Счетчик электрической энергии

Счетчик электрической энергии, прототипом которого является счетчик электрической энергии DELTAsingle концерна ABB, содержит корпус и электронный модуль, включающий в себя кнопку управления, при этом корпус включает в себя цоколь, кожух, колодку зажимов, выполненную в виде единой литьевой конструкции с цоколем. Кожух счетчика выполнен из прозрачного полимера по технологии литья в форме с декоративной пленкой (IMD), на которой предварительно размещены реквизиты счетчика и выполнена выпуклая мембрана, воздействующая на кнопку управления при этом электронный модуль может содержать одну или несколько плат с электронными компонентами, включающими в себя электромеханический или жидкокристаллический дисплей, индикатор функционирования, винтовые клеммы для вывода или ввода данных, преобразователь тока нагрузки, светодиод подсветки дисплея и реле отключения нагрузки. Существенным в счетчике является: элементы зацепления, позволяющие обеспечить сборку счетчика без винтов; элементы крепления плат, позволяющие реализовывать простые и многофункциональные счетчики электроэнергии, например, содержащие модемы дистанционной связи со счетчиком и реле отключения нагрузки; наличие разъема для оперативного подключения счетчика при его производстве. Конструкция реле отключения нагрузки позволяет без дополнительных соединений использовать выводы реле в качестве шунта, элементов колодки зажимов и элементов крепления реле. Это позволяет расширить номенклатуру счетчиков, расширить сферу их применения и снизить трудоемкость их изготовления.

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, а именно к конструкции и узлам приборов для учета электроэнергии в различных отраслях народного хозяйства.

Известен счетчик электрической энергии (патент на полезную модель 90568 опубл. 10.01.2010 г.), который содержит основание, верхнюю крышку с прозрачным окном, за которым устанавливается панель с реквизитами счетчика, клеммную колодку, выполненную из отдельных модулей и содержащую отдельные тоководы, электронный модуль, который может состоять из одной или нескольких плат, включающий в себя реле, которое гибкими выводами соединено с преобразователем тока нагрузки в виде шунта и тоководами клеммной колодки. Основным недостатком аналога является наличие съемной панели с реквизитами счетчика, что дает возможность путем ее замены организовывать конрафактное производство счетчиков. Другими недостатками известного аналога является наличие отдельных элементов клеммной колодки и большое количество элементов, соединяющих реле и зажимы клеммной колодки, что увеличивает размеры корпуса счетчика, его стоимость и трудоемкость сборки счетчика.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является счетчик электрической энергии DELTAsingle, выпускаемый концерном ABB (сайт www.abb.ru или www.tps-electro.ru/uploads/catalog/46_pdf.pdf). Указанный счетчик электроэнергии содержит электронный модуль с кнопкой управления, и корпус, включающий в себя цоколь, кожух, колодку зажимов, выполненную в виде единой литьевой конструкции с цоколем, при этом кожух выполнен из прозрачного полимера по технологии литья в форме с декоративной пленкой (IMD), на которой предварительно размещены реквизиты счетчика и товарный знак изготовителя, а также выполнена выпуклая мембрана, воздействующая на кнопку управления, расположенная над соответствующим отверстием в стенке кожуха. Соединение кожуха с цоколем производится самонарезными винтами, при этом электронный модуль содержит плату с электронными компонентами, включающими в себя жидкокристаллический дисплей, индикатор функционирования, винтовые клеммы для вывода или ввода данных, преобразователь тока нагрузки, светодиод подсветки дисплея. Цоколь содержит стойки с цилиндрическими выступами, фиксирующими положение платы электронного модуля, с помощью соответствующих отверстий на плате. Наиболее близкий аналог не содержит недостатков известного счетчика электрической энергии, так как реквизиты и товарный знак изготовителя нанесены на внутренней стороне пленки прилегающей к кожуху, представляющему единое целое с декоративной пленкой, и которая не может быть отделена от счетчика при его разборке. Тоководы преобразователя тока нагрузки являются элементами зажимов и не содержат дополнительных соединений, а крепление электронного модуля осуществляется без винтовых соединений. Корпус ближайшего аналога имеет существенно меньшие размеры, однако его конструкция не содержит крепежных элементов, позволяющих разместить шунт, реле и другие платы, содержащие, например, радиомодем или иные устройства для дистанционной передачи данных со счетчика или управления счетчиком на расстоянии. Тем самым конструкция счетчика не позволяет расширить его функциональные возможности и сужает сферу его применения. Кроме того, наличие винтовых соединений деталей корпуса увеличивает трудоемкость сборки счетчика.

Задачей, решаемой предлагаемым устройством, является расширение функциональных возможностей и сферы применения счетчика электрической энергии без существенного увеличения габаритов корпуса, а также снижение трудоемкости его изготовления.

Поставленная задача решается тем, что счетчик электрической энергии, содержащий корпус и электронный модуль, включающий в себя кнопку управления, а корпус содержит цоколь, кожух, колодку зажимов, выполненную в виде единой литьевой конструкции с цоколем, при этом кожух выполнен из прозрачного полимера по технологии литья в форме с декоративной пленкой, на которой предварительно размещены реквизиты счетчика и выполнена выпуклая мембрана, расположенная над соответствующим отверстием в стенке кожуха и взаимодействующая с кнопкой управления, а электронный модуль может содержать одну или несколько плат с электронными компонентами, включающими в себя электромеханический или жидкокристаллический дисплей, индикатор функционирования, винтовые клеммы для вывода или ввода данных, преобразователь тока нагрузки, светодиод подсветки дисплея и реле отключения нагрузки, а цоколь содержит стойки с цилиндрическими выступами, фиксирующими положение одной из плат электронного модуля, с помощью соответствующих отверстий на плате, в соответствии с предлагаемым техническим решением в корпус дополнительно введены одни цилиндрические стойки с отверстиями, на которых может устанавливаться другая плата электронного модуля, две первые и две вторые прямоугольные стойки, размещенные в верхних углах цоколя и кожуха соответственно, и элементы зацепления, выполненные в виде пластин с размещенными на их концах выступами в форме призмы, при этом первые стойки выступают за высоту стенок цоколя, а вторые стойки содержат прямоугольные сквозные отверстия, размеры которых соотнесены с размерами первых прямоугольных стоек, а внутрь сквозных отверстий введены перегородки, имеющие прямоугольные отверстия, при этом первые элементы зацепления размещены на двух первых прямоугольных стойках, а вторые элементы зацепления размещены на дне цоколя, при этом одни цилиндрические стойки с отверстиями расположены на дне цоколя и вместе с элементами зацепления выполнены в виде единой литьевой конструкции с цоколем.

В электронный модуль может быть дополнительно введен разъем типа «гнездо», а в кожух дополнительно введено отверстие со стенками, размеры которого соизмеримы с размерами дополнительного разъема, а в одну из плат электронного модуля введены прямоугольные пазы, при этом индикатор функционирования выполнен как часть жидкокристаллического дисплея в виде нескольких сегментов круга, которые могут быть засвечены или погашены последовательно в одном или в противоположном направлении с частотой пропорциональной мощности нагрузки, подключенной к счетчику, и могут отражать наличие, величину и направление тока в нагрузке.

В корпус может быть дополнительно введен держатель кнопки управления, выполненный в виде единой литьевой конструкции, а в кожух введены две сплошные цилиндрические стойки, расположенные по диаметру соответствующего отверстия в стенке кожуха, при этом держатель содержит основание с отверстиями, упоры и два третьих элемента зацепления и закреплен в кожухе с помощью отверстий в основании и сплошных цилиндрических стоек путем их оплавления.

В цоколь могут быть введены две другие цилиндрические стойки с отверстиями, а выводы реле отключения нагрузки выполнены в виде двух плоских шин, первые и вторые части которых расположены в двух перпендикулярных друг к другу плоскостях, а вторые части шин одновременно служат частью зажимов и размещены в зажимной колодке, при этом в первую часть одной из шин установлена путем сварки пластина из манганина, являющаяся преобразователем тока нагрузки в виде шунта, а вторые части шин имеют отверстия, совмещенные с отверстиями на двух других цилиндрических стойках, на которых закреплено реле отключения нагрузки.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение функциональных возможностей и сферы применения счетчиков электрической энергии, снижение трудоемкости его изготовления без существенного увеличения размеров корпуса, что достигается за счет возможности включения в состав счетчика дополнительных устройств, например, модулей дистанционной передачи данных, реле отключения нагрузки путем введения дополнительных элементов крепления для плат электронного модуля, введением на кожухе держателя кнопки управления, с помощью которой может обеспечиваться подсветка дисплея и управление выводом данных на дисплей, а также за счет введения в счетчик дополнительных прямоугольных стоек, элементов зацепления, дополнительного разъема и конструкции выводов реле, упрощающих сборку счетчика.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг.1. Чертеж цоколя с необходимыми сечениями;

Фиг.2. Чертеж кожуха с необходимыми сечениями;

Фиг.3. Одна из плат электронного модуля;

Фиг.4. Чертеж держателя кнопки управления с необходимыми сечениями;

Фиг.5. Реле отключения нагрузки.

Устройство содержит цоколь 1, колодку зажимов 2, кожух 3, электронный модуль, который может содержать одну или несколько плат с электронными компонентам, в частности, одну из плат 4.

Цоколь 1 содержит одни цилиндрические стойки 5 с отверстиями, размещенные на дне цоколя 1, первые две прямоугольные стойки 6, размещенные в верхних углах цоколя, две другие цилиндрические стойки 7 с отверстиями, размещенные на дне цоколя 1, первые элементы зацепления 8, размещенные на стойках 6, вторые элементы зацепления 9, размещенные на дне цоколя 1, стойки для фиксации платы 10.

Кожух 2 содержит декоративную пленку 11 с реквизитами счетчика, в которой выполнена мембрана 12, соответствующее отверстие 13, две вторые прямоугольные стойки 14 с прямоугольными отверстиями, в которых расположены перегородки 15 с прямоугольными отверстиями 16, две сплошные стойки 17, дополнительное отверстие 18 со стенками 19.

Плата 4 содержит, в частности, жидкокристаллический дисплей 20, индикатор функционирования 21, винтовые клеммы 22, дополнительный разъем 23 типа «гнездо», светодиод 24 подсветки дисплея 20, отверстия 26 и пазы 27.

Держатель 28 содержит основание 29 с отверстиями 30, упоры 31 и третьи элементы зацепления 32.

Реле отключения нагрузки 33 содержит первые части выводов 34, вторые части выводов 35, пластину из манганина 36 и два отверстия 37, размещенные на вторых частях выводов 35.

Сборка счетчика электроэнергии производится в следующей последовательности. В цоколь 1, если это предусмотрено функцией счетчика, устанавливают реле отключения нагрузки 33, вторые части выводов 35 которого размещают в колодке зажимов 2 и закрепляют через отверстия 37 на стойках 7 самонарезными винтами. На стойки 5, если это предусмотрено функцией счетчика, закрепляют самонарезными винтами другую плату с электронными компонентами, например, радиомодем или другое устройство передачи данных. Электрическую связь между платами и реле осуществляют проводными разъемными или паяными соединениями. Плату 4 с электронными компонентами отверстиями 26 устанавливают на стойки 10, при этом вторые зацепления выступами в форме призмы проходят через пазы 27 в плате 3 и за поверхность платы 4 и фиксируют ее от перемещения в любых направлениях. В кожух 3 устанавливают держатель кнопки управления 28, при этом соответствующее отверстие 13 располагают по центру держателя 28, а сплошные стойки 17 вводят в отверстия 30 основания 29. Части стоек 17, которые выходят из основания 29 оплавляют, чем образуют неразъемную связь держателя 28 и кожуха 3. Кнопку управления, в качестве которой используют, например, типовой микропереключатель Sitronic серии 06, устанавливают в держатель 28 до фиксации на упорах 31. При этом третьим элементом зацепления 32 заходят на нижнюю часть корпуса кнопки управления и удерживают ее в держателе 28. Кнопку управления разъемным проводным соединением подключают к плате 4. Кожух 3 соединяют с цоколем 1, при этом первые две прямоугольные стойки 6, выступающие за стенки цоколя 1, вместе с размещенными на них первыми элементами зацепления 8 входят в соответствующие прямоугольные отверстия в двух вторых прямоугольных стойках 14, а разъем 23 входит в отверстие 18 между стенками 19. Выступы в элементах зацепления 8 проходят в отверстия 16 в перегородках 15 и зацепляются за перегородки 15, что обеспечивает соединение кожуха 3 и цоколя 1 с установленным в нем электронным модулем в единую конструкцию. Окончательное закрепление цоколя с кожухом производят после метрологической приемки счетчика с помощью одного винта, который пломбируют.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет производить в одном корпусе счетчики с различными функциями для различных сфер применения, а в случае производства наиболее массовых моделей счетчиков, где электронный модуль содержит одну плату, обеспечивать сборку счетчика используя минимальное количество винтовых соединений, что существенно снижает трудоемкость сборки. Наличие дополнительного разъема типа «гнездо» позволяет оперативно подключать счетчик к стендовому оборудованию при его регулировке и поверке, что дополнительно снижает трудоемкость изготовления счетчика. Габариты предлагаемого счетчика электрической энергии составляют 72х101х65 мм и не имеют существенных отличий от габаритов счетчика DELTAsingle (72×95×63,5 мм). Незначительное отличие в габаритах вызвано другой конструкцией крышек зажимов, в которых, в отличие от счетчика DELTAsingle, предусмотрена защита винтовых клемм от попадания влаги.

1. Счетчик электрической энергии, содержащий корпус и электронный модуль, включающий в себя кнопку управления, а корпус содержит цоколь, кожух, колодку зажимов, выполненную в виде единой литьевой конструкции с цоколем, при этом кожух выполнен из прозрачного полимера по технологии литья в форме с декоративной пленкой, на которой предварительно размещены реквизиты счетчика и выполнена выпуклая мембрана, расположенная над соответствующим отверстием в стенке кожуха и взаимодействующая с кнопкой управления, а электронный модуль может содержать одну или несколько плат с электронными компонентами, включающими в себя электромеханический или жидкокристаллический дисплей, индикатор функционирования, винтовые клеммы для вывода или ввода данных, преобразователь тока нагрузки, светодиод подсветки дисплея и реле отключения нагрузки, а цоколь содержит стойки с цилиндрическими выступами, фиксирующими положение одной из плат электронного модуля с помощью соответствующих отверстий на плате, отличающийся тем, что в корпус дополнительно введены одни цилиндрические стойки с отверстиями, на которых может устанавливаться другая плата электронного модуля, две первые и две вторые прямоугольные стойки, размещенные в верхних углах цоколя и кожуха соответственно, и элементы зацепления, выполненные в виде пластин с размещенными на их концах выступами в форме призмы, при этом первые стойки выступают за высоту стенок цоколя, а вторые стойки содержат прямоугольные сквозные отверстия, размеры которых соотнесены с размерами первых прямоугольных стоек, а внутрь сквозных отверстий введены перегородки, имеющие прямоугольные отверстия, при этом первые элементы зацепления размещены на двух первых прямоугольных стойках, а вторые элементы зацепления размещены на дне цоколя, при этом одни цилиндрические стойки с отверстиями расположены на дне цоколя и вместе с элементами зацепления выполнены в виде единой литьевой конструкции с цоколем.

2. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что в электронный модуль дополнительно введен разъем типа «гнездо», дублирующий винтовые клеммы, в кожух дополнительно введено отверстие со стенками, размеры которого соизмеримы с размерами разъема, а в одну из плат электронного модуля введены прямоугольные пазы, при этом индикатор функционирования выполнен как часть жидкокристаллического дисплея в виде нескольких сегментов круга, которые могут быть засвечены или погашены последовательно в одном или противоположном направлении с частотой, пропорциональной мощности нагрузки, подключенной к счетчику, и могут отражать наличие, величину и направление тока в нагрузке.

3. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что в корпус дополнительно введен держатель кнопки управления, выполненный в виде единой литьевой конструкции, а в кожух введены две сплошные цилиндрические стойки, расположенные по диаметру соответствующего отверстия в стенке кожуха, при этом держатель содержит основание с отверстиями, упоры и два третьих элемента зацепления и закреплен в кожухе с помощью отверстий в основании и сплошных цилиндрических стоек путем их оплавления.

4. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что в цоколь введены две другие цилиндрические стойки с отверстиями, а выводы реле отключения нагрузки выполнены в виде двух плоских шин, первые и вторые части которых расположены в двух перпендикулярных друг к другу плоскостях, а вторые части шин одновременно служат частью зажимов и размещены в зажимной колодке, при этом в первой части одной из шин установлена путем сварки пластина из манганина, являющаяся преобразователем тока нагрузки в виде шунта, а вторые части шин имеют отверстия, совмещенные с отверстиями на двух других цилиндрических стойках, на которых закреплено реле отключения нагрузки.