專利名稱：開合式b-plc智能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能電能表，具體涉及一種開合式B-PLC智能電能表，可以在不停電的情況下進(jìn)行安裝。
背景技術(shù)：
全世界已經(jīng)是智能電網(wǎng)時代，智能電網(wǎng)核心是智能電能表，智能電能表必須具有 高速率雙向通信功能。電能表的通信有無線和有線，有線通信有專用通信線(RS485通信 等)和電力線載波通信。電力線載波通信是最理想的，利用自己的電力線來通信又省工又 省材料。B-PLC(Broadband-Power Line Communication，即寬帶電力線載波通信)技術(shù)已 經(jīng)國際ISO通過(2009年7月31日通過)，是成熟的電力線載波通信技術(shù)。另外，置換傳統(tǒng)電能表將為用戶帶來很大的麻煩和危險，尤其是當(dāng)今信息化時代 很多客戶是絕對一秒也不允許停電的?，F(xiàn)有的電能表不能滿足不停電安裝及智能化管理的要求，為了滿足上述要求，就 需要開發(fā)一種新型智能電能表。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能滿足不停電安裝及智能化管理的開合式B-PLC 智能電能表。該開合式B-PLC智能電能表包括電能表主體和電流互感器，所述電能表主體具有 電源模塊、計(jì)量模塊、B-PLC模塊、顯示屏和B-PLC通信線，所述電流互感器具有開合卡槽， 其中，所述電源模塊和所述B-PLC模塊都與所述計(jì)量模塊電連接，所述計(jì)量模塊與所述顯 示屏電連接，所述電源模塊、所述計(jì)量模塊和所述B-PLC模塊都與所述B-PLC通信線電連 接，所述計(jì)量模塊具有電流互感器采樣信號輸入接口。較佳地，所述電流互感器具有主磁芯和副磁芯，線圈纏繞在所述主磁芯上，所述主 磁芯和所述副磁芯為可開合連接，所述開合卡槽位于主磁芯和所述副磁芯之間。較佳地，所述電流互感器通過電流互感器采樣信號線連接到所述電流互感器采樣 輸入接口。所述主磁芯和所述副磁芯的連接方式可以為，所述主磁芯和所述副磁芯的一側(cè)通 過樞軸結(jié)構(gòu)連接，所述主磁芯和所述副磁芯的另一側(cè)具有相對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)。較佳地，所述主磁芯的纏繞線圈的部位的橫截面積小于開合處的主磁芯的橫截面 積。更佳地，所述主磁芯的纏繞線圈的部位的橫截面積為開合處的主磁芯的橫截面積的 1/2 3/4。所述主磁芯和所述副磁芯還可以為可分離式連接，所述主磁芯和所述副磁芯具有 相對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)。所述電能表主體和所述電流互感器可以為分體式設(shè)置或一體式設(shè)置。較佳地，該開合式B-PLC智能電能表還具有安裝導(dǎo)軌，所述電能表主體安裝在所述安裝導(dǎo)軌上。本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表能夠進(jìn)行不停電安裝，使用方便，而且利用了 B-PLC技術(shù)，集成性高，提高了資源利用效率，便于智能化管理。

圖1為本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表的電能表主體的電路示意圖；圖3為圖1所示的開合式B-PLC電能表的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表的電流互感器的內(nèi)部設(shè)置示意圖；圖5為本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示的開合式B-PLC智能電能表的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中附圖標(biāo)記指代如下1-電能表主體；2-電流互感器；3-電源模塊；4-計(jì)量模塊；5-B-PLC模塊；6_顯示 屏；7-B-PLC通信線；8-主磁芯；9-副磁芯；10-線圈；11_樞軸結(jié)構(gòu)；12-電流互感器采樣信 號輸入接口 ； 13-電力線火線；14-電流互感器采樣信號線；15-安裝導(dǎo)軌；16-開合卡槽。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表進(jìn)行進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表為不停電也能置換的寬帶電力線載波通 信(B-PLC)電能表，電力線和電能表的連接方式是無觸點(diǎn)化，電力線的火線直接貫穿電流 互感器(CT)。這種電流互感器是開合式電流互感器，安裝電能表時打開CT，把電力線火線 放在CT的開合卡槽處，然后將另一半CT (副磁芯)扣上，就這樣電力線的火線和電能表沒 有任何觸點(diǎn)直接穿過CT，然后無觸點(diǎn)智能電能表扣在事先安裝好的軌道上，這樣電能表基 本安裝完畢。一提起開合式互感器大家想起鉗式電流表(或普通開合互感器)，鉗式電流表都 有好幾個電流檔位，每一個電流檔位只能測量很窄電流范圍，精度較差。因?yàn)殂Q式電流表如 果沒有檔位時候整個電流范圍內(nèi)線性差得很，所以有好幾個檔位的鉗式電流表來代替電能 表讀取采樣電流信號的CT是完全不可能的。開合式電能表用的CT最好滿足下列條件第一；開合式CT結(jié)構(gòu)經(jīng)過精加工，開閉幾次也幾乎不改變CT的主磁芯和副磁芯接 觸面積。第二 ；CT的磁芯材質(zhì)是高導(dǎo)磁率磁芯。第三；開合式磁芯的纏繞線圈部位處的磁芯橫截面積小于開合處的橫截面積，開 合式磁芯的纏繞線圈部位處的磁芯橫截面積較佳為開合處的橫截面積的三分之二，這樣， 如果萬一主磁芯和副磁芯開合時兩個磁芯端面沒有正對(有一點(diǎn)錯開)也不會出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象。開合式電能表的CT滿足以上3個條件，開閉幾次也幾乎不改變CT的比差和角差， 并且CT的精度和線性不比普通互感器差。開合式電能表的CT所用磁芯以達(dá)到導(dǎo)磁率10000 15000以上、頻率范圍50Hz 5MHz為佳，這種開合式磁芯做的CT可以達(dá)到電流范圍0. IA 120A，使得電能表達(dá)到精度為0.5%以內(nèi)的高精度。使用時(尤其是IA以下小電流的情況下)，還可以通過電能表軟件來補(bǔ)償線性，提 高電能表精度，以彌補(bǔ)光靠CT來提高電能表精度的不足。B-PLC模塊裝置在電能表內(nèi)，電能表的兩根通信信號線從B-PLC模塊到電能表外 接到被測的的火線和零線上，(這兩根B-PLC沒有極性)，就這樣電能表的B-PLC信號可以 順著電力線到PC中心。B-PLC通信線把電能表和電力線(火線和零線)連起來，可以利用B-PL通信線準(zhǔn) 確讀取采樣電壓信號。電能表內(nèi)的B-PLC模塊和電力線之間通信是雙方向高頻(4MHz 24MHz)高速率(SMpbs以上)通信，B-PLC通信線跟電力線連在一起所以可取電壓采樣信號 (50Hz)，并且還通過B-PLC通信線可以給電能表的電源模塊供電。B-PLC模塊載波頻率是4MHz 24MHz，智能中心和電能表之間雙方向通信速率可 以不低于8Mpbs，所以電能表和智能化中心之間一切信息時時刻刻交換，這樣的高速通信能 滿足智能化的電能現(xiàn)代化。B-PLC通信線起三種作用，一是與B-PLC模塊通信，二是給電能表的電源模塊供 電，三是為電能表的計(jì)量模塊提供電壓采樣信號。電力線和電能表之間沒有觸點(diǎn)，電能表具 有B-PLC通信功能，通過電能表里引出的兩根B-PLC通信線完成。雖然利用其它方法可以采樣計(jì)量用電壓信號(無觸點(diǎn)電壓探頭)，但是順便利用 B-PLC通信線來采計(jì)量用電壓信號是一舉三得，所以效果更好。B-PLC通信線雖然起三種作用，但是通過的電流僅為5mA以內(nèi)，三個作用互不干涉。從電能表引出的兩根B-PLC通信線上有連接端子，把這端子跟表箱內(nèi)的火線(同 相)和零線端子上壓緊即可。這種電能表安裝又方便又節(jié)省時間安裝時不用把電線切斷和剝皮掛錫，不用打 孔和擰螺絲，只要火線扣在開合式CT后壓在軌道就行，節(jié)省5/6時間。電力安裝工人工資 最昂貴，這種安裝方式將給工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)現(xiàn)了不停電安裝電能表，帶來了不可估量的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)省電力線和通信線及通信配管，又節(jié)省施工費(fèi)與普通電能表比較單相電能表 節(jié)省IKg銅線；三相電能表節(jié)省3Kg銅線，生產(chǎn)每一公斤銅排放3公斤二氧化碳。有色金屬 資源緊缺時代，減少了用銅量，減少了二氧化碳排放量。節(jié)省電單相、三相電能表耗電量不超過1W，是普通電能表的1/2 1/5。通信速率快速可靠地傳送信息所有的電能表里都裝載B-PLC模塊，智能化中心 集中器上也裝載B-PLC模塊，整個系統(tǒng)不低于SMpbs速率高速時時刻刻通信，如果B-PLC集 中器連接網(wǎng)線，也可以上網(wǎng)。體積小重量輕體積80mmX78mmX65mm，普通同容量電能表體積的1/4，重量 300g 350g，普通同容量電能表重量的1/5，安裝普通同容量電能表電表箱體積的1/3。成本低電能表體積小，塑料外殼重量不超過110g，沒有昂貴的接線端子，安裝方 便又快捷，電能表表箱體積小，為普通同容量電能表成本的1/3.不停電也能置換的開合式B-PLC電能表可以為一體式或分體式。一體式是電能表主體(所有PCB板)和CT在同一個外殼內(nèi)；分體式是電能表主體(所有PCB板)和CT不 在同一個外殼內(nèi)。電能表主體和CT各有自己的外殼用CT線(電流互感器采樣信號線)連 起來。一體式主要裝在電表箱內(nèi)方便，分體式主要裝在電力線周圍空間小。
以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。實(shí)施例1分體式的智能電能表如圖1 3所示，該開合式B-PLC智能電能表，包括電能表主體1和電流互感器 2，所述電能表主體具有電源模塊3、計(jì)量模塊4、B-PLC模塊5、顯示屏6和B-PLC通信線7， 所述電流互感器具有可以卡合電力線火線13的開合卡槽16，其中，所述電源模塊3和所述 B-PLC模塊5都與所述計(jì)量模塊4電連接，所述計(jì)量模塊4與所述顯示屏6電連接，所述電 源模塊3、所述計(jì)量模塊4和所述B-PLC模塊5都與所述B-PLC通信線7電連接，所述計(jì)量 模塊4具有電流互感器采樣信號輸入接口 12。所述電流互感器2通過電流互感器采樣信號 線14連接到所述電流互感器采樣信號輸入接口 12。該開合式B-PLC智能電能表還具有安 裝導(dǎo)軌15，所述電能表主體1安裝在所述安裝導(dǎo)軌15上。如圖3和4所示，所述電流互感器2具有主磁芯8和副磁芯9，線圈10纏繞在所 述主磁芯8上，所述主磁芯8和所述副磁芯9為可開合連接，所述開合卡槽16位于主磁芯 8和所述副磁芯9之間。所述主磁芯8和所述副磁芯9的一側(cè)通過樞軸結(jié)構(gòu)11連接，所述 主磁芯8和所述副磁芯9的另一側(cè)具有相對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)。如圖4所示，所述主磁芯8的 纏繞線圈10的部位的磁芯橫截面積A-A約為開合處的主磁芯8的橫截面積B-B的三分之二。實(shí)施例2—體式的智能電能表如圖5和6所示，與實(shí)施例1不同的是，電能表主體1和電流互感器2為一體式， 所述主磁芯8和所述副磁芯9為可分離式連接，所述主磁芯8和所述副磁芯9具有相對應(yīng) 的卡扣結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，該開合式B-PLC智能電能表包括電能表主體(1)和電流互感器(2)，所述電能表主體具有電源模塊(3)、計(jì)量模塊(4)、B-PLC模塊(5)、顯示屏(6)和B-PLC通信線(7)，所述電流互感器具有開合卡槽(16)，其中，所述電源模塊(3)和所述B-PLC模塊(5)都與所述計(jì)量模塊(4)電連接，所述計(jì)量模塊(4)與所述顯示屏(6)電連接，所述電源模塊(3)、所述計(jì)量模塊(4)和所述B-PLC模塊(5)都與所述B-PLC通信線(7)電連接，所述計(jì)量模塊(4)具有電流互感器采樣信號輸入接口(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述電流互感器(2)具有主磁芯(8)和副磁芯(9)，線圈(10)纏繞在所述主磁芯(8)上，所述主磁芯(8)和所述 副磁芯(9)為可開合連接，所述開合卡槽(16)位于主磁芯(8)和所述副磁芯(9)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述電流互感器(2) 通過電流互感器采樣信號線(14)連接到所述電流互感器采樣信號輸入接口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述主磁芯⑶和所 述副磁芯(9)的一側(cè)通過樞軸結(jié)構(gòu)(11)連接，所述主磁芯(8)和所述副磁芯(9)的另一側(cè) 具有相對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述主磁芯⑶和所 述副磁芯(9)為可分離式連接，所述主磁芯(8)和所述副磁芯(9)具有相對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述主磁芯(8)的纏 繞線圈(10)的部位的橫截面積小于開合處的主磁芯(8)的橫截面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述主磁芯(8)的纏 繞線圈(10)的部位的橫截面積為開合處的主磁芯(8)的橫截面積的1/2 3/4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述電能 表主體(1)和所述電流互感器(2)為分體式設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，所述電能 表主體(1)和所述電流互感器(2)為一體式設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的開合式B-PLC智能電能表，其特征在于，該開合 式B-PLC智能電能表還具有安裝導(dǎo)軌(15)，所述電能表主體(1)安裝在所述安裝導(dǎo)軌(15) 上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種能滿足不停電安裝及智能化管理的開合式B-PLC智能電能表。該開合式B-PLC智能電能表包括電能表主體和電流互感器，所述電能表主體具有電源模塊、計(jì)量模塊、B-PLC模塊、顯示屏和B-PLC通信線，所述電流互感器具有開合卡槽，其中，所述電源模塊和所述B-PLC模塊都與所述計(jì)量模塊電連接，所述計(jì)量模塊與所述顯示屏電連接，所述電源模塊、所述計(jì)量模塊和所述B-PLC模塊都與所述B-PLC通信線電連接，所述計(jì)量模塊具有電流互感器(CT)采樣信號輸入接口。本實(shí)用新型的開合式B-PLC智能電能表能夠進(jìn)行不停電安裝，而且集成性高，提高了資源利用效率，便于智能化管理。
文檔編號H01F27/30GK201594098SQ20102011328
公開日2010年9月29日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者徐銀子, 白在銘, 白皞 申請人:白在銘