可模塊化組裝的電能表的制作方法

專利名稱：可模塊化組裝的電能表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種電力計量設備，特別涉及的是一種以模塊化思想為基
礎，以標準計量模塊為中心通過多種模塊進行擴展連接形成的可模塊化組裝的電能表。
背景技術：
隨著經濟的發展，國民經濟各個領域對電力能源的依賴性不斷提高，為了計量用 電消耗的數量，對電力用電現場實現有效的管理，所以電力計量設備應運而生，而且成為電 力技術領域不斷創新的一個熱點方向。 對于現有的電力計量設備而言主要是電能表，其可以為單表位電能表的也可以為 多表位電能表，但是經過多年的用電管理實踐發現仍然存在以下缺陷； 首先，由于生產廠家繁多，生產產品規格的不同，因此在電力部門用電現場很難實 現標準的統一，往往為了實現多功能要求，因此就要在現有電表的周圍增加附屬設備，致使 電力計量成套設備體積龐大，生產成本增加； 其次，一旦電力部門對用電現場的管理要求或標準發生變化，供電部門就需要花 大力氣重新對電力計量成套設備進行更換改造，原有的產品就只能淘汰，這樣使供電部門 的成本大大浪費； 再次，對于電力部門而言，現有的電力計量成套設備在應用過程中需要大量的排 線布線，需要耗費很大的人工成本，同時龐雜的結構組件給安裝正確帶來了極大的困難，不 利于用電現場實現精細化管理，從而造成了用電損耗； 最后，現有的電力計量成套設備一旦出現故障或者需要定期更換，就只能整表全 部淘汰，更換新的電力計量成套設備從而造成了重復投資，為使用者和電力部門增加了成 本。 本實用新型創作者，經過長時間的研究和實踐，終于采用一種模塊化標準化的思 想，獲得了本創作。

發明內容本實用新型的目的在于，提供一種可模塊化組裝的電能表，用以克服上述缺陷。 為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案一在于，提供一種可模塊化組裝的 電能表，其包括 —電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和 輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接組件的接 入端與所述的電力線中的零線相連接； 至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零 線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接出端輸出的電 能值； 所述的相線接入組件的輸出端與所述的相線接入端相連接，所述的相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述的零線輸出線
的條數和相線輸出線的條數分別與所述的模塊化電能計量器個數相對應； 方案二在于，提供一種可模塊化組裝的電能表，其包括一箱體，其中，還包括 —電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和
輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接入組件的
接入端與所述的電力線中的零線相連接； 至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零 線接入端以及相線輸出端和零線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接 出端輸出的電能值； 所述的相線接入組件的輸出端與所述的模塊化電能計量器相線接入端相連接，所
述的模塊化電能計量器相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零
線輸入線相連接，所述的模塊化電能計量器零線輸出端與零線輸出線相連； 所述的電力線接入模塊與所述的模塊化電能計量器以模塊化特征設置在所述的
箱體內，進行排布。 較佳的，所述的電力線接入模塊以及至少一個模塊化電能計量器設置于所述的箱 體內，所述的箱體具有一電力線輸入接口 ，以及零線輸出線和相線輸出線輸出接口 ，所述的 箱體具有一封裝蓋。 較佳的，所述的模塊化電能計量器還包括 —電源單元，用以提供工作電力； —電能計量單元，計算經由所述的相線接入端和零線接入端進入，而被用戶消耗 的電能值； —脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉化為與所述的電能 值成正比的脈沖信號輸出；所述的脈沖信號輸出單元為電壓/頻率轉換分頻電路；所述的 脈沖信號輸出單元的輸出端與所述的零線輸入端為集成在一串行插頭。 較佳的，還包括一盒體，所述的電源單元、電能計量單元以及脈沖信號輸出單元設 置于所述的盒體內，并通過一封裝蓋進行封裝，所述的相線接入端和相線輸出端設置于所 述的盒體的兩端。 較佳的，所述的電能計量單元，其包括 —電流信號采集電路，用以實時采集電力線上的電流信號； —電壓信號采集電路，用以實時采集電力線上的電壓信號； —運算和處理電路，用以將所述的電流信號與所述的電壓信號相乘得到瞬時功率 值，并通過積分器獲得一確定時間段的電能值。 較佳的，所述的相線接入組件包括 至少一相線分戶結構件，其為導電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所 述的電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端，其與所述的模塊化電能計量器 的相線接入端對應相連接。 較佳的，還包括一上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的相
線分戶結構件的裸露部分包覆起來。
較佳的，所述的零線接入組件包括[0033] —零線構件本體，其為導電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所述的電 力線的零線相連接； 至少一個銅塊導電件，其連接在所述的零線構件本體上，所述的銅塊導電件具有 輸出端，所述的銅塊導電件輸出端的數量與所述的模塊化電能計量器的數量相一致，并與 所述的模塊化電能計量器的相線輸出端相錯位排列。 較佳的，還包括一上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的零 線接入組件的裸露部分包覆起來。 與現有技術比較本實用新型具有的有益效果在于，一、本實用新型可模塊化組裝 的電能表以模塊化電能計量器為基礎，通過模塊化特征能夠集成電力部門用電現場計量管 理所需的各種功能，并大大縮小了體積； 二、由于本實用新型可模塊化組裝的電能表的模塊化特征使生產部門實現了根據
用電部門要求定制化生產，從而達到了規模化高效生產，降低了生產成本； 三、通過本實用新型可模塊化組裝的電能表使電力部門在應用過程中極大的降低
了計量總體投資成本和安裝工時，同時提供了用電現場精細化管理所必要的技術條件，從
而降低了用電損耗； 四、本實用新型可模塊化組裝的電能表在使用過程中任意功能模塊單元出現故障 或定期更換時，通過更換相應的模塊單元，避免了重復投資，為使用者和電力部門節約了成 本。

圖1A為本實用新型可模塊化組裝的電能表的實施例一的功能結構示意圖； 圖1B為本實用新型可模塊化組裝的電能表的實施例二的功能結構示意圖； 圖2A為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一的模塊化電能計量器的功能 框圖； 圖2B為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二的模塊化電能計量器的功能 框圖； 圖3為本實用新型可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的計量單元的功能 框圖； 圖4為本實用新型可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的電源單元的功能 框圖； 圖5A為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一模塊化電能計量器的盒體結 構一較佳實施例的主立體結構圖； 圖5B為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一模塊化電能計量器的盒體結 構一較佳實施例的副立體結構圖； 圖5C為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二模塊化電能計量器的盒體結 構一較佳實施例的主立體結構圖； 圖5D為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二模塊化電能計量器的盒體結 構二較佳實施例的副立體結構圖； 圖6A為本實用新型可模塊化組裝的電能表的相線接入組件一較佳實施例的結構分解圖
分解圖
構框圖
構框圖； 圖
塊化電能計 圖
塊化電能計 圖
功能結構框 圖 圖
路簡路簡圖
路簡圖
路簡圖； 圖
非正常開啟 圖
非正常開啟 圖
非正常開啟
圖6B為本實用新型可模塊化組裝的電能表的零線接入組件一較佳實施例的結構
圖7A為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一結構簡圖一 圖7B為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一結構簡圖二 圖7C為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二結構簡圖一 圖7D為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二結構簡圖二 圖8為本實用新型可模塊化組裝的電能表的計數單元功能結構框圖； 圖9為本實用新型可模塊化組裝的電能表的整體顯示模塊的功能結構框圖； 圖10A為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一的獨立顯示模塊的功能結
圖10B為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二的獨立顯示模塊的功能結
IIA為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一中具有獨立顯示模塊的模 量器的立體結構示意IIB為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二中具有獨立顯示模塊的模 量器的立體結構示意12為本實用新型可模塊化組裝的電能表中模塊化電能計量器故障檢測單元的 12A為本實用新型模塊化電能計量器故障檢測電路的電路示意圖； 13A為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例一的電
圖13B為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例二的電
圖13C為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例三的電
圖13D為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例四的電
14為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒體 模塊的功能結構框15A為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒體 模塊中開啟檢測電路實施例一的結構示意15B為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒體 模塊中開啟檢測電路實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。 請參閱圖1A所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表的實施例一的功能結 構示意圖；其包括一電力線接入模塊2，其包括相線接入組件21和零線接入組件22，其分別具有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端2111與電力線中的相線相連接，所 述的零線接組件的接入端2211與所述的電力線中的零線相連接； 至少一個模塊化電能計量器l，所述的每一模塊化電能計量器1具有相線接入端 112和零線接入端111以及相線輸出端113，用以計量每一用戶電力線的相線接入端112和 零線接入端111輸出的電能值；需要說明的是當僅采用一個模塊化電能計量器1其僅為一 個單用戶表； 所述的相線接入組件21的輸出端與所述的相線接入端112相連接，所述的相線輸 出端113與相線輸出線相連；所述的零線接入組件22的輸出端222與零線輸出線相連接， 所述的零線輸出線的條數和相線輸出線的條數分別與所述的模塊化電能計量器1個數相 對應； 上述的各種模塊可以設置于一箱體3內也可以一集成的形式設置于電路板上，本 實用新型是以設置于箱體3為實例進行公開描述，但并不拘泥于具體的形式。 請參閱圖1B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表的實施例二的功能結 構示意圖；與實施例一的區別在于，所述的模塊化電能計量器l，本實施例中的模塊化電能 計量器的輸出和輸入位于模塊化電能計量器的同一側，所述的每一模塊化電能計量器1為 "兩進兩出"即具有相線接入端112和零線接入端112'以及相線輸出端113和零線輸出端 113'，用以計量每一用戶電力線的相線接入端112和零線接入端112'輸出的電能值。 請參閱圖2A所示，其為為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一的模塊化 電能計量器的功能框圖，所述的模塊化電能計量器1包括一電力線輸入輸出單元，一電源 單元14，一電能計量單元12以及一脈沖信號輸出單元13，其中，所述的電力線輸入輸出單 元包括相線接入端112和零線接入端111以及相線輸出端113，所述的相線接入端112與 電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端113與下一級電力設備相連接；所述的電源 單元14用以獲得所述的相線接入端112和零線接入端111接入的電壓，通過相應的轉換為 所述模塊化電能計量器l的其它用電器件提供工作電力；所述的電能計量單元12與所述的 電源單元14相連接，計算經由所述的相線接入端112和零線接入端111的電能值；所述的 脈沖信號輸出單元13，其與所述的電能計量單元12相連接，將所述的電能計量單元12計算 的電能值轉化為與所述的電能值成正比的脈沖信號輸出，產生的脈沖信號可以作為其它功 能擴展單元的數據輸入信號。 請參閱圖2B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二的模塊化電 能計量器的功能框圖；與上述圖1B中區別在于，雖然都是"兩進兩出"，但是本圖中，所述的 電力線輸入輸出單元中相線接入端112和零線接入端111位于所述的模塊化電能計量器 的上端，相線輸出端113和零線輸出端位于所述模塊化電能計量器的下端(也就是說輸入 和輸出不在一側)，所述的相線接入端112與電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端 113和零線輸出端與下一級電力設備相連接；所述的電源單元14用以獲得所述的相線接入 端112和零線接入端111接入的電壓，通過相應的轉換為所述模塊化電能計量器1的其它 用電器件提供工作電力；所述的電能計量單元12與所述的電源單元14相連接，計算經由所 述的相線接入端112和零線接入端111的電能值。 事實上對于本實用新型可模塊化組裝的電能表而言，多個功能模塊的組合是構成 本實用新型的核心思想，但是針對于用電管理來說，所述的模塊化電能計量器是其核心模
8塊，就單個用戶而言其用電管理功能的功能擴展也是基于這一標準模塊延伸出來的，為此 我們須對其結構中的兩個單元進行相應的介紹，以期待本領域技術人員在了解其結構基礎 上更好的實現本實用新型的產品。 首先，請參閱圖3所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量 器的計量單元的功能框圖，對于所述的模塊化電能計量器而言所述的電能計量單元12是 其核心結構，其包括一電流信號采集電路121，用以實時采集電力線上的電流信號；一電 壓信號采集電路122，用以實時采集電力線上的電壓信號；一運算和處理電路123，其包括
一乘法器1231以及一積分器1232，通過所述的乘法器1231將所述的電流信號與所述的電 壓信號相乘得到瞬時功率值，然后通過所述的積分器1232獲得確定時間段內的電能值，并 通過一脈沖信號輸出單元13將獲得的電能值轉換為脈沖信號輸出，所述的脈沖信號輸出 單元13可以為一電壓/頻率轉換分頻電路。 其次，請參閱圖4所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量 器的電源單元的功能框圖，其包括一電源變換電路141，其將電力線電壓進行變壓處理， 用以提供工作電力，所述的電源變換電路141與所述的相線輸入端112和零線輸入端111 相連接；一充電電路142，其設置于所述的電源轉換電路141的輸出端與所述的備用電源 143之間，用以向所述的備用電源143供電；一偵測切換電路144，其用以偵測所述的電源轉 換電路141是否有電壓輸出，在所述的電源轉換電路141無電壓輸出時，啟動所述的備用電 源143為所述的模塊化電能計量器1的用電器件提供工作電力，由于所述的備用電源143 的儲電容量有限，因此一但發生電源變換電路141故障的情況，就必須告知用戶，或者通過 一電力線切斷電路942(斷路器)切斷電力線路以防止由于所述電源單元141出現故障對 用電管理部門造成電力資源的浪費和流失，當然也可以采用一聲光報警裝置941與所述的 偵測切換電路144相連接，在所述的電源轉換電路141無電壓輸出時，觸發所述的聲光報警 裝置941的聲光報警功能。 對于本實用新型可模塊化組裝的電能表而言，每一個模塊化電能計量器1都代表 一個獨立用戶用電管理的基礎，為了安全起見，應設置盒體將其封裝起來，首先，請參閱圖 5A所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一模塊化電能計量器的盒體結構一 較佳實施例的主立體結構圖，其包括一底板150，用以承載盒體內部裝設的器件；一封裝 蓋152，其罩設在所述的底板150上，對所述的器件進行保護，在所述封裝蓋152的上端設 有相線接入端151，在于其相對的一端設有相線輸出端154，在所述的封裝蓋152上表面設 有鎖緊孔155，用以通過螺釘與所述的底板150螺接在一起，在所述的封裝蓋152上還開有 顯示屏視窗158、脈沖校準孔156以及一脈沖指示燈孔157這些都為與本實用新型核心模 塊——模塊化電能計量器的功能結構擴展提供相應的機械結構接口 。 其次，請參閱圖5B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一模塊化 電能計量器的盒體結構一較佳實施例的副立體結構圖，其是從所述盒體15的側后方進行 投影，可明顯的看到，在所述的底板150上設有若干緊固孔159，其用以實現所述盒體15與 安裝位置進行的定位和固定設置，特別需要強調的是為了突出模塊化的特點，本實用新型 的一個特征就在于，其包括一相線進入端151和相線輸出端154以及零件輸入端161，并 且所述的零線輸入端161與所述的脈沖信號輸出單元13的輸出端集成在一串行插頭16 上，與不同針相對應，通過插拔實現在所述的模塊化電能計量器的基礎上進行功能擴展，形成本實用新型可模塊化組裝的電能表的組裝和連接。 請參閱圖5C所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二模塊化電能 計量器的盒體結構一較佳實施例的主立體結構圖；與圖5A差別在于，在所述模塊化電能計 量器的下端(同側)設有相線接入端112，相線輸出端113，零線接入端112'和零線輸出端 113'，在所述的封裝蓋152上表面設有鎖緊孔155，用以通過螺釘與所述的底板150螺接在 一起，在所述的封裝蓋152上還開有顯示屏視窗158、脈沖校準孔156以及一脈沖指示燈孔 157這些都為與本實用新型核心模塊——模塊化電能計量器的功能結構擴展提供相應的機 械結構接口。 請參閱圖5D所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二模塊化電能 計量器的盒體結構二較佳實施例的主立體結構圖；與上述的圖2B的功能結構圖相對應，本 圖盒體的結構與上述圖5A所示的結構的差異在于，在所述模塊化電能計量器的上端設有 相線接入端112，零線接入端112'，在所述的模塊化電能計量器下端設有相線輸出端113和 零線輸出端113'，需要強調的是對于上述的兩個模塊化電能計量器的結構而言，所述的脈 沖信號輸出單元13的輸出端都為一串行插頭設置于所述的底板上(圖中未示)，通過插拔 實現在所述的模塊化電能計量器的基礎上進行功能擴展，形成本實用新型可模塊化組裝的 電能表的組裝和連接。 請參閱圖6A所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表的相線接入組件一較 佳實施例的結構分解圖；所述的相線接入組件包括 至少一相線分戶結構件211，其為導電材料制得，并具有一接入端2111，所述的接 入端2111與所述的電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端2114，其與所述的 模塊化電能計量器1的相線接入端112對應相連接；還包括一上防護罩212和一下防護 罩213，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的相線分戶結構件的裸露部分包覆起來，用以防止 觸電；若干螺孔2115用以與所述的箱體3的底板相連接，由于所述下防護罩213的存在防 止了因電力線發熱對箱體3的影響。 請參閱圖6B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表的零線接入組件一較 佳實施例的結構分解圖；所述的零線接入組件22包括 —零線構件本體221，其為導電材料制得的一長條形結構，并具有一接入端2211， 所述的接入端2211與所述的電力線的零線相連接；至少一個銅塊導電件2212，其連接在所 述的零線構件本體221上，所述的銅塊導電件2212具有輸出端，所述的銅塊導電件2212的 數量與所述的模塊化電能計量器1的數量相一致，并與所述的模塊化電能計量器1的相線 輸出端113相錯位排列；還包括一上防護罩222和一下防護罩223，其為絕緣隔熱材料制 得，將所述的零線接入組件22的裸露部分包覆起來，用以防止漏電和漏電。 請參閱圖7A、圖7B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一的結構
簡圖一、結構簡圖二，可清楚的發現，所述的電力線接入模塊以及九個模塊化電能計量器1 設置于所述的箱體3內，所述的箱體3具有一電力線輸入接口 31，以及零線輸出線和相線輸 出線輸出接口 32，所述的箱體3具有一封裝蓋(圖中未示)；在箱體3內除了上述部件外， 還包括 —模塊化電能計量器前端斷電模塊71，其設置于所述的相線接入組件21與所述 的模塊化電能計量器1之間，用以切斷進入某一指定用電戶模塊化電能計量器1的一組所述的相線輸入線，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊為至少一個斷路器或繼電器，其 數量與所述的模塊化電能計量器1的數量相一致，此處設置了九組繼電器或斷路器； —入戶端斷電模塊72，其設置于本箱體3的底端，用以切斷進入某一指定用電戶 使用區域的一組所述的相線輸出線，或一組所述的相線輸出線和零線輸出線，所述的入戶 端斷電模塊為至少一個斷路器或繼電器，其數量與所述的模塊化電能計量器的數量相一 致，此處設置了九組斷路器或繼電器； 需要說明的是，在實際的設置過程中，根據需要所述的模塊化電能計量器前端斷 電模塊以及所述的入戶端斷電模塊，其可以全部設置在箱體內，也可以其中之一設置于所 述的箱體內。 此外還包括一壓線塊組件6，設置于所述模塊化電能計量器1的相線輸出端113 相連接的相線輸出線以及零線接入組件22的零線輸出線上，設置的目的是為了使走線規 范； 多組電流檢測模塊5，其包括一電流檢測元件和比較器，用以檢測電流是否平衡 或發生過載，所述的電流檢測元件設置在所述的零線接入組件22下端，所述的比較器的輸 出端與所述的控制模塊8狀態信號輸入端相連接； 還包括一整體顯示模塊4，其設置于所述箱體3的左側，用以顯示各用戶的用電 量，預付費充值顯示以及歷史實現查詢顯示。 為了適應本實用新型可模塊化組裝的電能表功能擴展需要，本實用新型提供一獨 立的控制模塊8，用以接收相應單元或電路的狀態信號，并向相應的單元和電路發出控制信 號，從而協調所述的可模塊化組裝的電能表各功能的實現同時也能夠進行狀態監控，所述 的控制模塊8為單片機、嵌入式系統或可編程邏輯控件，選擇哪種器件是根據數據處理總 量要求、對本實用新型可模塊化組裝的電能表的功能要求以及對本實用新型終極產品體積 要求決定的。對于圖7C、圖7D所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例二的結 構簡圖一、結構簡圖二，其與上述圖7A、圖7B差別僅在于這里是"兩進兩出"。 對于上述提到的整體顯示模塊而言，其是與個體用電戶的電能消耗的歷史累計值 相關的，為此需要計數單元42，對電能的消耗進行累計，請參閱圖8所示，其為本實用新型 可模塊化組裝的電能表的計數單元42功能結構框圖，所述的計數單元42包括一數據處理 電路421，其接收所述的脈沖信號輸出單元13輸出的脈沖信號，并進行電能值累積計數，也 可以直接獲得所述計量單元12的電能值信號；一內部通訊電路423，其將所述的數據處理 電路421與所述的控制模塊8連接在一起，其傳輸給所述控制模塊8 —狀態信號，從而使所 述的控制模塊8產生相應的控制信號，發送至相應的接收單元或電路；還包括一存儲電路 422，其與所述的數據計數電路421相連接，當停電時，將所述的數據計數電路421累計的電 能值，存儲到所述的存儲電路422中；當恢復供電時，由所述的數據計數電路421讀取存儲 到所述的存儲電路422中的電能值。 請參閱圖9所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表的整體顯示模塊的功能 結構框圖，所述整體顯示模塊，包括一顯示屏411，其嵌設在所述的箱體3上；一驅動電路 412，其根據接收到所述計數單元42輸出的數據信號，驅動所述顯示屏411顯示用電量；一 讀卡器431，其與所述的控制模塊8相連接，通過讀取射頻識別卡432的信息，向所述的控 制模塊8發出數據信號，由所述的控制模塊8產生一控制信號，使所述的計數單元42輸出的數據信號給所述的驅動電路412 ;這里所述的射頻識別卡432為購電卡和/或查詢卡，其 中， 所述的購電卡向所述的讀卡器431發射射頻識別指令信息，將所述的購電量數據 傳輸至所述的控制模塊8，由所述的控制模塊8向所述的計數單元42發出狀態信號，所述的 計數單元42的存儲電路422存儲用戶購電量數據后，所述的數據計數電路421的用電量數 據與用戶購電量數據進行比較，獲得差值，通過所述的整體顯示單元顯示出； 在所述差值低于某一閾值時，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊的繼電器和 或斷路器斷開，向用戶停止供電，通過所述的購電卡向所述的讀卡器431發射射頻識指令 信息，并由所述的控制模塊8發出控制命令使所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊中的 繼電器和/或斷路器復位； 所述的查詢卡向所述的讀卡器431發射射頻識別指令信息，并由所述的控制模塊 8向所述的計數單元42發出控制信號，將所述的計數單元42的存儲電路422存儲的用戶歷 史用電量數據通過所述的整體顯示單元顯示出； 為了便于繼電器和/或斷路器的復位控制，本模塊還包括一無線控制單元，其包 括 —無線信號發送裝置444，用以發送無線控制信號； —無線信號接收電路443，用以接收外部的無線控制信號； —解碼電路442，其與所述的無線信號接收電路443相連接，獲得對應的數字控制 信號； —譯碼電路441，將所述的數字控制信號解析并轉換為指令信息，控制所述的繼電 器和/或斷路器的復位或斷開。 當然對于每一個用電戶也可以擁有自己的獨立顯示模塊，這樣就不需要具有區分 功能的識別卡才能看到自己的用電數據，請參閱圖IOA所示，其本實用新型可模塊化組裝 的電能表實施例一的獨立顯示模塊的功能結構框圖；在所述的模塊化電能計量器1中增加 了一計數單元42以及一顯示單元，所述的計數單元42與所述的計量單元12的輸出端相 連接，并對其產生的信號進行累加從而產生一數據信號，所述的顯示單元接收所述的數據 信號，將通過相應模塊化電能計量器1而被用電戶消耗的電能累計值顯示出來，也就是說 本實施例已經具備了一個基本的電能表的功能，其中，所述的單戶顯示單元包括一顯示屏 413，其嵌設在每一所述的模塊化電能計量器的盒體15上；一驅動電路414，其根據接收到 的所述計數單元42輸出的數據信號，驅動所述顯示屏413顯示用電量；圖10B為本實用新 型可模塊化組裝的電能表實施例二的獨立顯示模塊的功能結構框圖，其與圖IOA差別在于 "兩進兩出"。 請參閱圖IIA所示，其本實用新型可模塊化組裝的電能表實施例一中具有獨立顯 示模塊的模塊化電能計量器的立體結構示意圖，其具有顯示屏413。圖IIB為本實用新型可 模塊化組裝的電能表實施例二中具有獨立顯示模塊的模塊化電能計量器的立體結構示意 圖，其與圖IIA差別在于"兩進兩出"。 對于現在的技術發展趨勢而言，自檢測功能是一個趨勢，作為趨向高端的產品，也 是據有自檢測能力的，請參閱圖12所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中模塊化 電能計量器故障檢測單元的功能結構框圖，其包括
12[0111] —電流檢測電路911，在用電時監測所述模塊化電能計量器的相線輸入端112是 否有電流流過；一脈沖檢測電路912，用以監測所述的脈沖信號輸出單元13是否有脈沖信 號輸出；一監測判斷電路913，當所述的模塊化電能計量器相線輸入端112有電流流過，而 所述的脈沖信號輸出單元13無脈沖信號輸出，則判定所述模塊化電能計量器1出現故障； 當然如果僅僅進行故障檢測，而不給與相應指示和動作顯然仍然是達不到自檢測 功能欲達到的最佳效果，因此所述的模塊化電能計量器故障檢測單元還用于一故障執行電 路94相結合，所述的故障執行電路94包括聲光報警裝置941，在發現上述故障存在時進 行聲光報警，用以提醒用電戶模塊化電能計量器1存在故障，如采用不同顏色的指示燈或 不同的聲音指示產生故障的原因；一電力線斷路電路942，其采用斷路器，設置于所述的電 力線上，當發生非停電故障時，切斷輸送給用電戶的電力供應；需要說明的是所述的電源偵 測切換電路114及其對應的故障執行機構94，事實上其都可以是所述的入戶端斷電模塊， 其已經在上述電源單元14的結構中闡述了，這里僅是對其功能特征進行歸類，不再對其結 構進行贅述，同時上述的各項檢測可以根據實際的需要組合和取舍，成為產品的自檢測單 元。 請參閱圖12A所示，其分別為本實用新型模塊化電能計量器故障檢測電路的電路 示意圖；所述的電流檢測電路C4包括一電感線圈5L1，其套設在所述的相線A上；一比較 器5IC1，其一反相輸入端設有一基準電壓，其同相端與所述的電感線圈5L1的輸出端相連 接，當所述的相線A上有電流流過，感應出電壓信號與比較器5IC1反相輸入端的基準電壓 相比較，從而使所述的比較器5IC1的輸出端輸出一電壓信號，通過該電壓信號判斷電力線 上是否有電流流過。 所述的脈沖檢測電路C3包括一比較器5IC2，其一反相端設有一基準電壓，其同 相端與所述的脈沖信號輸出單元4的輸出端相連接；所述的比較器5IC2的輸出端與所述的 檢測判斷電路相連接，所述的檢測判斷電路為所述的控制模塊，其一輸入接口與所述的電 流檢測電路C4的輸出端相連， 一輸入接口與所述的脈沖檢測電路C3輸出端相連，當所述的 脈沖檢測電路的比較器5IC2的同相端接受到脈沖信號，則其輸出一高電位，所述的電流檢 測電路的比較器5IC1輸出一高電位至所述的控制模塊，所述的控制模塊內部預定一時間 段，當所述的電流檢測電路輸入高電位信號進入所述的控制模塊，在所述的預定時間內如 果沒有脈沖檢測電路的高電位信號輸入，則認為本實用新型模塊化電能計量器出現故障。 請參閱圖13A所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例一的電路簡圖；對于單相電流而言，為了檢測電流是否平衡，防止對人員造成傷害以 及電能流失，所述的電流檢測元件為互感線圈L，其套設在火線輸出線A和所述的零線輸出 線N上，將獲得的感應信號經過一整流電路C5傳輸至所述比較器IC1的同相輸入端，所述 比較器IC1的反相輸入端設定一基準電壓，當所述的電流失去平衡時，所述的比較器IC1的 輸出端輸出一高電位信號，說明電流失衡，則可以向繼電器和/或發送切斷電力線的指令； 請參閱圖13B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例二的電路簡圖；對于單相電流而言，為了檢測電流是否平衡，防止對人員造成的傷 害以及電能流失，所述的電流檢測元件為一組錳銅片，其包括第一錳銅片Rl和第二錳銅片 R11，其分別與火線輸出線L和零線輸出線N相連接，所述的第一錳銅片R1的兩端產生第一 電壓，所述的第二錳銅片Rll產生第二電壓，其分別通過各自的信號放大電路C7、 C10光耦隔離電路C8，隔離傳輸至所述比較電路C9的比較器IC4同相輸入端和反相輸入端，在兩者 不相等時所述的比較器IC4的輸出端輸出高電位信號，說明電流失衡，則可以向繼電器J發 送切斷電力線的指令； 請參閱圖13C所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例三的電路簡圖；對于單相電流而言，為了檢測電壓是否過載，防止由其造成的火災事 故，所述的電流檢測元件為互感線圈L2，其套設在火線輸出線B上，并將獲得的感應信號經 過一整流電路C6傳輸至所述比較器IC2的同相輸入端，所述比較器IC2的反相輸入端設定 一基準電壓，當負載過大時，所述的比較器IC2的輸出端輸出一高電位信號，說明使用的電 器超過額定負荷，則可以向繼電器和/或斷路器發送切斷電力線的指令； 請參閱圖13D所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例四的電路簡圖；所述的電流檢測元件為一錳銅片1R1，其與火線輸出線L相連接，所 述的錳銅片1R1的兩端產生一電壓，通過信號放大電路C11、光耦隔離電路C12而隔離傳輸 至比較電路C13的比較器IC4的同相輸入端，所述比較器IC4的反相輸入端設定一基準電 壓，在所述電壓高于基準電壓時，所述的比較器IC4的輸出端輸出一高電位信號說明使用 的電器超過額定負荷，則可以向繼電器J發送切斷電力線的指令； 請參閱圖14所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中防止箱體和/或盒體 非正常開啟模塊的功能結構框圖；所述的防止箱體和/或盒體非正常開啟模塊在所述的盒 體15和/或箱體3發生非正常開啟的時，產生報警或切斷電力線路的動作，其主要目的是 防止不良人員非法竊電，或者避免非專業人員打開盒體造成觸電的不良后果，其包括一開 啟檢測電路01和一執行電路(故障執行電路94)，其中， 所述的開啟檢測電路01用以檢測盒體15和/或箱體3是否開啟，在開啟時發出 檢測信號給所述的處理器8并生成一控制信號； 所述的執行電路(故障執行電路94)接收所述的控制信號，并產生報警或切斷所 在線路的電力線連接的動作。 請參閱圖15A所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止 箱體和/或盒體非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例一的結構示意圖，所述的開啟檢測 電路包括一壓力傳感器012，其中，所述的壓力傳感器012與一 A/D轉換器013相連接，并 與所述的處理器8的狀態信號端口相連，壓力傳感器012設置于所述盒體152和/或箱體 封裝蓋3處，由于螺釘011的擠壓產生所述的檢測信號，并被傳送到所述的狀態信號端口， 通過與在所述的處理器8中預設的一閾值進行比較，如果小于此閾值則輸出控制信號給所 述的執行電路，所述的執行電路(故障執行電路94)可以為自檢測單元的故障執行電路94， 通過聲光報警和切斷電力線路實現防止盒體非正常開啟。 請參閱圖15B所示，其為本實用新型可模塊化組裝的電能表中防止箱體和/或盒 體非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例二的結構示意圖，所述的開啟檢測電路包括一 行程開關014或常閉開關，這里以行程開關014為例進行說明，所述的行程開關014設置于 所述盒體152和/或箱體封裝蓋3的封裝處，當封裝處沒有空隙時，所述的行程開關014無 信號輸出，反之，當螺釘011被旋起，所述行程開關014由于彈簧015作用而閉合，從而輸出 控制信號給所述的執行電路(故障執行電路94)，所述的執行電路(故障執行電路94)可 以為自檢測單元的故障執行電路94，通過聲光報警和切斷電力線路實現防止盒體非正常開
14啟。 事實本實用新型具有將針對電力線所發生的異常狀況進行記錄的功能，其是將相 應的歷史信息存儲在所述計數單元42的存儲電路422中，所述的存儲電路422分別與所述 的數據處理電路421以及所述開啟檢測電路01相相連接，當停電時，將所述的數據處理電 路421累積的電能值，存儲到所述的存儲電路422中；當恢復供電時，由所述的數據處理電 路421讀取存儲到所述的存儲電路422中的電能值；并會在盒體15發生非正常開啟時記錄 這一事件信息。 需要說明的是為了便于和更多的功能結合而是本實用新型可模塊化組裝的電能 表的功能得到提升，還應包括一擴展接口 ，其與至少一擴展模塊相連接，其用于本實用新型 的功能擴展，所述的擴展模塊通過一標準接口與所述的控制模塊相連接，實現即插即用；以 下給出一種實施例所述的擴展模塊包括一通訊單元用以實現將所述可模塊化組裝的電能 表出現的異常狀況或電能值發送給遠端的管理控制中心或用戶本人的信息接收終端，實現 異常監控和遠程抄表；所述的通訊單元以載波傳輸、以太網傳輸、PSNT(公共電話交換)網 絡傳輸、GPRS傳輸、GSM傳輸或CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸； 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，對本實用新型而言僅僅是說明性的，而 非限制性的。本專業技術人員理解，在本實用新型權利要求所限定的精神和范圍內可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求一種可模塊化組裝的電能表，其包括一箱體，其特征在于，其包括一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接入組件的接入端與所述的電力線中的零線相連接；至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接出端輸出的電能值；所述的相線接入組件的輸出端與所述的模塊化電能計量器相線接入端相連接，所述的模塊化電能計量器相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述的零線輸出線的條數和相線輸出線的條數分別與所述的模塊化電能計量器個數相對應。
2. —種可模塊化組裝的電能表，其包括一箱體，其特征在于，還包括一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和輸出 端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接入組件的接入 端與所述的電力線中的零線相連接；至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零線接 入端以及相線輸出端和零線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接出端 輸出的電能值；所述的相線接入組件的輸出端與所述的模塊化電能計量器相線接入端相連接，所述的 模塊化電能計量器相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸 入線相連接，所述的模塊化電能計量器零線輸出端與零線輸出線相連；所述的電力線接入模塊與所述的模塊化電能計量器以模塊化特征設置在所述的箱體 內，進行排布。
3. 根據權利要求1或2所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的電力線接入 模塊以及至少一個模塊化電能計量器設置于所述的箱體內，所述的箱體具有一電力線輸入 接口 ，以及零線輸出線和相線輸出線輸出接口 ，所述的箱體具有一封裝蓋。
4. 根據權利要求1或2所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的模塊化電能 計量器還包括一電源單元，用以提供工作電力；一電能計量單元，計算經由所述的相線接入端和零線接入端進入，而被用戶消耗的電 能值；一脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉化為與所述的電能值成 正比的脈沖信號輸出；所述的脈沖信號輸出單元為電壓/頻率轉換分頻電路；所述的脈沖 信號輸出單元的輸出端與所述的零線輸入端為集成在一串行插頭。
5. 根據權利要求4所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一盒體，所述的 電源單元、電能計量單元以及脈沖信號輸出單元設置于所述的盒體內，并通過一封裝蓋進 行封裝，所述的相線接入端和相線輸出端設置于所述的盒體的兩端。
6. 根據權利要求4所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的電能計量單元， 其包括一電流信號采集電路，用以實時采集電力線上的電流信號； 一電壓信號采集電路，用以實時采集電力線上的電壓信號；一運算和處理電路，用以將所述的電流信號與所述的電壓信號相乘得到瞬時功率值， 并通過積分器獲得一確定時間段的電能值。
7. 根據權利要求1或2所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的相線接入組 件包括至少一相線分戶結構件，其為導電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所述的 電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端，其與所述的模塊化電能計量器的相 線接入端對應相連接。
8. 根據權利要求7所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一上防護罩和 一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的相線分戶結構件的裸露部分包覆起來。
9. 根據權利要求1或2所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的零線接入組 件包括一零線構件本體，其為導電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所述的電力線 的零線相連接；至少一個銅塊導電件，其連接在所述的零線構件本體上，所述的銅塊導電件具有輸出 端，所述的銅塊導電件輸出端的數量與所述的模塊化電能計量器的數量相一致，并與所述 的模塊化電能計量器的相線輸出端相錯位排列。
10. 根據權利要求9所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一上防護 罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的零線接入組件的裸露部分包覆起來。
專利摘要本實用新型為一種可模塊化組裝的電能表，其包括一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接組件的接入端與所述的電力線中的零線相連接；至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接入端和零線接入端輸出的電能值；所述的相線接入組件的輸出端與所述的相線接入端相連接，所述的相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述的零線輸出線的條數和相線輸出線的條數分別與所述的模塊化電能計量器個數相對應。
文檔編號G01R11/24GK201503446SQ20092014961
公開日2010年6月9日 申請日期2009年4月7日 優先權日2009年4月7日
發明者萬家盛, 汪志強 申請人:湖北盛佳電器設備有限公司;萬家盛