一种三相智能电能表数据采集通信单元 |
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| 申请号 | CN202410074749.4 | 申请日 | 2024-01-18 | 公开(公告)号 | CN117896931A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 浙江炬芯微电子有限公司; | 发明人 | 李博生; 向昌东; 章定楚; 陈宗克; 蒋谢隆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种三相智能 电能 表 数据采集 通信单元，属于电表采集通信技术领域，在采集通信壳体的一侧嵌入连接有采集插头，且采集插头的一侧安装有脱离切换机构；其中，脱离切换机构包括安装在采集插头一侧从左到右依次等距排列的主过载保护器和采集连接器。本发明采用脱离切换机构使 电流 电压 检测仪由检测 端子 检测主过载保护器的电流电压异常损坏时，启动减速 电机 带动联动螺杆在导向支框内部正转，两个连接板分别带动采集插头与主过载保护器分离，再切换上备用过载保护器后同步将采集插头和四对接到备用过载保护器上，能够自动根据主过载保护器损坏切换备用过载保护器恢复采集载波有线通信传输，恢复采集通信线路及时性有效提高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种三相智能电能表数据采集通信单元，包括采集通信壳体(1)，所述采集通信壳体(1)的一侧嵌入连接有采集插头(2)，其特征在于：所述采集插头(2)的一侧安装有脱离切换机构； |
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| 说明书全文 | 一种三相智能电能表数据采集通信单元技术领域背景技术[0002] 三相智能电能表数据采集载波通信技术是一种利用电力线作为通信媒介，实现智能电表数据采集和传输的技术，这种技术的运用，可以实现数据采集，通过载波通信技术，可以实时采集智能电表的用电数据，包括电压、电流、功率等参数；而在现有公开技术中，中国专利公开号CN116896398A的专利公开了基于载波通信的电力终端数据采集装置，该专利则通过采集后的数据通过脉冲式发送模块经过电力载波通信模块的调制后远距离传输给采集控制中心模块，因此大大减少了电力终端数据采集过程受到环境因素导致的采集失败或漏采集的风险，提高了电力终端数据采集的稳定性。但是该采集通信装置还存在以下问题； [0003] 在三相智能电能表数据采集通信过程中，由于需要对线路电流电压等数据进行采集通信，为了防止电流电压过大都会有电流电压过载保护器用于保护三相智能电能表数据采集通信单元电器，一旦电流电压数据异常损坏电流电压过载保护器后，会导致整个三相智能电能表数据采集通信无法正常工作，需要等待维修人员到达现场，这就导致采集通信中断时间较长，难以及时恢复三相智能电能表数据采集通信，为此需要一种三相智能电能表数据采集通信。 发明内容[0004] 为此，本发明提供一种三相智能电能表数据采集通信单元，以解决现有技术中存在的技术问题。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三相智能电能表数据采集通信单元，包括采集通信壳体，所述采集通信壳体的一侧嵌入连接有采集插头，所述采集插头的一侧安装有脱离切换机构；所述脱离切换机构包括安装在采集插头一侧从左到右依次等距排列的主过载保护器和采集连接器，所述采集插头的外壁和采集连接器的外壁均固定连接有连接板；每个所述连接板的底端均焊接有螺纹套块，且所述螺纹套块的底端设有与采集通信壳体固定连接的导向支框，所述导向支框的内部转动设有贯穿两个螺纹套块的联动螺杆，所述导向支框的一侧固定安装有用于驱动联动螺杆旋转的减速电机； [0006] 所述连接板的内壁安装有定位检测组件； [0007] 所述采集插头的外壁且位于采集通信壳体一侧位置处安装有限位切换组件，所述采集插头沿着采集通信壳体内部水平滑动连接，且所述采集连接器和采集插头均与主过载保护器之间水平滑动插接，两个所述连接板对称设置，两个所述螺纹套块的内壁均与联动螺杆外壁螺纹连接，所述联动螺杆的外壁两螺纹相反且对称开设。 [0008] 优选地，所述采集插头的另一侧从右到左依次安装有连接线和采集通信芯片，在所述采集通信芯片的下方安装有与采集通信壳体固定连接的无线控制器，所述采集通信芯片的一侧且位于连接线上方位置处焊接有载波输出插头；所述连接线分别与采集插头和采集通信芯片之间焊接，所述载波输出插头的一侧焊接有用于防护采集通信壳体的防护外壳，所述主过载保护器的底端插接有两个检测端子，在所述检测端子的底端安装有用于检测主过载保护器电流和电压的电流电压检测仪，所述电流电压检测仪的一侧从上到下依次安装有连接块和电缸，所述电缸分别与导向支框和连接块之间固定连接。 [0009] 依据上述技术方案，通过电流电压检测仪由两个检测端子对主过载保护器内部进行检测，一旦电流电压过大异常损坏主过载保护器时，两个检测端子与主过载保护器底部形成分离，同时无线控制器能够远程启动减速电机带动联动螺杆在导向支框内部正转，两个螺纹套块之间距离变大，同时两个连接板之间距离变大，两个连接板分别带动采集插头与主过载保护器分离，采集连接器与主过载保护器也进行分离。 [0010] 优选地，所述定位检测组件包括固定安装在连接板内壁的间隔支块；所述间隔支块的一侧从右到左依次设有传感端柱和间隔压力传感器，所述间隔压力传感器的一侧安装有距离传感器，所述间隔压力传感器的一端部设有用于支撑距离传感器的连接支块，所述连接支块的一侧安装有两个并排的限位柱，所述限位柱的外壁且位于导向支框顶端位置处固定连接有套接支板，在所述套接支板的一侧从右到左依次设有挤压块和分离压力传感器，所述挤压块分别与两个限位柱和分离压力传感器的传感端固定连接，所述分离压力传感器的一侧安装有支撑块，所述挤压块的一侧设有用于导向套接支板滑动的导向滑杆，所述导向滑杆的一端部与支撑块之间固定连接，所述支撑块与导向支框顶端之间固定连接，所述导向滑杆的一端竖截面面积小于其另一端竖截面面积。 [0011] 依据上述技术方案，左侧的连接板带动连接支块左移，限位柱使套接支板沿着导向滑杆的外壁滑动，并且限位柱使挤压块挤压在分离压力传感器上，通过支撑块对分离压力传感器起到支撑作用，当分离压力传感器产生分离压力后，通过无线控制器关闭减速电机驱动，两个连接板分别带动采集连接器和采集插头插入到备用过载保护器的两侧内部位置处，一个连接板带动间隔支块挤压传感端柱，另外一个连接板带动连接支块移动，连接支块使间隔压力传感器挤压传感端柱，间隔压力传感器产生的挤压力与无线控制器设定挤压相同，以及距离传感器对间隔支块传感的距离数据相同时，则通过无线控制器关闭减速电机驱动。 [0012] 优选地，所述限位切换组件包括滑动安装在采集插头的外壁且位于采集通信壳体一侧位置处的导向框板，所述导向框板与采集通信壳体之间固定连接，所述导向框板的一侧由内到外依次设有旋转轴和套接条，所述套接条的内壁且靠近其顶端位置处固定连接有接近传感器，所述套接条的一侧设有用于传动旋转轴旋转的减速切换电机，且所述减速切换电机与采集通信壳体之间固定连接；所述主过载保护器的上方安装有多个备用过载保护器，所述备用过载保护器的一侧设有与主过载保护器顶端固定连接的转动支架，所述转动支架的内壁焊接有切换转轴，所述转动支架的一侧设有与切换转轴固定连接的联动齿环，且所述切换转轴与采集通信壳体之间嵌入转动连接，所述联动齿环的外壁一侧啮合传动连接有驱动齿环，所述驱动齿环的一侧嵌入安装有驱动减速电机，所述驱动减速电机与采集通信壳体之间固定连接，所述旋转轴与套接条之间通过压铸一体化成型，且所述减速切换电机的输出端与旋转轴之间固定连接，多个所述备用过载保护器均与转动支架之间固定连接，且多个所述备用过载保护器呈圆弧等距分布排列设置。 [0013] 依据上述技术方案，启动驱动减速电机带动驱动齿环旋转，驱动齿环带动联动齿环使切换转轴在采集通信壳体内部稳定旋转，转动支架带动其他三个备用过载保护器向下移动，当主过载保护器旋转位于接近传感器上方位置时，启动减速切换电机带动旋转轴使套接条向下旋转，套接条能够使接近传感器向下旋转九十度后，关闭减速切换电机，备用过载保护器继续向下旋转左侧接触到接近传感器时，通过接近传感器传感后由无线控制器关闭驱动减速电机，完成旋转精确对接。 [0014] 本发明具有如下优点： [0015] 1、本发明采用脱离切换机构使电流电压检测仪由检测端子检测主过载保护器的电流电压异常损坏时，启动减速电机带动联动螺杆在导向支框内部正转，两个连接板分别带动采集插头与主过载保护器分离，采集连接器与主过载保护器也进行分离后，能够实现远程同步分离采集插头和采集连接器，再切换上备用过载保护器后同步将采集插头和四对接到备用过载保护器上，能够自动根据主过载保护器损坏切换备用过载保护器恢复采集载波通信，采集通信中断时间更短，恢复采集通信线路及时性有效提高。 [0016] 2、本发明利用定位检测组件，当分离采集插头和采集连接器时，左侧的连接板带动连接支块左移，限位柱使套接支板沿着导向滑杆的外壁滑动，挤压块挤压在分离压力传感器上，分离压力传感器产生分离压力后，通过无线控制器关闭减速电机驱动，当采集插头和主过载保护器对接备用过载保护器时，连接支块使间隔压力传感器挤压传感端柱，间隔压力传感器产生的挤压力与无线控制器设定挤压数值相同，以及距离传感器对间隔支块传感的距离数据相同时，通过无线控制器关闭减速电机驱动，能够精确将备用过载保护器切换到主过载保护器位置处并使备用过载保护器与采集插头和采集连接器处于同一平面位置，这样自动切换精确性有效提高，因此精确对接后恢复通信效率有效提高，避免造成切换对接误差较大。 [0017] 3、本发明通过限位切换组件驱动减速电机带动驱动齿环旋转，当主过载保护器旋转位于接近传感器上方位置时，启动减速切换电机带动旋转轴使套接条向下旋转，接近传感器位于备用过载保护器左侧位置，备用过载保护器继续向下旋转左侧接触到接近传感器时产生挤压力，接近传感器传感后由无线控制器关闭驱动减速电机，备用过载保护器和采集连接器以及采集插头处于同一水平线位置处进行精确对接备用过载保护器，精确切换对接，三相智能电能表数据采集通信恢复更加及时。 [0018] 在上述多个作用的相互影响，首先采集插头和采集连接器同步与主过载保护器进行分离，其次间隔压力传感器产生的挤压力与无线控制器设定挤压数值相同，以及距离传感器对间隔支块传感的距离数据相同，最后接近传感器位于备用过载保护器左侧位置后精确对接备用过载保护器位置，综上能够及时对损坏的主过载保护器实现水平精确分离，对备用过载保护器实现竖向精确对接以及水平精确对接切换，切换备用过载保护器替换损坏的主过载保护器效率有效提高，恢复采集通信更加及时。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。 [0020] 本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。 [0021] 图1为本发明的一种三相智能电能表数据采集通信单元整体结构示意图； [0022] 图2为本发明的防护外壳内部主视结构示意图； [0023] 图3为本发明的采集通信壳体与采集插头连接处截断局部结构示意图； [0024] 图4为本发明的一种三相智能电能表数据采集通信单元竖截面结构示意图； [0025] 图5为本发明的防护外壳内部后视结构示意图； [0026] 图6为本发明的图5中A处放大结构示意图； [0027] 图7为本发明的限位切换组件结构示意图； [0028] 图8为本发明的导向支框与支撑块连接处截断局部结构示意图； [0029] 图9为本发明的图5中B处放大结构示意图； [0030] 图中：1、采集通信壳体；2、采集插头；3、主过载保护器；4、采集连接器；5、连接板；6、螺纹套块；7、联动螺杆；8、导向支框；9、减速电机；10、连接线；11、采集通信芯片；12、无线控制器；13、载波输出插头；14、防护外壳；15、检测端子；16、电流电压检测仪；17、连接块； 18、电缸；19、间隔支块；20、传感端柱；21、间隔压力传感器；22、距离传感器；23、连接支块； 24、套接支板；25、限位柱；26、挤压块；27、分离压力传感器；28、导向滑杆；29、支撑块；30、导向框板；31、旋转轴；32、减速切换电机；33、套接条；34、接近传感器；35、备用过载保护器； 36、转动支架；37、切换转轴；38、联动齿环；39、驱动齿环；40、驱动减速电机。 具体实施方式[0031] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0032] 如附图1‑9所示的一种三相智能电能表数据采集通信单元，该三相智能电能表数据采集通信单元上设置有脱离切换机构、定位检测组件、限位切换组件，各个机构和组件的设置能够及时对损坏的主过载保护器3实现水平精确分离，对备用过载保护器35实现竖向精确对接以及水平精确对接切换，切换备用过载保护器35替换损坏的主过载保护器3效率有效提高，恢复采集通信更加及时，各机构和组件的具体结构设置如下。 [0033] 在本实施例中，如附图1‑3所示，脱离切换机构包括安装在采集插头2一侧从左到右依次等距排列的主过载保护器3和采集连接器4，采集插头2的外壁和采集连接器4的外壁均固定连接有连接板5；每个连接板5的底端均焊接有螺纹套块6，且螺纹套块6的底端设有与采集通信壳体1固定连接的导向支框8，导向支框8的内部转动设有贯穿两个螺纹套块6的联动螺杆7，导向支框8的一侧固定安装有用于驱动联动螺杆7旋转的减速电机9；连接板5的内壁安装有定位检测组件；采集插头2的外壁且位于采集通信壳体1一侧位置处安装有限位切换组件。 [0034] 在本实施例中，如附图1‑6所示，采集插头2的另一侧从右到左依次安装有连接线10和采集通信芯片11，在采集通信芯片11的下方安装有与采集通信壳体1固定连接的无线控制器12，采集通信芯片11的一侧且位于连接线10上方位置处焊接有载波输出插头13； [0035] 连接线10分别与采集插头2和采集通信芯片11之间焊接，载波输出插头13的一侧焊接有用于防护采集通信壳体1的防护外壳14，以便于载波输出插头13能够对接三相智能电能表输出端上，通过采集连接器4采集线路数据，其中包括电流、电压，数据通过采集连接器4由主过载保护器3输送到采集插头2上，通过连接线10输送到采集通信芯片11上，通过采集通信芯片11实现载波输送到载波输出插头13上，通过载波输出插头13将采集通信的数据输送到三相智能电能表输出端，主过载保护器3的底端插接有两个检测端子15，在检测端子15的底端安装有用于检测主过载保护器3电流和电压的电流电压检测仪16，电流电压检测仪16的一侧从上到下依次安装有连接块17和电缸18，电缸18分别与导向支框8和连接块17之间固定连接，以便于通过电流电压检测仪16由两个检测端子15对主过载保护器3内部进行检测，一旦电流电压过大异常损坏主过载保护器3时，当主过载保护器3的电流电压出现异常即可启动电缸18带动连接块17使电流电压检测仪16下移，电流电压检测仪16使两个检测端子15与主过载保护器3底部形成分离后，对主过载保护器3实现自动切换对接备用过载保护器35。 [0036] 在本实施例中，如附图7‑8所示，定位检测组件包括固定安装在连接板5内壁的间隔支块19；间隔支块19的一侧从右到左依次设有传感端柱20和间隔压力传感器21，间隔压力传感器21的一侧安装有距离传感器22，间隔压力传感器21的一端部设有用于支撑距离传感器22的连接支块23，连接支块23的一侧安装有两个并排的限位柱25，限位柱25的外壁且位于导向支框8顶端位置处固定连接有套接支板24，在套接支板24的一侧从右到左依次设有挤压块26和分离压力传感器27，挤压块26分别与两个限位柱25和分离压力传感器27的传感端固定连接，分离压力传感器27的一侧安装有支撑块29，挤压块26的一侧设有用于导向套接支板24滑动的导向滑杆28，导向滑杆28的一端部与支撑块29之间固定连接，支撑块29与导向支框8顶端之间固定连接，导向滑杆28的一端竖截面面积小于其另一端竖截面面积。 [0037] 在本实施例中，如附图2‑9所示，限位切换组件包括滑动安装在采集插头2的外壁且位于采集通信壳体1一侧位置处的导向框板30，导向框板30与采集通信壳体1之间固定连接，导向框板30的一侧由内到外依次设有旋转轴31和套接条33，套接条33的内壁且靠近其顶端位置处固定连接有接近传感器34，套接条33的一侧设有用于传动旋转轴31旋转的减速切换电机32，且减速切换电机32与采集通信壳体1之间固定连接；主过载保护器3的上方安装有多个备用过载保护器35，备用过载保护器35的一侧设有与主过载保护器3顶端固定连接的转动支架36，转动支架36的内壁焊接有切换转轴37，转动支架36的一侧设有与切换转轴37固定连接的联动齿环38，且切换转轴37与采集通信壳体1之间嵌入转动连接，联动齿环38的外壁一侧啮合传动连接有驱动齿环39，驱动齿环39的一侧嵌入安装有驱动减速电机 40，驱动减速电机40与采集通信壳体1之间固定连接。 [0038] 本发明三相智能电能表数据采集通信单元的运行过程如下。 [0039] 首先本发明采集通信时，将采集连接器4一端部插接在主过载保护器3上，而采集连接器4的另一端部对接采集的线束上，载波输出插头13能够对接三相智能电能表输出端上，通过采集连接器4采集线路数据，其中包括电流、电压，数据通过采集连接器4由主过载保护器3输送到采集插头2上，由采集插头2对接到连接线10上，通过连接线10输送到采集通信芯片11上，通过采集通信芯片11实现载波输送到载波输出插头13上，通过载波输出插头13将采集通信的数据输送到三相智能电能表输出端，通过电力线作为通信媒介，实现智能电表数据采集传输； [0040] 其次本发明损坏切换时，通过电流电压检测仪16由两个检测端子15对主过载保护器3内部进行检测，一旦电流电压过大异常损坏主过载保护器3时，通过主过载保护器3断开电路后内部保险丝部位断裂损坏，通过电流电压检测仪16由检测端子15检测主过载保护器3的电流电压，当主过载保护器3的电流电压出现异常即可启动电缸18带动连接块17使电流电压检测仪16下移，电流电压检测仪16使两个检测端子15与主过载保护器3底部形成分离，同时无线控制器12能够远程启动减速电机9带动联动螺杆7在导向支框8内部正转，联动螺杆7使一个螺纹套块6在螺纹的作用下沿着导向支框8内部右移，而另外一个螺纹套块6沿着导向支框8内部向左移动，两个螺纹套块6之间距离变大，同时两个连接板5之间距离变大，两个连接板5分别带动采集插头2与主过载保护器3分离； [0041] 采集连接器4与主过载保护器3也进行分离，左侧的连接板5带动连接支块23左移，连接支块23挤压接触两个限位柱25，限位柱25使套接支板24沿着导向滑杆28的外壁滑动，并且限位柱25使挤压块26挤压在分离压力传感器27上，通过支撑块29对分离压力传感器27起到支撑作用，当分离压力传感器27产生分离压力后，通过无线控制器12关闭减速电机9驱动； [0042] 然后本发明限位切换时，通过采集通信壳体1上的支块能够对驱动减速电机40起到加固支撑作用，启动驱动减速电机40带动驱动齿环39旋转，驱动齿环39带动联动齿环38使切换转轴37在采集通信壳体1内部稳定旋转，同时切换转轴37驱动转动支架36旋转，转动支架36带动主过载保护器3从采集插头2和采集连接器4之间上移旋转分离，同时转动支架36带动其他三个备用过载保护器35向下移动，当主过载保护器3旋转位于接近传感器34上方位置时，启动减速切换电机32带动旋转轴31使套接条33向下旋转，套接条33能够使接近传感器34向下旋转九十度后，关闭减速切换电机32，这样接近传感器34位于备用过载保护器35左侧位置，备用过载保护器35继续向下旋转左侧接触到接近传感器34时，通过接近传感器34传感后由无线控制器12关闭驱动减速电机40，备用过载保护器35位于采集连接器4和采集插头2之间的空隙中，并且备用过载保护器35和采集连接器4以及采集插头2处于同一水平线位置； [0043] 最后本发明对接锁紧时，无线控制器12启动减速电机9带动联动螺杆7在导向支框8内部反转，联动螺杆7驱动两个螺纹套块6在螺纹的作用下相互靠近，两个螺纹套块6带动两个连接板5相互靠近，两个连接板5分别带动采集连接器4和采集插头2插入到备用过载保护器35的两侧内部位置处，同时一个连接板5带动间隔支块19挤压传感端柱20，另外一个连接板5带动连接支块23移动，连接支块23使间隔压力传感器21挤压传感端柱20，当间隔压力传感器21产生的挤压力与无线控制器12设定挤压相同，以及距离传感器22对间隔支块19传感的距离数据相同时，则通过无线控制器12关闭减速电机9驱动，采集插头2和采集连接器4能够与备用过载保护器35形成插接连通，无需维修人员达到现场，即可自动快速恢复三相电表的采集通信功能，稳定输送数据采集载波通信功能。 [0044] 其中采集通信芯片11型号设置为HZ6611型载波通信芯片，其次载波通信速率：100Kbit/s～12Mbit/s。 [0045] 说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术，且各电器的型号参数不作具体限定，使用常规设备即可，本技术方案中，未提及到的电器控制元件由于属于现有技术，因而图中未进行示出，在此也不再进行叙述。 |
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