专利名称:一种带有漏电检测的三相智能电表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有漏电检测的三相智能电表包括三相电能计量电路，三相电流采集电路，三相电压采集电路，零线电流采集电路，微处理器和报警电路。其中三相电能计量电路的三相电能计量芯片将采集到的三相电流和零线电流数据传输给微处理器，该微处理器根据三相电流计算出三相合相电流矢量值，再将三相合相电流矢量值与零线电流进行矢量减运算得出总剩余电流，再将总剩余电流与预置的阈值进行比较，根据比较结果发送是否报警指令；与微处理器电连接的报警电路根据微处理器发送的报警指令执行报警。因此本实用新型能够实时检测是否有漏电现象发生，并且在降低了因漏电引起火灾的事故同时，也减少了用电户的费用。
【专利说明】一种带有漏电检测的三相智能电表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三相电能表【技术领域】，尤其涉及一种带有漏电检测的三相智能电表。
【背景技术】
[0002]根据电气火灾监控系统(GB14287)的要求:工厂、商铺、办公楼和高层居民楼等容易发生因漏电引起火灾事故的场所，必须安装“剩余电流式电气火灾监控探测器”。
[0003]目前国内所采用的电气火灾监控探测器大多为一套独立的系统，需要单独购买。现在的解决方式存在两个问题:第一增加了电能用户的经济负担；第二电气火灾监控探测器工作时，需要安装到供电线路上，并且需从电网汲取电能来工作，从而增加了用户的用电量。
[0004]针对上述技术问题，本领域技术人员有必要设计一种自身具有漏电检测功能的电能表，在降低因漏电引起火灾事故的同时，也减少用户所花费的费用。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种带有漏电检测的三相智能电表，该智能电表本身具有漏电检测功能，因此本实用新型能够实时检测是否有漏电情况发生，并在有漏电时及时发出报警，从而降低了因漏电而引起的火灾事故，也减少了用电户的费用。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种带有漏电检测的三相智能电表包括三相电能计量电路，所述三相电能计量电路包括带有零线电流测量功能的三相电能计量芯片；三相电流采集电路，所述三相电流采集电路将采集的三相电流传输给所述三相电能计量芯片；三相电压采集电路，所述三相电压采集电路将采集的三相电压传输给所述三相电能计量芯片；零线电流采集电路，所述零线电流采集电路将采集的零线电流传输给所述三相电能计量芯片；微处理器，所述微处理器与所述三相电能计量芯片电连接，所述三相电能计量芯片传输三相电流和零线电流数据给所述微处理器；所述微处理器根据所述三相电能计量芯片传送的三相电流数据计算出三相合相电流矢量值，再将所述三相合相电流矢量值与零线电流进行矢量比较，根据比较结果发送是否报警指令；与所述微处理器电连接的报警电路，所述报警电路根据所述微处理器发送的报警指令执行报警。
[0007]优选方式为，所述零线电流采集电路通过锰铜分流器来采集零线电流。
[0008]优选方式为，所述微处理器通过继电器接口电路与消防装置电连接。
[0009]优选方式为，所述报警电路包括声报警电路。
[0010]优选方式为，所述报警电路还包括光报警电路。
[0011]优选方式为，所述微处理器通过485串行通讯协议或载波与远程系统进行通信。
[0012]优选方式为，所述三相电流采集电路通过分设在三相的电流互感器采集各相电流。
[0013]优选方式为，所述三相电压采集电路通过分设在三相的电阻分压电路采集各相电压。
[0014]优选方式为，所述三相电能计量芯片选用RN8302芯片。
[0015]采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:由于本实用新型的带有漏电检测的三相智能电表包括三相电能计量电路，该三相电能计量电路包括带有零线电流测量功能的三相电能计量芯片。本实用新型还包括与三相电能计量芯片电连接的三相电流采集电路、三相电压采集电路和零线电流采集电路，同时三相电能计量芯片还与微处理器电连接。该微处理器根据三相电能计量芯片传送的三相电流数据计算出三相合相电流矢量值，再将三相合相电流矢量值与零线电流进行矢量减运算并得出总剩余电流；接着将总剩余电流值的有效值和预置的剩余电流阈值进行比较，若总剩余电路流值小于设定阈值则无需报警，若大于阈值范围则微处理器发送报警指令。当漏电电流达到设定的阈值时，微处理器发送报警指令传给报警电路，该报警电路执行报警指令，通过报警指令通知该电能表用户有漏电现象发生，从而避免了因漏电无人处理而发生火灾危险。而且本实用新型自身携带漏电检测功能，无需外加设备，从而减少了用电用户的费用。
[0016]由于微处理器通过继电器接口电路与消防装置电连接，该结构使发生漏电现象时触动消防装置，达到给消防人员报警的目的。
[0017]由于报警电路包括声报警电路，该结构使发生漏电现象的时候电能表内的蜂鸣器长鸣，从听觉上报警。
[0018]由于报警电路还包括光报警电路，该结构使发生漏电现象的时候电能表内背光灯常亮，从视觉上报警。
[0019]由于微处理器通过485串行通讯协议或载波与远程系统进行通信；该结构使本实用新型的漏电检测上传给远程系统，便于系统控制。
[0020]由于三相电能计量芯片选用RN8302芯片，该计量芯片自身携带零线电流测量功會K。
[0021]综上所述，本实用新型的带有漏电检测的三相智能电表能够实时检测是否有漏电现象发生，并且能够通过声和光及时报警，还能够通过消防装置发出报警信号，因此本实用新型能够大大降低因电能表用户用电电路漏电而引发的火灾危险；又因本实用新型自身具有漏电流检测功能，从而降低了用电用户的费用。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的带有漏电检测的三相智能电表的原理框图；
[0023]图2是图1的继电器接口电路的电路图；
[0024]图3是图1中的三相电流采集电路和零线电流采集电路的电路图；
[0025]图4是图1中的三相电压采集电路的电路图；
[0026]图5是图1中的声报警电路的电路图；
[0027]图6是图1中的光报警电路的电路图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]如图1所示，一种带有漏电检测的三相智能电表包括三相电能计量电路，该三相电能计量电路包括带有零线电流测量功能的三相电能计量芯片，优选RN8302芯片。该三相电能计量芯片还分别与三相电流采集电路，三相电压采集电路和零线电流采集电路电连接；上述电连接关系具体为:三相电流采集电路将采集的三相电流传输给三相电能计量芯片，三相电压采集电路将采集的三相电压传输给三相电能计量芯片，零线电流采集电路将采集的零线电流传输给三相电能计量芯片。然后三相电能计量芯片通过自身功能计量出三相智能电表的所有参数，例如三相电能等参数，因此本实用新型保持了三相智能电表的原本功能。另外三相电能计量芯片还与微处理器电连接，该电连接关系具体为:三相电能计量芯片将采集到的三相电流和零线电流值处理后传输给微处理器，本实施例的微处理器优选单片机。
[0030]该微处理器能够根据三相电能计量芯片传输过来的三相电流值计算出三相合相电流，该三相合相电流为矢量。然后微处理器再将计算出的三相合相电流与零线电流进行矢量减运算得出总剩余电流，总剩余电流具体指三相电流和零线电流总的剩余电流值；接着判断总剩余电流值的有效值是否超过预先设置的剩余电流报警阈值，本实用新型的剩余电流阈值设定范围为:有效值-20mA到1000mA。若总剩余电流有效值小于设定阈值，则电能表未检测到漏电流现象发生；若大于设定阈值，则表明电能表检测到有漏电现象发生；那么微处理器输出报警指令，并且将报警指令传输给报警电路。而报警电路将报警指令换成声、光等具体形式来表达电能表漏电的事实，以便通知人员来处理，从而达到防止因电能表漏电而发生火灾的危险发生。另外本实用新型的自身携带漏电检测功能，使用户无需另外配备设备，从而降低了用电用户的费用。
[0031]如图3所示，本实施例的三相电流采集电路通过三个电流互感器来采集，其中采集A相电流的电流互感器从图中电路的CTAl端和CTA2端接入，然后A相电流从IlP端和IlN端接入RN8302芯片；其中采集B相电流的电流互感器从图中电路的CTBl端和CTB2端接入，然后B相电流从I2P端和I2N端接入RN8302芯片；其中采集C相电流的电流互感器从图中电路的CTCl端和CTC2端接入，然后C相电流从I3P端和I3N端接入RN8302芯片。
[0032]如图4所示，本实施例的三相电压采集电路通过三组电阻分压电路来采集，其中A相电压从电路的UA端输入，然后A相电压从电路中VA端和VAN端接入RN8302芯片；其中B相电压从电路的UB端输入，然后B相电压从电路中的VB端和VBN端接入RN8302芯片；其中C相电压从电路的UC端输入，然后C相电压从电路中的VC端和VCN端接入RN8302芯片。另外本实施例的电能表为三相四线制，接线时注意零线电压UN。
[0033]如图3所示，本实施例的零线电流采集电路通过锰铜分流器来采集，该锰铜分流器从图中电路的INl端和IN2端接入，然后零线电流从INP端和INN端接入RN8302芯片。
[0034]如图2所示，本实施例的微处理器通过继电器接口电路与消防装置电连接，该电连接关系具体为:继电器G5NB-1A-E的控制线圈与微处理器电连接。微处理器通过控制继电器的断开，来间接控制消防装置启动，从而利用消防装置达到报警的目的，即本实用新型进一步防止了因漏电而导致的火灾发生，增加了用电的安全性。
[0035]如图5所示，本实施例的报警电路包括声报警电路，即声报警电路与微处理器电连接，并且根据微处理器发出的报警指令执行报警。上述的电连接关系具体为:声报警电路中的FMQ端与微处理器电连接，微处理器通过FMQ端给声报警电路输入执行报警电信号，使蜂鸣器持续发声，从而使本实用新型在电能表发生漏电时，能够从听觉上达到报警的目的。
[0036]如图6所示，本实施例的报警电路还包括光报警电路，即光报警电路与微处理器电连接，并且根据微处理器发出的报警指令执行报警。上述的电连接关系具体为:光报警电路中的BAKLED端与微处理器电连接，微处理器通过BAKLED端给光报警电路输入执行报警电信号，使设在电能表内的LED持续发光，从而使本实用新型在电能表发生漏电现象时，能够从视觉上达到报警的目的。
[0037]如图1所示，本实施例的微处理器还通过485串行通讯协议或载波通信与远程系统进行通信，具体为:通过485串行通讯协议或载波通信将电能表的相关参数以及漏电检测信息上传给远程系统，便于远程系统控制和管理，进一步提高了用电的安全性。
[0038]将本实用新型投入使用后，本实用新型能够实时检测零线电流值，并将各项电流和零线电流数据传输给微处理器，该微处理器通过对数据的计算、比较和判断后，得出本实用新型是否检测到漏电现象发生。若有漏电现象发生，微处理器给报警电路输出报警指令，使报警电路以多种方式来执行报警指令，即以多种方式来发出通知和发出警报信号，使电能表检测到漏电后能够在第一时间得到维修，从而避免了因用户电路漏电而导致的火灾危险。同时因本实用新型本身具有漏电检测功能，使用户无需额外配备设备也能够保证用电安全，从而减少了用电用户的费用。
[0039]本发明创造在实现传统三相智能电表用电计量及其他用电数据监测的基础上，增加了线路剩余电流监测功能，实现漏电检测，并可通过报警输出接口直接连接至现有的消防装置
[0040]以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种带有漏电检测的三相智能电表结构的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，包括 三相电能计量电路，所述三相电能计量电路包括带有零线电流测量功能的三相电能计量芯片； 三相电流采集电路，所述三相电流采集电路将采集的三相电流传输给所述三相电能计量芯片； 三相电压采集电路，所述三相电压采集电路将采集的三相电压传输给所述三相电能计量芯片； 零线电流采集电路，所述零线电流采集电路将采集的零线电流传输给所述三相电能计量芯片； 微处理器，所述微处理器与所述三相电能计量芯片电连接，所述三相电能计量芯片传输三相电流和零线电流数据给所述微处理器；所述微处理器根据所述三相电能计量芯片传送的三相电流数据计算出三相合相电流矢量值，再将所述三相合相电流矢量值与零线电流进行矢量比较，根据比较结果发送是否报警指令； 与所述微处理器电连接的报警电路，所述报警电路根据所述微处理器发送的报警指令执行报警。2.根据权利要求1所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述零线电流采集电路通过锰铜分流器来采集零线电流。3.根据权利要求1或2所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述微处理器通过继电器接口电路与消防装置电连接。4.根据权利要求3所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述报警电路包括声报警电路。5.根据权利要求4所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述报警电路还包括光报警电路。6.根据权利要求5所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述微处理器通过485串行通讯协议或载波与远程系统进行通信。7.根据权利要求6所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述三相电流采集电路通过分设在三相的电流互感器采集各相电流。8.根据权利要求7所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述三相电压采集电路通过分设在三相的电阻分压电路采集各相电压。9.根据权利要求8所述的带有漏电检测的三相智能电表，其特征在于，所述三相电能计量芯片选用RN8302芯片。
【文档编号】G01R22-06GK204287317SQ201420769991
【发明者】党茂杰, 杨金凤, 许明静, 王兆田 [申请人]潍坊五洲浩特电气有限公司