基于实时采集剩余电流技术的单相智能电能表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力领域，具体涉及基于实时采集剩余电流技术的单相智能电能表。
【背景技术】
[0002]公开号为CN 104374964 A的实用新型创造公开了一种可测量剩余电流的电能表，包括壳体、接线端子座、相线、零线、继电器、相线电流采样电阻、剩余电流互感器和电路装置;继电器、相线电流采样电阻和剩余电流互感器均设置在壳体内；相线和零线穿过剩余电流互感器；电路装置包括电压采样模块、信号处理模块、A/D转换模块、电能计量模块、单片机处理模块、继电器控制模块、通信模块、IXD显示模块、按键模块和电源模块。该实用新型创造可实现对用户线路中的剩余电流进行测量、记录，并具有剩余电流超限报警事件和事件记录功能，只需在现有的智能电表上进行改进，改进成本不高，且不影响现有电能表的功能和外形尺寸，便于大面积推广，其不足在于:实时性不强，对于智能电能表而言，其实现很多复杂功能，采用的单任务操作系统，任务间不能实时自由切换，而剩余电流值对单片机而言是被动获取的，原方式是不能实时读取剩余电流值，只有单片机切换至读取计量芯片剩余电流值任务时，单片机才能对此值是否超阈值做出判断，而对于检测剩余电流本质而言，漏电本身就存在随机性和突发性，如不采用中断方式，所以必然无法实时捕捉漏电存在。另一方面，采用一体化的带剩余电流互感器的继电器结构，优化智能电能表内部的布局，避免分立式结构布线零乱和长时间使用老化后所带来的短路触电事故，更大程度的保障用电安全和电网的稳定。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，找到一种基于实时采集剩余电流技术的单相智能电能表，可以实时检测单相电力系统中的剩余电流，并将传统被动排查漏电方式更新为主动式的排查方式，，提高排查的实时性。
[0004]为了实现所述目的，本实用新型为基于实时采集剩余电流技术的单相智能电能表，包括壳体、接线端子座、相线、零线、用于控制相线通断的继电器、用于测量剩余电流的剩余电流互感器，接线端子座固定安装在壳体上;继电器、剩余电流互感器、相线和零线安装在壳体内，还包括:
[0005]放大器，所述放大器的输入端与剩余电流互感器的输出端连接，将剩余电流互感器的输出信号放大；
[0006]比较器，所述比较器的输入端与放大器的输出端相连，将剩余电流互感器的输出信号放大后作为输入与预先设定的参考阈值进行比较并输出比较结果信号；
[0007]单片机，所述单片机包括中断口，单片机的中断口与比较器的输出端相连，单片机的输出端连接继电器的控制线，单片机根据中断口接收的比较结果信号输出继电器控制信号。
[0008]优选的，所述继电器包括触点，所述继电器的触点设置在相线上以控制相线的通断。
[0009]优选的，所述单片机的PWM或定时器输出端口与比较器参考值输入口相连，所述单片机通过PWM或定时器调节比较器的阈值，从而调节漏电流检测门限值。
[0010]优选的，所述的接线端子座包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子和第四接线端子;零线的一端与第三接线端子电连接;零线的另一端与第四接线端子电连接;所述的继电器和剩余电流互感器均设置在壳体内；相线的一端与第一接线端子相连，相线的另一端与第二接线端子相连，剩余电流互感器设置于相线和零线相靠近处，且相线和零线穿过剩余电流互感器。
[0011 ]优选的，继电器与剩余电流互感器一体化封装。优化内部布线结构，减少用电安全隐患，提高用电可靠性。
[0012]优选的，所述壳体内设有封装壳，所述继电器与剩余电流互感器设置在封装壳内，所述封装壳下端固定连接有金属片，所述封装壳通过金属片与接线端子座固定。实现继电器与剩余电流互感器的一体化封装，优化内部布线结构，减少用电安全隐患，提高用电可靠性，通过金属片与接线端子座连接，安装方便，金属片可作为连接件将相线与接线端子座电连接或将零线与接线端子座电连接。
[0013]通过实施本实用新型可以取得以下有益技术效果:
[0014]完全实时监测剩余电流，可对剩余电流值进行预警，记录智能电表剩余电流事件，并主动上报，将传统被动排查漏电方式更新为主动式的排查方式。一体化安装，优化内部布线结构，减少用电安全隐患，提高用电可靠性。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构不意图；
[0016]图2为本实用新型中剩余电流互感器、放大器、比较器、单片机的连接图；
[0017]图3为本实用新型封装壳与继电器、剩余电流互感器的连接结构示意图；
[0018]图4为本实用新型中固定部未放置剩余电流互感器时固定部的结构示意图；
[0019]图5为本实用新型中固定部放置剩余电流互感器时固定部的结构示意图；
【具体实施方式】
[0020]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明:
[0021 ]如图1?图2所示，基于实时采集剩余电流技术的单相智能电能表，包括壳体1、接线端子座2、相线3、零线4;接线端子座2包括第一接线端子21、第二接线端子22、第三接线端子23和第四接线端子24;接线端子座2固定安装在壳体1上;相线3和零线4安装在壳体1内；零线4的一端与第三接线端子23电连接;零线4的另一端与第四接线端子24电连接；电能表还包括用于控制相线通断的继电器5、相线电流采样电阻6、剩余电流互感器7;继电器5包括触点，继电器的触点设置在相线上以控制相线的通断。
[0022]继电器5、相线电流采样电阻6和剩余电流互感器7均设置在壳体1内；相线电流采样电阻6设置在相线3上;相线的一端(进线端)与第一接线端子21相连，相线的另一端(出线端)与第二接线端子22相连，零线4与相线3相靠近，剩余电流互感器7放置于相线3和零线4相靠近处，且相线3和零线4穿过剩余电流互感器7;
[0023]还包括:
[0024]放大器，放大器的输入端与剩余电流互感器7的输出端11连接，将剩余电流互感器7的输出信号放大；
[0025]比较器，比较器的输入端与放大器的输出端相连，将剩余电流互感器7的输出信号11放大后作为输入与预先设定的阈值进行比较并输出比较结果信号；
[0026]单片机，单片机包括中断口，单片机的中断口与比较器的输出端相连，单片机的输出端连接继电器的控制线9，单片机根据中断口接收的比较结果信号输出继电器控制信号。继电器根据继电器控制信号控制相线3通断。
[0027]用电客户的用电设备在开关接入时，如果有漏电时会引起台区变压器漏电保护器动作，在漏电保护器跳开后，过一段时间会重新自动合闸，在这个过程中漏电的用电设备可能就不会接入电网，重新自动合闸成功，这样台区管理人员无法定位哪家用电户出现漏电问题，也就无法根本排除故障，当漏电的设备再次接入系统时，也再次会出现漏电保护器动作，如此反复，给供电企业和用电户之间造成矛盾，造成一定的经济损失和安全隐患。采用本方案后，放大器将剩余电流电流互感器输出信号放大，放大后的信号与比较器的参考阈值比对，实时将剩余电流值与预先设定的阈值进行比较，如果剩余电流值没有超过阈值，则比较器输出非中断信号，单片机不断开继电器;一旦剩余电流值超过阈值，比较器输出中断信号给单片机中断接口，单片机接收到中断信号后，实时响应处理，并控制继电器断开相线;也可根据内部设定，通过控制继电器进行跳闸或不跳闸操作，同时记录当前漏电流超限的发生的时间，剩余电流值及此刻的一些相关参数，记录的数据可通过通讯口抄读或将时间显示在显示装置上或主动上报，还可进行相应预警操作，提示有漏电发生。当需要调整比较器的阈值时，通过智能电表的通讯口下发相应的阈值，单片机根据下发的阈值调节PWM或定时器的脉宽，从而改变参考电压阈值。本方案能保证最大的实时性，不借助计量芯片通道，通过专用设计通道，一旦超过阀值时，主动输出相应的中断信号给单片机，单片机可以实时处理，不存在漏捕的情况。
[0028]为了实现继电器与剩余电流互感器的一体化封装，优化内部布线结构，减少用电安全隐患，提高用电可靠性，如图1所示，壳体内设有封装壳8，继电器与剩余电流互感器设置在封装壳8内，封装壳8下端固定连接有金属片