電能表用戶端刀閘開合檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種刀閘開合檢測電路，特別涉及一種電能表用戶端刀閘開合檢 測電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電能表的火線繼電器K1、零線繼電器K2均跳開的情況下，判斷用戶端刀閘K3的 跳閘、合閘狀態(tài)是一個很困難的問題，目前暫未查到類似功能的設(shè)計。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的是提供一種可以有效解決因用戶端刀閘安裝不當或用戶端刀 閘操作不當引起的觸電問題的電能表用戶端刀閘開合檢測電路。
[0004] 本實用新型提供的這種電能表用戶端刀閘開合檢測電路，包括刀閘檢測電路和繼 電器檢測電路，刀閘檢測電路包括兩路串聯(lián)電阻電路、高壓反向耐壓二極管、低漏電流管和 一號隔離與信號輸出電路，繼電器檢測電路包括兩路串聯(lián)電阻電路、高壓反向耐壓二極管、 低漏電流管和二號隔離與信號輸出電路；
[0005] 電能表零線繼電器的電壓輸入端通過刀閘檢測電路中一串聯(lián)電阻電路與該繼電 器的輸出端連接；電能表火線繼電器的電壓輸入端通過刀閘檢測電路中另一串聯(lián)電阻電路 與高壓反向耐壓二極管的陰極連接，該耐壓二極管的陽極經(jīng)由一號隔離與信號輸出電路的 輸入端與該繼電器的輸出端連接，該繼電器的輸出端還與低漏電流管的陽極連接，低漏電 流管的陰極與刀閘檢測電路中高壓反向耐壓二極管的陰極連接；一號隔離與信號輸出電路 的輸出端分別與電源和MCU連接，用于輸出用戶端跳合閘狀態(tài)判斷信號；
[0006] 火線繼電器的輸出端通過繼電器檢測電路中一串聯(lián)電阻電路與二號隔離與信號 輸出電路的輸入端連接，零線繼電器的輸出端通過繼電器檢測電路中另一串聯(lián)電阻電路與 二號隔離與信號輸出電路的輸入端連接，二號隔離與信號輸出電路的輸出端分別與電源和 MCU連接，用于輸出繼電器狀態(tài)檢測信號。
[0007] 所述串聯(lián)電阻電路包括依次串聯(lián)相接的三個電阻。所述電阻均采用68K歐姆、 1206封裝電阻。所述一號隔離與信號輸出電路包括光耦和濾波電路。所述二號隔離與信號 輸出電路包括光耦和濾波電路。所述光耦采用貼片光耦。所述濾波電路采用RC濾波電路， 且其中的電阻采用阻值為100K歐姆、0603封裝電阻，電容采用容值為1 #法拉、0603封裝 的貼片電容。
[0008] 本實用新型通過表計端簡單電路來實現(xiàn)對用戶端刀閘的跳閘、合閘檢測的功能， 且電路涉及安全可靠。
【附圖說明】
[0009] 圖1是低壓電網(wǎng)用戶的簡略接入電路圖。
[0010] 圖2是本實用新型的刀閘檢測電路圖。
[0011] 圖3是本實用新型的繼電器檢測電路圖。
[0012] 圖4是本實用新型的工作電壓與用戶端阻抗變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0013] 本實用新型使用簡單的低成本器件解決圖1中當表計火線繼電器K1、零線繼電器 K2跳閘的情況下，判斷用戶端刀閘K3的通斷的問題。
[0014] 如圖1所示，電能表安裝好以后，火線繼電器K1、零線繼電器K2將處于合閘狀態(tài)， 當用戶端刀閘合閘時就會得到電力供應(yīng)。
[0015] 圖中，UUUN表示火線、零線電壓輸入；UL_、UN_表示繼電器輸出端；VCC為表計電 源；K3為用戶端刀閘；F為用戶端短路熔絲；RL為用戶端負載。
[0016] 如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型包括刀閘檢測電路和繼電器檢測電路。電能 表火線繼電器的電壓輸入端通過刀閘檢測電路中串聯(lián)電阻電路與該繼電器的輸出端連接； 零線繼電器的電壓輸入端與刀閘檢測電路的另一串聯(lián)電阻電路連接，零線繼電器的輸出端 與刀閘檢測電路中的一號隔離與信號輸出電路連接。
[0017] 電能表火線繼電器的輸出端、零線繼電器的輸出端分別與繼電器檢測電路的兩路 串聯(lián)電阻電路連接。繼電器檢測電路的輸出端與MCU連接。
[0018] 如圖2所示，刀閘檢測電路包括兩路串聯(lián)電阻電路、高壓反向耐壓二極管D1、低漏 電流管D2和一號隔離與信號輸出電路。一路串聯(lián)電阻電路包括依次串聯(lián)相接的電阻R1、 電阻R2和電阻R3。另一路串聯(lián)電阻電路包括依次串聯(lián)相接的電阻R4、電阻R5和電阻R6。 一號隔離與信號輸出電路包括光親Nl和一號RC濾波電路。一號RC濾波電路包括電阻R13 和電容Cl。
[0019] 電能表零線繼電器K2的電壓輸入端UN通過依次串聯(lián)相接的電阻R1、電阻R2和 電阻R3與該繼電器K2的輸出端UN_連接。電能表火線繼電器Kl的電壓輸入端UL通過依 次串聯(lián)相接的電阻R4、電阻R5和電阻R6與高壓反向耐壓二極管Dl的陰極連接，該二極管 Dl的陽極與光耦Nl的陰極連接，光耦Nl的陽極與該繼電器Kl的輸出端UL_連接，該光耦 Nl的集電極與表計電源VCC連接，其射極與MCU連接，用于輸出用戶端跳合閘狀態(tài)判斷信號 USERCHECK。低漏電流管D2的陰極與火線繼電器Kl的輸出端UL_連接，其陽極與高壓反向 耐壓二極管Dl的陽極連接。一號RC濾波電路接于光耦Nl的射極與地之間。
[0020] 如圖3所示，繼電器檢測電路包括兩路串聯(lián)電阻電路、高壓反向耐壓二極管D3、低 漏電流管D4和二號隔離與信號輸出電路。一路串聯(lián)電阻電路包括依次串聯(lián)相接的電阻R7、 電阻R8和電阻R9。另一路串聯(lián)電阻電路包括依次串聯(lián)相接的電阻R10、電阻Rll和電阻 R12。二號隔離與信號輸出電路包括光親N2和二號RC濾波電路。二號RC濾波電路包括電 阻R14和電容C2。
[0021] 電能表火線繼電器Kl的輸出端UL_通過依次串聯(lián)相接的電阻R7、電阻R8和電阻 R9與光耦N2的陽極連接。零線繼電器K2的輸出端UN_通過依次串聯(lián)相接的電阻R10、電 阻Rll和電阻R12與高壓反向耐壓二極管D3的陰極連接；該二極管D3的陽極與光耦N2的 陰極連接。該光耦N2的集電極與表計電源VCC連接，其射極與MCU連接，用于輸出繼電器 狀態(tài)檢測信號RELAYCHECK。低漏電流管D2的陰極與光耦N2的陽極連接，其陽極與高壓反 向耐壓二極管D3的陽極連接。二號RC濾波電路接于光耦N2的射極與地之間。
[0022] 通過反復(fù)試驗，電路參數(shù)選擇是：電阻Rl至電阻12均為68K、1206封裝電阻；光耦 N1、光耦N2為貼片光耦；電阻R13、電阻R14選擇100K、0603封裝電阻；電容C1、電容C2為 luF、0603貼片電容。
[0023] 下面結(jié)合具體實驗數(shù)據(jù)對本實用新型的電路作進一步的分析說明。
[0024] (1)火線繼電器Kl和零線繼電器K2跳閘、用戶端刀閘K3跳閘。
[0025] 電網(wǎng)正半波電壓經(jīng)火線繼電器Kl的電壓輸入端UL流經(jīng)電阻R4-R5-R6被高壓反 向耐壓二極管Dl截止，低漏電流管D2用來保護低反向耐壓的光耦Nl。
[0026] 電網(wǎng)負半波電壓經(jīng)零線繼電器K2的電壓輸入端UN流經(jīng)電阻 R1-R2-R3-R10-R11-R12被高壓反向耐壓二極管D3截止，低漏電流管D4用來保護低反向耐 壓的光耦N2。
[0027] 此時，用戶端跳合閘狀態(tài)判斷信號USERCHECK、繼電器狀態(tài)檢測信號RELAYCHECK 均輸出低電平。
[0028] (2)火線繼電器Kl和零線繼電器K2跳閘、用戶端刀閘K3合閘。
[0029] 電網(wǎng)正半波電壓經(jīng)火線繼電器Kl的電壓輸入端UL流經(jīng)電阻R4-R5-R6被高壓反 向耐壓二極管Dl截止，低漏電流管D2用來保護低反向耐壓的光耦Nl。
[0030] 電網(wǎng)負半波電壓經(jīng)零線繼電器K2的電壓輸入端UN流向電阻R1-R2-R3-RL-光耦 Nl初級-D1-R6-R5-R