专利名称：三相钩式电力计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相钩式电力计。
在日常生活中，人们经常会需要测量电压、电流及功率的值，因此，为了满足人们的需要，各式电表应运而生，早期的指针式电表，其使用时需要将正、负测试线分别接到正、负接头(或极、线)。但该电表只适用在家庭或工厂中的小电压、电流及功率的测量，对于高压电设备，则易生危险，而且有时环境根本不允许用测试线去测量，因此它并不适合此种情况下使用。为了提高线路品质以节省电费，大电力用户需要时常测量功率因素(即实际使用的真实功率与电力公司输入的视在功率之比)，因此迫切需要一种优良可靠的电力计，作为电气人员测量功率时的必备工具。因此，数字式电表的问世，其可以将所要测量项目的数据自动显示在液晶显示器上，是一种优良的产品。但，其大多数是用于低电压环境及简单的电气要求，因此在使用范围上将有所限制。所以目前仍使用一种测量装置，如日本MUSASHI公司生产的PA-2000型功率分析器(如图8所示)，它可提供多用途的电力测试功能。该功率分析器50包括一设于内部的运算单元(图中未示)；分设于外部且与所述运算单元输入端连接的电压测线组51、52；分设于外部亦和所述运算单元输入端连接的电流测线组53、54；一设于外部供连接测线的温度感测端子55；一设于外部且与所述运算单元输出端连接的显示器56；一设于外部供内设运算单元与外部打印机连接的RS-232介面埠57；一设于外部用于控制电源的电源开关58；一设于内部且与运算单元输出端连线的打印装置59；及，一位于外部前端供提携用的提手501。其中两电压测线组51、52分别具有三条及四条接线，其中含有三条接线的电压测线组51是供测量三相三线电压，另一组含有四条接线的电压测线组52则用以测量三相四线电压；两电流测线组53、54亦分具有二条及三条接线，其中含有二条接线的电流测线组53是用以测量三相三线电力线的电流，另一含有三组接线的电流测线组54则用以测量三相四线电力线的电流。以测量三相四线的功率为例，必须以电流测线组54的三组接线分别钩在电力线的RST相上以测量电流，再将电压测线组52分别接到电力线的RST相及地线上，以测量其电压，随后由内部的运算单元利用P＝IV的公式求出单相功率(W)，再根据公式W3φ4W＝WRST＝WR+WS+WT累加各相功率值以求出电力线的总功率，如此才能完成测量程序，并将测量值显示在该显示器56上。而该打印装置59则可打印上述数值。
由上述说明可知，所述功率分析器50可供量测单相或三相电源的电流、电压及功率值，且同时兼具显示、打印测试数据等功能。但是，其组件多、接线复杂费时，且笨重不能作为手工具，需要多人帮助拿持测线组等缺点，又因其不具备存储功能，故无法存储上次测量结果，因此对于相关的数据需要一次测量完毕，对于需要作多次测量极不方便，同时前述功率分析器50也不能作双重数值如电压/频率的显示。甚至，其可测量的电压、电流及功率范围仍不够大。
本实用新型主要目的在提供一种适用于测量三相三线式及三相四线式电力线及AC/DC不平衡功率，且具备低成本、轻便、储存、双重数值显示的、可测量高电流、高电压与功率值等用途的手工具型三相钩式电力计。
本实用新型的目的是这样实现的，一种三相钩式电力计，它包括一手工具形式的本体、一设置在本体前端供勾挂电力线上以测量电流值的可开闭钩部、设于本体适当位置的正/负电压接线端、一设于本体内部的且分别和前述钩部及正/负电压接线端连接的运算单元，所述的本体上还分别设有作功能选择的保持键、旋钮开关、按键组及显示数值的显示器，该保持键、旋钮开关、按键组及显示器也分别和所述的运算单元连接，所述的运算单元包含有一乘法器、一模/数转换器、一微处理器及一存储器。
上述的三相钩式电力计，该本体是由相对并合的上壳体和下壳体组成，其中上壳体表面设置有显示器、保持键、旋钮开关及按键组。
上述的三相钩式电力计，该钩部是由一固定钩臂和一活动钩臂组成，其中固定钩臂是固设在本体上，活动钩臂则枢设在本体上，而和固定钩臂构成一封闭的钩环，又在活动钩臂的下端延伸形成有一按压部。
上述的三相钩式电力计，该正/负电压接线端是设在本体的底端处。
由于采用了上述的技术解决方案，当钩部及正/负电压接线端分别测得电力线的电流值与电压值时，可送至内部的运算单元中进行换算，并将相关数据显示在显示器上，显示器能显示双重数值如电压/频率、电流/频率等，本实用新型具有存储功能，可累计多次测量值以求出总值，能测量AC/DC 2000A，AC 600V，DC 800V，AC/DC 2000KW(三相)等高电流、电压及功率，是一种构造轻便的手工具形式，除方便携带外，其操作亦十分轻便简单。
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体结构特征及目的。
图1是本实用新型的立体图；图2是本实用新型的功能方块图；图3是本实用新型测量三相三线AC/DC不平衡功率其中一相的工作示意图；图4是本实用新型测量三相三线AC/DC不平衡功率另一相的工作示意图；图5是本实用新型测量三相四线AC/DC不平衡功率第一相的工作示意图；图6是本实用新型测量三相四线AC/DC不平衡功率第二相的工作示意图；图7是本实用新型测量三相四线AC/DC不平衡功率第三相的工作示意图；图8是现有功率分析器的结构示意图。
有关本实用新型的构成，首先请参看图1所示，其包括有一本体10，它构成手工具形式；一可开闭钩部20，是位于本体10前端供勾挂电力线上，以测量其电流值；一正/负电压接线端17、18，是设在本体10的适当位置；及一运算单元，是设在本体10内部。
本体10是由相对并合的上壳体11及下壳体12所组成，其中上壳体11表面还设有作功能选择的按键组16、一作数值显示的显示器15、一作功能选择的旋钮开关14及一将测试数值暂时锁定在显示器15上的保持键13。
钩部20包括有一固设在本体10前端的固定钩臂21及一枢设在本体10前端而和固定钩臂相对构成一封闭式钩环的活动钩臂22。
活动钩臂22是枢接在前述的上、下壳体11、12间，其末端延伸形成有按压部220，当按压部220受压时，将活动钩臂22和固定钩臂21分离而呈张开状，由此可供勾挂到电力线上。
又上述保持键13被按下时，可在运算单元上暂存该笔测试数值，并锁定在显示器15上，供和其他测试数值进行累计换算。
旋钮开关14，是供启闭电源及选择检测功率(W)、电压(V)、电流(A)或相位等测试功能。
按键组16包括一读取键161、一选择键162、一记录键163及一归零键164。其中读取键161可读取数值或选择次一功能；选择键162是供选择三相三线或三相四线式电力线测试功能；记录键163是供储存测试数值；归零键164则在重置测试功能。
上述的正/负电压接线端17、18是位在本体10底部，其是供分别连接正、负极的测试接线，以连接到三相电力线中的其中两相，而量测其电压值。
该运算单元30是设在本体10内部，其构造请参看图2所示，其包含一分别和钩部20及正/负电压接线端17、18连接的乘法器31；一将乘法器31送出信号转换为数字形式的模/数转换器32；一进行运算处理的微处理器33；一供储存测试数值的存储器34。
前述电路在测量电力线的功率时，是先取得电压(V)及电流(I)信号再输入乘法器31，利用P＝VI的公式而求出功率值，因为功率(P)信号输入模/数转换器32后会经过模拟/数字的转换形式，再输入微处理器33去处理。若需要多次测量，则微处理器33也可先将第一次测量的值储存在存储器34中，在第二次量测后再将前一测量值从存储器34中读出，与本次的测量值相加，所得到值再储存到存储器34中，如此重覆直到测量完毕为止。
由上述说明可看出本实用新型的具体结构，至于其工作方式，详如以下所述，首先请参看图3，是用于测量三相三线式电力线，其中的三相三线式电力线已接到负载的三相马达40上。在此声明若要测量电压，只需要将R相(L1)或T相(L3)通过测试接线41和本体10的正电压接线端17相接，将S相(L2)通过另一条测试接线42和本体10上的负电压接线端18相接即可；同理，若要测量电流，只需要用钩部20勾挂在R相(L1)或T相(L2)的电力线上即可。
三相三线AC/DC不平衡功率测量的R相(L1)测量(即测量WRS)的操作程序为1.先打开电源；2.将旋钮开关14设为3Φ，按选择键162一次以显示三相三线符号在显示器15上，并闪烁WRS符号以指示可以测量；3.若W值不是零，则按归零键164将其归零；4.使R相(L1)通过测试接线41与正电压接线端17相接，又将S相(L2)通过另一测试接线42和负电压接线端18相接后，即可供测量电压，此时R相电力线(L1)的电压值(V)将输入到乘法器31(请参照图2的说明)；5.用钩部20勾挂到R相的电力线(L1)上，以测量其电流，其电流值(I)也输入到乘法器31，而与步骤4所取得电压值(V)在乘法器31中相乘而取得功率值WRS，此一模拟形式的功率值WRS将经由模/数转换器32转换为数字形式再送到微处理器33，并经微处理器33送到显示器15予以显示(也参照图2的说明)；6.当显示器15上的数值稳定时，按读取键161即可将该次测量值贮存在运算单元的存储器34中，并同消除显示器15上的WRS符号。
又请参看图4所示，其显示测量三相三线AC/DC不平衡功率的T相(L3)功率(即测量WST)的操作程序1.将接至R相电力线(L1)上的测试接线41移至T相(L3)后即可测量电压，电压值(V)是送到乘法器(31)的其中一输入端(参照图2的说明)；2.移出钩部20；3.若W值不是零，则按归零键164将其归零；4.以钩部20勾挂在T相电力线(L3)上以测量其电流值，其电流(I)并送至乘法器31的另一输入端，而和步骤1所取得电压值(V)在乘法器31中相乘而得到功率值WST，又经模/数转换器32转换成数字形式后送到微处理器33，再通过微处理器33输出到显示器15予以显示；5.当显示器15上的数值稳定时，按读取键161即可将该次测量值贮存在运算单元的存储器34中，并同消除显示器15上的WST符号。
再按一次读取键161，即可将此二次测量值的总和显示在显示器15上，而通过微处理器33的运算，将产生三相三线电力线的AC/DC不平衡功率及其功率因数(PF)，其换算公式如下W3φ3W＝WRST＝WRS(L1L2)+WTS(L3L2)KVAR3φ3W＝KVARRS(L1L2)+KVARTS(L3L2)KVA3φ3W=KW23φ3W+KVAR23φ3W]]>PF3φ3W=KW3φ3WKVA3φ3W]]>又请参看第五至七图所示，是本实用新型分别用于测量三相四线式电力线的R相、S相及T相电源的工作示意图。其与三相三线式的差别在于1.三相三线式无接地线，因此将RST相中的任一相通过测试接线42和负电压接线端18连接，以作为虚拟地线；而三相四线式则设有一地线(N)，可直接通过测试接线42和负电压接线端18连接；2.三相三线式只要测量二次功率，亦即执行R相及T相功率测量步骤各一次(一般而言，只需要量测RST三相电源中的其中两相电源功率即可)；三相四线式则要测量三次功率，即分别执行R相、S相及T相功率测量步骤各一次。
3.三相三线式的功率总和及功率因数(PF)公式为W3φ3W＝WRST＝WRS(L1L2)+WTS(L3L2)KVAR3φ3W＝KVARRS(L1L2)+KVARTS(L3L2)KVA3φ3W=KW23φ3W+KVAR23φ3W]]>PF3φ3W=KW3φ3WKVA3φ3W]]>而三相四线式的功率总和及功率因数(PF)公式则为W3φ4W＝WRST＝WR(L1)+WS(L2)+WT(L3)KVAR3φ4W＝KVARR(L1)+KVARS(L2)+KVART(L3)KVA3φ4W=KW23φ4W+KVAR23φ4W]]>PF3φ3W=KW3φ4WKVA3φ4W]]>至于三相四线式功率测量的其他程序则与三相三线式相同，请迳予参阅。
权利要求1.一种三相钩式电力计，其特征在于，它包括一手工具形式的本体、一设置在本体前端供勾挂电力线上以测量电流值的可开闭钩部、设于本体适当位置的正/负电压接线端、一设于本体内部的且分别和前述钩部及正/负电压接线端连接的运算单元，所述的本体上还分别设有作功能选择的保持键、旋钮开关、按键组及显示数值的显示器，该保持键、旋钮开关、按键组及显示器也分别和所述的运算单元连接，所述的运算单元包含有一乘法器、一模/数转换器、一微处理器及一存储器。
2.如权利要求1所述的三相钩式电力计，其特征在于所述的本体是由相对并合的上壳体和下壳体组成，其中上壳体表面设置有显示器、保持键、旋钮开关及按键组。
3.如权利要求1或2所述的三相钩式电力计，其特征在于所述的钩部是由一固定钩臂和一活动钩臂组成，其中固定钩臂是固设在本体上，活动钩臂则枢设在本体上，而和固定钩臂构成一封闭的钩环，又在活动钩臂的下端延伸形成有一按压部。
4.如权利要求1或2所述的三相钩式电力计，其特征在于所述的正/负电压接线端是设在本体的底端处。
专利摘要本实用新型涉及一种三相钩式电力计,它包括:一本体、一设置在本体前端供勾挂电力线上以测量电流值的可开闭钩部、设于本体适当位置的正/负电压接线端及一设于本体内部的运算单元。其中,该运算单元包含有一乘法器、一模/数转换器、一微处理器、一存储器及分设于本体外的显示器及按键组,利用上述钩部及正/负电压接线端所测得电力线的电流值与电压值将经由乘法器及模/数转换器的模拟/数字形式转换后送至微处理器,并由显示器予以显示。
文档编号G01R15/14GK2387544SQ9921864
公开日2000年7月12日 申请日期1999年8月26日 优先权日1999年8月26日
发明者程立晖, 刘秋亨 申请人:泰仪电子股份有限公司