专利名称：一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力计量领域，具体涉及一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置。
背景技术：
现有建筑物(如住宅区等)的电能计量装置有两种一种是把用户的分户电能表(即计量用户用电量的电能表、电度表、电能传感器等器件)汇集安装在某处箱体内的电能集中计量装置，这种计量装置是若干栋建筑物用户的分户电能表集中安装在某处箱体内(如农村、别墅区等)，或一栋楼或一条楼梯用户的分户电能表集中安装在某处箱体内(如多层住宅楼等)，或一条楼梯几层楼用户的分户电能表集中安装在某层楼的箱体内(如按竖向分段供电的高层住宅楼、办公楼等)，或某层楼用户的分户电能表集中安装在该层某处箱体内(如分户计费的集体宿舍楼、办公楼、分租商场等)，这种计量装置包括电源进线开关、若干分户电能表、若干分户开关(即设置在计量装置回路出线的断路器、熔断器、刀开关、漏电保护器、可断开的连接片等用于接通和隔断电路的器件)、箱体，进线开关、分户电能表、分户开关安装在箱体内，分户电能表、分户开关构成计量集中装置的若干分户计量回路，分户电能表电源侧经分户导体(即箱体内进线开关、分户电能表、分户开关之间连接用的汇流排、电线等)连接至进线开关负荷侧，分户电能表负荷侧连接至分户开关；使用时，进线开关电源侧连接至供电源，分户开关连接至用户的户内配电箱或电器。另一种是把分户电能表分散安装在用户进户处或户内的电能就地计量装置，这种电能计量装置是各栋建筑物用户的分户电能表分别安装在用户的进户处或用户的户内配电箱内(如农村、别墅区)，或每层楼用户的分户电能表分别安装在楼层用户进户处或用户的户内配电箱内(如多层或高层住宅楼)，这种计量装置包括分户电能表、分户出线开关、箱体，分户电能表、分户开关安装在箱体内，分户电能表出线侧连接至分户开关，使用时，分户电度表进线侧连接至电源干线。现有电能计量装置存在下列严重缺陷
1、由于低压配电系统一般采用TT、TN接地系统，用户的进户线除了相线(L线)、中性线(N线)外，还有保护接地线(PE线)，这样，就有部分用户根据N线、PE线电位接近的特点，利用PE线代替N线运行，分流经N线通过分户电能表计量线圈的电流，使分户电能表少计、漏计或无法计量电能的方式进行窃电，也有部分用户在户内安装变流器，并把变流器的二次侧与N线、PE线连接，利用N线、PE线构成环流回路，通过使分户电能表慢转、不转或反转进行窃电，还有部分用户利用PE线代替N线运行并通过原作为N线的导线向分户电能表输入干扰电压的方式进行窃电。
2、电能计量装置的分户电能表计量线圈、分户导体与电源电缆比较，其载流导体的载流截面小，阻抗大，其允许通过电流量也很小，若与进线开关的过电流保护动作值比，其允许通过电流值更是小得多。这样，当某一分户计量回路的分户电能表及连接线发生接地短路时，在该分户计量回路就流过比该回路导体允许通过电流值大得多的短路电流，或在故障点产生电弧，但该短路电流或电弧电流却小于进线开关的过电流速断保护动作值，也小于电源电缆的允许通过电流值，造成进线开关不能或不能及时把故障切除，导致分户计量回路长时间过流或产生电弧而引发火灾，甚至导致电能表箱被烧毁；特别是电能集中计量装置，电表数量多，价值高，更换和维修成本高、时间长，电能表箱烧毁的经济损失很大，并造成长时间停电。
3、特别是当用户的户内用电电器及线路漏电时，其漏电电流往往小于保护开关的过电流保护动作值，造成保护开关不能或不能及时把故障切除，从而引发火灾或触电事故。
为了克服上述缺陷，人们在供电系统配置方面进行了长期探索和不懈努力，如在国家标准中规定建筑物采用总等电位联结、采用双层绝缘设备和导线、在插座回路设置漏电保护等措施防止触电事故，但由于其专业性强，而市民没有电气专业知识而实施效果非常有限，并且也无法防止窃电行为；又如在每栋建筑物的电源总进线保护采用具有漏电保护功能、且额定动作电流不超过0.5A的断路器等措施防止火灾事故，但这样一来，当用户的照明、空调等电器及线路以及计量装置分户开关后线路发生接地故障时，漏电电流动作保护就动作把故障切除，造成总进线断路器误动作跳闸，导致整片、整栋或整条楼梯的用户、电梯、水泵等全部停电，当有用户采用PE线代替N线运行方式窃电时，也有可能使总进线断路器跳闸而导致大范围停电；同时，对于一些户数较多的建筑物(如高层住宅楼和办公大楼、多层大型商场和多条楼梯的多层住宅楼等)，其电气线路和用电电器等正常泄露的电流就有可能接近或超过0.5A，导致漏电电流保护频繁误动作；供电系统的这一做法降低了供电可靠性，使防火减灾与供电可靠性成为难以解决、无法调和的矛盾，并且也难以解决窃电问题。
为了解决防火减灾、防窃电与供电可靠性的矛盾，人们在供电系统配置方面还采用在用户配电箱电源总开关附设漏电电流保护做法，希望当用户的照明、空调等电器及线路发生接地故障时，由用户配电箱总开关的漏电保护动作把故障切除，避免建筑物电源总进线断路器跳闸。但这一做法存在明显不足之处，首先是不能防止用户窃电；其次是用户配电箱的总开关是否设置漏电保护是住户决定的事情，使其配置无法得到制度上保障，同时，由于绝大多数用户缺乏电气知识，即使有部分用户在配电箱总开关配置漏电保护，其技术参数也难以实现与该栋建筑物电源进线总断路器的漏电保护技术参数匹配，并且由于用户配电箱位于户内，也难以监管；再者是仍然无法消除户数较多建筑物的正常泄露电流所引起的电源总进线断路器漏电电流保护的误动作；还有一个不足之处是从电能集中计量装置至用户户内配电箱的进户线路导线截面积较小，其阻抗较大，当住户的照明、空调等电器及线路发生接地故障时，由于故障点离用户配电箱很近，用户配电箱处的残压可能低于电子式漏电保护器的动作电压导致电子式漏电保护器失效或须采用价格昂贵的电磁式漏电保护器。由于缺乏可操作性，在用户配电箱总开关设置漏电保护这一做法实施难度很大，同样无法解决楼宇防火减灾、防窃电与提高供电可靠性之间的矛盾。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置。该装置的防窃电、防火灾、防触电配置可操作性强，易实施，能够提高供电可靠性，且在防火减灾、防窃电与提高供电可靠性之间实现多赢。
本实用新型通过如下技术方案来实现所述防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置包括箱体、进线开关、分户电能表、分户开关相互连接组成，所述进线开关、分户电能表、分户开关安装在箱体内，分户开关连接至分户电能表构成分户计量回路，分户电能表通过分户导体连接至进线开关，所述分户计量回路连接有分户漏电保护电器，所述进线开关处设置有可返回时间大于分户漏电保护电器全分断时间的进线漏电保护电器，且其动作电流值大于分户漏电保护电器的动作电流值。
为了更好地实现本实用新型，所述进线开关采用由断路器与进线漏电保护电器相互串联组成的漏电断路保护组合器(即发生接地故障和过电流故障时自动切断电路的保护电器)；所述进线开关还可以采用漏电断路器(即发生接地故障时自动切断电路的保护电器)，进线漏电保护电器安装在进线开关内；所述进线开关还可以采用断路器，所述进线漏电保护电器采用与进线开关相串接的漏电保护附加器(即发生接地故障时自动进行切断电路操作的保护电器)，且进线开关由漏电保护附加器连动脱扣；所述漏电保护附加器包括有漏电检测互感器、漏电保护继电器，漏电检测互感器的一次侧与进线开关相串接，漏电检测互感器的二次侧连接至漏电保护继电器，且进线开关由漏电保护继电器连动脱扣。
为了更好地实现本实用新型，所述分户开关采用由断路器与分户漏电保护电器相互串联组成的漏电断路保护组合器；所述分户开关还可以采用漏电断路器，分户漏电保护电器设置在分户开关内；所述分户开关还可以采用断路器，所述分户漏电保护电器采用与分户开关相串接的漏电保护附加器，且分户开关由漏电保护附加器连动脱扣。
为了更好地实现本实用新型，所述分户漏电保护电器设置在所述分户电能表内。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果本实用新型在进线开关和分户计量回路设置漏电保护，并整定不同的动作时间和动作电流值，使设置在进线开关处和分户计量回路的漏电保护技术参数理想配合，克服漏电保护越级误动作的缺陷，巧妙地实现了建筑物的防火灾防触电防窃电，也巧妙解决了防窃电、防火灾、防触电三者与供电可靠性之间的矛盾，其可操作性强，容易实施，不仅提高了供电可靠性，且在防火减灾、防窃电与提高供电可靠性之间实现了多赢。具体特点包括1、当用户利用PE线代替N线运行或利用N线、PE线构成环流回路进行窃电时，本实用新型设置在分户计量回路的漏电保护电器就检测到漏电信号，因此，分户计量回路漏电保护电器动作切断该用户的电源，使用户无法窃电，避免国有资产流失，该用户电源被切除后，漏电信号消失，进线开关不会跳闸，即当有人窃电时，本实用新型仅切断窃电者电源，其它用户不会受到影响，故不会影响供电可靠性，所以本实用新型实现了防窃电与供电可靠性之间的双赢。
2、当用户户内电器或导线发生漏电或触电事故、用户配电箱所配置的保护不能及时切除事故时，本实用新型设置在进线开关、分户计量回路的漏电保护电器就检测到漏电信号，由于进线开关漏电保护动作可返回时间大于分户计量回路漏电保护电器的全分断时间，因此，分户计量回路漏电保护电器先于进线开关动作切断该用户的电源，把事故切除，保护用户的电器和人身安全，该用户电源被切除后，漏电信号消失，进线开关漏电保护电器返回，进线开关不会跳闸，即当有人窃电时，本实用新型仅切断故障用户电源，其它用户不会受到影响，故不会影响供电可靠性，所以本实用新型实现了防触电与供电可靠性之间的双赢。
3、当本实用新型的分户电能表或分户导体发生接地故障时，接地故障电流通过进线开关，进线漏电保护电器动作切断电源或发出警报，及时消除接地故障，防止了火灾的发生；而当分户开关后线路或所连接的住户照明、空调及线路发生接地故障时，接地故障电流同时通过分户计量回路的漏电保护电器和进线开关，分户计量回路漏电保护电器和进线开关的漏电保护功能动作，由于进线开关漏电保护动作可返回时间大于分户计量回路漏电保护电器的全分断时间，因此，分户计量回路漏电保护电器先于进线开关把故障回路的分户开关断开，把接地故障点与本实用新型带电部分隔离；接地故障点被隔离后，通过进线开关的接地故障电流消失，进线开关的漏电保护返回，克服了现有进线开关误动作而导致大面积停电的缺陷。这样，本实用新型外部发生接地故障时，分户计量回路漏电保护动作及时消除故障，防止用户发生火灾，而进线开关不会误动作，提高了供电可靠性和安全性；而当本实用新型内部发生接地故障时，进线开关能及时动作切断电源，防止本实用新型内部发生火灾，因此，不管在任何情况下，本实用新型都能防止电气火灾发生，所以本实用新型实现了防火与供电可靠性两者之间的双赢。
4、本实用新型能防止因内部接地故障而发生火灾，从而防止本实用新型被烧毁事故的发生，当本实用新型发生内部接地故障时，仅需对具体的故障分户电能表或电线进行局部维护，工作量和成本均很少，从而缩短修复时间，提高了供电可靠性，所以本实用新型实现了防火减灾与提高供电可靠性两者之间的双赢。
5、当用户电器及线路发生接地故障而本实用新型的分户漏电保护电器失灵时，本实用新型进线开关漏电保护电器能及时把故障切除，进一步提高防火减灾、防窃电性能，且由于分户开关集中设置在本实用新型内，通过分户开关排查故障十分方便和迅速，大大缩短故障处理时间，进一步提高供电可靠性。
6、由于本实用新型设置在公共场所，其设计、制造、安装、验收等每一环节都由一个有资质的电气专业单位完成，且建成后由供电公司、物业公司等专业公共公司管理，为进线开关、分户开关设置漏电保护提供了制度保障和技术保障；当某些用户私自更换分户开关时，就会被专业管理公司及时发现，为分户开关设置漏电保护的监管提供了制度保障，确保分户开关漏电保护的设置。因此，本实用新型在进线开关、分户开关设置漏电保护的可操作性强，易实施。
7、由于较大型的建筑物一般在多处设置电能计量装置，故本实用新型所连接的用户较少，降低了流经进线开关的用户电器及线路的正常泄露电流，从而降低了正常泄露电流引起进线开关漏电电流保护误动作的可能性，且由于进线开关的漏电保护电器动作电流值大于分户计量回路漏电保护电器的动作电流值，进一步克服了进线漏电保护电器越级误动作的缺陷，从而提高了供电可靠性。
8、当用户的照明、空调设备及线路发生接地故障时，由于本实用新型的分户计量回路漏电保护电器距离故障点较远，保证分户漏电保护电器的残压高于电子式漏电保护器的动作电压，分户漏电保护电器可采用价格低廉的电子式漏电保护器，降低造价。
9、由于住宅区用电安全牵涉到我国十多亿居民的生命财产安全，但住宅楼总电源进线开关误动作导致整片住宅停电却影响我国十多亿居民的正常用电，给生活造成很大不便，是住宅区防火的瓶颈。本实用新型解决了现有技术所引起的住宅区保护误动作越级跳闸所导致的大范围停电难题，从而解决了住宅区防火、防窃电的瓶颈，产生显著的社会效益和经济效益。
10、本实用新型解决了窃电、火灾和停电的困扰，减少供电公司用于火灾处理的人力和物力，提高国有资产的使用效率，特别适合于住宅区、市场、办公楼等使用，也适合于其它建筑物使用。
图1是本实用新型实施例一的电路示意图；图2是本实用新型实施例一的外观示意图；图3是本实用新型实施例二的电路示意图；图4是本实用新型实施例三的电路示意图；图5是本实用新型实施例三的外观示意图；图6是本实用新型实施例四的电路示意图；图7是本实用新型实施例四的外观示意图；图8是本实用新型实施例五的电路示意图；图9是本实用新型实施例六的电路示意图；图10是本实用新型实施例七的电路示意图；图11是本实用新型实施例八的电路示意图；图12是本实用新型实施例九的电路示意图；图13是本实用新型实施例十的电路示意图；图14是本实用新型实施例十一的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步地详细描述。
实施例一如图1、2所示，本实用新型设计为一个计量电表箱，包括箱体1、进线开关2(采用TCL公司的TIL1系列断路器)、多个分户电能表3(采用有功电度表)、多个分户开关4(采用TCL公司的TIB1L系列断路器)、分户导体5(采用导线)相互连接组成。作为进线开关2的TIL1系列断路器由TIM1塑料外壳式断路器与进线漏电保护电器6(进线漏电保护电器6为漏电脱扣电流为0.3A、动作时限为0.5秒的RC1系列剩余电流模块)串联拼装而成，构成将过电流保护和漏电保护组合为一体的漏电断路保护组合器；作为分户开关4的TIB1L系列断路器内部，设置有过载、短路保护和漏电脱扣电流为0.1A、动作时限为0.1秒的分户漏电保护电器7，构成将过电流保护和漏电保护组合为一体的漏电断路保护组合器。进线开关2、分户电能表3、分户开关4安装在箱体1内，分户电能表3出线端通过分户导体5与分户开关4进线端相连接，分户电能表3进线端通过分户导体5连接至进线开关2出线侧；分户电能表3、分户开关4、分户导体5连接而成的计量回路构成本实施例的分户计量回路。使用时，把进线开关2的进线侧连接至小区配电房，把分户开关4出线侧与住户进户线相连接。
实施例二如图3所示，本实用新型设计为一个计量电表箱，进线开关2采用TIB1L系列漏电断路器，作为进线开关2的TIB1L系列断路器内部，设置有过载、短路保护和漏电脱扣电流为0.3A、动作时限为0.2秒的进线漏电保护电器6，进线开关2与进线漏电保护电器6形成一个整体。其它部分与实施例一相同。需要指出的是，分户开关4和分户漏电保护电器7可以采用与上述相同的结构。
实施例三如图4、5所示，本实用新型设计为计量电表箱，包括有两个箱体1-1和1-2。在箱体1-2内设置有接线柱8；进线开关2安装在箱体1-1内，分户电能表3、分户开关4安装在箱体1-2内，进线开关2出线侧通过电缆9连接至接线柱8，再经分户导体5连接至分户电能表3的进线侧。其它部分与实施例一相同。
实施例四如图6、7所示，本实用新型设计为计量电表箱，包括有两个箱体1-1和1-2。在箱体1-2内设置有接线柱8；进线开关2和部分分户电能表3、部分分户开关4安装在箱体1-1内，另一部分分户电能表3、分户开关4安装在箱体1-2内，进线开关2出线侧通过电缆9连接至箱体1-2内的接线柱8，再经分户导体5与箱体1-2内的分户电能表3进线侧相连接。其它部分与实施例一相同。
实施例五如图8所示，本实用新型设计为计量电表箱，在一栋采用树干式供电的三梯住宅楼中，每梯各安装一台。其它部分与实施例一相同。本实施例既符合国家现行强制性标准《住宅设计规范》“每栋住宅的电源总进线开关，应具有漏电保护功能”规定，又克服了所连接电器及线路的正常泄露电流引起进线开关漏电电流保护误动作的缺陷，提高了供电可靠性。
实施例六如图9所示，本实施例中，本实用新型设计为计量电表箱，进线开关2采用hager(海格)公司的H226H壳架HR571断路器，进线漏电保护电器6包括有漏电检测互感器6-1(采用hager公司的HR803漏电检测环)、漏电保护继电器6-2(采用漏电脱扣电流为0.5A、动作时限为0.5秒hager公司的HR411接地漏电继电器)组成的漏电保护附加器。漏电检测互感器6-1的二次侧连接至漏电保护继电器6-2，进线开关2由漏电保护继电器6-2连动脱扣。其它部分与实施例一相同。需要指出的是，分户开关4和分户漏电保护电器7可以采用与上述相同的结构。
实施例七如图10所示，本实用新型设计为计量电表箱，进线开关2采用hager公司的MC449P断路器，进线漏电保护电器6采用漏电脱扣电流为0.3A、动作时限为0.2秒的hager公司BP485漏电保护附件构成的漏电保护附加器。进线漏电保护电器6与进线开关2串接，且进线开关2由进线漏电保护电器6连动脱扣。其它部分与实施例一相同。
实施例八如图11所示，本实用新型设计为计量电表箱，分户开关4采用hager公司的MC240P微型断路器，分户漏电保护电器7采用漏电脱扣电流为0.03A、瞬时动作的hager公司BD240E电子式漏电保护附件。分户开关4与分户漏电保护电器7串接，且分户开关4由分户漏电保护电器7连动脱扣。其它部分与实施例一相同。
实施例九如图12所示，本实用新型设计为计量电表箱，分户开关4采用微型断路器4。分户漏电保护电器7设置在分户电能表3内。其它部分与实施例一相同。
实施例十如图13所示，本实用新型设计为一个远方集中抄表装置，分户电能表3采用电能传感器。其它部分与实施例一相同。
实施例十一如图14所示，本实用新型设计为计量电表箱，漏电保护继电器6-2不与进线开关2连动脱扣，而是连接有电铃6-3。当发生故障时，漏电保护继电器6-2动作，启动电铃6-3报警，发出漏电保护信号。需要指出的是，分户开关4和分户漏电保护电器7可以采用与上述相同的结构。
需要说明的是，实施例三、四中的进线开关2出线侧与接线柱8之间的连接也可以采用大截面导线；实施例六中的漏电检测互感器6-1也可位于进线开关2的进线侧。
如上所述，即可较好地实现本实用新型。
权利要求1.一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，包括箱体、进线开关、分户电能表、分户开关相互连接组成，所述进线开关、分户电能表、分户开关安装在箱体内，分户开关连接至分户电能表构成分户计量回路，分户电能表通过分户导体连接至进线开关，其特征是，所述分户计量回路连接有分户漏电保护电器，所述进线开关处设置有可返回时间大于分户漏电保护电器全分断时间的进线漏电保护电器，且其动作电流值大于分户漏电保护电器的动作电流值。
2.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述进线开关采用由断路器与进线漏电保护电器相互串联组成的漏电断路保护组合器。
3.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述进线开关采用漏电断路器，所述进线漏电保护电器安装在进线开关内。
4.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述进线开关采用断路器，所述进线漏电保护电器采用与进线开关相串接的漏电保护附加器，且进线开关由漏电保护附加器连动脱扣。
5.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述分户开关采用由断路器与分户漏电保护电器相互串联组成的漏电断路保护组合器。
6.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述分户开关采用漏电断路器，所述分户漏电保护电器安装在分户开关内。
7.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述分户开关采用断路器，所述分户漏电保护电器采用与分户开关相串接的漏电保护附加器，且分户开关由漏电保护附加器连动脱扣。
8.根据权利要求4或7所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述漏电保护附加器包括有漏电检测互感器、漏电保护继电器，漏电检测互感器的一次侧与进线开关相串接，漏电检测互感器的二次侧连接至漏电保护继电器，且进线开关由漏电保护继电器连动脱扣。
9.根据权利要求4或7所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述漏电保护附加器包括有漏电检测互感器、漏电保护继电器，漏电检测互感器的一次侧与进线开关相串接，漏电检测互感器的二次侧连接至漏电保护继电器，漏电保护继电器连接有电铃。
10.根据权利要求1所述的一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，其特征是，所述分户漏电保护电器设置在所述分户电能表内。
专利摘要本实用新型公开了一种防火灾防触电防窃电安全型电能集中计量装置，包括箱体、进线开关、分户电能表、分户开关组成，分户开关连接至分户电能表构成分户计量回路，分户计量回路连接有分户漏电保护电器，进线开关处设置有可返回时间大于分户漏电保护电器全分断时间的进线漏电保护电器，且其动作电流值大于分户漏电保护电器的动作电流值。本实用新型巧妙地实现了建筑物防火灾防触电防窃电，不仅可操作性强，易实施，提高了供电可靠性，且在防火减灾、防窃电与提高供电可靠性之间实现多赢。
文档编号H02B1/04GK2755833SQ20042011502
公开日2006年2月1日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年3月28日
发明者谢运祥, 蒋金良, 卢培铨, 陈俊标 申请人:华南理工大学, 汕头经济特区龙湖电力技术服务有限公司