专利名称：可模块化组装的电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种电力计量设备，特别涉及的是一种以模块化思想为基
础，以标准计量模块为中心通过多种模块进行扩展连接形成的可模块化组装的电能表。
背景技术：
随着经济的发展，国民经济各个领域对电力能源的依赖性不断提高，为了计量用 电消耗的数量，对电力用电现场实现有效的管理，所以电力计量设备应运而生，而且成为电 力技术领域不断创新的一个热点方向。 对于现有的电力计量设备而言主要是电能表，其可以为单表位电能表的也可以为 多表位电能表，但是经过多年的用电管理实践发现仍然存在以下缺陷； 首先，由于生产厂家繁多，生产产品规格的不同，因此在电力部门用电现场很难实 现标准的统一，往往为了实现多功能要求，因此就要在现有电表的周围增加附属设备，致使 电力计量成套设备体积庞大，生产成本增加； 其次，一旦电力部门对用电现场的管理要求或标准发生变化，供电部门就需要花 大力气重新对电力计量成套设备进行更换改造，原有的产品就只能淘汰，这样使供电部门 的成本大大浪费； 再次，对于电力部门而言，现有的电力计量成套设备在应用过程中需要大量的排 线布线，需要耗费很大的人工成本，同时庞杂的结构组件给安装正确带来了极大的困难，不 利于用电现场实现精细化管理，从而造成了用电损耗； 最后，现有的电力计量成套设备一旦出现故障或者需要定期更换，就只能整表全 部淘汰，更换新的电力计量成套设备从而造成了重复投资，为使用者和电力部门增加了成 本。 本实用新型创作者，经过长时间的研究和实践，终于采用一种模块化标准化的思 想，获得了本创作。

发明内容本实用新型的目的在于，提供一种可模块化组装的电能表，用以克服上述缺陷。 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案一在于，提供一种可模块化组装的 电能表，其包括 —电力线接入模块，其包括相线接入组件和零线接入组件，其分别具有接入端和 输出端，所述的相线接入组件的接入端与电力线中的相线相连接，所述的零线接组件的接 入端与所述的电力线中的零线相连接； 至少一个模块化电能计量器，所述的每一模块化电能计量器具有相线接入端和零 线接入端以及相线输出端，用以计量每一用户电力线的相线接出端和零线接出端输出的电 能值； 所述的相线接入组件的输出端与所述的相线接入端相连接，所述的相线输出端与相线输出线相连；所述的零线接入组件的输出端与零线输出线相连接，所述的零线输出线
的条数和相线输出线的条数分别与所述的模块化电能计量器个数相对应； 方案二在于，提供一种可模块化组装的电能表，其包括一箱体，其中，还包括 —电力线接入模块，其包括相线接入组件和零线接入组件，其分别具有接入端和
输出端，所述的相线接入组件的接入端与电力线中的相线相连接，所述的零线接入组件的
接入端与所述的电力线中的零线相连接； 至少一个模块化电能计量器，所述的每一模块化电能计量器具有相线接入端和零 线接入端以及相线输出端和零线输出端，用以计量每一用户电力线的相线接出端和零线接 出端输出的电能值； 所述的相线接入组件的输出端与所述的模块化电能计量器相线接入端相连接，所
述的模块化电能计量器相线输出端与相线输出线相连；所述的零线接入组件的输出端与零
线输入线相连接，所述的模块化电能计量器零线输出端与零线输出线相连； 所述的电力线接入模块与所述的模块化电能计量器以模块化特征设置在所述的
箱体内，进行排布。 较佳的，所述的电力线接入模块以及至少一个模块化电能计量器设置于所述的箱 体内，所述的箱体具有一电力线输入接口 ，以及零线输出线和相线输出线输出接口 ，所述的 箱体具有一封装盖。 较佳的，所述的模块化电能计量器还包括 —电源单元，用以提供工作电力； —电能计量单元，计算经由所述的相线接入端和零线接入端进入，而被用户消耗 的电能值； —脉冲信号输出单元，将所述的电能计量单元计算的电能值转化为与所述的电能 值成正比的脉冲信号输出；所述的脉冲信号输出单元为电压/频率转换分频电路；所述的 脉冲信号输出单元的输出端与所述的零线输入端为集成在一串行插头。 较佳的，还包括一盒体，所述的电源单元、电能计量单元以及脉冲信号输出单元设 置于所述的盒体内，并通过一封装盖进行封装，所述的相线接入端和相线输出端设置于所 述的盒体的两端。 较佳的，所述的电能计量单元，其包括 —电流信号采集电路，用以实时采集电力线上的电流信号； —电压信号采集电路，用以实时采集电力线上的电压信号； —运算和处理电路，用以将所述的电流信号与所述的电压信号相乘得到瞬时功率 值，并通过积分器获得一确定时间段的电能值。 较佳的，所述的相线接入组件包括 至少一相线分户结构件，其为导电材料制得，并具有一接入端，所述的接入端与所 述的电力线中的相线相连接，还具有至少一个相线输出端，其与所述的模块化电能计量器 的相线接入端对应相连接。 较佳的，还包括一上防护罩和一下防护罩，其为绝缘隔热材料制得，将所述的相
线分户结构件的裸露部分包覆起来。
较佳的，所述的零线接入组件包括[0033] —零线构件本体，其为导电材料制得，并具有一接入端，所述的接入端与所述的电 力线的零线相连接； 至少一个铜块导电件，其连接在所述的零线构件本体上，所述的铜块导电件具有 输出端，所述的铜块导电件输出端的数量与所述的模块化电能计量器的数量相一致，并与 所述的模块化电能计量器的相线输出端相错位排列。 较佳的，还包括一上防护罩和一下防护罩，其为绝缘隔热材料制得，将所述的零 线接入组件的裸露部分包覆起来。 与现有技术比较本实用新型具有的有益效果在于，一、本实用新型可模块化组装 的电能表以模块化电能计量器为基础，通过模块化特征能够集成电力部门用电现场计量管 理所需的各种功能，并大大縮小了体积； 二、由于本实用新型可模块化组装的电能表的模块化特征使生产部门实现了根据
用电部门要求定制化生产，从而达到了规模化高效生产，降低了生产成本； 三、通过本实用新型可模块化组装的电能表使电力部门在应用过程中极大的降低
了计量总体投资成本和安装工时，同时提供了用电现场精细化管理所必要的技术条件，从
而降低了用电损耗； 四、本实用新型可模块化组装的电能表在使用过程中任意功能模块单元出现故障 或定期更换时，通过更换相应的模块单元，避免了重复投资，为使用者和电力部门节约了成 本。

图1A为本实用新型可模块化组装的电能表的实施例一的功能结构示意图； 图1B为本实用新型可模块化组装的电能表的实施例二的功能结构示意图； 图2A为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一的模块化电能计量器的功能 框图； 图2B为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二的模块化电能计量器的功能 框图； 图3为本实用新型可模块化组装的电能表模块化电能计量器的计量单元的功能 框图； 图4为本实用新型可模块化组装的电能表模块化电能计量器的电源单元的功能 框图； 图5A为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一模块化电能计量器的盒体结 构一较佳实施例的主立体结构图； 图5B为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一模块化电能计量器的盒体结 构一较佳实施例的副立体结构图； 图5C为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二模块化电能计量器的盒体结 构一较佳实施例的主立体结构图； 图5D为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二模块化电能计量器的盒体结 构二较佳实施例的副立体结构图； 图6A为本实用新型可模块化组装的电能表的相线接入组件一较佳实施例的结构分解图
分解图
构框图
构框图； 图
块化电能计 图
块化电能计 图
功能结构框 图 图
路简路简图
路简图
路简图； 图
非正常开启 图
非正常开启 图
非正常开启
图6B为本实用新型可模块化组装的电能表的零线接入组件一较佳实施例的结构
图7A为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一结构简图一 图7B为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一结构简图二 图7C为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二结构简图一 图7D为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二结构简图二 图8为本实用新型可模块化组装的电能表的计数单元功能结构框图； 图9为本实用新型可模块化组装的电能表的整体显示模块的功能结构框图； 图10A为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一的独立显示模块的功能结
图10B为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二的独立显示模块的功能结
IIA为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一中具有独立显示模块的模 量器的立体结构示意IIB为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二中具有独立显示模块的模 量器的立体结构示意12为本实用新型可模块化组装的电能表中模块化电能计量器故障检测单元的 12A为本实用新型模块化电能计量器故障检测电路的电路示意图； 13A为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳实施例一的电
图13B为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳实施例二的电
图13C为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳实施例三的电
图13D为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳实施例四的电
14为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块防止箱体和/或盒体 模块的功能结构框15A为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块防止箱体和/或盒体 模块中开启检测电路实施例一的结构示意15B为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块防止箱体和/或盒体 模块中开启检测电路实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 请参阅图1A所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表的实施例一的功能结 构示意图；其包括一电力线接入模块2，其包括相线接入组件21和零线接入组件22，其分别具有接入端和输出端，所述的相线接入组件的接入端2111与电力线中的相线相连接，所 述的零线接组件的接入端2211与所述的电力线中的零线相连接； 至少一个模块化电能计量器l，所述的每一模块化电能计量器1具有相线接入端 112和零线接入端111以及相线输出端113，用以计量每一用户电力线的相线接入端112和 零线接入端111输出的电能值；需要说明的是当仅采用一个模块化电能计量器1其仅为一 个单用户表； 所述的相线接入组件21的输出端与所述的相线接入端112相连接，所述的相线输 出端113与相线输出线相连；所述的零线接入组件22的输出端222与零线输出线相连接， 所述的零线输出线的条数和相线输出线的条数分别与所述的模块化电能计量器1个数相 对应； 上述的各种模块可以设置于一箱体3内也可以一集成的形式设置于电路板上，本 实用新型是以设置于箱体3为实例进行公开描述，但并不拘泥于具体的形式。 请参阅图1B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表的实施例二的功能结 构示意图；与实施例一的区别在于，所述的模块化电能计量器l，本实施例中的模块化电能 计量器的输出和输入位于模块化电能计量器的同一侧，所述的每一模块化电能计量器1为 "两进两出"即具有相线接入端112和零线接入端112'以及相线输出端113和零线输出端 113'，用以计量每一用户电力线的相线接入端112和零线接入端112'输出的电能值。 请参阅图2A所示，其为为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一的模块化 电能计量器的功能框图，所述的模块化电能计量器1包括一电力线输入输出单元，一电源 单元14，一电能计量单元12以及一脉冲信号输出单元13，其中，所述的电力线输入输出单 元包括相线接入端112和零线接入端111以及相线输出端113，所述的相线接入端112与 电力线路中的相线相连接，所述的相线输出端113与下一级电力设备相连接；所述的电源 单元14用以获得所述的相线接入端112和零线接入端111接入的电压，通过相应的转换为 所述模块化电能计量器l的其它用电器件提供工作电力；所述的电能计量单元12与所述的 电源单元14相连接，计算经由所述的相线接入端112和零线接入端111的电能值；所述的 脉冲信号输出单元13，其与所述的电能计量单元12相连接，将所述的电能计量单元12计算 的电能值转化为与所述的电能值成正比的脉冲信号输出，产生的脉冲信号可以作为其它功 能扩展单元的数据输入信号。 请参阅图2B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二的模块化电 能计量器的功能框图；与上述图1B中区别在于，虽然都是"两进两出"，但是本图中，所述的 电力线输入输出单元中相线接入端112和零线接入端111位于所述的模块化电能计量器 的上端，相线输出端113和零线输出端位于所述模块化电能计量器的下端(也就是说输入 和输出不在一侧)，所述的相线接入端112与电力线路中的相线相连接，所述的相线输出端 113和零线输出端与下一级电力设备相连接；所述的电源单元14用以获得所述的相线接入 端112和零线接入端111接入的电压，通过相应的转换为所述模块化电能计量器1的其它 用电器件提供工作电力；所述的电能计量单元12与所述的电源单元14相连接，计算经由所 述的相线接入端112和零线接入端111的电能值。 事实上对于本实用新型可模块化组装的电能表而言，多个功能模块的组合是构成 本实用新型的核心思想，但是针对于用电管理来说，所述的模块化电能计量器是其核心模
8块，就单个用户而言其用电管理功能的功能扩展也是基于这一标准模块延伸出来的，为此 我们须对其结构中的两个单元进行相应的介绍，以期待本领域技术人员在了解其结构基础 上更好的实现本实用新型的产品。 首先，请参阅图3所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表模块化电能计量 器的计量单元的功能框图，对于所述的模块化电能计量器而言所述的电能计量单元12是 其核心结构，其包括一电流信号采集电路121，用以实时采集电力线上的电流信号；一电 压信号采集电路122，用以实时采集电力线上的电压信号；一运算和处理电路123，其包括
一乘法器1231以及一积分器1232，通过所述的乘法器1231将所述的电流信号与所述的电 压信号相乘得到瞬时功率值，然后通过所述的积分器1232获得确定时间段内的电能值，并 通过一脉冲信号输出单元13将获得的电能值转换为脉冲信号输出，所述的脉冲信号输出 单元13可以为一电压/频率转换分频电路。 其次，请参阅图4所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表模块化电能计量 器的电源单元的功能框图，其包括一电源变换电路141，其将电力线电压进行变压处理， 用以提供工作电力，所述的电源变换电路141与所述的相线输入端112和零线输入端111 相连接；一充电电路142，其设置于所述的电源转换电路141的输出端与所述的备用电源 143之间，用以向所述的备用电源143供电；一侦测切换电路144，其用以侦测所述的电源转 换电路141是否有电压输出，在所述的电源转换电路141无电压输出时，启动所述的备用电 源143为所述的模块化电能计量器1的用电器件提供工作电力，由于所述的备用电源143 的储电容量有限，因此一但发生电源变换电路141故障的情况，就必须告知用户，或者通过 一电力线切断电路942(断路器)切断电力线路以防止由于所述电源单元141出现故障对 用电管理部门造成电力资源的浪费和流失，当然也可以采用一声光报警装置941与所述的 侦测切换电路144相连接，在所述的电源转换电路141无电压输出时，触发所述的声光报警 装置941的声光报警功能。 对于本实用新型可模块化组装的电能表而言，每一个模块化电能计量器1都代表 一个独立用户用电管理的基础，为了安全起见，应设置盒体将其封装起来，首先，请参阅图 5A所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一模块化电能计量器的盒体结构一 较佳实施例的主立体结构图，其包括一底板150，用以承载盒体内部装设的器件；一封装 盖152，其罩设在所述的底板150上，对所述的器件进行保护，在所述封装盖152的上端设 有相线接入端151，在于其相对的一端设有相线输出端154，在所述的封装盖152上表面设 有锁紧孔155，用以通过螺钉与所述的底板150螺接在一起，在所述的封装盖152上还开有 显示屏视窗158、脉冲校准孔156以及一脉冲指示灯孔157这些都为与本实用新型核心模 块——模块化电能计量器的功能结构扩展提供相应的机械结构接口 。 其次，请参阅图5B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一模块化 电能计量器的盒体结构一较佳实施例的副立体结构图，其是从所述盒体15的侧后方进行 投影，可明显的看到，在所述的底板150上设有若干紧固孔159，其用以实现所述盒体15与 安装位置进行的定位和固定设置，特别需要强调的是为了突出模块化的特点，本实用新型 的一个特征就在于，其包括一相线进入端151和相线输出端154以及零件输入端161，并 且所述的零线输入端161与所述的脉冲信号输出单元13的输出端集成在一串行插头16 上，与不同针相对应，通过插拔实现在所述的模块化电能计量器的基础上进行功能扩展，形成本实用新型可模块化组装的电能表的组装和连接。 请参阅图5C所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二模块化电能 计量器的盒体结构一较佳实施例的主立体结构图；与图5A差别在于，在所述模块化电能计 量器的下端(同侧)设有相线接入端112，相线输出端113，零线接入端112'和零线输出端 113'，在所述的封装盖152上表面设有锁紧孔155，用以通过螺钉与所述的底板150螺接在 一起，在所述的封装盖152上还开有显示屏视窗158、脉冲校准孔156以及一脉冲指示灯孔 157这些都为与本实用新型核心模块——模块化电能计量器的功能结构扩展提供相应的机 械结构接口。 请参阅图5D所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二模块化电能 计量器的盒体结构二较佳实施例的主立体结构图；与上述的图2B的功能结构图相对应，本 图盒体的结构与上述图5A所示的结构的差异在于，在所述模块化电能计量器的上端设有 相线接入端112，零线接入端112'，在所述的模块化电能计量器下端设有相线输出端113和 零线输出端113'，需要强调的是对于上述的两个模块化电能计量器的结构而言，所述的脉 冲信号输出单元13的输出端都为一串行插头设置于所述的底板上(图中未示)，通过插拔 实现在所述的模块化电能计量器的基础上进行功能扩展，形成本实用新型可模块化组装的 电能表的组装和连接。 请参阅图6A所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表的相线接入组件一较 佳实施例的结构分解图；所述的相线接入组件包括 至少一相线分户结构件211，其为导电材料制得，并具有一接入端2111，所述的接 入端2111与所述的电力线中的相线相连接，还具有至少一个相线输出端2114，其与所述的 模块化电能计量器1的相线接入端112对应相连接；还包括一上防护罩212和一下防护 罩213，其为绝缘隔热材料制得，将所述的相线分户结构件的裸露部分包覆起来，用以防止 触电；若干螺孔2115用以与所述的箱体3的底板相连接，由于所述下防护罩213的存在防 止了因电力线发热对箱体3的影响。 请参阅图6B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表的零线接入组件一较 佳实施例的结构分解图；所述的零线接入组件22包括 —零线构件本体221，其为导电材料制得的一长条形结构，并具有一接入端2211， 所述的接入端2211与所述的电力线的零线相连接；至少一个铜块导电件2212，其连接在所 述的零线构件本体221上，所述的铜块导电件2212具有输出端，所述的铜块导电件2212的 数量与所述的模块化电能计量器1的数量相一致，并与所述的模块化电能计量器1的相线 输出端113相错位排列；还包括一上防护罩222和一下防护罩223，其为绝缘隔热材料制 得，将所述的零线接入组件22的裸露部分包覆起来，用以防止漏电和漏电。 请参阅图7A、图7B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例一的结构
简图一、结构简图二，可清楚的发现，所述的电力线接入模块以及九个模块化电能计量器1 设置于所述的箱体3内，所述的箱体3具有一电力线输入接口 31，以及零线输出线和相线输 出线输出接口 32，所述的箱体3具有一封装盖(图中未示)；在箱体3内除了上述部件外， 还包括 —模块化电能计量器前端断电模块71，其设置于所述的相线接入组件21与所述 的模块化电能计量器1之间，用以切断进入某一指定用电户模块化电能计量器1的一组所述的相线输入线，所述的模块化电能计量器前端断电模块为至少一个断路器或继电器，其 数量与所述的模块化电能计量器1的数量相一致，此处设置了九组继电器或断路器； —入户端断电模块72，其设置于本箱体3的底端，用以切断进入某一指定用电户 使用区域的一组所述的相线输出线，或一组所述的相线输出线和零线输出线，所述的入户 端断电模块为至少一个断路器或继电器，其数量与所述的模块化电能计量器的数量相一 致，此处设置了九组断路器或继电器； 需要说明的是，在实际的设置过程中，根据需要所述的模块化电能计量器前端断 电模块以及所述的入户端断电模块，其可以全部设置在箱体内，也可以其中之一设置于所 述的箱体内。 此外还包括一压线块组件6，设置于所述模块化电能计量器1的相线输出端113 相连接的相线输出线以及零线接入组件22的零线输出线上，设置的目的是为了使走线规 范； 多组电流检测模块5，其包括一电流检测元件和比较器，用以检测电流是否平衡 或发生过载，所述的电流检测元件设置在所述的零线接入组件22下端，所述的比较器的输 出端与所述的控制模块8状态信号输入端相连接； 还包括一整体显示模块4，其设置于所述箱体3的左侧，用以显示各用户的用电 量，预付费充值显示以及历史实现查询显示。 为了适应本实用新型可模块化组装的电能表功能扩展需要，本实用新型提供一独 立的控制模块8，用以接收相应单元或电路的状态信号，并向相应的单元和电路发出控制信 号，从而协调所述的可模块化组装的电能表各功能的实现同时也能够进行状态监控，所述 的控制模块8为单片机、嵌入式系统或可编程逻辑控件，选择哪种器件是根据数据处理总 量要求、对本实用新型可模块化组装的电能表的功能要求以及对本实用新型终极产品体积 要求决定的。对于图7C、图7D所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表实施例二的结 构简图一、结构简图二，其与上述图7A、图7B差别仅在于这里是"两进两出"。 对于上述提到的整体显示模块而言，其是与个体用电户的电能消耗的历史累计值 相关的，为此需要计数单元42，对电能的消耗进行累计，请参阅图8所示，其为本实用新型 可模块化组装的电能表的计数单元42功能结构框图，所述的计数单元42包括一数据处理 电路421，其接收所述的脉冲信号输出单元13输出的脉冲信号，并进行电能值累积计数，也 可以直接获得所述计量单元12的电能值信号；一内部通讯电路423，其将所述的数据处理 电路421与所述的控制模块8连接在一起，其传输给所述控制模块8 —状态信号，从而使所 述的控制模块8产生相应的控制信号，发送至相应的接收单元或电路；还包括一存储电路 422，其与所述的数据计数电路421相连接，当停电时，将所述的数据计数电路421累计的电 能值，存储到所述的存储电路422中；当恢复供电时，由所述的数据计数电路421读取存储 到所述的存储电路422中的电能值。 请参阅图9所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表的整体显示模块的功能 结构框图，所述整体显示模块，包括一显示屏411，其嵌设在所述的箱体3上；一驱动电路 412，其根据接收到所述计数单元42输出的数据信号，驱动所述显示屏411显示用电量；一 读卡器431，其与所述的控制模块8相连接，通过读取射频识别卡432的信息，向所述的控 制模块8发出数据信号，由所述的控制模块8产生一控制信号，使所述的计数单元42输出的数据信号给所述的驱动电路412 ;这里所述的射频识别卡432为购电卡和/或查询卡，其 中， 所述的购电卡向所述的读卡器431发射射频识别指令信息，将所述的购电量数据 传输至所述的控制模块8，由所述的控制模块8向所述的计数单元42发出状态信号，所述的 计数单元42的存储电路422存储用户购电量数据后，所述的数据计数电路421的用电量数 据与用户购电量数据进行比较，获得差值，通过所述的整体显示单元显示出； 在所述差值低于某一阈值时，所述的模块化电能计量器前端断电模块的继电器和 或断路器断开，向用户停止供电，通过所述的购电卡向所述的读卡器431发射射频识指令 信息，并由所述的控制模块8发出控制命令使所述的模块化电能计量器前端断电模块中的 继电器和/或断路器复位； 所述的查询卡向所述的读卡器431发射射频识别指令信息，并由所述的控制模块 8向所述的计数单元42发出控制信号，将所述的计数单元42的存储电路422存储的用户历 史用电量数据通过所述的整体显示单元显示出； 为了便于继电器和/或断路器的复位控制，本模块还包括一无线控制单元，其包 括 —无线信号发送装置444，用以发送无线控制信号； —无线信号接收电路443，用以接收外部的无线控制信号； —解码电路442，其与所述的无线信号接收电路443相连接，获得对应的数字控制 信号； —译码电路441，将所述的数字控制信号解析并转换为指令信息，控制所述的继电 器和/或断路器的复位或断开。 当然对于每一个用电户也可以拥有自己的独立显示模块，这样就不需要具有区分 功能的识别卡才能看到自己的用电数据，请参阅图IOA所示，其本实用新型可模块化组装 的电能表实施例一的独立显示模块的功能结构框图；在所述的模块化电能计量器1中增加 了一计数单元42以及一显示单元，所述的计数单元42与所述的计量单元12的输出端相 连接，并对其产生的信号进行累加从而产生一数据信号，所述的显示单元接收所述的数据 信号，将通过相应模块化电能计量器1而被用电户消耗的电能累计值显示出来，也就是说 本实施例已经具备了一个基本的电能表的功能，其中，所述的单户显示单元包括一显示屏 413，其嵌设在每一所述的模块化电能计量器的盒体15上；一驱动电路414，其根据接收到 的所述计数单元42输出的数据信号，驱动所述显示屏413显示用电量；图10B为本实用新 型可模块化组装的电能表实施例二的独立显示模块的功能结构框图，其与图IOA差别在于 "两进两出"。 请参阅图IIA所示，其本实用新型可模块化组装的电能表实施例一中具有独立显 示模块的模块化电能计量器的立体结构示意图，其具有显示屏413。图IIB为本实用新型可 模块化组装的电能表实施例二中具有独立显示模块的模块化电能计量器的立体结构示意 图，其与图IIA差别在于"两进两出"。 对于现在的技术发展趋势而言，自检测功能是一个趋势，作为趋向高端的产品，也 是据有自检测能力的，请参阅图12所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中模块化 电能计量器故障检测单元的功能结构框图，其包括
12[0111] —电流检测电路911，在用电时监测所述模块化电能计量器的相线输入端112是 否有电流流过；一脉冲检测电路912，用以监测所述的脉冲信号输出单元13是否有脉冲信 号输出；一监测判断电路913，当所述的模块化电能计量器相线输入端112有电流流过，而 所述的脉冲信号输出单元13无脉冲信号输出，则判定所述模块化电能计量器1出现故障； 当然如果仅仅进行故障检测，而不给与相应指示和动作显然仍然是达不到自检测 功能欲达到的最佳效果，因此所述的模块化电能计量器故障检测单元还用于一故障执行电 路94相结合，所述的故障执行电路94包括声光报警装置941，在发现上述故障存在时进 行声光报警，用以提醒用电户模块化电能计量器1存在故障，如采用不同颜色的指示灯或 不同的声音指示产生故障的原因；一电力线断路电路942，其采用断路器，设置于所述的电 力线上，当发生非停电故障时，切断输送给用电户的电力供应；需要说明的是所述的电源侦 测切换电路114及其对应的故障执行机构94，事实上其都可以是所述的入户端断电模块， 其已经在上述电源单元14的结构中阐述了，这里仅是对其功能特征进行归类，不再对其结 构进行赘述，同时上述的各项检测可以根据实际的需要组合和取舍，成为产品的自检测单 元。 请参阅图12A所示，其分别为本实用新型模块化电能计量器故障检测电路的电路 示意图；所述的电流检测电路C4包括一电感线圈5L1，其套设在所述的相线A上；一比较 器5IC1，其一反相输入端设有一基准电压，其同相端与所述的电感线圈5L1的输出端相连 接，当所述的相线A上有电流流过，感应出电压信号与比较器5IC1反相输入端的基准电压 相比较，从而使所述的比较器5IC1的输出端输出一电压信号，通过该电压信号判断电力线 上是否有电流流过。 所述的脉冲检测电路C3包括一比较器5IC2，其一反相端设有一基准电压，其同 相端与所述的脉冲信号输出单元4的输出端相连接；所述的比较器5IC2的输出端与所述的 检测判断电路相连接，所述的检测判断电路为所述的控制模块，其一输入接口与所述的电 流检测电路C4的输出端相连， 一输入接口与所述的脉冲检测电路C3输出端相连，当所述的 脉冲检测电路的比较器5IC2的同相端接受到脉冲信号，则其输出一高电位，所述的电流检 测电路的比较器5IC1输出一高电位至所述的控制模块，所述的控制模块内部预定一时间 段，当所述的电流检测电路输入高电位信号进入所述的控制模块，在所述的预定时间内如 果没有脉冲检测电路的高电位信号输入，则认为本实用新型模块化电能计量器出现故障。 请参阅图13A所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳 实施例一的电路简图；对于单相电流而言，为了检测电流是否平衡，防止对人员造成伤害以 及电能流失，所述的电流检测元件为互感线圈L，其套设在火线输出线A和所述的零线输出 线N上，将获得的感应信号经过一整流电路C5传输至所述比较器IC1的同相输入端，所述 比较器IC1的反相输入端设定一基准电压，当所述的电流失去平衡时，所述的比较器IC1的 输出端输出一高电位信号，说明电流失衡，则可以向继电器和/或发送切断电力线的指令； 请参阅图13B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳 实施例二的电路简图；对于单相电流而言，为了检测电流是否平衡，防止对人员造成的伤 害以及电能流失，所述的电流检测元件为一组锰铜片，其包括第一锰铜片Rl和第二锰铜片 R11，其分别与火线输出线L和零线输出线N相连接，所述的第一锰铜片R1的两端产生第一 电压，所述的第二锰铜片Rll产生第二电压，其分别通过各自的信号放大电路C7、 C10光耦隔离电路C8，隔离传输至所述比较电路C9的比较器IC4同相输入端和反相输入端，在两者 不相等时所述的比较器IC4的输出端输出高电位信号，说明电流失衡，则可以向继电器J发 送切断电力线的指令； 请参阅图13C所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳 实施例三的电路简图；对于单相电流而言，为了检测电压是否过载，防止由其造成的火灾事 故，所述的电流检测元件为互感线圈L2，其套设在火线输出线B上，并将获得的感应信号经 过一整流电路C6传输至所述比较器IC2的同相输入端，所述比较器IC2的反相输入端设定 一基准电压，当负载过大时，所述的比较器IC2的输出端输出一高电位信号，说明使用的电 器超过额定负荷，则可以向继电器和/或断路器发送切断电力线的指令； 请参阅图13D所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块较佳 实施例四的电路简图；所述的电流检测元件为一锰铜片1R1，其与火线输出线L相连接，所 述的锰铜片1R1的两端产生一电压，通过信号放大电路C11、光耦隔离电路C12而隔离传输 至比较电路C13的比较器IC4的同相输入端，所述比较器IC4的反相输入端设定一基准电 压，在所述电压高于基准电压时，所述的比较器IC4的输出端输出一高电位信号说明使用 的电器超过额定负荷，则可以向继电器J发送切断电力线的指令； 请参阅图14所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中防止箱体和/或盒体 非正常开启模块的功能结构框图；所述的防止箱体和/或盒体非正常开启模块在所述的盒 体15和/或箱体3发生非正常开启的时，产生报警或切断电力线路的动作，其主要目的是 防止不良人员非法窃电，或者避免非专业人员打开盒体造成触电的不良后果，其包括一开 启检测电路01和一执行电路(故障执行电路94)，其中， 所述的开启检测电路01用以检测盒体15和/或箱体3是否开启，在开启时发出 检测信号给所述的处理器8并生成一控制信号； 所述的执行电路(故障执行电路94)接收所述的控制信号，并产生报警或切断所 在线路的电力线连接的动作。 请参阅图15A所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中电流检测模块防止 箱体和/或盒体非正常开启模块中开启检测电路实施例一的结构示意图，所述的开启检测 电路包括一压力传感器012，其中，所述的压力传感器012与一 A/D转换器013相连接，并 与所述的处理器8的状态信号端口相连，压力传感器012设置于所述盒体152和/或箱体 封装盖3处，由于螺钉011的挤压产生所述的检测信号，并被传送到所述的状态信号端口， 通过与在所述的处理器8中预设的一阈值进行比较，如果小于此阈值则输出控制信号给所 述的执行电路，所述的执行电路(故障执行电路94)可以为自检测单元的故障执行电路94， 通过声光报警和切断电力线路实现防止盒体非正常开启。 请参阅图15B所示，其为本实用新型可模块化组装的电能表中防止箱体和/或盒 体非正常开启模块中开启检测电路实施例二的结构示意图，所述的开启检测电路包括一 行程开关014或常闭开关，这里以行程开关014为例进行说明，所述的行程开关014设置于 所述盒体152和/或箱体封装盖3的封装处，当封装处没有空隙时，所述的行程开关014无 信号输出，反之，当螺钉011被旋起，所述行程开关014由于弹簧015作用而闭合，从而输出 控制信号给所述的执行电路(故障执行电路94)，所述的执行电路(故障执行电路94)可 以为自检测单元的故障执行电路94，通过声光报警和切断电力线路实现防止盒体非正常开
14启。 事实本实用新型具有将针对电力线所发生的异常状况进行记录的功能，其是将相 应的历史信息存储在所述计数单元42的存储电路422中，所述的存储电路422分别与所述 的数据处理电路421以及所述开启检测电路01相相连接，当停电时，将所述的数据处理电 路421累积的电能值，存储到所述的存储电路422中；当恢复供电时，由所述的数据处理电 路421读取存储到所述的存储电路422中的电能值；并会在盒体15发生非正常开启时记录 这一事件信息。 需要说明的是为了便于和更多的功能结合而是本实用新型可模块化组装的电能 表的功能得到提升，还应包括一扩展接口 ，其与至少一扩展模块相连接，其用于本实用新型 的功能扩展，所述的扩展模块通过一标准接口与所述的控制模块相连接，实现即插即用；以 下给出一种实施例所述的扩展模块包括一通讯单元用以实现将所述可模块化组装的电能 表出现的异常状况或电能值发送给远端的管理控制中心或用户本人的信息接收终端，实现 异常监控和远程抄表；所述的通讯单元以载波传输、以太网传输、PSNT(公共电话交换)网 络传输、GPRS传输、GSM传输或CDMA传输其中之一方式进行传输； 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而 非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其 进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求一种可模块化组装的电能表，其包括一箱体，其特征在于，其包括一电力线接入模块，其包括相线接入组件和零线接入组件，其分别具有接入端和输出端，所述的相线接入组件的接入端与电力线中的相线相连接，所述的零线接入组件的接入端与所述的电力线中的零线相连接；至少一个模块化电能计量器，所述的每一模块化电能计量器具有相线接入端和零线接入端以及相线输出端，用以计量每一用户电力线的相线接出端和零线接出端输出的电能值；所述的相线接入组件的输出端与所述的模块化电能计量器相线接入端相连接，所述的模块化电能计量器相线输出端与相线输出线相连；所述的零线接入组件的输出端与零线输出线相连接，所述的零线输出线的条数和相线输出线的条数分别与所述的模块化电能计量器个数相对应。
2. —种可模块化组装的电能表，其包括一箱体，其特征在于，还包括一电力线接入模块，其包括相线接入组件和零线接入组件，其分别具有接入端和输出 端，所述的相线接入组件的接入端与电力线中的相线相连接，所述的零线接入组件的接入 端与所述的电力线中的零线相连接；至少一个模块化电能计量器，所述的每一模块化电能计量器具有相线接入端和零线接 入端以及相线输出端和零线输出端，用以计量每一用户电力线的相线接出端和零线接出端 输出的电能值；所述的相线接入组件的输出端与所述的模块化电能计量器相线接入端相连接，所述的 模块化电能计量器相线输出端与相线输出线相连；所述的零线接入组件的输出端与零线输 入线相连接，所述的模块化电能计量器零线输出端与零线输出线相连；所述的电力线接入模块与所述的模块化电能计量器以模块化特征设置在所述的箱体 内，进行排布。
3. 根据权利要求1或2所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，所述的电力线接入 模块以及至少一个模块化电能计量器设置于所述的箱体内，所述的箱体具有一电力线输入 接口 ，以及零线输出线和相线输出线输出接口 ，所述的箱体具有一封装盖。
4. 根据权利要求1或2所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，所述的模块化电能 计量器还包括一电源单元，用以提供工作电力；一电能计量单元，计算经由所述的相线接入端和零线接入端进入，而被用户消耗的电 能值；一脉冲信号输出单元，将所述的电能计量单元计算的电能值转化为与所述的电能值成 正比的脉冲信号输出；所述的脉冲信号输出单元为电压/频率转换分频电路；所述的脉冲 信号输出单元的输出端与所述的零线输入端为集成在一串行插头。
5. 根据权利要求4所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，还包括一盒体，所述的 电源单元、电能计量单元以及脉冲信号输出单元设置于所述的盒体内，并通过一封装盖进 行封装，所述的相线接入端和相线输出端设置于所述的盒体的两端。
6. 根据权利要求4所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，所述的电能计量单元， 其包括一电流信号采集电路，用以实时采集电力线上的电流信号； 一电压信号采集电路，用以实时采集电力线上的电压信号；一运算和处理电路，用以将所述的电流信号与所述的电压信号相乘得到瞬时功率值， 并通过积分器获得一确定时间段的电能值。
7. 根据权利要求1或2所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，所述的相线接入组 件包括至少一相线分户结构件，其为导电材料制得，并具有一接入端，所述的接入端与所述的 电力线中的相线相连接，还具有至少一个相线输出端，其与所述的模块化电能计量器的相 线接入端对应相连接。
8. 根据权利要求7所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，还包括一上防护罩和 一下防护罩，其为绝缘隔热材料制得，将所述的相线分户结构件的裸露部分包覆起来。
9. 根据权利要求1或2所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，所述的零线接入组 件包括一零线构件本体，其为导电材料制得，并具有一接入端，所述的接入端与所述的电力线 的零线相连接；至少一个铜块导电件，其连接在所述的零线构件本体上，所述的铜块导电件具有输出 端，所述的铜块导电件输出端的数量与所述的模块化电能计量器的数量相一致，并与所述 的模块化电能计量器的相线输出端相错位排列。
10. 根据权利要求9所述的可模块化组装的电能表，其特征在于，还包括一上防护 罩和一下防护罩，其为绝缘隔热材料制得，将所述的零线接入组件的裸露部分包覆起来。
专利摘要本实用新型为一种可模块化组装的电能表，其包括一电力线接入模块，其包括相线接入组件和零线接入组件，其分别具有接入端和输出端，所述的相线接入组件的接入端与电力线中的相线相连接，所述的零线接组件的接入端与所述的电力线中的零线相连接；至少一个模块化电能计量器，所述的每一模块化电能计量器具有相线接入端和零线接入端以及相线输出端，用以计量每一用户电力线的相线接入端和零线接入端输出的电能值；所述的相线接入组件的输出端与所述的相线接入端相连接，所述的相线输出端与相线输出线相连；所述的零线接入组件的输出端与零线输出线相连接，所述的零线输出线的条数和相线输出线的条数分别与所述的模块化电能计量器个数相对应。
文档编号G01R11/24GK201503446SQ20092014961
公开日2010年6月9日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者万家盛, 汪志强 申请人:湖北盛佳电器设备有限公司;万家盛