专利名称：备有抗冲击保护系统的电量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括至少一根带电导线和一根中线的电量计，带电导线和中线各自的输入端和输出端配置在测量计的外壳内，互相平行而且共面。
带电导线和中线在外壳内的这种配置对于，例如，在欧洲市场上使用的电量计类型来说是典型的。电网上电流的突然变化会引起其相位中一个相的波动。如果波动足够大时，周围的空气被电离，从而变成导电的，在相位之一和中线之间触发电弧。由电力网所保持的电弧的极高能量使空气加热并能引起外壳爆炸。这种危险随着被加热的空气量的增加而增大。
在通用的测量计中，经常利用相和中线之间的可变电阻来对付带电相中一相上的波动问题，可变电阻被放置在测量计的入口处，以便保护其电子线路。在预定的阈电压之下时，可变电阻通常是不导电的。如果电压超过阈值时，那么可变电阻就变成导电的，从而冲击被转向中线。
在美国专利第5，282，108号中给出了那种类型的另一个保护系统的例子。每个带电的输入端经由电缆与直接放置在一块金属板上方的电极连接，金属板经由块状电阻接地。万一发生冲击，电极和板之间的电流经由电阻传到地。
那个保护系统的主要目的是保护电子元件免受电压冲击的影响。相位之一和大地之间的连接线路(电缆、一对电极、电阻)相对复杂。万一那些元件之一有了故障，测量计将没有抗电流中巨大变化的保护，可能触发电弧。
同样，在备有一个或多个可变电阻的保护线路，可变电阻老化可能使线路失效，以致强烈冲击可能在相位之一和中线之间，或者甚至在两相之间触发电弧，带来上述后果。
因此，本发明的目的之一就是克服与已知仪表有关的问题，以便即使通常存在于测量计中的抗冲击保护电路出现故障，也能提供一种防止产生不受控制的电弧的保护系统。
本发明的电量计的特征在于和中线连接的金属条，它配置在测量计外壳里面靠近带电导线的输入端和／或输出端处并离开一个小距离，以便限定一个间隙，在该间隙中在发生冲击的情况下能传导带电导线和金属条之间的受控电弧。
这样，即使另一个保护电路失灵(或者甚至没有)，本发明可防止在外壳内部的带电导线和中线之间形成不受控制的电弧。带电导线和中线条之间的小距离确保被受控电弧加热的空气量不足以引起爆炸。
在一个实施例中，本发明应用于包括许多带电导线和一条中线的电量计，带电导线和中线的输入端和输出端互相平行而且共面，条的长度被这样确定，使所有带电导线的输入端和／或输出端都直接与条对齐。
本发明可应用于单相测量计，即仅仅具有一根带电导线的测量计，该导线在中线的每一侧具有其输入和输出端。然而，由不受控电弧所引起的爆炸危险对于多相测量计来说更高，因为在外壳内部平行配置着许多相和中线意味着，至少相中的一相离开中线比较远。因此，在所述相和中线之间的电弧将比单相测量计中可能发生的电弧大得多。在三相测量计内部还可能有在相邻相位之间发生电弧的问题。
覆盖带电导线的条的具体和确切的形状可能变化；它可能被做成弯曲的，或者它可能仅仅是具有L形状的直线型的。最好选用改进形状的L型条，其特征在于下降到非常靠近每个相的距离的凸出部分以及具有弯曲的底面，以便适应带电导线的柱面形状。
与中线连接的条最好放置在外壳里面，与相线和外壳的基底垂直且位于它们上方。
条可经由和中线条分开形成的中线板连接件与电源中线连接，然而，在一个优选实施例中，用一单块金属构成条和测量计的中线板。这种解决办法解决了峰值限制器和中线之间的任何不良连接问题，并降低了仪表的成本。
在一个实施例中，被选用于条的材料是铜。这种材料很好地经得住电弧作用并能在较长时间内传送大电流。
本发明可应用于没有提供抗冲击保护的其它手段的测量计。然而，测量计最好还具有一个或多个在中线和每根带电导线的输入端之间连接的可变电阻。
通过在测量计的输入端使用一组可变电阻，可保护测量计电路免受电源冲击的影响。两种保护系统的作用通常是互补的，仅仅在可变电阻之一出现故障或冲击太大，可变电阻不能缓冲的情况下将使用本发明的保护系统。尽管可用非常靠近带电导线的测量计输入端条来取代现有的系统，以便通过在相和条之间产生受控电弧来接纳每个小的冲击，但这样使用将是比较不适当的，总是完全避免在外壳内部触发任何电弧更好。
条最好放置在靠近测量计的每根带电导线的输出端并离开它一个小距离的地方。
其它实施例是可能的，例如，条在带电导线进入测量计处的上方或在每根导线的输入端和输出端上方延伸的实施例。不过，如上所述，本发明的系统最好在正常保护电路失效的情况下获得应用。把条放置在测量计的输入端会增加危险，即本发明的系统先于或者与这种电路中的可变电阻同时起作用。
通过阅读用非限制性说明所给出的以及参照附图的实施例的下列描述，将更好地理解本发明，在附图中
图1是备有本发明的保护系统的用于三相测量计的等效电路；图2表示三相测量计中带电导线的输出端，根据本发明的系统与中线连接的条位于其中；图3详细展示图2的条；而图4展示图3的条改进了的形状。
由图1给出其电路的测量计是一种三相型测量计。它经由带电相导线的三个输入端1，2和3与干线电源连接，经由三根带电相导线的输出端4，5和6与负载电路连接，并经由中线板10与中线连接。中线板10从条13延伸并构成一单块7。输入的导线1，2和3是同一平面的并平行进入外壳11。三根输出的导线4，5和6同样是共面和平行的。功率测量是通过电流传感器81，82和83进行的，每个传感器与电源总线和用户之间的相位之一连接。测量计还具有用来计算功率的电压传感器和电路。这些元件都是标准的，所以没有详细描述。三个可变电阻91，92和93中的每一个连接在相应的带电相之一和中线之间，从而构成抗冲击的第一安全系统。相位中任一相上的任何冲击通常将经由相应的可变电阻转移到中线，如果冲击电压的电平超过可变电阻的阈值时，就使该可变电阻导电。
图2详细展示带电(或相)导线4，5和6以及与中线连接的块7。在图3中给出了块7的全图。它包括L型条13以及做成U型的中线板10。如图2所示，条13直接放在所有三根带电导线4，5和6的上方。更确切地说，条13在三根带电导线的上方垂直地延伸，而且对于带电导线之中的每一根都是以相同的方式这样延伸。这样，在条13和每根带电导线之间留下小型间隙124，125和126。
图4展示图3中所示条13的改进了的形式。条13备有凸出部分26，它们下垂到非常靠近每根带电导线4，5和6的地方。这些部分26的底面27被做成曲形，使之环绕带电导线的柱面形状尽可能靠近地吻合。
由可变电阻构成的上述安全系统有时会失灵可变电阻老化，然后在对付冲击时变得不起作用。由一组三根带电导线和与中线连接的块7所形成的系统这样就构成用来提供抗冲击保护的辅助系统。在可变电阻失效以及在具有潜在危险冲击的情况下，间隙124，125或126中的空气被电离并因而变得导电，结果就在相4，5或6及与中线连接的条13之间触发受控电弧。
一般地说，测量计放在其中的电气设备在测量计的上游具有一组保险丝，使得有可能在大电流的情况下，断开电路并切断其中流动的电流。流过相4，5和6之一及中线条13之间的电路的电弧电流通常将足以烧断保险丝之一并切断电流。用这些方法，本发明使得测量计有可能对付在相位之一和中线之间形成的电弧，而无需冒外壳爆炸的危险，并使得有可能把这个继续到测量计外部的安全元件有时间做出反应，以便切断流过测量计的电流。
块7经由其末端部分与中线连接，而末端部分用两个一起限定中线板10的扁平突出部14和15连接。靠两个螺钉23和24来确保接触，它们把两个突出部14和15固紧到负载电路的中线导线上。用三个螺钉20，21和22在三根输出导线4，5和6以及负载电路的三相之间形成连接。所有这些连接都在外壳11的外部并用外壳11的隔板25使之相互绝缘。峰值限制器，即带电导线4，5和6外加条13，位于外壳11的内部。
权利要求
1．一种包括至少一根带电导线和一根中线的电量计，带电导线和中线各自的输入端和输出端配置在测量计的外壳内，互相平行而且共面，测量计的特征在于，一个与中线连接的金属条，其配置在测量计外壳内部靠近带电导线的输入端和／或输出端处，并离开一个小距离，以限定一个间隙，在发生冲击的情况下，在该间隙中能传导带电导线和金属条之间的受控电弧。
2．根据权利要求1所述的电量计，其包括多根带电导线和一根中线，带电导线和中线的输入端和输出端互相平行而且共面，条的长度被这样确定，使所有带电导线的输入端和／或输出端都直接与条对齐。
3．根据权利要求1或2所述的电量计，其中，放在带电导线上面的条被做成L型。
4．根据权利要求3所述的电量计，其中，放在带电导线上面的L型条的特征在于其突出的部分，它们下垂到非常靠近每根带电导线的距离处，并具有做成曲形的底面，以便适配带电导线的柱面形状。
5．根据权利要求1到4的任一项所述的电量计，其中，把条放置在外壳内部，与带电导线和外壳的基底相垂直。
6．根据权利要求1到5的任一项所述的电量计，其中，由一单片金属块构成测量计的条和中线板。
7．根据权利要求1到6的任一项所述的电量计，其中，为条选择的材料是铜。
8．根据权利要求1到7的任一项所述的电量计，其中，测量计还包括相应地在每根带电导线的输入端和中线之间连接的一个或多个可变电阻。
9．根据权利要求1到8的任一项所述的电量计，其中，条放在靠近测量计的每根带电导线的输出端处并离开一个小的距离。
全文摘要
一种电量计,包括至少一根带电导线(4,5,6)和一根中线,带电导线和中线各自的输入端和输出端配置在测量计外壳内部,互相平行而且共面。与中线连接的金属条(13)配置在测量计外壳内部靠近带电导线(4,5,6)的输入端和/或输出端处,并离开一个小距离,以限定间隔(1文档编号H01H9/50GK1204847SQ9811527
公开日1999年1月13日 申请日期1998年6月26日 优先权日1998年6月26日
发明者吉劳姆·哈马德 申请人:施蓝姆伯格工业公司