專利名稱：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口式電流互感器，安裝電能表時(shí)將開口 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 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