带漏电保护功能的电表专用继电器的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——带漏电保护功能的电表专用继电器。该专利由浙江豪顿电气有限公司申请，并于2016年12月28日获得授权公告。

内容说明

本实用新型涉及一种配合智能电表实现漏电保护、遥控合闸和费控功能的外置式电表专用继电器。

发明背景

近年来随着我国国民经济的飞速发展，涌现出了一大批的以加工为主的中小型企业；随着城镇规划建设进程的不断深入，房地产事业的发展取得了突飞猛进，先后出现了大大小小的各类型居民小区；良好的就业环境积极促进居民生活水平不断提高。而以上所有这些都离不开用电这个大环境，由此各行各业对供电质量、供电数量的要求越来越高，对供电的依赖性越来越强。与此同时，由于供电管理引发的一系列供用电纠纷、收费管理问题层出不穷。因此，继续完善线路末端用电管理、引进先进而实用的低压保护设备是当前的首要任务，也是合理解决供用电纠纷和创建和谐用电环境的捷径。

智能电表为实现费控功能，特别设计了内置的负荷控制开关，用来控制和切断用电末端主回路。虽然具有结构简单、节约成本的优势，但是由于该种内置负荷开关大大受限于电表本身紧凑的结构尺寸，只能采用通断能力较低的执行机构，在开断较大电流负荷时，极易损坏智能电表本身。此时需要更换整个电表，造成大量人力、物力的消耗。

目前市场上现有的预付费断路器，由于接线、组网过于复杂繁琐，当用户欠费跳闸或线路故障跳闸后，都需要人工现场手动复位合闸方可继续供电，无疑造成一线电工的实际工作量大大增加，因此其实用性并不高。

随着我国农网改造工作不断推进与深入，为满足经济发展、居民生活的实际需要，彻底解决当前线路末端供电系统中存在的问题是迫切需要的。因此，在当前推动社会发展和农村电网改造的大环境下，适时启动研究实施与智能电表配合的专用继电器，是顺应当前电网改造发展形势的，是十分必要的。这必将带来巨大的社会效益和经济效益，有助于进一步优化电网结构，积极提高实际供电质量，全面提升供电服务水平。经检索和市场调查，尚未发现有与智能电表配套使用的负荷控制、带有漏电保护功能和远程遥控合闸的继电器的资料报道和实物面市。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种带漏电保护功能的电表专用继电器。该继电器与智能式电度表配合，利用电表输出触电信号的通断，共同实现费控功能，控制用电末端实际用电情况。主要适用于交流50/60Hz ，额定工作电压220V/380V及以下、额定电流≤125A的三相四线低压电路，通过对电表输出控制信号的检测，用来配合电表管理、控制用电负荷输出，全面实现欠费跳闸、续费合闸的自动控制及工作状态在线检测功能，也可对线路或用电设备的接地、漏电、过电流、过欠压等故障起保护作用。

解决上述技术问题采用如下技术方案：本带漏电保护功能的电表专用继电器，包括外壳和电器装置，外壳分为顶盖和底座两部分，两者间的内空间为安装室，贴近顶盖内顶壁安装有基板即电路集成板，基板上有指示灯、按钮、档位、电表接口触件，顶盖的对应处有指示灯安装孔、按钮安装孔、档位安装孔和电表接口，顶盖上还有开关安装孔、进线柱和出线柱安装孔，外壳的底座内安装有进线柱和出线柱，三个磁保持继电器、电源变压器、三个电流互感器和一个零序互感器；电器装置包括电源电路，主控芯片电路，通信和控制电路、指示灯电路、采样电路；电源电路单相交流220V输入经过变压器降压，再桥堆进行整流变成直流，通过稳压块输出5V，为主控芯片电路、通信和控制电路、指示灯电路和采样电路提供稳定的5V电源和12V电源；电源电路中的交流12V的输出端连接到采样电路的光耦输出端。

主控芯片电路连接通信和控制电路的中RS485芯片的数据输入端，连接通信和控制电路继电器控制芯片的数据输入端，连接通信和控制电路外部控制的输出端，连接通信和控制电路拨位开关的输出端；主控芯片电路连接指示灯电路输入控制端；主控芯片电路连接采样电路的漏电采样的输出端，连接采样电路的三相电流采样的输出端，连接采样电路的漏电采样的输出端，连接采样电路的同步信号检测的输出端。

本实用新型的有益效果是采用带漏电功能的电表专用继电器，配合智能电表管理、控制用电负荷输出，全面实现欠费跳闸、续费合闸的自动控制及工作状态在线检测功能，也可对线路或用电设备的接地、漏电、过电流、过欠压等故障起保护作用。

采用本继电器可以实时监控用户的负荷状态和漏电状况，一旦超出，自动切断，保障用户的安全，同时如果需要恢复供电，不必亲临现场手动分合闸，可远程控制分合闸，省时、省劳、安全、效率高。