專利名稱:一種帶有漏電檢測的三相智能電表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有漏電檢測的三相智能電表包括三相電能計量電路，三相電流采集電路，三相電壓采集電路，零線電流采集電路，微處理器和報警電路。其中三相電能計量電路的三相電能計量芯片將采集到的三相電流和零線電流數據傳輸給微處理器，該微處理器根據三相電流計算出三相合相電流矢量值，再將三相合相電流矢量值與零線電流進行矢量減運算得出總剩余電流，再將總剩余電流與預置的閾值進行比較，根據比較結果發送是否報警指令；與微處理器電連接的報警電路根據微處理器發送的報警指令執行報警。因此本實用新型能夠實時檢測是否有漏電現象發生，并且在降低了因漏電引起火災的事故同時，也減少了用電戶的費用。
【專利說明】一種帶有漏電檢測的三相智能電表
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三相電能表【技術領域】，尤其涉及一種帶有漏電檢測的三相智能電表。
【背景技術】
[0002]根據電氣火災監控系統(GB14287)的要求:工廠、商鋪、辦公樓和高層居民樓等容易發生因漏電引起火災事故的場所，必須安裝“剩余電流式電氣火災監控探測器”。
[0003]目前國內所采用的電氣火災監控探測器大多為一套獨立的系統，需要單獨購買。現在的解決方式存在兩個問題:第一增加了電能用戶的經濟負擔；第二電氣火災監控探測器工作時，需要安裝到供電線路上，并且需從電網汲取電能來工作，從而增加了用戶的用電量。
[0004]針對上述技術問題，本領域技術人員有必要設計一種自身具有漏電檢測功能的電能表，在降低因漏電引起火災事故的同時，也減少用戶所花費的費用。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種帶有漏電檢測的三相智能電表，該智能電表本身具有漏電檢測功能，因此本實用新型能夠實時檢測是否有漏電情況發生，并在有漏電時及時發出報警，從而降低了因漏電而引起的火災事故，也減少了用電戶的費用。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種帶有漏電檢測的三相智能電表包括三相電能計量電路，所述三相電能計量電路包括帶有零線電流測量功能的三相電能計量芯片；三相電流采集電路，所述三相電流采集電路將采集的三相電流傳輸給所述三相電能計量芯片；三相電壓采集電路，所述三相電壓采集電路將采集的三相電壓傳輸給所述三相電能計量芯片；零線電流采集電路，所述零線電流采集電路將采集的零線電流傳輸給所述三相電能計量芯片；微處理器，所述微處理器與所述三相電能計量芯片電連接，所述三相電能計量芯片傳輸三相電流和零線電流數據給所述微處理器；所述微處理器根據所述三相電能計量芯片傳送的三相電流數據計算出三相合相電流矢量值，再將所述三相合相電流矢量值與零線電流進行矢量比較，根據比較結果發送是否報警指令；與所述微處理器電連接的報警電路，所述報警電路根據所述微處理器發送的報警指令執行報警。
[0007]優選方式為，所述零線電流采集電路通過錳銅分流器來采集零線電流。
[0008]優選方式為，所述微處理器通過繼電器接口電路與消防裝置電連接。
[0009]優選方式為，所述報警電路包括聲報警電路。
[0010]優選方式為，所述報警電路還包括光報警電路。
[0011]優選方式為，所述微處理器通過485串行通訊協議或載波與遠程系統進行通信。
[0012]優選方式為，所述三相電流采集電路通過分設在三相的電流互感器采集各相電流。
[0013]優選方式為，所述三相電壓采集電路通過分設在三相的電阻分壓電路采集各相電壓。
[0014]優選方式為，所述三相電能計量芯片選用RN8302芯片。
[0015]采用上述技術方案后，本實用新型的有益效果是:由于本實用新型的帶有漏電檢測的三相智能電表包括三相電能計量電路，該三相電能計量電路包括帶有零線電流測量功能的三相電能計量芯片。本實用新型還包括與三相電能計量芯片電連接的三相電流采集電路、三相電壓采集電路和零線電流采集電路，同時三相電能計量芯片還與微處理器電連接。該微處理器根據三相電能計量芯片傳送的三相電流數據計算出三相合相電流矢量值，再將三相合相電流矢量值與零線電流進行矢量減運算并得出總剩余電流；接著將總剩余電流值的有效值和預置的剩余電流閾值進行比較，若總剩余電路流值小于設定閾值則無需報警，若大于閾值范圍則微處理器發送報警指令。當漏電電流達到設定的閾值時，微處理器發送報警指令傳給報警電路，該報警電路執行報警指令，通過報警指令通知該電能表用戶有漏電現象發生，從而避免了因漏電無人處理而發生火災危險。而且本實用新型自身攜帶漏電檢測功能，無需外加設備，從而減少了用電用戶的費用。
[0016]由于微處理器通過繼電器接口電路與消防裝置電連接，該結構使發生漏電現象時觸動消防裝置，達到給消防人員報警的目的。
[0017]由于報警電路包括聲報警電路，該結構使發生漏電現象的時候電能表內的蜂鳴器長鳴，從聽覺上報警。
[0018]由于報警電路還包括光報警電路，該結構使發生漏電現象的時候電能表內背光燈常亮，從視覺上報警。
[0019]由于微處理器通過485串行通訊協議或載波與遠程系統進行通信；該結構使本實用新型的漏電檢測上傳給遠程系統，便于系統控制。
[0020]由于三相電能計量芯片選用RN8302芯片，該計量芯片自身攜帶零線電流測量功會K。
[0021]綜上所述，本實用新型的帶有漏電檢測的三相智能電表能夠實時檢測是否有漏電現象發生，并且能夠通過聲和光及時報警，還能夠通過消防裝置發出報警信號，因此本實用新型能夠大大降低因電能表用戶用電電路漏電而引發的火災危險；又因本實用新型自身具有漏電流檢測功能，從而降低了用電用戶的費用。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的帶有漏電檢測的三相智能電表的原理框圖；
[0023]圖2是圖1的繼電器接口電路的電路圖；
[0024]圖3是圖1中的三相電流采集電路和零線電流采集電路的電路圖；
[0025]圖4是圖1中的三相電壓采集電路的電路圖；
[0026]圖5是圖1中的聲報警電路的電路圖；
[0027]圖6是圖1中的光報警電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]如圖1所示，一種帶有漏電檢測的三相智能電表包括三相電能計量電路，該三相電能計量電路包括帶有零線電流測量功能的三相電能計量芯片，優選RN8302芯片。該三相電能計量芯片還分別與三相電流采集電路，三相電壓采集電路和零線電流采集電路電連接；上述電連接關系具體為:三相電流采集電路將采集的三相電流傳輸給三相電能計量芯片，三相電壓采集電路將采集的三相電壓傳輸給三相電能計量芯片，零線電流采集電路將采集的零線電流傳輸給三相電能計量芯片。然后三相電能計量芯片通過自身功能計量出三相智能電表的所有參數，例如三相電能等參數，因此本實用新型保持了三相智能電表的原本功能。另外三相電能計量芯片還與微處理器電連接，該電連接關系具體為:三相電能計量芯片將采集到的三相電流和零線電流值處理后傳輸給微處理器，本實施例的微處理器優選單片機。
[0030]該微處理器能夠根據三相電能計量芯片傳輸過來的三相電流值計算出三相合相電流，該三相合相電流為矢量。然后微處理器再將計算出的三相合相電流與零線電流進行矢量減運算得出總剩余電流，總剩余電流具體指三相電流和零線電流總的剩余電流值；接著判斷總剩余電流值的有效值是否超過預先設置的剩余電流報警閾值，本實用新型的剩余電流閾值設定范圍為:有效值-20mA到1000mA。若總剩余電流有效值小于設定閾值，則電能表未檢測到漏電流現象發生；若大于設定閾值，則表明電能表檢測到有漏電現象發生；那么微處理器輸出報警指令，并且將報警指令傳輸給報警電路。而報警電路將報警指令換成聲、光等具體形式來表達電能表漏電的事實，以便通知人員來處理，從而達到防止因電能表漏電而發生火災的危險發生。另外本實用新型的自身攜帶漏電檢測功能，使用戶無需另外配備設備，從而降低了用電用戶的費用。
[0031]如圖3所示，本實施例的三相電流采集電路通過三個電流互感器來采集，其中采集A相電流的電流互感器從圖中電路的CTAl端和CTA2端接入，然后A相電流從IlP端和IlN端接入RN8302芯片；其中采集B相電流的電流互感器從圖中電路的CTBl端和CTB2端接入，然后B相電流從I2P端和I2N端接入RN8302芯片；其中采集C相電流的電流互感器從圖中電路的CTCl端和CTC2端接入，然后C相電流從I3P端和I3N端接入RN8302芯片。
[0032]如圖4所示，本實施例的三相電壓采集電路通過三組電阻分壓電路來采集，其中A相電壓從電路的UA端輸入，然后A相電壓從電路中VA端和VAN端接入RN8302芯片；其中B相電壓從電路的UB端輸入，然后B相電壓從電路中的VB端和VBN端接入RN8302芯片；其中C相電壓從電路的UC端輸入，然后C相電壓從電路中的VC端和VCN端接入RN8302芯片。另外本實施例的電能表為三相四線制，接線時注意零線電壓UN。
[0033]如圖3所示，本實施例的零線電流采集電路通過錳銅分流器來采集，該錳銅分流器從圖中電路的INl端和IN2端接入，然后零線電流從INP端和INN端接入RN8302芯片。
[0034]如圖2所示，本實施例的微處理器通過繼電器接口電路與消防裝置電連接，該電連接關系具體為:繼電器G5NB-1A-E的控制線圈與微處理器電連接。微處理器通過控制繼電器的斷開，來間接控制消防裝置啟動，從而利用消防裝置達到報警的目的，即本實用新型進一步防止了因漏電而導致的火災發生，增加了用電的安全性。
[0035]如圖5所示，本實施例的報警電路包括聲報警電路，即聲報警電路與微處理器電連接，并且根據微處理器發出的報警指令執行報警。上述的電連接關系具體為:聲報警電路中的FMQ端與微處理器電連接，微處理器通過FMQ端給聲報警電路輸入執行報警電信號，使蜂鳴器持續發聲，從而使本實用新型在電能表發生漏電時，能夠從聽覺上達到報警的目的。
[0036]如圖6所示，本實施例的報警電路還包括光報警電路，即光報警電路與微處理器電連接，并且根據微處理器發出的報警指令執行報警。上述的電連接關系具體為:光報警電路中的BAKLED端與微處理器電連接，微處理器通過BAKLED端給光報警電路輸入執行報警電信號，使設在電能表內的LED持續發光，從而使本實用新型在電能表發生漏電現象時，能夠從視覺上達到報警的目的。
[0037]如圖1所示，本實施例的微處理器還通過485串行通訊協議或載波通信與遠程系統進行通信，具體為:通過485串行通訊協議或載波通信將電能表的相關參數以及漏電檢測信息上傳給遠程系統，便于遠程系統控制和管理，進一步提高了用電的安全性。
[0038]將本實用新型投入使用后，本實用新型能夠實時檢測零線電流值，并將各項電流和零線電流數據傳輸給微處理器，該微處理器通過對數據的計算、比較和判斷后，得出本實用新型是否檢測到漏電現象發生。若有漏電現象發生，微處理器給報警電路輸出報警指令，使報警電路以多種方式來執行報警指令，即以多種方式來發出通知和發出警報信號，使電能表檢測到漏電后能夠在第一時間得到維修，從而避免了因用戶電路漏電而導致的火災危險。同時因本實用新型本身具有漏電檢測功能，使用戶無需額外配備設備也能夠保證用電安全，從而減少了用電用戶的費用。
[0039]本發明創造在實現傳統三相智能電表用電計量及其他用電數據監測的基礎上，增加了線路剩余電流監測功能，實現漏電檢測，并可通過報警輸出接口直接連接至現有的消防裝置
[0040]以上所述本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同一種帶有漏電檢測的三相智能電表結構的改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，包括 三相電能計量電路，所述三相電能計量電路包括帶有零線電流測量功能的三相電能計量芯片； 三相電流采集電路，所述三相電流采集電路將采集的三相電流傳輸給所述三相電能計量芯片； 三相電壓采集電路，所述三相電壓采集電路將采集的三相電壓傳輸給所述三相電能計量芯片； 零線電流采集電路，所述零線電流采集電路將采集的零線電流傳輸給所述三相電能計量芯片； 微處理器，所述微處理器與所述三相電能計量芯片電連接，所述三相電能計量芯片傳輸三相電流和零線電流數據給所述微處理器；所述微處理器根據所述三相電能計量芯片傳送的三相電流數據計算出三相合相電流矢量值，再將所述三相合相電流矢量值與零線電流進行矢量比較，根據比較結果發送是否報警指令； 與所述微處理器電連接的報警電路，所述報警電路根據所述微處理器發送的報警指令執行報警。2.根據權利要求1所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述零線電流采集電路通過錳銅分流器來采集零線電流。3.根據權利要求1或2所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述微處理器通過繼電器接口電路與消防裝置電連接。4.根據權利要求3所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述報警電路包括聲報警電路。5.根據權利要求4所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述報警電路還包括光報警電路。6.根據權利要求5所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述微處理器通過485串行通訊協議或載波與遠程系統進行通信。7.根據權利要求6所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述三相電流采集電路通過分設在三相的電流互感器采集各相電流。8.根據權利要求7所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述三相電壓采集電路通過分設在三相的電阻分壓電路采集各相電壓。9.根據權利要求8所述的帶有漏電檢測的三相智能電表，其特征在于，所述三相電能計量芯片選用RN8302芯片。
【文檔編號】G01R22-06GK204287317SQ201420769991
【發明者】黨茂杰, 楊金鳳, 許明靜, 王兆田 [申請人]濰坊五洲浩特電氣有限公司