CN210222100U - 一种电能防盗计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能防盗计量装置，所述防盗计量装置包括安装于用户接入检测电能的计量点的计量电表箱，该计量电表箱包括箱体和盖体以及设置在箱体内的电能处理单元、无线通信模块和光照传感器，所述箱体的一侧和盖体的一侧通过合页铰接，所述箱体的另一侧和盖体的另一侧通过电子锁连接，在盖体的表面设置有二维码标识件，所述无线通信模块和光照传感器分别与所述电能处理单元连接。本实用新型的防盗计量装置能有效的防止强行开启盖体的情况下进行防盗，可以有效地防止盗窃事件发生，且现场应用的人机交互方便，提高了远程计量的可靠性和稳定性，保证了计量装置的正常使。

Description

一种电能防盗计量装置

技术领域

本实用新型属于电能计量监测技术领域，特别是涉及一种电能防盗计量装置。

背景技术

如今能源紧缺的问题已经引起世界各国的注意，电能作为关乎国计民生的能源，尤为紧缺，每年都有巨大的用电缺口；随着国家经济的快速发展，人们对电能的需求量也越来越大，不少个人或企业为把经济利益摆在首要位置，将窃电作为一种降低成本、牟取暴利的手段，窃电手段也越来越隐蔽，在窃电过程中不仅给安全用电带来严重威胁，有些电力设备可能会被破坏、被偷盗，给人们的正常工作生活用电造成了很大的影响，也给供电***造成巨大的经济损失；因此，如何有效的防范配电计量被窃电是当前供电部门急待解决的重要问题，以便对供电箱以及供电对电能质量进行有效监控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电能防盗计量装置，本实用新型的防盗计量装置能有效的防止强行开启盖体的情况下进行防盗，可以有效地防止盗窃事件发生，且现场应用的人机交互方便，提高了远程计量的可靠性和稳定性，保证了计量装置的正常使。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电能防盗计量装置，所述防盗计量装置包括安装于用户接入检测电能的计量点的计量电表箱，该计量电表箱包括箱体和盖体以及设置在箱体内的电能处理单元、无线通信模块和光照传感器，所述箱体的一侧和盖体的一侧通过合页铰接，所述箱体的另一侧和盖体的另一侧通过电子锁连接，在盖体的表面设置有二维码标识件，所述无线通信模块和光照传感器分别与所述电能处理单元连接。

上述方案优选的，所述电能处理单元包括电压互感器、电流互感器、电压转换电路、电流转换电路、电能计量模块、触发控制电路和数据处理模块，所述电压互感器的输入端和电流互感器的输入端分别与所述电能计量点连接，该电压互感器的输出端通过电压转换电路与所述电能计量模块的电压输入端连接，该电流互感器的输出端分别与所述触发控制电路的控制输入端连接，所述触发控制电路输出端通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述触发控制电路的控制端与所述数据处理模块的控制端连接，所述电能计量模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述无线通信模块和光照传感器分别与所述数据处理模块连接。

上述方案进一步优选的，所述触发控制电路包括可控硅G1和光电耦合器 G2，所述电流互感器的输出端与所述可控硅G1的阳极连接，所述可控硅G1 的阴极通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述可控硅G1的控制极通过光电耦合器G2与所述数据处理模块连接。

上述方案进一步优选的，所述无线通信模块包括近端无线通信模块和远端无线通信模块，所述近端无线通信模块和远端无线通信模块分别与所述数据处理模块连接。

上述方案进一步优选的，所述近端无线通信模块为蓝牙通信模块或NFC通信模块，所述数据处理模块为STM32F407ZGT6处理器，所述远端无线通信模块为GPRS远程无线传送模块或4G无线传送模块。

上述方案进一步优选的，所述防盗计量装置还包括述数据显示单元和报警单元，所述数据显示单元和报警单元分别与所述数据处理模块连接。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)、本实用新型的计量装置通过设置二维码标识件、无线通信模块和和数据处理模块相互配合，使得维护人员在扫描二维码标识件后能够将计量装置的盖体进行解锁，能有效的防止强行开启盖体的情况下进行防盗，可以有效地防止盗窃事件发生。

(2)、本实用新型结构简单、实用，成本低，防盗电性能好，避免了计量表箱遭到损坏，而且现场应用的人机交互方便，提高了远程计量的可靠性和稳定性，保证了计量装置的正常使用。

(3)、本实用新型可对用户线路的电能进行快速取样，快速安全的完成电流和电压的相不平衡调整以及精确的计量分析处理；本实用新型对每个电能计量点处电能进行取样和计量，并将计量的信息上传至主站进行远程监测，实现了对分布每个用户的电量进行计量检测、实时监测。

附图说明

图1是本实用新型的一种电能防盗计量装置的结构示意图；

图2是本实用新型的电能处理单元的原理图；

图3是本实用新型的电压转换电路和电流转换电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1和2所示，根据本发实用新型的一个方面，提供了一种电能防盗计量装置，所述防盗计量装置包括安装于用户接入检测电能的计量点的计量电表箱100，该计量电表箱100包括箱体1和盖体2以及设置在箱体1内的电能处理单元3、无线通信模块4、光照传感器5、数据显示单元和报警单元，所述箱体1的一侧和盖体2的一侧通过合页铰接，所述箱体1的另一侧和盖体2的另一侧通过电子锁6连接，在盖体2的表面设置有二维码标识件7，所述无线通信模块4和光照传感器5分别与所述电能处理单元3连接，数据显示单元和报警单元，所述数据显示单元和报警单元分别与所述数据处理模块连接，所述报警单元为声光报警器。

在本实用新型中，如图2所示，所述电能处理单元3包括电压互感器、电流互感器、电压转换电路、电流转换电路、电能计量模块、触发控制电路和数据处理模块，所述电压互感器的输入端和电流互感器的输入端分别与所述电能计量点连接，该电压互感器的输出端通过电压转换电路与所述电能计量模块的电压输入端连接，该电流互感器的输出端分别与所述触发控制电路的控制输入端连接，所述触发控制电路输出端通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述触发控制电路的控制端与所述数据处理模块的控制端连接，所述电能计量模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述无线通信模块4和光照传感器5分别与所述数据处理模块连接；所述触发控制电路包括可控硅G1和光电耦合器G2，所述电流互感器的输出端与所述可控硅G1的阳极连接，所述可控硅G1的阴极通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述可控硅G1的控制极通过光电耦合器G2 与所述数据处理模块连接，通过数据处理模块输出触发信号，触发信号经过光电耦合器G2对可控硅G1通断进行控制，光电耦合器G2起到了很好的隔离作用，以免数据处理模块在工作过程中受到电损伤；所述无线通信模块4 包括近端无线通信模块和远端无线通信模块，所述近端无线通信模块和远端无线通信模块分别与所述数据处理模块连接；所述近端无线通信模块为蓝牙通信模块或NFC通信模块，所述数据处理模块为STM32F407ZGT6处理器，所述远端无线通信模块为GPRS远程无线传送模块或4G无线传送模块。在本实用新型中，所述电能计量模块将采集处理的数据送入所述数据处理模块并对计量数据进行分析处理，然后上传至主站并实时存储传输过来的计量数据，以便对计量数据进行统一计算、分析和计费管理，主站根据数据分析结果反馈至数据处理模块，针对异常情况(异常情况主要包括盗电和负荷过大等供电因素)发出指令对用户接入检测的电能计量点进行控制，然后通过报警单元进行报警并对其工作运行状态进行控制和调整，主站从而可以对用户进行远程管理、电量监测、设备保护等，当检测到的电能过大时自动切断供电线路，预防供电线路中的负荷过大，而且在用户接入检测的电能计量点正常工作的前提下，尽可能实现达到节能降耗以及监控的目标。在本实用新型中，电压互感器和电流互感器分别对用户线路上的电压和电流采样并送入电能计量模块，电能计量模块处理结果送到数据处理模块进行协议解析、电能计算、时段、费率等电能计量信息进行累计和计算，并通过数据显示单元进行显示，数据显示单元用于显示采集的电能数据并供用户查看，便可得知用户的用电信息，用户可以及时了用电情况，降低了用电量查询、电费费率查询、表计剩余金额查询等的难度；所述数据处理模块进行分析处理并可以经过可控硅 G1和光电耦合器G2触发控制信号，以对可对电能计量模块进行开闭操作和工作状态保护，数据处理模块将计算处理的电能数据经上传至主站，主站的运维人员可以下发命令对用户进行停电操作。

在本实用新型中，结合图2和图3所示，所述电流转换电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，电容C1、电容 C2、电容C3，所述电压转换电路包括电阻R8、电阻R9、可变电阻R10、电阻R11和电容C4；所述电流互感器的第一输出端与所述可控硅G1的阳极连接，该可控硅G1的阴极分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和电阻R4的一端连接，所述电流互感器的第二输出端分别与电阻R1的另一端、电阻R3 的一端和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电容C1的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C2的一端和电阻 R7的一端连接，所述电阻R6的另一端与电能计量模块的第一电压输入端连接，所述电阻R7的另一端与电能计量模块的第二电压输入连接，所述电压互感器的输出端分别与电阻R8的一端和电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端通过可变电阻R10分别与所述电阻R11的一端、电容C4的一端和电能计量模块的电流输入连接；每个用户接入检测的电能计量点处接入相对应的计量检测点，可通过调节可变电阻R10的阻值大小，从而改变对取样电压进行分压；所述电能计量模块采用HLW8112计量芯片直接读取电压、电流、功率、相位和电能等相关参数，所述电流互感器对线路中的电流进行取样，将取样的电流经过电流转换电路输出两路平衡的差分电压至电能计量模块 U1(HLW8112计量芯片U1)的第一引脚和第二引脚，采用差分信号进行采样可以减少采样的误差，在HLW8112计量芯片U1对应相电压接口端串接平衡电阻，以及陶瓷电容C1、电容C2接入参考地平面以构成低通滤波器滤除高次谐波干扰，可有效防止高频谐波对线路中的计量数据的影响，以便抑制瞬流、过电压、高次谐波等现象的发生，提高了抗干扰能力、耐高压冲击、性能稳定、寿命长等优点；所述电压互感器对线路中的电压进行取样并经过电压转换电路进行分压调节、限流保护和滤波，将分压后的电流送入电能计量模块 U1的第五引脚；在本实用新型中，每个用户的电能计量点的电流转换电路对每个用户供电线路的当前回路电压、电流、功率、相位、功率因数等各种电量进行采集信息和分析处理，将采集信息和分析处理的结果通过远端无线通信模块传输至主站进行远程计量，可以对分布每个用户的电量进行计量检测和实时监测，以实现用户自主计时使用的电能进行计量。

维护人员通过手机APP扫描二维码标识件7，并通过手机蓝牙通信模块或NFC通信模块与所述近端无线通信模块、数据处理模块建立通信连接，并通过数据处理模块输出开锁信号使电子锁6打开，所述二维码标识件7用于供登录到主站的终端标识码并生成电子锁6的开锁指令密码信息；无线通信模块4用以将开锁指令密码信息至主站，主站将验证维护人员的ID身份号和开锁指令密码信息与预存储的ID身份号和计量电表箱100的密码是否匹配，并在匹配一致的情况下维护人员的手机接收到主站发来的锁指令密码信息，再通过近端无线通信模块将锁指令密码信息发送至数据处理模块，数据处理模块接收到开锁指令密码信息后执行开锁动作，当用户强行打开盖体2时，数据处理模块而未收到任何的开锁指令，此时箱体1内由于光线强度的变化，所述光照传感器5感测环境的光线强度，并输出一个开箱信号至数据处理模块并判断开箱信号为非正常开箱操作，报警单元同时开启报警提示，并通过远端无线通信模块向主站发送非正常开箱报警信号，所述数据处理模块输出触发信号，使可控硅G1断开而停止供电，提示有盗电行为，供电线路上不会有电输出，从而使盗电者不能盗电，也防止了箱体1内电能处理单元3和其他工作电路在裸露的状况下工作。

所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述防盗计量装置包括安装于用户接入检测电能的计量点的计量电表箱，该计量电表箱包括箱体和盖体以及设置在箱体内的电能处理单元、无线通信模块和光照传感器，所述箱体的一侧和盖体的一侧通过合页铰接，所述箱体的另一侧和盖体的另一侧通过电子锁连接，在盖体的表面设置有二维码标识件，所述无线通信模块和光照传感器分别与所述电能处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述电能处理单元包括电压互感器、电流互感器、电压转换电路、电流转换电路、电能计量模块、触发控制电路和数据处理模块，所述电压互感器的输入端和电流互感器的输入端分别与所述电能计量点连接，该电压互感器的输出端通过电压转换电路与所述电能计量模块的电压输入端连接，该电流互感器的输出端分别与所述触发控制电路的控制输入端连接，所述触发控制电路输出端通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述触发控制电路的控制端与所述数据处理模块的控制端连接，所述电能计量模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述无线通信模块和光照传感器分别与所述数据处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述触发控制电路包括可控硅G1和光电耦合器G2，所述电流互感器的输出端与所述可控硅G1的阳极连接，所述可控硅G1的阴极通过电流转换电路与所述电能计量模块的电流输入端连接，所述可控硅G1的控制极通过光电耦合器G2与所述数据处理模块连接。

4.根据权利要求2所述的一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述无线通信模块包括近端无线通信模块和远端无线通信模块，所述近端无线通信模块和远端无线通信模块分别与所述数据处理模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述近端无线通信模块为蓝牙通信模块或NFC通信模块，所述数据处理模块为STM32F407ZGT6处理器，所述远端无线通信模块为GPRS远程无线传送模块或4G无线传送模块。

6.根据权利要求2所述的一种电能防盗计量装置，其特征在于：所述防盗计量装置还包括述数据显示单元和报警单元，所述数据显示单元和报警单元分别与所述数据处理模块连接。

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