一种智能电能表安全检测电路及智能电能表制造技术

一种智能电能表安全检测电路，其包括：采样转换模块、安全检测模块、主控模块以及上行通讯模块，采样转换模块检测火线电流、零线电流以及零线和火线之间的电压生成火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线‑火线间电压数字信号，并计算第一电参数，安全检测模块根据火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线‑火线间电压数字信号计算生成第二电参数，并根据第二电参数和预存的负荷特征库获取预警信息；主控模块存储并显示第一电参数和预警信息；上行通讯模块转发预警信息，从而判断出线路是否存在漏电、超负荷以及非法负载等用电安全隐患，并发送预警信息，可以有效排除负载用电安全隐患。

An Intelligent Watt-hour Meter Safety Detection Circuit and Intelligent Watt-hour Meter

【技术实现步骤摘要】
一种智能电能表安全检测电路及智能电能表
本技术属于电能表检测
，尤其涉及一种智能电能表安全检测电路及智能电能表。
技术介绍
目前，智能电能表的智能化主要体现在抄表和付费方面，却无法用于对用户负载的用电情况进行安全检测；在安全检测方面通常采用漏电检测开关和短路检测开关进行漏电和短路检测以保护用户负载的用电安全，当用户负载的漏电流达到设定阈值或者线路电流超过设定阈值时，则执行断电保护；然而，在设定阈值以下的漏电流和非法负荷电流缺乏预警功能，不能真正排除用户负载的用电安全隐患。因此，传统的技术方案中存在的智能电能表存在不能对漏电流和非法负荷电流进行预警而无法排除负载用电安全隐患的问题。
技术实现思路
本技术提供一种智能电能表安全检测电路及智能电能表，旨在解决传统的技术方案中存在的智能电能表存在不能对漏电流和非法负荷电流进行预警而无法排除负载用电安全隐患的问题。本技术是这样实现的，一种智能电能表安全检测电路，包括：与零线和火线连接，用于通过检测火线电流、零线电流以及零线和火线之间的电压生成火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线-火线间电压数字信号，并计算第一电参数的采样转换模块；与所述采样转换模块连接，用于根据所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号计算生成第二电参数，并根据所述第二电参数和预存的负荷特征库获取预警信息的安全检测模块；与所述采样转换模块和所述安全检测模块连接，用于存储并显示所述第一电参数以及所述预警信息的主控模块；及连接于所述主控模块和主站系统之间，用于转发所述预警信息的上行通讯模块。在其中一个实施例中，所述安全检测模块具体用于：根据火线电流有效值和零线电流有效值获取漏电预警信息；根据所述第二质量参数与所述负荷特征库获取当前负载类型和当前负载的工作状态，根据所述当前负载类型和所述负荷特征库中的用户类型信息获取非法负载预警信息；根据所述当前负载的工作状态计算生成总功率，并根据所述总功率和阈值功率获取超负荷预警信息；根据所述零线电流有效值、所述火线电流有效值以及预设短路电流获取短路预警信息。在其中一个实施例中，所述采样转换模块包括：与火线连接，用于检测火线电流并生成火线电流采样模拟信号的火线电流采样电路；与零线连接，用于检测零线电流并生成零线电流采样模拟信号的零线电流采样电路；与零线和火线连接，用于检测零线和火线之间的电压并生成零线-火线间电压模拟信号的电压采样电路；及分别与所述火线电流采样电路、所述零线电流采样电路以及所述电压采样电路连接，用于根据所述火线电流采样模拟信号、所述零线电流采样模拟信号以及所述零线-火线间电压模拟信号生成所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号，并计算生成电流有效值、电压有效值、功率以及电能的电能计量芯片。在其中一个实施例中，所述安全检测模块包括：与所述采样转换模块连接，用于读取所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号的SPI通讯接口电路；与所述SPI通讯接口电路连接，用于根据所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号计算生成电压质量参数值、火线电流有效值、零线电流有效值以及功率，并根据所述电压质量参数值、所述火线电流有效值、所述零线电流有效值以及所述功率和预存的负荷特征库获取预警信息的安全检测芯片；及连接于所述安全检测芯片和所述主控模块之间，用于根据供电电源生成第一电压以给所述安全检测芯片供电的电压转换电路。在其中一个实施例中，所述火线电流采样电路包括：锰铜分流器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及第二电容；所述锰铜分流器与所述火线串接，所述锰铜分流器的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述第二电阻的第一端共接，所述锰铜分流器的第二端、所述第一电阻的第二端以及所述第三电阻的第一端共接，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端共接作为所述火线电流采样电路的第一输出端，所述第三电阻的第二端与所述第二电容的第一端共接作为所述火线电流采样电路的第二输出端，所述第一电容的第一端和所述第二电容的第二端共接于地。在其中一个实施例中，所述零线电流采样电路包括：零线互感器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容以及第四电容；所述零线互感器与所述零线串接，所述零线互感器的第一端、所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端共接，所述零线互感器的第二端、所述第四电阻的第二端以及所述第六电阻的第一端共接，所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第一端共接作为所述零线电流采样电路的第一输出端，所述第六电阻的第二端与所述第四电容的第一端共接作为所述零线电流采样电路的第二输出端，所述第三电容的第一端和所述第四电容的第二端共接于地。在其中一个实施例中，所述电压采样电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第五电容以及第六电容；所述第七电阻的第一端与所述零线连接，所述第九电阻的第一端与所述火线连接，所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第一端以及所述第五电容的第一端共接作为所述电压采样电路的第一输出端，所述第九电阻的第二端与所述第六电容的第一端共接作为所述电压采样电路的第二输出端，所述第八电阻的第二端、所述第五电容的第二端以及所述第六电容的第二端共接于地。此外，还提供一种智能电能表，包括上述的智能电能表安全检测电路。上述的智能电能表安全检测电路，通过安全检测模块根据第二电参数和负荷特征库获取预警信息，主控模块存储并显示第一电参数以及预警信息，并通过上行通讯模块转发预警信息，从而获取线路是否存在漏电以及超负荷的信息，并发送预警信息，可以有效排除负载用电安全隐患。附图说明图1为本技术一实施例提供的智能电能表安全检测电路的模块示意图；图2为本技术另一实施例提供的智能电能表安全检测电路的模块示意图；图3为本技术另一实施例提供的智能电能表安全检测电路的电路原理图；图4为本技术另一实施例提供的智能电能表安全检测电路的模块示意图；图5为本技术另一实施例提供的智能电能表安全检测电路的电路原理图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1示出了本技术较佳实施例提供的智能电能表安全检测电路的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：参考图1，智能电能表安全检测电路包括：采样转换模块10、安全检测模块20、主控模块30以及上行通讯模块40。其中，采样转换模块10与零线和火线连接，用于通过检测火线电流、零线电流以及零线和火线之间的电压生成火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线-火线间电压数字信号，并计算第一电参数；安全检测模块20与采样转换模块10连接，用于根据火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线-火线间电压数字信号计算生成第二电参数，并根据所述第二电参数和预存的负荷特征库获取预警信息；主控模块30与采样转换模块10和安全检测模块20连接，用于存储并显示第一电参数和预警信息；上行通讯模块40连接于主控模块30和主站系统之间，用于转发预警信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电能表安全检测电路，其特征在于，所述智能电能表安全检测电路包括：与零线和火线连接，用于通过检测火线电流、零线电流以及零线和火线之间的电压生成火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线‑火线间电压数字信号，并计算第一电参数的采样转换模块；与所述采样转换模块连接，用于根据所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线‑火线间电压数字信号计算生成第二电参数，并根据所述第二电参数和预存的负荷特征库获取预警信息的安全检测模块；与所述采样转换模块和所述安全检测模块连接，用于存储并显示所述第一电参数和所述预警信息的主控模块；及连接于所述主控模块和主站系统之间，用于转发所述预警信息的上行通讯模块。

【技术特征摘要】
1.一种智能电能表安全检测电路，其特征在于，所述智能电能表安全检测电路包括：与零线和火线连接，用于通过检测火线电流、零线电流以及零线和火线之间的电压生成火线电流数字信号、零线电流数字信号以及零线-火线间电压数字信号，并计算第一电参数的采样转换模块；与所述采样转换模块连接，用于根据所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号计算生成第二电参数，并根据所述第二电参数和预存的负荷特征库获取预警信息的安全检测模块；与所述采样转换模块和所述安全检测模块连接，用于存储并显示所述第一电参数和所述预警信息的主控模块；及连接于所述主控模块和主站系统之间，用于转发所述预警信息的上行通讯模块。2.如权利要求1所述的智能电能表安全检测电路，其特征在于，所述安全检测模块具体用于：根据火线电流有效值和零线电流有效值获取漏电预警信息；根据所述第二电参数与所述负荷特征库获取当前负载类型和当前负载的工作状态，根据所述当前负载类型和所述负荷特征库中的用户类型信息获取非法负载预警信息；根据所述当前负载的工作状态计算生成总功率，并根据所述总功率和阈值功率获取超负荷预警信息；根据所述零线电流有效值、所述火线电流有效值以及预设短路电流获取短路预警信息。3.如权利要求1所述的智能电能表安全检测电路，其特征在于，所述采样转换模块包括：与火线连接，用于检测火线电流并生成火线电流采样模拟信号的火线电流采样电路；与零线连接，用于检测零线电流并生成零线电流采样模拟信号的零线电流采样电路；与零线和火线连接，用于检测零线和火线之间的电压并生成零线-火线间电压模拟信号的电压采样电路；及分别与所述火线电流采样电路、所述零线电流采样电路以及所述电压采样电路连接，用于根据所述火线电流采样模拟信号、所述零线电流采样模拟信号以及所述零线-火线间电压模拟信号生成所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号，并计算生成电流有效值、电压有效值、功率以及电能的电能计量芯片。4.如权利要求1所述的智能电能表安全检测电路，其特征在于，所述安全检测模块包括：与所述采样转换模块连接，用于读取所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号以及所述零线-火线间电压数字信号的SPI通讯接口电路；与所述SPI通讯接口电路连接，用于根据所述火线电流数字信号、所述零线电流数字信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏兴龙，唐义锋，张敏，吴非，赵军平，曾雄威，唐顺，
申请(专利权)人：深圳深宝电器仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44