全文摘要
本实用新型提出了一种采用无线通信技术的智能预付费系统，包括：相连接智能电能表和智能断路器，智能电能表包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块，电参量采样模块用于采集线路的电压和电流信号，电能计量模块用于对电压和电流信号采样并转化为数字信号，所述数字处理模块用于将所述数字信号输出至所述通信模块，所述通信模块用于传输所述数字信号。通过设置相连接的智能电能表和智能断路器，智能电能表和智能断路器通过无线连接以进行数据信号传输，从而通过智能电能表控制断路器的开闭，从而使得智能电力系统的数据交互，断路器不仅实现无线连接，同时实现智能控制与监测，进一步地有效的提高了电系统的安全性与便捷性。
主设计要求
1.一种采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，包括：相连接智能电能表和智能断路器，其中，所述智能电能表包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块，所述电参量采样模块用于采集线路的电压和电流信号，所述电能计量模块用于对所述电压和电流信号采样并转化为数字信号，所述数字处理模块用于将所述数字信号输出至所述通信模块，所述通信模块用于传输所述数字信号；所述智能断路器包括相连接的断路器和驱动模块，所述驱动模块与所述通信模块无线连接，所述驱动模块根据所述驱动模块输出的所述数字信号控制所述断路器的开合。
设计方案
1.一种采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，包括：相连接智能电能表和智能断路器，其中，
所述智能电能表包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块，所述电参量采样模块用于采集线路的电压和电流信号，所述电能计量模块用于对所述电压和电流信号采样并转化为数字信号，所述数字处理模块用于将所述数字信号输出至所述通信模块，所述通信模块用于传输所述数字信号；
所述智能断路器包括相连接的断路器和驱动模块，所述驱动模块与所述通信模块无线连接，所述驱动模块根据所述驱动模块输出的所述数字信号控制所述断路器的开合。
2.根据权利要求1所述的采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，所述驱动模块包括电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块，所述电机与所述齿轮机构连接，所述电机用于驱动所述齿轮机构运动，所述齿轮机构用于控制所述断路器合闸和分闸；
所述无线通信模块与所述通信模块连接；
所述控制模块分别与所述电机和无线通信模块连接，所述控制模块根据所述数字信号控制所述电机的动作。
3.根据权利要求1所述的采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，所述断路器包括操作机构、电磁机构和导电系统，所述导电系统包括进线端、出线端、动触头和静触头，所述进线端与所述智能电能表连接，所述动触头和静触头分别与所述进线端和出线端连接，所述操作机构用于控制所述动触头和静触头的导通与断开，所述电磁机构用于短路保护。
4.根据权利要求1所述的采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，所述电参量采样模块为互感器或锰铜分流器。
5.根据权利要求1所述的采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，所述断路器和驱动模块通过拼接连接为一体。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及低压配电技术领域，具体而言，涉及一种采用无线通信技术的智能预付费系统。
背景技术
目前，随着国家电网对智能电网的发展规划，供电企业与用户对供电系统的安全性、便捷性的要求不断提高，现有预付费系统主要由智能电表控制断路器自动合闸和分闸，一定程度改善供电企业的管理方式和用户用电质量，但这种单一的控制系统已不能满足智能电网的发展，特别是智能电力系统的管理与监控。
现有预付费系统线路故障保护功能单一，已不能满足用户及供电系统的安全性要求，以及线路故障的识别与排除。
发明内容
鉴于此，本实用新型提出了一种采用无线通信技术的智能预付费系统，旨在解决提高供电系统的安全性的问题。
一个方面，本实用新型提出了一种采用无线通信技术的智能预付费系统，包括：相连接智能电能表和智能断路器，其中，所述智能电能表包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块，所述电参量采样模块用于采集线路的电压和电流信号，所述电能计量模块用于对所述电压和电流信号采样并转化为数字信号，所述数字处理模块用于将所述数字信号输出至所述通信模块，所述通信模块用于传输所述数字信号；所述智能断路器包括相连接的断路器和驱动模块，所述驱动模块与所述通信模块无线连接，所述驱动模块根据所述驱动模块输出的所述数字信号控制所述断路器的开合。
进一步地，所述驱动模块包括电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块，所述电机与所述齿轮机构连接，所述电机用于驱动所述齿轮机构运动，所述齿轮机构用于控制所述断路器合闸和分闸；所述无线通信模块与所述通信模块连接，已接收所述数字信号；所述控制模块分别与所述电机和无线通信模块连接，所述控制模块根据所述数字信号控制所述电机的动作。
进一步地，所述断路器包括操作机构、电磁机构和导电系统，所述导电系统包括进线端、出线端、动触头和静触头，所述进线端与所述智能电能表连接，所述动触头和静触头分别与所述进线端和出线端连接，所述操作机构用于控制所述动触头和静触头的导通与断开，所述电磁机构用于短路保护。
进一步地，所述电参量采样模块为互感器或锰铜分流器。
进一步地，所述智能电能表与主站连接。
进一步地，所述断路器和驱动模块通过拼接连接为一体。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过设置相连接的智能电能表和智能断路器，智能电能表和智能断路器通过无线连接以进行数据信号传输，从而通过智能电能表控制断路器的开闭，以及智能断路器也能够实时的检测线路的连通与闭合，能够将线路中的故障信息传输至智能电表，从而使得智能电力系统的数据交互，断路器不仅实现无线连接，同时实现智能控制与监测，进一步地有效的提高了电系统的安全性与便捷性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的采用无线通信技术的智能预付费系统的功能框图；
图2为本实用新型实施例提供的驱动装置的功能框图；
图3为本实用新型实施例提供的智能断路器结构图；
图4为本实用新型实施例提供的断路器结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参阅图1所示，本实施例提供了一种采用无线通信技术的智能预付费系统，其特征在于，包括：相连接智能电能表和智能断路器，其中，所述智能电能表包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块，所述电参量采样模块用于采集线路的电压和电流信号，所述电能计量模块用于对所述电压和电流信号采样并转化为数字信号，所述数字处理模块用于将所述数字信号输出至所述通信模块，所述通信模块用于传输所述数字信号；所述智能断路器包括相连接的断路器和驱动模块，所述驱动模块与所述通信模块无线连接，所述驱动模块根据所述驱动模块输出的所述数字信号控制所述断路器的开合。
具体而言，所述驱动模块包括电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块，所述电机与所述齿轮机构连接，所述电机用于驱动所述齿轮机构运动，所述齿轮机构用于控制所述断路器合闸和分闸；所述无线通信模块与所述通信模块连接；所述控制模块分别与所述电机和无线通信模块连接，所述控制模块根据所述数字信号控制所述电机的动作。
具体而言，所述断路器包括操作机构、电磁机构和导电系统，所述导电系统包括进线端、出线端、动触头和静触头，所述进线端与所述智能电能表连接，所述动触头和静触头分别与所述进线端和出线端连接，所述操作机构用于控制所述动触头和静触头的导通与断开，所述电磁机构用于短路保护。
具体而言，所述电参量采样模块为互感器或锰铜分流器。
具体而言，所述智能电能表与主站连接。
具体而言，所述断路器和驱动模块通过拼接连接为一体。
在具体实施时，所述智能电能表具有计量等功能，所述智能断路器具有过电流保护和开断隔离功能，包括驱动断路器自动合闸和分闸的驱动装置，所述智能电能表与智能断路器通过外接导线实现电气连接，并通过无线连接传输数据信号。
所述智能电能表，包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块等。所述电参量采样模块由互感器或锰铜分流器组成，采集线路电压和电流信号；所述电能计量模块对电压、电流信号采样并处理转化为数字信号，所述数字处理模块将数字信号进行处理并通过通信模块传输。
所述智能断路器，包括断路器和驱动模块，所述断路器由导电系统、操作机构、电磁机构等组成，所述驱动装置由电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块等组成。所述导电系统包括进线端、出线端、动触头和静触头，所述进线端电连接于智能电能表，所述动触头和静触头电连接于断路器进线端和出线端，所述操作机构实现动触头与静触头的导通与断开，所述电磁机构可实现短路保护。所述驱动装置无线通信模块与电能表的通信模块相互连接传输信号，所述控制模块接收和处理无线信号并控制电机驱动齿轮机构运动，实现对断路器的自动合闸和分闸操作。
智能电能表不仅具有计量功能，同时检测线路故障并控制断路器分闸，智能断路器实现短路保护并配合智能电能表完成其他保护功能。以及当智能电能表计量欠费时，通过通信模块发出分闸信号，智能断路器无线通信模块接收到信号由控制模块控制齿轮机构使断路器分闸，当用户续费后，电能表通过通信模块发出合闸信号，智能断路器无线通信模块接收到信号由控制模块控制齿轮机构使断路器合闸。进一步，用户欠费后电能表可限制线路用电功率，当用电功率超过阈值时，控制断路器分闸。
智能断路器合闸或合闸状态信号通过无线通信模块发送至智能电能表，智能电能表记录并通过通信模块上传至主站；当线路发生故障时，智能电能表和智能断路器可进行数据交互，并记录故障信号并上传至主站。
基于上述实施例的另一实施方式中，提供了一种具有智能预付费系统方案，包括智能电能表和智能断路器，所述智能电能表，包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块等。所述智能断路器，包括断路器和驱动模块，所述断路器由导电系统、操作机构、电磁机构等组成，所述驱动装置由电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块等组成。其特征在于：所述智能电能表与智能断路器通过外接导线实现电气连接，并通过无线连接传输信号。所述电参量采样模块由互感器或锰铜分流器组成，采集线路电压和电流信号；所述电能计量模块对电压、电流信号采样并处理转化为数字信号，所述数字处理模块将数字信号进行处理并通过通信模块传输。所述断路器导电系统电连接于智能电能表，所述无线通信模块与电能表的通信模块相互连接传输信号，所述控制模块接收和处理无线信号并控制电机驱动齿轮机构运动，实现对断路器的自动合闸和分闸操作。
具体而言，所述智能电能表通过通信模块发出分闸指令，所述智能断路器通过无线通信模块接收分闸和合闸指令，并由控制模块控制齿轮机构运动使断路器进行分闸和合闸操作。
具体而言，智能电能表计欠费状态时，当线路用电功率超过预设阈值时，通过通信模块发出分闸指令，智能断路器通过无线通信模块接收分闸指令，并由控制模块控制齿轮机构运动使断路器进行分闸操作。
具体而言，所述智能断路器合闸或分闸状态信号通过无线通信模块发送，智能电能表通过通信模块接收状态信号。
具体而言，智能断路器故障保护分闸时，通过无线通信模块发送故障信号，智能电能表通过通信模块接收状态信号。
具体而言，智能电能表检测线路电参量，当达到设定阈值时，通过通信模块发送分闸或合闸指令，智能断路器通过无线通信模块接收分闸或合闸指令，并由控制模块控制齿轮机构运动使断路器进行分闸或合闸操作。
具体而言，所述智能电能表，包括电参量采样模块、电能计量模块、数字处理模块、通信模块等。所述电参量采样模块由互感器或锰铜分流器组成，采集线路电压和电流信号；所述电能计量模块对电压、电流信号采样并处理转化为数字信号，所述数字处理模块将数字信号进行处理并通过通信模块传输。所述智能断路器，包括断路器和驱动模块，锁定驱动模块具有无线通信模块，所述无线通信模块与智能电表通信模块进行数据交互，当智能电表发出欠费分闸信号时，智能断路器驱动装置接受到信号并控制断路器分闸，当智能电表发出续费合闸信号时，智能断路器驱动装置接受到信号并控制断路器合闸。智能电表检测线路电压等故障时发出分闸信号使智能断路器分闸并切断线路，断路器分闸或合闸状态及故障保护分闸信号通过驱动装置无线传输至智能电能表，再由智能电能表记录并通过通信模块上传至主站。
如图2所示，智能断路器的驱动装置2(即上述驱动模块)由电机、齿轮机构、控制模块和无线通信模块等组成。所述驱动装置无线通信模块与电能表的通信模块相互连接传输信号，所述控制模块接收和处理无线信号并控制电机驱动齿轮机构运动，实现对断路器的自动合闸和分闸操作。
如图3、4所示，所述断路器1与驱动装置2拼接安装，所述断路器1由操作机构11、电磁机构12、导电系统13等组成，所述导电系统13包括进线端131、出线端134、动触头132和静触头133，所述进线端131电连接于智能电能表，所述动触头132和静触头133电连接于断路器进线端131和出线端134，所述操作机构11实现动触头132与静触头133的导通与断开，所述电磁机构12可实现短路保护。
智能电能表通过电能计量模块实现计量功能，同时检测线路电压等故障并通过通信模块传输分闸信号至智能断路器，智能断路器无线通信模块接收分闸信号并通过控制模块控制齿轮机构使断路器分闸。以及当智能电能表计量欠费时，通过通信模块发出分闸信号，智能断路器无线通信模块接收到信号由控制模块控制齿轮机构使断路器分闸，当用户续费后，电能表通过通信模块发出合闸信号，智能断路器无线通信模块接收到信号由控制模块控制齿轮机构使断路器合闸。进一步，用户欠费后电能表也可限制线路用电功率，当用电功率超过阈值时，控制断路器分闸。智能断路器合闸或合闸状态信号通过无线通信模块发送至智能电能表，智能电能表记录并通过通信模块上传至主站；当线路发生故障时，智能电能表和智能断路器可进行数据交互，并记录故障信号并上传至主站。
可以看出，通过设置相连接的智能电能表和智能断路器，智能电能表和智能断路器通过无线连接以进行数据信号传输，从而通过智能电能表控制断路器的开闭，以及智能断路器也能够实时的检测线路的连通与闭合，能够将线路中的故障信息传输至智能电表，从而使得智能电力系统的数据交互，断路器不仅实现无线连接，同时实现智能控制与监测，进一步地有效的提高了电系统的安全性与便捷性。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920288791.0
申请日:2019-03-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209401114U
授权时间:20190917
主分类号:G07F 15/06
专利分类号:G07F15/06;G01R11/56;G08C17/02
范畴分类:40F;
申请人:中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;浙江正泰电器股份有限公司;浙江正泰仪器仪表有限责任公司
第一申请人:中国电力科学研究院有限公司
申请人地址:100192 北京市海淀区清河小营东路15号
发明人:张保亮;张蓬鹤;徐英辉;杜新纲;彭楚宁;卢科军;周长青;熊素琴;成达;潘卫红;何南海;蒋紫松;李龙涛
第一发明人:张保亮
当前权利人:中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;浙江正泰电器股份有限公司;浙江正泰仪器仪表有限责任公司
代理人:姜丽辉
代理机构:11266
代理机构编号:北京工信联合知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计