专利名称：：超微晶高压预付费计量系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及高压电力用户供电设备
技术领域：
，特别是一种超微晶高压预付费计量系统。
背景技术：
：随着我国现代化建设稳步发展，电力行业的供需矛盾越来越突出，为了逐步杜绝窃电和欠费现象及降低电力设备自身损耗，提高企业效益，维护电力投资者、经营者的合法权利，各种电力设备制造厂家都把如何降低电力设备自身损耗及反窃电技术的研究、提高电力计量设备的计量精度，配合电力部门推动和开展预付费控制，作为企业常抓不懈的重要工作。现有技术中此类设备多为户内设备，且计量单元由于采用硅钢片铁芯作为导磁材料，要么计量精度不高，要么损耗较大，且无有效的防窃电措施，缺少既具有预付费控制、用电负荷控制又具有计量精度高、损耗低及防窃电技术措施的综合技术设备。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种集预付费控制、电力负荷控制、设备自身损耗低、计量精度高、壳体又有防窃电设置于一体的超微晶高压预付费计量系统。.本发明的技术方案是一种超微晶高压预付费计量系统，它包括外壳、高压计量箱、高压真空接触器、电力负荷管理终端、操作电源、IC卡预付费电能表、预付费控制器和三相多功能电能表；高压真空接触器经辅助触点与预付费控制器的输出端连接，高压真空接触器所有触点的上出线端分别与高压电缆出线端连接，其所有触点的下出线端分别与高压计量箱的出线端连接，辅助触点的一端分别与高压真空接触器的合闸线川和分闸线川连接，另一端分别经继电器与IC卡预付费控制器的输出端连接，电力管理负荷终端经RS-485通信接口与IC卡预付费电能表和三相多功能电能表电信号连接，IC卡预付费电能表、三相多功能电能表与高压电缆进线端经高压计量箱电感应连接；高压计量箱包括箱体、箱盖、电流互感器、电压互感器、二次接线罩和高压瓷瓶，电流互感器包括绕组、铁芯和引线；电流互感器和电压互感器位于箱体内，二次接线罩和高压瓷瓶位于箱盖上，高压计量箱、高压真空接触器、电力负荷管理终端、操作电源、IC卡预付费电能表、预付费控制器和三相多功能电能表均安装在外壳内；在高压计量箱和高压真空接触器之间有绝缘板，在电力负荷管理终端和操作电源之间有绝缘板，在操作电源和IC卡预付费龟能表、预付费控制器、三相多功能电能表之间有绝缘板。电流互感器的铁芯为超微晶铁芯，它包括塑料护盒和超微晶薄带，超微晶薄带绕成环形铁芯后包裹在塑料护盒内。箱体和箱盖之间通过封铅专用螺杆连接，封铅专用螺杆上有打封铅用的孔。操作电源为专用的电源变压器，其次级绕组与预付费控制器的电源端连接。外壳上有正门、仪表箱正门、后门和仪表箱后门，正门、仪表箱正门、后门和仪表箱后门上均安装有铅封螺杆，铅封螺杆上有打钢丝铅封用的孔，正门和仪表箱正门上以及后门和仪表箱后门上分别通过铅封螺杆打有钢丝铅封；仪表箱正门上有IC卡预付费电能表视窗和指示灯视窗。外壳的底板上有电缆进出线孔和螺杆，外壳的底板上通过螺杆和螺母安装有滑板，滑板上有长方形螺杆孔。本发明由于采用的超微晶高压计量箱，应用纳米超微晶取代传统的硅钢片作为电流互感器的铁芯，与现有技术相比，由于超微晶铁芯具有高磁导率、较高的饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗及良好的高温稳定性、耐磨性和耐蚀性，同时具有较低的价格，且纳米超微晶铁芯剩磁很少，故而能大幅度提高计量精度，而设备自身损耗很低，使高压计量箱有着较为优异的性能，准确度为0.2S级，铁损仅为硅钢片铁心的二十分之一，同时，在壳体与箱盖之间还设置了专用的打铅封装置，起到了较好的防窃电效果。具有结构新颖，功能齐全等特点，能形成系列化产品，集预付费控制、电力负荷控制、高压高精度计量、低损耗、防窃电、反窃电和多功能电能表于一体，具有预付费、远程电力负荷控制、远程抄表、高精度计量、剩余电量报警和断电控制等功能，适用于50—10000kVA的用电用户。以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细内容作进一步描述。图l为本发明的结构示意图2为本发明正面外形结构示意图3为本发明后面外形结构示意图4为本发明铅封螺杆的结构示意图5为安装在本发明外壳底板上的滑板的结构示意图6为图5的A-A剖视图；图7为图5的B-B剖视图8为本发明超微晶高压计量箱的结构示意图；图9为图8的左视图10为本发明超微晶高压计量箱的箱盖螺杆的结构示意图；图11为本发明超微晶高压计量箱的超微晶铁芯的结构示意图。具体实施例方式如图l所示一种超微晶高压预付费计量系统，它包括外壳l、超微晶高压计量箱2、高压真空接触器3、电力负荷管理终端4、电源变压器5、IC卡预付费电能表6、预付费控制器7和三相多功能电能表8;超微晶高压计量箱2、高压真空接触器3、电力负荷管理终端4、电源变压器5、IC卡预付费电能表6、预付费控制器7和三相多功能电能表8均安装在外壳1内；在超微晶高压计量箱2和高压真空接触器3之间有绝缘板11，在电力负荷管理终端4和电源变压器5之间有绝缘板12，在电源变压器5和IC卡预付费电能表6、预付费控制器7、三相多功能电能表8之间有绝缘板13;高压真空接触器3采用永磁结构，其经辅助触点与预付费控制器7的输出端连接，高压真空接触器3所有触点的上出线端分别与高压电缆出线端连接，其所有触点的下出线端分别与超微晶高压计量箱2的出线端连接，辅助触点的一端分别与高压真空接触器3的合闸线川和分闸线川连接，另一端分别经继电器与IC卡预付费控制器6的输出端连接，电力管理负荷终端4经RS-485通信接口与IC卡预付费电能表6和三相多功能电能表8电信号连接，操作电源为专用的电源变压器5，其次级绕组与预付费控制器7的电源端连接，IC卡预付费电能表6、三相多功能电能表8与高压电缆进线端经超微,晶高压计量箱2电感应连接。如图2、3、4所示外壳1的正面有正门141、仪表箱正门142、后门143和仪表箱后门144，正门141、仪表箱正门142、后门143和仪表箱后门144上均安装有铅封螺杆15，铅封螺杆15上有打钢丝铅封用的孔151，正门141和仪表箱正门142上以及后门143和仪表箱后门144上分别通过铅封螺杆15打有钢丝铅封；仪表箱正门142上有IC卡预付费电能表视窗1421和指示灯视窗1422。如图5、6、7所示外壳l的底板上有电缆进出线孔16和螺杆17，外壳1的底板上通过螺杆17和螺母18安装有滑板19，滑板19上有长方形螺杆孔191，滑板19可以在外壳1的底板上滑动以便调节电缆进出线孔16的大小，防止老鼠等动物进入外壳l咬坏电缆线。如图8、9所示超微晶高压计量箱2包括箱体21、箱盖22、电流互感器23、电压互感器24、二次接线罩25和五个高压瓷瓶26;箱体21和箱盖22之间通过封铅专用螺杆27连接，封铅专用螺杆27上有打封铅用的孔271(如图10所示)，以便打上钢丝封铅预防窃电；电流互感器23和电压互感器24位于箱体21内，二次接线罩25和高压瓷瓶26位于箱盖22上；电流互感器23包括绕组231、铁芯232和引线233，铁芯232为超微晶铁芯，它包括塑料护盒2321和超微晶薄带2322，超微晶薄带2322绕成环形铁芯后包裹在塑料护盒2321内(如附11所示)。本发明克服了传统的硅钢片铁芯的高压计量箱存在的硅钢片剩磁大、铁损大(每公斤铁损为0.6瓦)、计量精度不高的不足，高压计量箱采用超微晶铁芯取代硅钢片铁芯，取得了很好的效果。以国产的超微晶铁芯(国标牌号1K107)为例，超微晶铁芯具有以下特点a).极高的初始磁导率，u〉2-8X104b).极低的铁损，〈0.03W/kg，在-55—125。C内，铁损变化率〈15%(频率二50Hz，T=l.2，冷轧硅钢片为0.6W/kg)c).较低的矫顽力，〈0.8-1.8A/md).较小的剩磁，<0.2T在高压计量箱内采用超微晶铁芯与采用硅钢片铁芯对计量精度的比较测试，结果见表l:外形尺寸硅钢片(DQ151,0.3)90X110X40;超微晶(1K107)85X105X35;安匝数300AN;测试电流100/5A(27156tt)表l:超微晶铁芯与硅钢片铁芯对计量精度的比较项目.1520100120额定负荷国家标准0.5比差(±o/o)1.50.750.50.5角差(±分)90453030国家标准0.2S比差(±%)0.750.350.20.20.2角差(±分)3015101010硅钢片lkg比差(°/)-l.05-0.65-0.30-0.30Z=0.4QCOSc|)=0.8角差(分)70302020硅钢片lkg比差(％)_0.65-0.150.150.15Z=0.15QCOSc|)=0.8角差(分)50251515超微晶0.4kg比差(。/)-O.18-O.16-0.100.020.02Z=0.化COS".8角差(分)1511522超微晶0.4kg比差(％)0.000.020.020.080.08Z=0.15QCOS(j)-O.8角差(分)1310511通过实验可以验证在额定二次负荷相同，安匝数相同的情况下，外形9尺寸基本相同，仅用40%重量的超微晶铁芯，测量精度由0.5级提高到0.2S级，接近和达到了O.l级，而硅钢片铁芯在以上条件不变的情况下，要600安匝才能达到0.2级精度，即要多消耗一倍的铜材还不能达到0.2S级。我们分别对采用硅钢片铁芯的高压计量箱(产品编号为24477#)及采用超微晶铁芯的高压计量箱(产品编号为26573#)进行了对比测试，测试结果见表2:外形尺寸:硅钢片(DQ151，0.3)90X110X40;超微晶(1K107)85X105X35;重量硅钢片lkg;超微晶0.4kg;安匝数超微晶铁芯300AN;硅钢片铁芯600AN;测试电流20/5A(用硅钢片铁芯的产品编号24477#);40/5A(用超微晶铁芯的产品编号26573#);表2:超微晶铁芯与硅钢片铁芯对比测试结果比较<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>26573#比差(％)_0.12-O.060，040.020.02Z=0.A相角差(分)139411COS4>=0.826573#比差(%)0.000.040.040.060.06Z=0.15。A相角差(分)96411COS"O.826573#比差(°/。)-O.10-O.020.020.020.02Z-0.4Qc相角差(分)128411COS".826573#比差(/)0.000.040.040.060.06Z=0.15Qc相角差(分)95411COS(J)=0.8通过实验可以验证在额定二次负荷相同，安匝数相同的情况下，外形尺寸基本相同，仅用40%重量的超微晶铁芯，测量精度由0.5级提高到0.2S级，接近和达到了0.1级。经过对比测试我们发现用硅钢片铁芯生产的产品在以上条件不变的情况下，要600安匝才能达到0.2级精度，且线性度不好。用超微晶铁芯生产的产品只要300安匝就达到了0.2S级精度，且线性度很好。特别在一次额定电流很小时采用超微晶铁芯生产的产品性能更为优异，而采用硅钢片的产品要多消耗一倍的铜材也不能达到0.2S级。超微晶亦称纳米非晶，它是一种新型磁性材料。本发明采用超微晶铁芯取代硅钢片铁芯取得了满意的效果，由于超微晶铁芯的机械强度很差，我们设计了专用的塑料护盒，一方面起到了保护超微晶铁芯的作用，另一方面又可加强绝缘，简化了绝缘工艺，较好的解决了超微晶铁芯的机械强度很差的问题。本发明采用专用的电源变压器作为操作电源，克服了用电压互感器作为操作电源所存在的可靠性较差的问题。本发明高压真空接触器采用永磁结构，可频繁操作，其合、分闸线圈瞬间工作，运行中合、分闸线圈不带电，解决了机械锁扣易卡住的问题，使用寿命长、无温升、无噪音。权利要求1、一种超微晶高压预付费计量系统，它包括外壳、高压计量箱、高压真空接触器、电力负荷管理终端、操作电源、IC卡预付费电能表、预付费控制器和三相多功能电能表；高压真空接触器经辅助触点与预付费控制器的输出端连接，高压真空接触器所有触点的上出线端分别与高压电缆出线端连接，其所有触点的下出线端分别与高压计量箱的出线端连接，辅助触点的一端分别与高压真空接触器的合闸线川和分闸线川连接，另一端分别经继电器与IC卡预付费控制器的输出端连接，电力管理负荷终端经RS-485通信接口与IC卡预付费电能表和三相多功能电能表电信号连接，IC卡预付费电能表、三相多功能电能表与高压电缆进线端经高压计量箱电感应连接；高压计量箱包括箱体、箱盖、电流互感器、电压互感器、二次接线罩和高压瓷瓶，电流互感器包括绕组、铁芯和引线；电流互感器和电压互感器位于箱体内，二次接线罩和高压瓷瓶位于箱盖上，其特征是高压计量箱、高压真空接触器、电力负荷管理终端、操作电源、IC卡预付费电能表、预付费控制器和三相多功能电能表均安装在外壳内；在高压计量箱和高压真空接触器之间有绝缘板，在电力负荷管理终端和操作电源之间有绝缘板，在操作电源和IC卡预付费电能表、预付费控制器、三相多功能电能表之间有绝缘板。2、根据权利要求1所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是电流互感器的铁芯为超微晶铁芯，它包括塑料护盒和超微晶薄带，超微晶薄带绕成环形铁芯后包裹在塑料护盒内。3、根据权利要求1或2所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是箱体和箱盖之间通过封铅专用螺杆连接，封铅专用螺杆上有打封铅用的孔。4、根据权利要求1或2所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是操作电源为专用的电源变压器，其次级绕组与预付费控制器的电源端连接。5、根据权利要求3所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是操作电源为专用的电源变压器，其次级绕组与预付费控制器的电源端连接。6、根据权利要求1或2所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是一次引出线设计为五瓷瓶结构。7、根据权利要求1或2所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是外壳上有正门、仪表箱正门、后门和仪表箱后门，正门、仪表箱正门、后门和仪表箱后门上均安装有铅封螺杆，铅封螺杆上有打钢丝铅封用的孔，正门和仪表箱正门上以及后门和仪表箱后门上分别通过铅封螺杆打有钢丝铅封；仪表箱正门上有IC卡预付费电能表视窗和指示灯视窗。8、根据权利要求1或2所述的超微晶高压预付费计量系统，其特征是外壳的底板上有电缆进出线孔和螺杆，外壳的底板上通过螺杆和螺母安装有滑板，滑板上有长方形螺杆孔。全文摘要一种超微晶高压预付费计量系统，它包括外壳1、超微晶高压计量箱2、高压真空接触器3、电力负荷管理终端4、电源变压器5、IC卡预付费电能表6、预付费控制器7和三相多功能电能表8；超微晶高压计量箱2的电流互感器23包括绕组231、铁芯232和引线233，铁芯232为超微晶铁芯，它包括塑料护盒2321和超微晶薄带2322，超微晶薄带2322绕成环形铁芯后包裹在塑料护盒2321内。本发明由于采用纳米超微晶取代传统的硅钢片作为电流互感器的铁芯，能大幅度提高计量精度，集预付费控制、电力负荷控制、高压高精度计量、低损耗、防窃电和反窃电和多功能电能表于一体，适用于50-10000kVA的用电用户。文档编号G01R11/00GK101604464SQ20081003147公开日2009年12月16日申请日期2008年6月11日优先权日2008年6月11日发明者王小赫申请人:衡阳市天立电器设备制造有限公司