專利名稱：可模塊化組裝的電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力計量設(shè)備，特別涉及的是一種以標準計量模塊 為中心通過多種模塊進行擴展連接形成的可模塊化組裝的電能表。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域?qū)﹄娏δ茉吹囊蕾囆圆粩嗵岣?，為了?量用電消耗的數(shù)量，對電力用電現(xiàn)場實現(xiàn)有效的管理，所以電力計量設(shè)備應(yīng)運而 生，而且成為電力纟支術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的一個熱點方向。
對于現(xiàn)有的電力計量設(shè)備而言主要是電能表，其可以為單表位電能表的也可
以為多表位電能表，但是經(jīng)過多年的用電管理實踐發(fā)現(xiàn)仍然存在以下缺陷；
首先，由于生產(chǎn)廠家繁多，生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格的不同，因此在電力部門用電現(xiàn)場 很難實現(xiàn)標準的統(tǒng)一，往往為了實現(xiàn)多功能要求，因此就要在現(xiàn)有電表的周圍增 加附屬設(shè)備，致使電力計量成套設(shè)備體積龐大，生產(chǎn)成本增加；
其次， 一旦電力部門對用電現(xiàn)場的管理要求或標準發(fā)生變化，供電部門就需 要花大力氣重新對電力計量成套設(shè)備進行更換改造，原有的產(chǎn)品就只能淘汰，這 樣使供電部門的成本大大浪費；
再次，對于電力部門而言，現(xiàn)有的電力計量成套設(shè)備在應(yīng)用過程中需要大量 的排線布線，需要耗費很大的人工成本，同時龐雜的結(jié)構(gòu)組件給安裝正確帶來了 極大的困難，不利于用電現(xiàn)場實現(xiàn)精細化管理，從而造成了用電損耗；
最后，現(xiàn)有的電力計量成套設(shè)備一旦出現(xiàn)故障或者需要定期更換，就只能整 表全部淘汰，更換新的電力計量成套設(shè)備從而造成了重復(fù)投資，為使用者和電力 部門增加了成本。
本發(fā)明創(chuàng)作者，經(jīng)過長時間的研究和實踐，終于采用一種模塊化標準化的思 想，獲得了本創(chuàng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可模塊化組裝的電能表，用以克服上述缺陷。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種可模塊化組裝的電能表，其包括
一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入 端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零
線接組件的接入端與所迷的電力線中的零線相連接；
至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端 和零線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接 出端輸出的電能值；
所述的相線接入組件的輸出端與所述的相線接入端相連接，所述的相線輸出
端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述 的零線輸出線的條數(shù)和相線輸出線的條數(shù)分別與所述的模塊化電能計量器個數(shù)相
對應(yīng)；
較佳的，還包括一箱體，所述的電力線接入模塊以及至少一個模塊化電能計 量器設(shè)置于所述的箱體內(nèi)，所述的箱體具有一電力線輸入接口，以及零線輸出線 和相線輸出線輸出接口，所述的箱體具有一封裝蓋；
較佳的，所述的模塊化電能計量器還包括
一電源模塊，用以提供工作電力；
一電能計量單元，計算經(jīng)由所述的相線接入端和零線接入端進入而被用戶消 耗的電能值；
一脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉(zhuǎn)化為與所述的
電能值成正比的脈沖信號輸出；
較佳的，還包括一盒體，所述的電能計量單元以及脈沖信號輸出單元設(shè)置于
所述的盒體內(nèi)，并通過一封裝蓋進行封裝，所述的相線接入端和相線輸出端設(shè)置
于所述的盒體的兩端；
較佳的，所述的電能計量單元，其包括 一電流信號采集電路，用以實時采集電力線上的電流信號； 一電壓信號釆集電路，用以實時采集電力線上的電壓信號； 一運算和處理電路，用以將所述的電流信號與所述的電壓信號相乘得到瞬時
功率值，并通過積分器獲得一確定時間段的電能值；
較佳的，所述的脈沖信號輸出單元為電壓/頻率轉(zhuǎn)換分頻電路；
較佳的，所述的脈沖信號輸出單元的輸出端與所述的零線輸入端為集成在一串行插頭的不同針；
較佳的，所述的相線接入組件包括
至少一相線分戶結(jié)構(gòu)件，其為導(dǎo)電材料制得，并具有一接入端，所述的接入 端與所述的電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端，其與所述的模 塊化電能計量器的相線接入端對應(yīng)相連接；
較佳的，還包括 一上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所 述的相線分戶結(jié)構(gòu)件的棵露部分包覆起來；
較佳的，所述的零線接入組件包括
一零線構(gòu)件本體，其為導(dǎo)電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所 述的電力線的零線相連接；
至少一個銅塊導(dǎo)電件，其連接在所述的零線構(gòu)件本體上，所述的兩個銅塊導(dǎo) 電件具有輸出端，所述的銅塊導(dǎo)電件的數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量相 一致，并與所述的模塊化電能計量器的相線輸出端相錯位排列；
較佳的，還包括 一上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將 所述的零線接入組件的棵露部分包覆起來；
較佳的，所述的電源模塊包括
一電源轉(zhuǎn)換電路，其將電力線電壓進行變壓處理，用以提供工作電力；
較佳的，還包括
一備用電源；
一充電電路，其與所迷的電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連接，并向所述的備用電 源供電；
一偵測切換電路，其用以偵測所述的電源轉(zhuǎn)換電路是否有電壓輸出，在所述 的電源轉(zhuǎn)換電路無電力輸出時，啟動所述的備用電源提供工作電力； 較佳的，還包括
一入戶端斷電模塊，用以切斷進入某一指定用電戶使用區(qū)域的一組所述的相 線輸出線，或一組所述的相線輸出線和零線輸出線，所述的入戶端斷電模塊為至 少一個斷路器，其數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量相一致；
較佳的，還包括 一壓線塊組件，設(shè)置于所迷的相線輸出線和零線輸出線上， 便于斷路器的安裝和更換，并使走線規(guī)范；
較佳的，還包括一模塊化電能計量器前端斷電模塊，用以切斷進入某一指定用電戶模塊化電 能計量器的一組所述的相線輸入線，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊為至
少一個斷路器或繼電器，其數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量相一致；
較佳的，還包括 一控制模塊，用以接收各模塊組件的狀態(tài)信號，并向各模
塊組件發(fā)出控制信號，所述的控制模塊為單片機、嵌入式系統(tǒng)或可編程邏輯控件； 較佳的，還包括 一模塊化電能計量器故障檢測單元，其包括 一電流監(jiān)測電路，用以監(jiān)測所述的相線輸入端是否有電流流過； 一脈沖監(jiān)測電路，用以監(jiān)測所述的脈沖信號輸出單元是否有脈沖信號輸出； 一監(jiān)測判斷電路，當所述的相線輸入端有電流流過，而所述的脈沖信號輸出
單元無脈沖信號輸出，則判定所述模塊化電能計量器出現(xiàn)故障； 較佳的，所述的電流監(jiān)測電路包括 一電感線圏，其套設(shè)在所述的相線上；
一比較器，其一輸入端設(shè)有一基準電壓，其另一端與所述的電感線圏的輸出 端相連4矣；
較佳的，所述的脈沖監(jiān)測電路包括
一比較器，其一輸入端設(shè)有一基準電壓，其另一端與所述的脈沖信號輸出單 元的輸出端相連4妄；
較佳的，所述的監(jiān)測判斷電路包括
所述的監(jiān)測判斷電路為所述的控制模塊，其一輸入接口與所述的電流監(jiān)測電 路的輸出端相連， 一輸入接口與所述的脈沖監(jiān)測電路輸出端相連，通過所述的控 制模塊判定所述模塊化電能計量器出現(xiàn)故障；
較佳的，還包括 一電流檢測單元其包括 一電流檢測元件和比較器，所述 的電流檢測元件設(shè)置在所述的零線接入組件下端，所述的比較器的輸出端與所述 的控制模塊狀態(tài)信號輸入端相連接；
較佳的，對于單相電流而言，所述的電流檢測元件為互感線圈，其套設(shè)在火 線輸出線和所述的零線輸出線上，并將獲得的感應(yīng)信號傳輸至所述比較器的同相 輸入端，所述比較器的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，當所述的電流失去平衡時， 所述的比較器的輸出端輸出一高電位信號；
或者所述的電流檢測元件為一組錳銅片，其包括第一錳銅片和第二錳銅片， 其分別與火線輸出線和零線輸出線相連接，所述的第一錳銅片的兩端產(chǎn)生第一電壓，所述的第二錳銅片產(chǎn)生第二電壓，通過對應(yīng)信號的隔離電路而隔離傳輸至所 述比較器的同相輸入端和反相輸入端，在兩者不相等時所述的比較器的輸出端輸
出一高電位信號；
較佳的，對于單相電流而言，所述的電流檢測元件為互感線圏，其套設(shè)在火 線輸出線上，并將獲得的感應(yīng)信號傳輸至所述比較器的同相輸入端，所述比較器 的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，當負載過大時，所述的比較器的輸出端輸出一高 電位信號；
或者所述的電流檢測元件為一錳銅片，其與火線輸出線相連接，所述的錳銅 片的兩端產(chǎn)生第一電壓，通過對應(yīng)信號的隔離電路而隔離傳輸至所述比較器的同 相輸入端，所述比較器的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，在第一電壓高于基準電壓 時，所述的比較器的輸出端輸出高電位信號；
較佳的，還包括 一計數(shù)單元，其包括
一數(shù)據(jù)計數(shù)電路，其接收所述的脈沖信號輸出單元輸出的脈沖信號，并進行 電能值的計數(shù)；
一內(nèi)部通訊電路，其將所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路與所述的控制模塊連接在 一 起。
較佳的，還包括防止箱體和/或盒體非正常開啟的單元，其包括 一開啟監(jiān) 測電路或一執(zhí)行電路，其中，
所述的開啟監(jiān)測電路，其用以監(jiān)測箱體封裝蓋和/或盒體封裝蓋是否開啟，在 開啟時發(fā)出監(jiān)測信號給所述的控制模塊，由所述的控制模塊生成一控制信號；
所述的執(zhí)行電路，其接收所述的控制信號，并產(chǎn)生報警或切斷所在線路的電 力線連接；
較佳的，所述的開啟監(jiān)測電路為一壓力傳感器或行程開關(guān)，其中， 所述的壓力傳感器，其設(shè)置于所述箱體封裝蓋和/或盒體的封裝蓋處，當封裝
蓋處的壓力小于某一閾值時，產(chǎn)生所述的監(jiān)測信號；
所述的行程開關(guān)，其設(shè)置于所述箱體封裝蓋和/或盒體的封裝蓋處，當封裝處
沒有空隙時，所述的行程開關(guān)無信號輸出，反之，則行程開關(guān)產(chǎn)生所述的監(jiān)測信
號；
較佳的，還包括 一存儲電路，其與所迷的數(shù)據(jù)計數(shù)電路相連接，當停電時， 將所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路累計的電能值，存儲到所述的存儲電路中；當恢復(fù)供電時， 由所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路讀取存儲到所述的存儲電路中的電能值，以及在發(fā)生非正常開啟時所述的存儲電路記錄一事件信息；
較佳的，還包括顯示處理模塊，其包括單戶顯示單元和/或整體顯示單元，
其中，
所述的單戶顯示單元包括 一顯示屏，其嵌設(shè)在每一所述的模塊化電能計量 器的盒體上；
一驅(qū)動電路，其根據(jù)接收到的所述計數(shù)單元輸出的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示 屏顯示用電量；
所述的整體顯示單元包括 一顯示屏，其嵌設(shè)在所述的箱體上； 一驅(qū)動電路，其根據(jù)接收到所述計數(shù)單元輸出的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示屏 顯示用電量；
一讀卡器，其與所述的控制模塊相連接，通過讀取射頻識別卡的信息，向所 述的控制模塊發(fā)出狀態(tài)信號，由所述的控制模塊產(chǎn)生一控制信號，使所述的計數(shù) 單元輸出的數(shù)據(jù)信號給所述的驅(qū)動電路；
較佳的，所述的射頻識別卡為購電卡和/或查詢卡，其中，
所述的購電卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識別指令信息，將所述的購電量數(shù)據(jù) 傳輸至所述的控制模塊，由所述的控制模塊向所述的計數(shù)單元發(fā)出狀態(tài)信號，所 述的計數(shù)單元的存儲電路存儲用戶購電量數(shù)據(jù)后，所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路累計用電 量數(shù)據(jù)與用戶購電量數(shù)據(jù)進行比較，獲得差值，通過所述的整體顯示單元顯示出；
在所述差值低于某一閾值時，所述的繼電器和/或斷開，向用戶停止供電，通 過所述的購電卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識指令信息，并由所述的控制模塊發(fā)出 控制命令使所述的繼電器和/或復(fù)位；
所述的查詢卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識別指令信息，并由所述的控制模塊 向所述的計數(shù)單元發(fā)出控制信號，將所述的計數(shù)單元的存儲電路存儲的用戶歷史 用電量數(shù)據(jù)通過所述的整體顯示單元顯示出；
較佳的，還包括一聲光報警裝置，在非正常狀態(tài)下，發(fā)出聲光報警；
較佳的，還包括一無線控制單元，其包括
一無線信號發(fā)送裝置，用以發(fā)送無線控制信號；
一無線信號接收電路，用以接收外部的無線控制信號；
一解碼電路，其與所述的無線信號接收電路相連接，獲得對應(yīng)的數(shù)字控制信
號；一譯碼電路，將所述的數(shù)字控制信號解析并轉(zhuǎn)換為指令信息，控制所述的繼
電器的復(fù)位或斷開；
較佳的，還包括一擴展模塊，其用于本發(fā)明的功能擴展，所述的擴展模塊通 過一標準接口與所述的控制模塊相連接，實現(xiàn)即插即用；
較佳的，所述的擴展模塊包括 一通訊單元用以實現(xiàn)將所述可模塊化組裝的 電能表出現(xiàn)的異常狀況或電能值發(fā)送給遠端的管理控制中心或用戶本人的信息接 收終端，實現(xiàn)異常監(jiān)控和遠程抄表；
較佳的，所述的通訊單元以栽波傳輸、以太網(wǎng)傳輸、TDSN網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPRS 傳輸、GSM傳輸或CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸；
與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明具有的有益效果在于，
一、 本發(fā)明可模塊化組裝的電能表以模塊化電能計量器為基礎(chǔ)，通過模塊化 特征能夠集成電力部門用電現(xiàn)場計量管理所需的各種功能，并大大縮小了體積；
二、 由于本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的模塊化特征使生產(chǎn)部門實現(xiàn)了根據(jù) 用電部門要求定制化生產(chǎn)，從而達到了規(guī)模化高效生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本；
三、 通過本發(fā)明可模塊化組裝的電能表使電力部門在應(yīng)用過程中極大的降低 了計量總體投資成本和安裝工時，同時提供了用電現(xiàn)場精細化管理所必要的技術(shù) 條件，從而降低了用電損耗；
四、 本發(fā)明可模塊化組裝的電能表在使用過程中任意功能模塊單元出現(xiàn)故障 或定期更換時，通過更換相應(yīng)的模塊單元，避免了重復(fù)投資，為使用者和電力部 門節(jié)約了成本。


圖1為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的實施例一的功能結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的功能框圖； 圖3為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的計量單元的功能框
圖4為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的電源單元的功能框
圖5A為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的盒體結(jié)構(gòu)一較佳 實施例的主立體結(jié)構(gòu)圖；圖5B為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的盒體結(jié)構(gòu)一較佳 實施例的副立體結(jié)構(gòu)圖6A為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的相線接入組件一較佳實施例的結(jié)構(gòu) 分解圖6B為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的零線接入組件一較佳實施例的結(jié)構(gòu) 分解圖7A為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表一較佳實施例的結(jié)構(gòu)簡圖一；
圖7B為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表一較佳實施例的結(jié)構(gòu)簡圖二；
圖8為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的計數(shù)單元功能結(jié)構(gòu)框圖9為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的整體顯示模塊的功能結(jié)構(gòu)框圖IO為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的獨立顯示模塊的功能結(jié)構(gòu)框圖11為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中一具有獨立顯示模塊的模塊化電能
計量器的立體結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中模塊化電能計量器故障檢測單元的
功能結(jié)構(gòu)框圖12A為本發(fā)明模塊化電能計量器故障檢測電路的電路示意圖； 圖13A為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例 一的電路 簡圖13B為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例二的電路 簡圖13C為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例三的電路 簡圖13D為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例四的電路 簡圖14為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒體非 正常開啟模塊的功能結(jié)構(gòu)框圖15A為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒 體非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例 一 的結(jié)構(gòu)示意圖15B為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止箱體和/或盒體 非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。 請參閱圖1所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的實施例一功能結(jié)
構(gòu)示意圖；其包括
一電力線接入模塊2，其包括相線接入組件21和零線接入組件22，其分別具 有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端2111與電力線中的相線相連 接，所述的零線接組件的接入端2211與所述的電力線中的零線相連接；
至少一個模塊化電能計量器1，所述的每一模塊化電能計量器1具有相線接 入端112和零線接入端111以及相線輸出端113,用以計量每一用戶電力線的相 線接入端112和零線接入端lll輸出的電能值；需要說明的是當僅采用一個模塊 化電能計量器1其僅為一個單用戶表；
所述的相線接入組件21的輸出端與所述的相線接入端112相連接，所述的相 線輸出端113與相線輸出線相連；所述的零線接入組件22的輸出端222與零線輸 出線相連接，所述的零線輸出線的條數(shù)和相線輸出線的條數(shù)分別與所述的模塊化 電能計量器1個數(shù)相對應(yīng)；
上述的各種模塊可以設(shè)置于一箱體3內(nèi)也可以一集成的形式設(shè)置于電路板 上，本發(fā)明是以設(shè)置于箱體3為實例進行公開描述，但并不拘泥于具體的形式。
請參閱圖2所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的功 能框圖，所述的模塊化電能計量器1包括 一電力線輸入輸出單元， 一電源單元 14, 一電能計量單元12以及一脈沖信號輸出單元13，其中，所述的電力線輸入 輸出單元包括相線接入端112和零線接入端111以及相線輸出端113,所述的 相線接入端112與電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端113與下一級電 力設(shè)備相連接；所述的電源單元14用以獲得所述的相線接入端112和零線接入端 lll接入的電壓，通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換為所述模塊化電能計量器1的其它用電器件提 供工作電力；所述的電能計量單元12與所述的電源單元14相連接，計算經(jīng)由所 述的相線接入端112和零線接入端111的電能值；所述的脈沖信號輸出單元13, 其與所述的電能計量單元12相連接，將所述的電能計量單元12計算的電能值轉(zhuǎn) 化為與所述的電能值成正比的脈沖信號輸出，產(chǎn)生的脈沖信號可以作為其它功能 擴展單元的數(shù)據(jù)輸入信號。事實上對于本發(fā)明可模塊化組裝的電能表而言，多個功能模塊的組合是構(gòu)成 本發(fā)明的核心思想，但是針對于用電管理來說，所述的模塊化電能計量器是其核 心模塊，就單個用戶而言其用電管理功能的功能擴展也是基于這一標準模塊延伸 出來的，為此我們須對其結(jié)構(gòu)中的兩個單元進行相應(yīng)的介紹，以期待本領(lǐng)域技術(shù) 人員在了解其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上更好的實現(xiàn)本發(fā)明的產(chǎn)品。
首先，請參閱圖3所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量
器的計量單元的功能框圖，對于所述的模塊化電能計量器而言所述的電能計量單
元12是其核心結(jié)構(gòu)，其包括 一電流信號采集電路121，用以實時采集電力線上 的電流信號； 一電壓信號采集電路122，用以實時采集電力線上的電壓信號；一 運算和處理電路123,其包括 一乘法器1231以及一積分器1232,通過所述的乘 法器1231將所述的電流信號與所述的電壓信號相乘得到瞬時功率值，然后通過所 述的積分器1232獲得確定時間段內(nèi)的電能值，并通過一脈沖信號輸出單元13將 獲得的電能值轉(zhuǎn)換為脈沖信號輸出，所述的脈沖信號輸出單元13可以為一電壓/ 頻率轉(zhuǎn)換分頻電路。
其次，請參閱圖4所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量 器的電源單元的功能框圖，其包括 一電源變換電路141,其將電力線電壓進行 變壓處理，用以提供工作電力，所述的電源變換電路141與所述的相線輸入端112 和零線輸入端111相連接； 一充電電路142，其設(shè)置于所述的電源轉(zhuǎn)換電路141 的輸出端與所述的備用電源143之間，用以向所迷的備用電源143供電； 一偵測 切換電路144,其用以偵測所述的電源轉(zhuǎn)換電路141是否有電壓輸出，在所述的 電源轉(zhuǎn)換電路141無電壓輸出時，啟動所述的備用電源143為所述的模塊化電能 計量器1的用電器件提供工作電力，由于所述的備用電源143的儲電容量有限， 因此一但發(fā)生電源變換電路141故障的情況，就必須告知用戶，或者通過一電力 線切斷電路942 (斷路器)切斷電力線路以防止由于所述電源單元141出現(xiàn)故障 對用電管理部門造成電力資源的浪費和流失，當然也可以采用一聲光報警裝置 941與所述的偵測切換電路144相連接，在所述的電源轉(zhuǎn)換電路141無電壓輸出 時，觸發(fā)所述的聲光報警裝置941的聲光報警功能。
對于本發(fā)明可模塊化組裝的電能表而言，每一個模塊化電能計量器l都代表 一個獨立用戶用電管理的基礎(chǔ)，為了安全起見，應(yīng)設(shè)置盒體將其封裝起來，首先， 請參閱圖5A所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計量器的盒體結(jié)構(gòu)一較佳實施例的主立體結(jié)構(gòu)圖，其包括 一底板150，用以承載盒體內(nèi)部裝 設(shè)的器件； 一封裝蓋152，其罩設(shè)在所述的底板150上，對所述的器件進行保護， 在所述封裝蓋152的上端設(shè)有相線接入端151,在于其相對的一端設(shè)有相線輸出 端154，在所述的封裝蓋152上表面設(shè)有鎖緊孔155,用以通過螺釘與所述的底板 150螺接在一起，在所述的封裝蓋152上還開有顯示屏視窗158、脈沖校準孔156 以及一脈沖指示燈孔157這些都為與本發(fā)明核心模塊一一模塊化電能計量器的功 能結(jié)構(gòu)擴展提供相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)接口 。
其次，請參閱圖5B所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表模塊化電能計 量器的盒體結(jié)構(gòu)一較佳實施例的副立體結(jié)構(gòu)圖，其是從所述盒體15的側(cè)后方進行 投影，可明顯的看到，在所述的底板150上設(shè)有若干緊固孔159,其用以實現(xiàn)所 述盒體15與安裝位置進行的定位和固定設(shè)置，特別需要強調(diào)的是為了突出模塊化 的特點，本發(fā)明的一個特征就在于，其包括 一相線進入端151和相線輸出端154 以及零件輸入端161，并且所述的零線輸入端161與所述的脈沖信號輸出單元13 的輸出端集成在一串行插頭16上，與不同針相對應(yīng)，通過插拔實現(xiàn)在所述的模塊 化電能計量器的基礎(chǔ)上進行功能擴展，形成本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的組裝 和連接。
請參閱圖6A所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的相線接入組件一較 佳實施例的結(jié)構(gòu)分解圖；所述的相線接入組件包括
至少一相線分戶結(jié)構(gòu)件211，其為導(dǎo)電材料制得，并具有一接入端2111，所 述的接入端2111與所述的電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端 2114,其與所述的模塊化電能計量器1的相線接入端112對應(yīng)相連接；還包括 一上防護罩212和一下防護罩213,其為絕緣隔熱材料制得，將所述的相線分戶 結(jié)構(gòu)件的棟露部分包覆起來，用以防止觸電；若干螺孔2115用以與所述的箱體3 的底板相連接，由于所述下防護罩213的存在防止了因電力線發(fā)熱對箱體3的影 響。
請參閱圖6B所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的零線接入組件一較 佳實施例的結(jié)構(gòu)分解圖；所述的零線接入組件22包括
一零線構(gòu)件本體221,其為導(dǎo)電材料制得的一長條形結(jié)構(gòu)，并具有一接入端 2211，所述的接入端2211與所述的電力線的零線相連接；至少一個銅塊導(dǎo)電件 2212，其連接在所述的零線構(gòu)件本體221上，所述的銅塊導(dǎo)電件2212具有輸出端，所述的銅塊導(dǎo)電件2212的數(shù)量與所述的模塊化電能計量器1的數(shù)量相一致，并與 所述的模塊化電能計量器1的相線輸出端113相錯位排列；還包括 一上防護罩 222和一下防護罩223，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的零線接入組件22的棵 露部分包覆起來，用以防止漏電和漏電。
請參閱圖7A、圖7B所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表一較佳實施例 的結(jié)構(gòu)簡圖一、結(jié)構(gòu)簡圖二，可清楚的發(fā)現(xiàn)，所述的電力線接入模塊以及九個模 塊化電能計量器1設(shè)置于所述的箱體3內(nèi)，所述的箱體3具有一電力線輸入接口 31，以及零線輸出線和相線輸出線輸出接口 32,所述的箱體3具有一封裝蓋(圖 中未示)；在箱體3內(nèi)除了上述部件外，還包括
一模塊化電能計量器前端斷電模塊71，其設(shè)置于所述的相線接入組件21與 所述的模塊化電能計量器l之間，用以切斷進入某一指定用電戶模塊化電能計量 器1的一組所述的相線輸入線，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊為至少一 個斷路器或繼電器，其數(shù)量與所述的模塊化電能計量器1的數(shù)量相一致，此處設(shè) 置了九組繼電器或斷路器；
一入戶端斷電模塊72，其設(shè)置于本箱體3的底端，用以切斷進入某一指定用 電戶使用區(qū)域的一組所述的相線輸出線，或一組所述的相線輸出線和零線輸出線， 所述的入戶端斷電模塊為至少一個斷路器或繼電器，其數(shù)量與所述的模塊化電能 計量器的數(shù)量相一致，此處設(shè)置了九組斷路器或繼電器；
需要說明的是，在實際的設(shè)置過程中，根據(jù)需要所述的模塊化電能計量器前 端斷電模塊以及所述的入戶端斷電模塊，其可以全部設(shè)置在箱體內(nèi)，也可以其中 之一設(shè)置于所述的箱體內(nèi)。
此外還包括 一壓線塊組件6,設(shè)置于所述模塊化電能計量器1的相線輸出 端113相連接的相線輸出線以及零線接入組件22的零線輸出線上，設(shè)置的目的是 為了使走線規(guī)范；
多組電流檢測模塊5，其包括 一電流檢測元件和比較器，用以檢測電流是 否平衡或發(fā)生過載，所述的電流檢測元件設(shè)置在所述的零線接入組件22下端，所 述的比較器的輸出端與所述的控制模塊8狀態(tài)信號輸入端相連接；
還包括 一整體顯示模塊4，其設(shè)置于所述箱體3的左側(cè)，用以顯示各用戶 的用電量，預(yù)付費充值顯示以及歷史實現(xiàn)查詢顯示。
為了適應(yīng)本發(fā)明可模塊化組裝的電能表功能擴展需要，本發(fā)明提供一獨立的控制模塊8,用以接收相應(yīng)單元或電路的狀態(tài)信號，并向相應(yīng)的單元和電路發(fā)出 控制信號，從而協(xié)調(diào)所述的可模塊化組裝的電能表各功能的實現(xiàn)同時也能夠進行 狀態(tài)監(jiān)控，所述的控制模塊8為單片機、嵌入式系統(tǒng)或可編程邏輯控件，選擇哪 種器件是根據(jù)數(shù)據(jù)處理總量要求、對本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的功能要求以 及對本發(fā)明終極產(chǎn)品體積要求決定的。
對于上述提到的整體顯示模塊而言，其是與個體用電戶的電能消耗的歷史累
計值相關(guān)的，為此需要計數(shù)單元42，對電能的消耗進行累計，請參閱圖8所示， 其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的計數(shù)單元42功能結(jié)構(gòu)框圖，所述的計數(shù)單元 42包括 一數(shù)據(jù)處理電路421,其接收所述的脈沖信號輸出單元13輸出的脈沖信 號，并進行電能值累積計數(shù)，也可以直接獲得所述計量單元12的電能值信號；一 內(nèi)部通訊電路423，其將所述的數(shù)據(jù)處理電路421與所述的控制模塊8連接在一 起，其傳輸給所述控制模塊8—狀態(tài)信號，從而使所述的控制模塊8產(chǎn)生相應(yīng)的 控制信號，發(fā)送至相應(yīng)的接收單元或電路；還包括 一存儲電路422,其與所述 的數(shù)據(jù)計數(shù)電路421相連接，當停電時，將所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路421累計的電能 值，存儲到所述的存儲電路422中；當恢復(fù)供電時，由所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路421 讀取存儲到所述的存儲電路422中的電能值。
請參閱圖9所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表的整體顯示模塊的功能 結(jié)構(gòu)框圖，所述整體顯示模塊，包括 一顯示屏411,其嵌設(shè)在所述的箱體3上； 一驅(qū)動電路412，其根據(jù)接收到所述計數(shù)單元42輸出的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示 屏411顯示用電量； 一讀卡器431，其與所述的控制模塊8相連接，通過讀取射 頻識別卡432的信息，向所述的控制模塊8發(fā)出數(shù)據(jù)信號，由所述的控制模塊8 產(chǎn)生一控制信號，使所述的計數(shù)單元42輸出的數(shù)據(jù)信號給所述的驅(qū)動電路412; 這里所述的射頻識別卡432為購電卡和/或查詢卡，其中，
所述的購電卡向所述的讀卡器431發(fā)射射頻識別指令信息，將所述的購電量 數(shù)據(jù)傳輸至所述的控制模塊8，由所述的控制模塊8向所述的計數(shù)單元42發(fā)出狀 態(tài)信號，所述的計數(shù)單元42的存儲電路422存儲用戶購電量數(shù)據(jù)后，所述的數(shù)據(jù) 計數(shù)電路421的用電量數(shù)據(jù)與用戶購電量數(shù)據(jù)進行比較，獲得差值，通過所述的 整體顯示單元顯示出；
在所述差值低于某一閾值時，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊的繼電 器和或斷路器斷開，向用戶停止供電，通過所述的購電卡向所述的讀卡器431發(fā)射射頻識指令信息，并由所述的控制模塊8發(fā)出控制命令使所述的模塊化電能計 量器前端斷電模塊中的繼電器和/或斷路器復(fù)位；
所述的查詢卡向所述的讀卡器431發(fā)射射頻識別指令信息，并由所述的控制 模塊8向所述的計數(shù)單元42發(fā)出控制信號，將所述的計數(shù)單元42的存儲電路422 存儲的用戶歷史用電量數(shù)據(jù)通過所述的整體顯示單元顯示出；
為了便于繼電器和/或斷路器的復(fù)位控制，本模塊還包括一無線控制單元，其 包括
一無線信號發(fā)送裝置444,用以發(fā)送無線控制信號； 一無線信號接收電路443，用以接收外部的無線控制信號； 一解碼電路442,其與所述的無線信號接收電路443相連接，獲得對應(yīng)的數(shù) 字控制信號；
一譯碼電路441,將所述的數(shù)字控制信號解析并轉(zhuǎn)換為指令信息，控制所述 的繼電器和/或斷路器的復(fù)位或斷開。
當然對于每一個用電戶也可以擁有自己的獨立顯示模塊，這樣就不需要具有 區(qū)分功能的識別卡才能看到自己的用電數(shù)據(jù)，請參閱圖IO所示，其為本發(fā)明可模 塊化組裝的電能表的獨立顯示模塊的功能結(jié)構(gòu)框圖；在所述的模塊化電能計量器 1中增加了一計數(shù)單元42以及一顯示單元，所述的計數(shù)單元42與所述的計量單 元12的輸出端相連接，并對其產(chǎn)生的信號進行累加從而產(chǎn)生一數(shù)據(jù)信號，所述的 顯示單元接收所述的數(shù)據(jù)信號，將通過相應(yīng)模塊化電能計量器1而被用電戶消耗 的電能累計值顯示出來，也就是說本實施例已經(jīng)具備了 一個基本的電能表的功能， 其中，所述的單戶顯示單元包括 一顯示屏413,其嵌設(shè)在每一所述的模塊化電 能計量器的盒體15上； 一驅(qū)動電路414,其根據(jù)接收到的所述計數(shù)單元42輸出 的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示屏413顯示用電量；請參閱圖ll所示，其為本發(fā)明可 模塊化組裝的電能表中一具有獨立顯示模塊的模塊化電能計量器1的立體結(jié)構(gòu)示 意圖，其具有顯示屏413。
對于現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展趨勢而言，自檢測功能是一個趨勢，作為趨向高端的產(chǎn) 品，也是據(jù)有自檢測能力的，請參閱圖12所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能 表中模塊化電能計量器故障檢測單元的功能結(jié)構(gòu)框圖，其包括
一電流檢測電路911，在用電時監(jiān)測所述模塊化電能計量器的相線輸入端112 是否有電流流過； 一脈沖檢測電路912，用以監(jiān)測所述的脈沖信號輸出單元13是否有脈沖信號輸出； 一監(jiān)測判斷電路913，當所述的模塊化電能計量器相線輸入
端112有電流流過，而所述的脈沖信號輸出單元13無脈沖信號輸出，則判定所述 模塊化電能計量器1出現(xiàn)故障；
當然如果僅僅進行故障檢測，而不給與相應(yīng)指示和動作顯然仍然是達不到自 檢測功能欲達到的最佳效果，因此所述的模塊化電能計量器故障檢測單元還用于 一故障執(zhí)行電路94相結(jié)合，所述的故障執(zhí)行電路94包括聲光報警裝置941， 在發(fā)現(xiàn)上述故障存在時進行聲光報警，用以提醒用電戶模塊化電能計量器l存在 故障，如釆用不同顏色的指示燈或不同的聲音指示產(chǎn)生故障的原因； 一電力線斷 路電路942，其釆用斷路器，設(shè)置于所述的電力線上，當發(fā)生非停電故障時，切 斷輸送給用電戶的電力供應(yīng)；需要說明的是所述的電源偵測切換電路114及其對 應(yīng)的故障執(zhí)行機構(gòu)94，事實上其都可以是所述的入戶端斷電模塊，其已經(jīng)在上述 電源單元14的結(jié)構(gòu)中闡述了，這里僅是對其功能特征進行歸類，不再對其結(jié)構(gòu)進 行贅述，同時上述的各項檢測可以根據(jù)實際的需要組合和取舍，成為產(chǎn)品的自檢 測單元。
請參閱圖12A所示，其分別為本發(fā)明模塊化電能計量器故障檢測電路的電路 示意圖；所述的電流檢測電路C4包括 一電感線圈5L1，其套設(shè)在所述的相線 A上； 一比較器5IC1，其一反相輸入端設(shè)有一基準電壓，其同相端與所述的電感 線圈5L.1的輸出端相連接，當所述的相線A上有電流流過，感應(yīng)出電壓信號與比 較器5IC1反相輸入端的基準電壓相比較，從而使所述的比較器5IC1的輸出端輸 出一電壓信號，通過該電壓信號判斷電力線上是否有電流流過。
所迷的脈沖檢測電路C3包括 一比較器5IC2，其一反相端設(shè)有一基準電壓， 其同相端與所述的脈沖信號輸出單元4的輸出端相連接；所述的比較器5IC2的輸 出端與所述的檢測判斷電路相連接，所述的檢測判斷電路為所述的控制模塊，其 一輸入接口與所述的電流檢測電路C4的輸出端相連， 一輸入接口與所述的脈沖 檢測電路C3輸出端相連，當所述的脈沖檢測電路的比較器5IC2的同相端接受到 脈沖信號，則其輸出一高電位，所述的電流檢測電路的比較器5IC1輸出一高電位 至所述的控制模塊，所述的控制模塊內(nèi)部預(yù)定一時間段，當所述的電流檢測電路 輸入高電位信號進入所述的控制模塊，在所述的預(yù)定時間內(nèi)如果沒有脈沖檢測電 路的高電位信號輸入，則認為本發(fā)明模塊化電能計量器出現(xiàn)故障。
請參閱圖13A所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳實施例一的電路簡圖；對于單相電流而言，為了檢測電流是否平衡，防止對人員 造成傷害以及電能流失，所述的電流檢測元件為互感線圈L，其套設(shè)在火線輸出 線A和所述的零線輸出線N上，將獲得的感應(yīng)信號經(jīng)過一整流電路C5傳輸至所 述比較器IC1的同相輸入端，所述比較器IC1的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，當 所述的電流失去平衡時，所述的比較器IC1的輸出端輸出一高電位信號，說明電 流失衡，則可以向繼電器和/或發(fā)送切斷電力線的指令；
請參閱圖13B所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例二的電路簡圖；對于單相電流而言，為了^r測電流是否平衡，防止對人員 造成的傷害以及電能流失，所述的電流檢測元件為一組錳銅片，其包括第一錳銅 片Rl和第二錳銅片Rll,其分別與火線輸出線L和零線輸出線N相連接，所述 的第一錳銅片Rl的兩端產(chǎn)生第一電壓，所述的第二錳銅片Rll產(chǎn)生第二電壓， 其分別通過各自的信號放大電路C7、 C10光耦隔離電路C8，隔離傳輸至所述比 較電路C9的比較器IC4同相輸入端和反相輸入端，在兩者不相等時所述的比較 器IC4的輸出端輸出高電位信號，說明電流失衡，則可以向繼電器J發(fā)送切斷電 力線的指令；
請參閱圖13C所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例三的電路簡圖；對于單相電流而言，為了檢測電壓是否過載，防止由其造 成的火災(zāi)事故，所述的電流檢測元件為互感線圏L2,其套設(shè)在火線輸出線B上， 并將獲得的感應(yīng)信號經(jīng)過一整流電路C6傳輸至所述比較器IC2的同相輸入端， 所述比較器IC2的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，當負載過大時，所述的比較器IC2 的輸出端輸出一高電位信號，說明使用的電器超過額定負荷，則可以向繼電器和/ 或斷路器發(fā)送切斷電力線的指令；
請參閱圖13D所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊較佳 實施例四的電路簡圖；所述的電流檢測元件為一錳銅片1R1,其與火線輸出線L 相連接，所述的錳銅片1R1的兩端產(chǎn)生一電壓，通過信號放大電路Cll、光耦隔 離電路C12而隔離傳輸至比較電路C13的比較器IC4的同相輸入端，所述比較器 IC4的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，在所述電壓高于基準電壓時，所述的比較器 IC4的輸出端輸出一高電位信號說明使用的電器超過額定負荷，則可以向繼電器J 發(fā)送切斷電力線的指令；
請參閱圖"所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中防止箱體和/或盒體非正常開啟模塊的功能結(jié)構(gòu)框圖；所述的防止箱體和/或盒體非正常開啟模塊在所 述的盒體15和/或箱體3發(fā)生非正常開啟的時，產(chǎn)生報警或切斷電力線路的動作， 其主要目的是防止不良人員非法竊電，或者避免非專業(yè)人員打開盒體造成觸電的 不良后果，其包括 一開啟檢測電路01和一執(zhí)行電路(故障執(zhí)行電路94),其 中，
所述的開啟檢測電路01用以4企測盒體15和/或箱體3是否開啟，在開啟時發(fā) 出檢測信號給所述的處理器8并生成一控制信號；
所述的執(zhí)行電路(故障執(zhí)行電路94)接收所述的控制信號，并產(chǎn)生報警或切 斷所在線路的電力線連接的動作。
請參閱圖15A所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中電流檢測模塊防止 箱體和/或盒體非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的開 啟檢測電路包括 一壓力傳感器012，其中，所述的壓力傳感器012與一 A/D轉(zhuǎn) 換器013相連接，并與所述的處理器8的狀態(tài)信號端口相連，壓力傳感器012設(shè) 置于所述盒體152和/或箱體封裝蓋3處，由于螺釘Oll的擠壓產(chǎn)生所述的檢測信 號，并被傳送到所述的狀態(tài)信號端口，通過與在所述的處理器8中預(yù)設(shè)的一閾值 進行比較，如果小于此閾值則輸出控制信號給所述的執(zhí)行電路，所述的執(zhí)行電路 (故障執(zhí)行電路94)可以為自檢測單元的故障執(zhí)行電路94,通過聲光報警和切斷 電力線路實現(xiàn)防止盒體非正常開啟。
請參閱圖15B所示，其為本發(fā)明可模塊化組裝的電能表中防止箱體和/或盒體 非正常開啟模塊中開啟檢測電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的開啟檢測電路包 括 一行程開關(guān)014或常閉開關(guān)，這里以行程開關(guān)014為例進行說明，所述的行 程開關(guān)014設(shè)置于所述盒體152和/或箱體封裝蓋3的封裝處，當封裝處沒有空隙 時，所述的行程開關(guān)014無信號輸出，反之，當螺釘011被旋起，所述行程開關(guān) 014由于彈簧015作用而閉合，從而輸出控制信號給所述的執(zhí)行電路(故障執(zhí)行 電路94),所述的執(zhí)行電路(故障執(zhí)行電路94)可以為自檢測單元的故障執(zhí)行電 路94，通過聲光報警和切斷電力線路實現(xiàn)防止盒體非正常開啟。
事實本發(fā)明具有將針對電力線所發(fā)生的異常狀況進行記錄的功能，其是將相 應(yīng)的歷史信息存儲在所述計數(shù)單元42的存儲電路422中，所述的存儲電路422 分別與所述的數(shù)據(jù)處理電路421以及所述開啟檢測電路01相相連接，當停電時， 將所述的數(shù)據(jù)處理電路421累積的電能值，存儲到所述的存儲電路422中；當恢復(fù)供電時，由所述的數(shù)據(jù)處理電路421讀取存儲到所述的存儲電路422中的電能 值；并會在盒體15發(fā)生非正常開啟時記錄這一事件信息。
需要說明的是為了便于和更多的功能結(jié)合而是本發(fā)明可模塊化組裝的電能表 的功能得到提升，還應(yīng)包括一擴展接口，其與至少一擴展模塊相連接，其用于本 發(fā)明的功能擴展，所述的擴展模塊通過一標準接口與所述的控制模塊相連接，實 現(xiàn)即插即用；以下給出一種實施例所述的擴展模塊包括 一通訊單元用以實現(xiàn)將 所述可模塊化組裝的電能表出現(xiàn)的異常狀況或電能值發(fā)送給遠端的管理控制中心 或用戶本人的信息接收終端，實現(xiàn)異常監(jiān)控和遠程抄表；所述的通訊單元以載波 傳輸、以太網(wǎng)傳輸、PSNT(公共電話交換)網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPRS傳輸、GSM傳輸或 CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸；
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種可模塊化組裝的電能表，其特征在于，其包括一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接入組件的接入端與所述的電力線中的零線相連接；至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接出端和零線接出端輸出的電能值；所述的相線接入組件的輸出端與所述的模塊化電能計量器相線接入端相連接，所述的模塊化電能計量器相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述的零線輸出線的條數(shù)和相線輸出線的條數(shù)分別與所述的模塊化電能計量器個數(shù)相對應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一箱 體，所述的電力線接入模塊以及至少一個模塊化電能計量器設(shè)置于所述的箱體內(nèi)， 所述的箱體具有一電力線輸入接口 ，以及零線輸出線和相線輸出線輸出接口 ，所 述的箱體具有一封裝蓋。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的模塊 化電能計量器還包括一電源單元，用以提供工作電力；一電能計量單元，計算經(jīng)由所述的相線接入端和零線接入端進入，而被用戶 消耗的電能值；一脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉(zhuǎn)化為與所述的 電能值成正比的脈沖信號輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一盒 體，所述的電源單元、電能計量單元以及脈沖信號輸出單元設(shè)置于所述的盒體內(nèi)， 并通過一封裝蓋進行封裝，所述的相線接入端和相線輸出端設(shè)置于所述的盒體的 兩端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的電能 計量單元，其包括一電流信號采集電路，用以實時采集電力線上的電流信號；一電壓信號采集電路，用以實時采集電力線上的電壓信號； 一運算和處理電路，用以將所述的電流信號與所迷的電壓信號相乘得到瞬時 功率值，并通過積分器獲得一確定時間段的電能值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的脈沖 信號輸出單元為電壓/頻率轉(zhuǎn)換分頻電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的模塊化電能計量器，其特征在于，所述的脈沖 信號輸出單元的輸出端與所述的零線輸入端為集成在一串行插頭。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的相線 接入組件包4舌至少一相線分戶結(jié)構(gòu)件，其為導(dǎo)電材料制得，并具有一接入端，所述的接入 端與所述的電力線中的相線相連接，還具有至少一個相線輸出端，其與所述的模 塊化電能計量器的相線接入端對應(yīng)相連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一 上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的相線分戶結(jié)構(gòu)件的棵 露部分包覆起來。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的零 線接入組件包括一零線構(gòu)件本體，其為導(dǎo)電材料制得，并具有一接入端，所述的接入端與所 述的電力線的零線相連接；至少一個銅塊導(dǎo)電件，其連接在所述的零線構(gòu)件本體上，所述的銅塊導(dǎo)電件 具有輸出端，所述的銅塊導(dǎo)電件輸出端的數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量 相一致，并與所述的模塊化電能計量器的相線輸出端相錯位排列。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一上防護罩和一下防護罩，其為絕緣隔熱材料制得，將所述的零線接入組件的棵 露部分包覆起來。
12、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的電 源單元包括一電源轉(zhuǎn)換電路，其將電力線電壓進行變壓處理，用以提供模塊化電能計量 器的工作電力。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一備用電源；一充電電路，其與所述的電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連接，并向所述的備用電 源充電；一偵測切換電路，其用以偵測所述的電源轉(zhuǎn)換電路是否有電壓輸出，在所述 的電源轉(zhuǎn)換電路無電壓輸出時，啟動所述的備用電源提供工作電力。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一入戶端斷電模塊，用以切斷進入某一指定用電戶使用區(qū)域的一組所述的相線輸出線，或一組所述的相線輸出線和零線輸出線，所述的入戶端斷電模塊為至 少一個斷路器或繼電器，其數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量相一致。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一壓線塊組件，設(shè)置于所述的相線輸出線和零線輸出線上，便于安裝維修，并使 走線規(guī)范。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一模塊化電能計量器前端斷電模塊，用以切斷進入某一指定用電戶模塊化電能計量器的一組所述的相線輸入線，所述的模塊化電能計量器前端斷電模塊為至 少一個斷路器或繼電器，其數(shù)量與所述的模塊化電能計量器的數(shù)量相一致。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一控制模塊，用以接收各模塊組件的狀態(tài)信號，并向各模塊組件發(fā)出控制信號， 所述的控制模塊為單片機、嵌入式系統(tǒng)或可編程邏輯控件。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一模塊化電能計量器故障檢測單元，其包括一電流監(jiān)測電路，用以監(jiān)測所述的相線輸入端是否有電流流過； 一脈沖監(jiān)測電路，用以監(jiān)測所述的脈沖信號輸出單元是否有脈沖信號輸出； 一監(jiān)測判斷電路，當所述的相線輸入端有電流流過，而所述的脈沖信號輸出 單元無脈沖信號輸出，則判定所述模塊化電能計量器出現(xiàn)故障。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的電 流監(jiān)測電路包括一電感線圏，其套設(shè)在所述的相線上；一比較器，其一輸入端設(shè)有一基準電壓，其另一端與所迷的電感線圏的輸出 端相連接。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的脈 沖監(jiān)測電路包括一比較器，其一輸入端設(shè)有一基準電壓，其另一端與所述的脈沖信號輸出單 元的輸出端相連接。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的監(jiān) 測判斷電路為所述的控制模塊，其 一輸入接口與所述的電流監(jiān)測電路的輸出端相 連， 一輸入接口與所述的脈沖監(jiān)測電路輸出端相連，通過所述的控制模塊判定所 述模塊化電能計量器出現(xiàn)故障。
22、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一電流檢測單元其包括 一電流檢測元件和比較器，所述的電流檢測元件設(shè)置在 所述的零線接入組件下端，所述的比較器的輸出端與所述的控制模塊狀態(tài)信號輸 入端相連接。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，對于單相 電流而言，所述的電流檢測元件為互感線圏，其套設(shè)在火線輸出線和所述的零線 輸出線上，并將獲得的感應(yīng)信號傳輸至所述比較器的同相輸入端，所述比較器的 反相輸入端設(shè)定一基準電壓，當所述的電流失去平衡時，所述的比較器的輸出端 輸出一高電位信號；或者所述的電流檢測元件為一組錳銅片，其包括第一錳銅片和第二錳銅片， 其分別與火線輸出線和零線輸出線相連接，所述的第一錳銅片的兩端產(chǎn)生第一電 壓，所述的第二錳銅片產(chǎn)生第二電壓，通過放大電路對各自的信號進行放大、并 經(jīng)過隔離電路傳輸至所述比較器的同相輸入端和反相輸入端，在兩者不相等時所 述的比較器的輸出端輸出一高電位信號。 '
24、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，對于單相 電流而言，所述的電流檢測元件為互感線圏，其套設(shè)在火線輸出線上，并將獲得 的感應(yīng)信號傳輸至所述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端設(shè)定一基 準電壓，當負載過大時，所述的比較器的輸出端輸出一高電位信號；或者所述的電流檢測元件為一錳銅片，其與火線輸出線相連接，所述的錳銅 片的兩端產(chǎn)生一電壓，通過放大電路對信號進行放大、并經(jīng)過隔離電路傳輸至所 述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端設(shè)定一基準電壓，在所述電壓 高于基準電壓時，所述的比較器的輸出端輸出一高電位信號。
25、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一計數(shù)單元，其包括一數(shù)據(jù)計數(shù)電路，其接收所述的脈沖信號輸出單元輸出的脈沖信號，并進行 電能值的計數(shù)；一內(nèi)部通訊電路，其將所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路與所述的控制模塊連接在一起。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括 一存儲電路，其與所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路相連接，當停電時，將所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電 路累計的電能值，存儲到所述的存儲電路中；當恢復(fù)供電時，由所述的數(shù)據(jù)計數(shù) 電路讀取存儲到所述的存儲電路中的電能值。
27、 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包 括防止箱體和/或盒體非正常開啟的單元，其包括 一開啟監(jiān)測電路或一執(zhí)行電 路，其中，所述的開啟監(jiān)測電路，其用以監(jiān)測箱體封裝蓋和/或盒體封裝蓋是否開啟，在 開啟時發(fā)出監(jiān)測信號給所述的控制模塊，由所述的控制模塊生成一控制信號；所述的執(zhí)行電路，其接收所述的控制信號，并產(chǎn)生報警和/或切斷所在線路的 電力線連接。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的開 啟監(jiān)測電路為一壓力傳感器或行程開關(guān)，其中，所述的壓力傳感器，其設(shè)置于所述箱體封裝蓋和/或盒體的封裝蓋處，當封裝 蓋處的壓力小于某一閾值時，產(chǎn)生所述的監(jiān)測信號；所述的行程開關(guān)，其設(shè)置于所述箱體封裝蓋和/或盒體的封裝蓋處，當封裝處 沒有空隙時，所述的行程開關(guān)無信號輸出，反之，則行程開關(guān)產(chǎn)生所述的監(jiān)測信 號。
29、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括顯 示處理模塊，其包括單戶顯示單元和/或整體顯示單元，其中，所述的單戶顯示單元包括 一顯示屏，其嵌設(shè)在每一所述的模塊化電能計量 器的盒體上；一驅(qū)動電路，其根據(jù)接收到的所述計數(shù)單元輸出的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示 屏顯示用電量；所述的整體顯示單元包括 一顯示屏，其嵌設(shè)在所述的箱體上；一驅(qū)動電路，其根據(jù)接收到所述計數(shù)單元輸出的數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動所述顯示屏顯示用電量；一讀卡器，其與所述的控制模塊相連接，通過讀取射頻識別卡的信息，向所 述的控制模塊發(fā)出數(shù)據(jù)信號，由所述的控制模塊產(chǎn)生一控制信號，使所述的計數(shù) 單元輸出的數(shù)據(jù)信號給所述的驅(qū)動電路。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的射 頻識別卡為購電卡和/或查詢卡，其中，所述的購電卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識別指令信息，將所述的購電量數(shù)據(jù) 傳輸至所述的控制模塊，由所述的控制模塊向所述的計數(shù)單元發(fā)出數(shù)據(jù)信號，所 述的計數(shù)單元的存儲電路存儲用戶購電量數(shù)據(jù)后，所述的數(shù)據(jù)計數(shù)電路用電量數(shù) 據(jù)與用戶購電量數(shù)據(jù)進行比較，獲得差值，通過所述的整體顯示單元顯示出；在所述差值低于某一閾值時，所述的繼電器和/或斷路器斷開，向用戶停止供 電，通過所述的購電卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識別指令信息，并由所述的控制 模塊發(fā)出控制命令使所述的繼電器和/或斷路器復(fù)位；所述的查詢卡向所述的讀卡器發(fā)射射頻識別指令信息，并由所述的控制模塊 向所述的計數(shù)單元發(fā)出控制信號，將所述的計數(shù)單元的存儲電路存儲的用戶歷史 用電量數(shù)據(jù)通過所述的整體顯示單元顯示出。
31、 根據(jù)權(quán)利要求13、 19、 21、 23或24任意其中之一所述的可模塊化組裝 的電能表，其特征在于，還包括一聲光報警裝置，在非正常狀態(tài)下，發(fā)出聲光報 警。
32、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一 無線控制單元，其包括一無線信號發(fā)送裝置，用以發(fā)送無線控制信號； 一無線信號接收電路，用以接收外部的無線控制信號；一解碼電路，其與所述的無線信號接收電路相連接，獲得對應(yīng)的數(shù)字控制信號；一譯碼電路，將所述的數(shù)字控制信號解析并轉(zhuǎn)換為指令信息，控制所述的繼 電器和/或斷路器的復(fù)位或斷開。
33、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，還包括一 擴展模塊，其用于本發(fā)明的功能擴展，所述的擴展模塊通過一標準接口與所述的控制模塊相連接，實現(xiàn)即插即用。
34、 根據(jù)權(quán)利要求33所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的擴 展模塊包括 一通訊單元用以實現(xiàn)將所述可模塊化組裝的電能表出現(xiàn)的異常狀況 或電能值發(fā)送給遠端的管理控制中心和/或用戶本人的信息接收終端，實現(xiàn)異常 監(jiān)控和遠程抄表。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34所述的可模塊化組裝的電能表，其特征在于，所述的通 訊單元以載波傳輸、以太網(wǎng)傳輸、PSNT網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPRS傳輸、GSM傳輸或CDMA 傳輸其中之一方式進行傳輸。
全文摘要
本發(fā)明為一種可模塊化組裝的電能表，其包括一電力線接入模塊，其包括相線接入組件和零線接入組件，其分別具有接入端和輸出端，所述的相線接入組件的接入端與電力線中的相線相連接，所述的零線接組件的接入端與所述的電力線中的零線相連接；至少一個模塊化電能計量器，所述的每一模塊化電能計量器具有相線接入端和零線接入端以及相線輸出端，用以計量每一用戶電力線的相線接入端和零線接入端輸出的電能值；所述的相線接入組件的輸出端與所述的相線接入端相連接，所述的相線輸出端與相線輸出線相連；所述的零線接入組件的輸出端與零線輸出線相連接，所述的零線輸出線的條數(shù)和相線輸出線的條數(shù)分別與所述的模塊化電能計量器個數(shù)相對應(yīng)。
文檔編號G01R11/25GK101413965SQ200710053579
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
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