电能计量箱智能保护器及电能计量箱的制作方法

本申请涉及电力设备技术领域，具体涉及电能计量箱智能保护器，特别适合在配变至用户配电段的电能计量箱内安装使用。

背景技术：

电能计量箱安装于配变至接户配电线路之间，用于对入户电能量的计量以及对入户配电线路的保护。现有技术中，电能计量箱内安装有一块或多块电表，电表的输入端与电能计量箱的进线端并联，每个电表的输出端分别串接对应的断路器后连接至电能计量箱的对应出线端，当电能计量箱的一路出线端外接负载出现过载时，断路器的分合闸机构控制断路器跳分闸。

现有技术中，在对农村配网中户外部署的电能计量箱改造时，根据要求电能计量箱应当上锁，该工作模式会造成对电能计量箱内各设备的操作，必须由电力公司操作人员开启电能计量箱后才能实施，操作十分不便。另一方面，由于部分配电网送电电压非常不稳定，容易造成用户电器烧毁等不安全隐患。

磁保持开关是一种利用脉冲切换内部触点导通位置的开关，通过正向或反向电流使内部线圈具有不同方向的瞬间磁场，利用该瞬间磁场带动触点变更位置，在变更位置后利用内部永磁体保持触电位置，在保持触点位置时不需要任何电源输入。

技术实现要素：

本实用新型目的在于保护在不具有良好供电指标的配网中供电用户的用电设备，特别是在对现有电能计量箱的改造中提供一种具有自复位送电功能的过欠压保护装置。

本实用新型提供的技术方案首先是一种电能计量箱智能保护器，包括设置在壳体内的电压检测模块U1和磁保持开关模块U2；其中，所述壳体的进线端设有用于分别接入火线L和零线N的接线端1和接线端2，所述壳体的出线端设有用于分别接出火线L和零线N的接线端3和接线端4；所述接线端1与电压检测模块U1的端子1连接后经过磁保持开关模块U2的端子4和端子5之间的外接触点与接线端3连接；所述接线端2与电压检测模块U1的端子2连接后与接线端4连接；电压检测模块U1的端子3、4和5分别与磁保持开关模块U2的端子1、2和3连接。

上述技术方案的一个改进在于，所述壳体上设有与电压检测模块U1的端子6和端子7连接的电压指示灯L1。

上述技术方案的一个改进在于，所述壳体上设有一个电源指示灯L2，所述电源指示灯L2的一端与所述接线端2连接，另一端与所述接线端3连接。

上述技术方案的一个改进在于，所述壳体上设有复位按钮ST，复位按钮ST的一端与电压检测模块U1的端子8连接，另一端与磁保持开关模块U2的端子1连接。

上述各技术方案的一个改进在于，所述电压检测模块U1包括：取电单元，用于从所述进线端取电后向电压检测模块U1内元器件提供稳定直流电源；采样单元，用于从所述进线端获取交流电压并将其转换为标准电信号；延时单元，用于提供一个相对输入信号滞后一个固定时长的输出信号，所述输入信号由采样单元的一个输出信号提供；控制单元，用于向所述磁保持开关模块U2提供控制信号。

上述技术方案进一步改进在于，壳体上设置有用于连接地线PE的接地端；所述电压检测模块U1包括防雷单元，防雷单元的接地引线与所述接地端连接，防雷单元的信号输出端与所述控制单元的一个信号输入端连接。

上述技术方案进一步改进在于，所述电压检测模块U1设置于一块电路板上，所述电路板及电路板上元器件的外部一体的设有共形覆膜。

上述技术方案进一步改进在于，所述共形覆膜一体的延伸至所述电路板的引出导线的引出端，延伸长度大于2.5mm。

本实用新型还提供一种电能计量箱，安装于配变与分支配线之间，其内部在电表与断路器之间设置有上述的电能计量箱智能保护器，其外部设有与所述电能计量箱智能保护器连接的控制器。

本实用新型还提供另一种电能计量箱，安装于分支配线与接户配线之间，其内部在电表与断路器之间设置有上述的电能计量箱智能保护器，其外部设有与所述电能计量箱智能保护器连接的控制器。

本实用新型的一个方面带来的一个有益效果是，使用磁保持开关模块作为漏电保护器的回路控制模块，因为磁保持开关模块内部的永磁体作用，当根据条件切换其导通或者分断状态后，不会因为断电而改变其状态，也不需要程序记忆体储存其状态，增加了方案的稳定性和安全性，使用指示灯配合磁保持开关模块简化了结构，方便减小体积，从而适合用于对现有电能计量箱的改造，将智能保护器安装于电能表与漏电保护器之间即可满足新的安全标准。

本实用新型的一个方面带来的一个有益效果是，通过电压检测模块提供的信号为磁保持开关模块提供一个分断信号，在低压配网系统中，当因供电线路的中性线老化、氧化、松动，或者用户电器设备增加、外力破坏、线路负载增大等其它原因导致供电线路断零线，而造成相线与相线形成回路供电所致电压升高时，及时分断进线端与出线端之间的全部回路，防止烧坏用电侧电器设备。同时，磁保持开关模块合闸的一个控制信号由延时单元的输出信号提供，从而可以实现在进线端电压恢复后的一个固定时长后在恢复出线端电力输出的功能。

本实用新型的一个方面带来的一个有益效果是，在电压检测模块内设置防雷单元，在电路板及电路板上的元器件外部一体的设有共形覆膜，提高了电能计量箱对用电侧负载的保护能力，防止户外安装电能计量箱将雷击引入用户侧线路，并提高绝缘和防漏电能力。

附图说明

图1为本申请一个实施例的安装示意图；

图2为图1中电能计量箱智能保护器的放大示意图；

图3为图2中电能计量箱智能保护器的左视示意图；

图4为图1实施例中电能计量箱智能保护器的电路示意图；

图5为本申请一个实施例中电压检测模块的电路示意图；

图6为本申请一个实施例中电能计量箱的安装示意图；

图7为本申请一个实施例中电能计量箱的安装示意图。

其中，10、电能计量箱，11、电杆，20、电表，30、智能保护器，31、第一插接口，32、第二插接口，33、装配槽，34、接地端，40、漏电保护器、50、控制器。

具体实施方式

首先应当说明的是，本申请所述的电压检测模块用于对进线端的电压进行检测，检测指标包含欠电压、过电压，并控制所述磁保持开关模块的断开或者闭合。所述磁保持开关模块可以根据具体的电流分断要求选用具体的型号，例如在小负载电流情况下，可以使用普遍的交流的磁保持继电器，当负载电流较大时，可以选用外接触点具有磁吹结构的磁保持开关。

下面结合附图和具体实施例对本申请的技术方案做出进一步清楚完整的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例是一种智能保护器30，是一种二极二线保护装置，无外露操作手柄，本实施例安装在农村户外电杆11上的电能计量箱10内。电能计量箱10上方为电能计量箱10的进线端，下方为电能计量箱10的出线端，电能计量箱10的进线端在进入电能计量箱10后分为两路分别连接两个电表20后再与智能保护器30的进线端连接，智能保护器30的出线端引出到漏电保护器40的进线端。本实施例智能保护器30对电能计量箱10的进线端的欠压、过压、浪涌、雷击等情况实时监控。

如图2、3所示，本实施例外壳上设置有电压指示灯L1、电源指示灯L2和复位按钮ST，还设有第一插接口31和第二插接口32，当多个智能保护器30在同一金属背条上安装时，左侧智能保护器30的第一插接口31可以和右侧智能保护器30的的第二插接口32对接，从而较少每个智能保护器30的外接电缆数量。本实施例通过后部的装配槽33安装于电能计量箱10内的金属背条上，装配槽32内设置有接地端33，在安装后，接地端34与金属背条紧密接触，金属背条再连接到电能计量箱10的PE端接地。

如图4所示，本实施例智能保护器30的壳体内设有的电压检测模块U1和磁保持开关模块U2，其中，智能保护器30进线端火线L的接线端1与电压检测模块U1的端子1连接后经过磁保持开关模块U3的外接触点分为两路，一路与电源指示灯L2的一端连接，另一路通过漏电检测模块U2后与智能保护器30出线端火线L的接线端3连接；智能保护器30进线端零线N的接线端2与与电压检测模块U1的端子2连接后分为两路，一路与与电源指示灯L2的另一端连接，另一路与智能保护器30出线端零线N的接线端4连接。电压检测模块U1通过端子6、7外接电压指示灯L1，当其端子1、端子2之间的交流电压异常时，通过电压指示灯L1输出异常状态，具体的，本实施例选用流控双色指示灯，当过压时电流从端子6流过L1到端子7，L1显示红色，当欠压时电流从端子7流过L1到端子6，L1显示橙色；电压检测模块U1端子8输出一个直流电压，并通过复位按钮ST1后连接漏电检测模块U2的端子1；电压检测模块U1的端子3、4和5分别为合闸电流输出端、分闸电流输出端和地，并分别连接到磁保持开关模块U3的端子1、端子3和端子2；磁保持开关模块U2内部在端子1和端子2之间为合闸线圈，端子3和端子2之间为分闸线圈，分别驱动端子4和端子5之间的外接触点的合闸动作和分闸动作。

如图5所示，本实施例的电压检测模块U1包括防雷端元、取电单元、采样单元、控制单元和延时单元，其中：从端子1、2接入的交流信号依次与防雷单元、取电单元和采样单元的输入端连接；防雷单元的接地引线与壳体上设置的接地端连接，防雷单元的信号输出端与控制单元的一个信号输入端连接；用于给出跳闸信号；取电单元用于从进线端取电后向电压检测模块U1内各元器件提供稳定直流电源；采样单元用于从进线端获取交流电压并将其转换为标准电信号；控制单元从防雷单元获取开关信号或者从采样单元获取模拟信号后通过内部比较器分两路向磁保持开关模块U3提供控制信号，一路是通过端子5提供的分闸信号，另一路是通过延时单元提供的合闸信号；延时单元是一个单稳态延时触发电路，用于在其输入端连续接收稳定的输入信号后，通过端子3输出一个周期的合闸信号，该输入信号的连续接收时长为固定值，本实施例为2分钟，合闸信号的保持周期为0.1s。

本实施例中，电压检测模块U1内部各个单元和分立元件均设置于同一电路板上，所述电路板及电路板上的元器件外部一体的设有共形覆膜。优选的，共形覆膜一体的延伸至所述电路板的引出导线的引出端，附着于引出导线上并沿引出导线继续延伸，直至延伸长度超过电路板的边缘2.5mm以上。引出导线一般具有绝缘外皮，但在电路板的引出端因为需要焊接而会存在裸漏，为达到较高的防漏电和抗击穿级别，共形覆膜应完全覆盖引出端的焊接点，并沿引出导线延伸，并覆盖引出导线该端的绝缘外皮。

如图4 所示，本实施例进线端与出线端之间设有由磁保持开关模块U2控制的外接触点；进线指示灯L1串接在进线端的火线L和零线N之间，具体的，本实施例中进线指示灯L1是双向导通的LED发光管，并在回路中串有限流电阻；出线指示灯L2串接在进线端的零线N与所述出线端的火线L之间的，具体的，本实施例中出线指示灯L2是双向导通的LED发光管，并在回路中串有限流电阻；所述测控电路包括与所述进线端连接的电压检测模块、与所述出线端连接的漏电检测模块以及控制所述分合闸触点同步分闸的分闸线圈；所述电压检测模块的输出端和所述漏电检测模块的输出端同时与所述分闸线圈的控制端连接。

本实施例中各模块或者单元未公开部分，均为本领域技术人员所熟悉的常规技术手段，或者根据本申请技术方案提供的功能性逻辑描述，不需要创造性的使用常规逻辑电路即可予以实现，进一步的如果一个或多个模块或者单元的相应功能通过对通用芯片的编程配置以实现对相应模块或者单元的简单替换，但未对本申请方案做出实质性的结构改变，也应认为落入本申请要求的保护范围内。

本实施例中的智能保护器30可以实现以下功能：

1.磁保持开关模块默认处于合闸状态，本实施例安装完毕后，在任何时刻当其出线端送电时，电源指示灯L2亮，无电时，电源指示灯灭。

2.当本实施例的进线端电压超出过电压或欠电压的标准，属于异常状态时，电压指示灯L1输出相应颜色，指示当前工作状态，电压检测模块U1通过其端子5控制磁保持开关模块跳闸；当本实施例的进线端电压从异常状态恢复到正常状态并保持一段时间后电压检测模块U1通过其端子3控制磁保持开关模块合闸。

3.当本实施例的进线端出现雷击时，防雷单元工作，并由电压检测模块U1的端子5控制磁保持开关模块跳闸，以保护其出线端的负载。

4.当需要对本实施例进行复位合闸时或者其他需要复位合闸的情况，可以按下复位按钮ST，控制磁保持开关模块U3。

实施例二

如图6所示，本实施例是一种电能计量箱10，安装于配变与分支配线之间，其内部在电表20与漏电保护器40之间设置有上述的电能计量箱智能保护器30，其外部设有与所述电能计量箱智能保护器30连接的控制器50。

控制器50上设有电压指示灯L1、电源指示灯L2和复位按钮ST，并通过上述实施例的第一插接口31或者第二插接口32分别与对应的智能保护器30的电压指示灯L1、电源指示灯L2和复位按钮ST连接，从而在不打开电能计量箱10的情况下，实现对应的智能保护器30各个指示灯的同步显示或者各个按钮的相同功能。

实施例三

如图7所示，本实施例是一种电能计量箱10，安装于分支配线与接户配线之间，其内部在电表20与漏电保护器40之间设置上述实施例中的电能计量箱智能保护器30，其外部设有与所述电能计量箱智能保护器30通讯连接的控制器50。

控制器50上设有每个智能保护器30对应的电压指示灯L1、电源指示灯L2和复位按钮ST，智能保护器30和控制器50内部都设有通讯控制芯片，用于通过控制器50接收每个智能保护器30的电压指示灯L1和电源指示灯L2的状态，并通过控制器50向每个智能保护器30发送复位按钮ST的控制信号，从而在不打开电能计量箱10的情况下，实现对应的智能保护器30各个指示灯的同步显示或者各个按钮的相同功能。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，但并不限于此，本领域的技术人员很容易根据上述实施例领会本发明的精神，并作出不同的引申和变化，但只要不脱离本申请的精神，都在本申请的保护范围之内。