處理單元和電流 信號(hào)處理單元處理后，送到測(cè)量控制單元完成電能計(jì)量和數(shù)據(jù)通信；而電能表的工作電源 是從電能表的通信接口提供的。這樣，電能表就只有通信接口與外界電氣連接，而該通信接 口工作于安全電壓。當(dāng)電能表校驗(yàn)或控制需要其它功能的輔助接口時(shí)，可另行設(shè)置，但這些 接口都是工作于安全電壓的，不會(huì)使本發(fā)明安裝方便可靠的優(yōu)點(diǎn)喪失。本發(fā)明還涉及一種數(shù)據(jù)采集器，與本發(fā)明提供的電能表配合使用，該采集器不僅 可完成普通采集器的所有通信功能，還能為40個(gè)以內(nèi)數(shù)量的電能表提供工作電源和電壓 傳感器校正數(shù)據(jù)。其工作原理是采集器與市電連接，獲取工作電源和電壓信號(hào)；將市電電 源隔離變換為安全電壓的直流電源，通過(guò)通信線路與若干電能表連接，為這些電能表提供工作電源和電壓傳感器校正數(shù)據(jù)。集中電源變換和供電，使得電源變換效率大為提高，這樣 就可達(dá)到本發(fā)明降低電能表功耗的目的。所述采集器還可定時(shí)自發(fā)地檢查通信線路和電能表的工作狀態(tài)，一旦通信線路或 電能表出現(xiàn)故障，便可及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，避免電能表接線不良和工作異常。本發(fā)明的有益效果是電能表無(wú)需設(shè)置市電接線端子，安裝時(shí)無(wú)需市電接線，沒(méi)有 接線端子發(fā)熱問(wèn)題，也不會(huì)出現(xiàn)接線錯(cuò)誤，使電能表的安裝方便可靠；電能表與市電絕緣， 不會(huì)受市電電壓沖擊而損壞；電能表的功耗大幅降低，當(dāng)10個(gè)以上數(shù)量的電能表集中供電 時(shí)，平均每電能表的功耗不大于1VA/0. 3W。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的電原理框圖。圖2是本地?cái)?shù)據(jù)通信網(wǎng)的電原理圖。圖3是實(shí)施例一的構(gòu)造圖。圖4是實(shí)施例二的構(gòu)造圖。圖中，1、電流傳感器，2、電流信號(hào)處理單元，3、測(cè)量控制單元，4、電壓傳感器， 5、.電壓信號(hào)處理單元，6、通信接口，7、數(shù)據(jù)采集器，8、通信線路，9、與市電絕緣的低功耗電 能表，10、市電導(dǎo)線穿線圓孔，11、塑料管，12、電流互感器，13、0形電壓傳感器電極，14、通信 接口端子，15、開(kāi)口式電流互感器，16、市電導(dǎo)線過(guò)線槽，17、U形電壓傳感器電極。
具體實(shí)施例方式在圖1中，市電電流由電流傳感器1隔離轉(zhuǎn)換，再經(jīng)電流信號(hào)處理單元2處理后， 送入測(cè)量控制單元3 ；市電電壓由電壓傳感器4隔離轉(zhuǎn)換，再經(jīng)電壓信號(hào)處理單元5處理 后，送入測(cè)量控制單元3 ；測(cè)量控制單元3完成電能計(jì)量和數(shù)據(jù)通信。電流信號(hào)處理單元2、 電壓信號(hào)處理單元5和測(cè)量控制單元3的工作電源是從電能表的通信接口 6提供的，通信 接口 6僅有兩根導(dǎo)線且不區(qū)分極性并工作于安全電壓。在圖2中，數(shù)據(jù)采集器7與市電連接，獲取電壓信號(hào)和工作電源，并通過(guò)通信線路 8與若干電能表9組成本地?cái)?shù)據(jù)通信網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集器7通過(guò)通信線路8，為電能表9提供工 作電源和電壓傳感器校正數(shù)據(jù)。在圖3所示實(shí)施例一中，市電導(dǎo)線穿線孔10由塑料管11構(gòu)成，電流互感器12以 及0形電壓傳感器電極13套在塑料管11上，安裝電能表時(shí)，兩根市電導(dǎo)線分別從兩個(gè)穿線 孔10中穿過(guò)，使電流互感器12獲取市電電流信號(hào)；市電導(dǎo)線及其絕緣外套與0形電壓傳感 器電極13構(gòu)成電壓傳感器，獲取市電電壓信號(hào)；通信接口端子14與外界連接，為電能表提 供工作電源和電壓傳感器校正數(shù)據(jù)。在圖4所示實(shí)施例二中，兩根市電導(dǎo)線分別從兩個(gè)市電導(dǎo)線過(guò)線槽16中通過(guò)，開(kāi) 口式電流互感器15套在市電導(dǎo)線過(guò)線槽16上，并鉗夾在市電導(dǎo)線上，獲取市電電流信號(hào)； 市電導(dǎo)線及其絕緣外套與U形電壓傳感器電極17構(gòu)成電壓傳感器，獲取市電電壓信號(hào)；通 信接口端子14與外界連接，為電能表提供工作電源和電壓傳感器校正數(shù)據(jù)。在有些應(yīng)用中，需要電能表不僅要測(cè)量市電相線電流，還要測(cè)量市電零線電流，對(duì)上述兩個(gè)實(shí)施例適當(dāng)改造后可達(dá)到此目的在實(shí)施例一中，將兩個(gè)塑料管11各套上一個(gè)電 流互感器12，即裝入第二個(gè)電流互感器，相應(yīng)調(diào)整電流信號(hào)處理單元2和測(cè)量控制單元3的 功能，即可形成雙電流互感器電能表；在實(shí)施例二中，將兩個(gè)市電導(dǎo)線過(guò)線槽16各套上一 個(gè)開(kāi)口式電流互感器15，即裝入第二個(gè)電流互感器，相應(yīng)調(diào)整電流信號(hào)處理單元2和測(cè)量 控制單元3的功能，即可形成雙電流互感器電能表。經(jīng)過(guò)上述兩種改造后的電能表，仍然保 持與市電絕緣和集中供電的特點(diǎn)，不會(huì)使本發(fā)明安裝方便可靠和低功耗的優(yōu)點(diǎn)喪失。
權(quán)利要求
一種與市電絕緣的低功耗電能表，由電流傳感器、電壓傳感器、通信接口、測(cè)量控制單元組成，可通過(guò)通信接口，與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其特征在于所述電流傳感器是開(kāi)口式電流互感器或留有市電穿線孔的電流互感器，所述電壓傳感器由市電的導(dǎo)線電容構(gòu)成，電能表的工作電源由所述通信接口提供，所述通信接口工作于安全電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電能表，其特征是所述通信接口僅有兩根導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的電能表，其特征是所述通信接口的兩根導(dǎo)線不區(qū)分極性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中所述的電能表，其特征是除了所述通信接口外，還可以有 工作于安全電壓的輔助接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中所述的電能表，其特征是所述電壓傳感器的校正數(shù)據(jù)由 所述通信接口提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的電能表，其特征是所述電壓傳感器的校正數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采 集器通過(guò)所述通信接口提供。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的電能表，其特征是電能表的工作電源由數(shù)據(jù)采集器通過(guò) 所述通信接口提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的電能表，其特征是電能表中可裝入第二個(gè)電流互感器，組 成雙電流互感器電能表。
全文摘要
一種與市電絕緣的低功耗電能表，利用市電導(dǎo)線、導(dǎo)線的絕緣外套、以及電能表內(nèi)的導(dǎo)體形成的電容，采用電容分壓的原理構(gòu)成電壓傳感器獲取市電電壓信號(hào)；采用開(kāi)口式電流互感器或留有穿線孔的電流互感器構(gòu)成電流傳感器；電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電壓信號(hào)處理單元和電流信號(hào)處理單元處理后，送到測(cè)量控制單元完成電能計(jì)量；電能表的工作電源是從電能表的通信接口提供的。這樣，電能表就只有通信接口與外界電氣連接，使電能表不易損壞、安裝方便且功耗大幅降低。
文檔編號(hào)G01R11/00GK101995498SQ20091010935
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:深圳市艾納瑞科技有限公司