Счетчик потребляемой электрической энергии
ELECTRIC ENERGY CONSUMPTION METER

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения количества потребляемой электрической энергии с более лучшими эксплуатационными возможностями и обеспечивающими расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде счетчика потребляемой электрической энергии.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание изобретения к патенту RU №2380712, в котором охарактеризован счетчик потребляемой электрической энергии и который содержит следующую совокупность существенных признаков:
- электроизолированный пустотелый корпус прямоугольной формы;
- печатную плату, установленную внутри электроизолированного пустотелого корпуса прямоугольной формы и подсоединенную своими питающимися выводами к выводам сети переменного напряжения и к входам нагрузки;
- источник постоянного напряжения, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения;
- датчик напряжения, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- датчик потребления тока фазного провода сети переменного тока, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами в рассечку фазного провода сети переменного напряжения, а своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- дополнительный датчик потребления тока фазного провода, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами в рассечку фазного провода сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника переменного напряжения;
- вычислитель количества потребляемой электрической энергии, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения и своими соответствующими (информационными) входами к соответствующим выходам датчика напряжения, датчика потребления тока фазного провода и дополнительного датчика потребления тока фазного провода сети переменного напряжения и обеспечивающим передачу со своего выхода в общий диспетчерский пункт сведений о количестве потребляемой электрической энергии.
Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и вышеохарактеризованного аналогичного технического решения являются:
- электроизолированный пустотелый корпус прямоугольной формы;
- печатная плата, подсоединенная своими питающимися выводами к выводам сети переменного напряжения и к выводам нагрузки;
- источник постоянного напряжения, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения;
- датчик напряжения, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- датчик потребления тока фазного провода сети переменного напряжения;
- дополнительный датчик потребления тока фазного провода сети переменного напряжения;
- вычислитель количества потребляемой электрической энергии, установленный на соответствующем участке печатной платы и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения и своими соответствующими (информационными) входами к выходам датчика напряжения и обеспечивающим передачу со своего выхода в общий диспетчерский пункт сведений о количестве потребляемой электрической энергии.
Известно также аналогичное техническое решение см., опубликованную на сайте «www.ao-rim.ru/rim-189.28» информацию о счетчике потребляемой электрической энергии, который выбран в качестве ближайшего аналога, прототипе и который содержит следующую совокупность существенных признаков:
- составной пластмассовый корпус, состоящий из основного и дополнительного каркасов прямоугольной формы, соединенных соответствующими участками своих поверхностей между собой;
- первую печатную плату, установленную внутри основного каркаса, подсоединенную своими питающимися выводами к выводам сети переменного напряжения и к входам нагрузки;
- источник постоянного напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения;
- датчик напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- радиопередатчик, для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии в центральный диспетчерский пункт, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- вторую печатную плату, установленную внутри дополнительного каркаса;
- радиоприемник, для приема радиосигналов с центрального диспетчерского пункта, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- датчик потребления тока фазного провода сети переменного напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими соответствующими входами в рассечку фазного провода сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- датчик потребления тока нулевого провода сети переменного напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими соответствующими входами в рассечку нулевого провода сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- вычислитель количества потребляемой электрической энергии, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими соответствующими входами к соответствующим выходам датчика напряжения, радиоприемника, источника постоянного напряжения, датчика потребления тока фазного провода и датчика потребления тока нулевого провода и своими соответствующими выходами к соответствующим входам первого радиопередатчика, для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии в центральный диспетчерский пункт;
- устройство для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии потребителю, установленное внутри основного каркаса и подсоединенное своими соответствующими входами к соответствующим выходам вычислителя количества потребляемой электрической энергии, своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения.
Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и прототипа являются:
- составной пластмассовый корпус, состоящий из основного и дополнительного каркасов;
- первая печатная плата, установленная внутри основного каркаса и подсоединенная своими питающимися выводами к выводам сети переменного напряжения и к соответствующим входам нагрузки;
- источник постоянного напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения;
- датчик напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения;
- первый радиопередатчик, для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии в центральный диспетчерский пункт;
- вторая печатная плата, установленная внутри дополнительного каркаса;
- радиоприемник, для приема радиосигналов;
- датчик потребления тока фазного провода;
- датчик потребления тока нулевого провода;
- устройство для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии потребителю, установленное внутри основного каркаса и подсоединенное своими соответствующими входами к соответствующим выходам вычислителя количества потребляемой электрической энергии и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных аналогичных технических решений, заключается в улучшении эксплуатационных возможностей и в расширении арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде счетчика потребляемой электрической энергии.
Причиной невозможного достижения вышеуказанного технического результата является то, что при наличии некоторых видов неисправностей в счетчике потребляемой электрической энергии и возникновении необходимости в отключении счетчика потребляемой электрической энергии от электрических проводов сети переменного напряжения, возникает необходимость в разрыве линии электропередачи и, соответственно, возникает опасность в прикосновении обслуживающего персонала к электрическим проводам и его поражении электрическим током, что не способствует наилучшим условиям эксплуатации счетчика потребляемой электрической энергии.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания счетчиков потребляемой электрической энергии с более лучшими эксплуатационными возможностями и обеспечивающими расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде счетчика потребляемой электрической энергии, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше достигается тем, что счетчик потребляемой электрической энергии, содержащий составной пластмассовый корпус, состоящий из основного и дополнительного каркасов, соединенных своими соответствующими участками между собой, первую печатную плату, установленную внутри основного каркаса и подсоединенную своими питающимися выводами к выводам сети переменного напряжения и к соответствующим входам нагрузки, источник постоянного напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения, датчик напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими входами к выводам сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения, радиоприемник для приема радиосигналов, первый радиопередатчик для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии в общий диспетчерский пункт контроля и учета потребления электрической энергии, вычислитель количества потребляемой энергии, установленный на соответствующем участке первой печатной платы и подсоединенный своими соответствующими входами к соответствующим выходам датчика напряжения и источника постоянного напряжения, устройство для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии потребителю, установленное внутри основного каркаса и подсоединенное своими питающимися входами к выходам источника постоянного напряжения и своими входами к соответствующим выходам вычислителя количества потребляемой электрической энергии, датчик потребления тока фазного провода сети переменного напряжения, датчик потребления тока нулевого провода сети переменного напряжения и вторую печатную плату, установленную внутри дополнительного каркаса, при этом основной каркас выполнен в виде корытообразной формы, с размещенным на соответствующем участке первой печатной платы устройством для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии потребителю, выполненным в виде второго радиопередатчика и с размещенным на соответствующем участке первой печатной платы радиоприемником для приема радиосигналов и подсоединенным своими питающимися входами к соответствующим выходам источника постоянного напряжения и своими выходами к соответствующим входам вычислителя количества потребляемой электрической энергии, дополнительный каркас выполнен в виде корытообразной формы, с размещенным на соответствующем участке второй печатной платы первым радиопередатчиком для передачи сведений о количестве потребляемой электрической энергии в общий диспетчерский пункт контроля и учета потребляемой электрической энергии, и соединенный соответствующими участками своих краев с соответствующими участками краев основного каркаса корытообразной формы между собой и снабжен блоком датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, выполненным в виде отдельного, съемного корпуса прямоугольной формы, печатной платы, установленной внутри отдельного, съемного корпуса прямоугольной формы со сквозными отверстиями, выполненными в отдельном съемном корпусе прямоугольной формы блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов и соосно расположенными со сквозными отверстиями, выполненными в области соединения краев основного и дополнительного каркасов корытообразной формы, датчика потребления тока фазного провода сети переменного напряжения, установленного на соответствующем участке печатной платы и подсоединенного своими соответствующими выходами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема, закрепленной на соответствующем участке левого края печатной платы, контактирующей соответствующими выводами своей приемной части с соответствующими выводами ответной части корпуса первого разъема, закрепленной на соответствующем участке правого края первой печатной платы, подсоединенными к соответствующим концам рассечки фазного провода сети переменного напряжения, а также подсоединенного своими питающимися входами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема и к соответствующим выходам источника постоянного напряжения и своими соответствующими выходами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема и к соответствующим входам вычислителя количества потребляемой электрической энергии, датчика потребления тока нулевого провода сети переменного напряжения, установленного на соответствующем участке печатной платы и подсоединенного своими соответствующими выводами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема и к соответствующим концам рассечки нулевого провода сети переменного напряжения, а также подсоединенного своими питающимися входами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема и к соответствующим выводам источника постоянного напряжения и своими соответствующими выходами к соответствующим выводам приемной части корпуса первого разъема и к соответствующим входам вычислителя количества потребляемой электрической энергии и снабжен вторым разъемом, закрепленным корпусом своей ответной части на соответствующем участке правого края печатной платы блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения и подсоединенным соответствующими выводами своей ответной части к соответствующим выходам источника постоянного напряжения и к соответствующим выходам вычислителя количества потребляемой электрической энергии, а также закрепленным корпусом своей приемной части на соответствующем участке левого края второй печатной платы и контактирующей выводами своей ответной части с выводами приемной части и подсоединенной соответствующими выводами своей приемной части к соответствующим питающимся входам источника постоянного напряжения и к соответствующим управляемым входам первого радиопередатчика, установленного на соответствующем участке второй печатной платы и обеспечивающего передачу сведений о количестве потребляемой электрической энергии в общий диспетчерский пункт, при этом корпус блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения установлен своими боковыми продольными поверхностями в углублениях, выполненных внутри основного и дополнительного каркасов корытообразной формы.
Введение в счетчик потребляемой электрической энергии (в прототип) блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, выполненного в виде отдельного съемного корпуса прямоугольной формы с расположенными и с соответствующими подсоединениями соответствующих узлов и конструктивных элементов, входящих в состав счетчика потребляемой электрической энергии, как указано выше, позволяет осуществить поступление с выхода датчика, измеряемой величины потребляемого напряжения на соответствующие входы вычислителя количества потребляемой электрической энергии и осуществить поступление с выходов датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, расположенных в корпусе отдельного съемного блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения и через соответствующие разъемы, на соответствующие входы вычислителя количества потребляемой электрической энергии и произвести вычисление количества потребляемой электрической энергии, которое с помощью радиоприемника и второго радиопередатчика, непосредственно, фиксируется потребителем, а через соответствующие разъемы, установленные в корпусе отдельного, съемного блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, обеспечивают поступление вычислительных значений количества потребляемой электрической энергии на управляющие входы первого радиопередатчика и передачу их в общий диспетчерский пункт учета количества потребляемой электрической энергии, при этом, например, при обнаружении, каких-либо видов неисправностей в счетчике потребляемой электрической энергии, отпадает необходимость (при отключении счетчика) в разрыве электрических проводов сети переменного напряжения от выводов счетчика потребляемой электрической энергии, предотвращая и устраняя тем самым какие-либо неисправности, исключая также и прикосновения обслуживающего персонала к электрическим проводам сети переменного напряжения и улучшая, таким образом, эксплуатационные возможности, предлагаемого к патентованию счетчика потребляемой электрической энергии и обеспечивая расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде счетчика потребляемой электрической энергии. В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит, как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков, что позволило сделать вывод о наличии критериев патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень» предлагаемого к патентованию счетчика потребляемой электрической энергии.
Предлагаемый счетчик потребляемой электрической энергии, поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлена функционально-конструктивная схема счетчика потребляемой электрической энергии, на фиг. 2 представлена конструкция общего вида счетчика потребляемой электрической энергии, на фиг. 3 представлена конструкция блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения и на фиг. 4 представлена схема установки блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения.
Предлагаемый к патентованию счетчик потребляемой электрической энергии содержит:
- составной пластмассовый корпус прямоугольной формы, состоящий из основного - 1 и дополнительного - 2 каркасов корытообразной формы, соединенных соответствующими участками своих краев между собой;
- первую печатную плату - 3, установленную внутри основного каркаса - 1 и подсоединенную своими питающимися выводами - 4, 5 к выводам сети переменного напряжения и к соответствующим входам - 6,7 нагрузки;
- источник - 8 постоянного напряжения установленный на соответствующем участке первой печатной платы - 3 и подсоединенный своими входами к выводам - 4, 5 сети переменного напряжения;
- датчик - 9 напряжения, установленный на соответствующем участке первой печатной платы - 3 и подсоединенный своими входами к выводам - 4, 5 сети переменного напряжения и своими питающимися входами к выходам источника - 8 постоянного напряжения;
- радиоприемник - 10, установленный на соответствующем участке первой печатной платы - 3 и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника - 8 постоянного напряжения;
- второй радиопередатчик - 11, установленный на соответствующем участке первой печатной платы - 3 и подсоединенный своими питающимися входами к выходам источника - 8 постоянного напряжения;
- вычислитель - 12 количества потребляемой электрической энергии, установленный на соответствующем участке первой печатной платы - 3 и подсоединенный своим первым и вторым входами к выходам датчика - 9 напряжения, своим третьим и четвертым входами к выходам радиоприемника - 10, своим пятым и шестым входами к выходам источника - 8 постоянного напряжения, своим первым и вторым выходами к соответствующим входам второго радиопередатчика - 11;
- блок датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, выполненный в виде отдельного съемного корпуса - 13 прямоугольной формы, печатной платы - 14, установленной внутри отдельного съемного корпуса - 13 прямоугольной формы со сквозными отверстиями - 15, 16, выполненный в отдельном съемном корпусе - 13 прямоугольной формы блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов и соосно расположенными со сквозными отверстиями - 17, 18, выполненными в области соединения краев основного - 1 и дополнительного - 2 каркасов корытообразной формы, датчика - 19 потребления тока фазного провода сети переменного напряжения, установленного на соответствующем участке печатной платы - 14 и подсоединенного своими соответствующими выводами - 1, 2 к соответствующим выводам приемной части - 20 корпуса первого разъема, закрепленной на соответствующем участке левого края печатной платы - 14, контактирующей соответствующими выводами своей приемной части - 20 с соответствующими выводами ответной части - 21 корпуса первого разъема, закрепленной на соответствующем участке правого края печатной платы - 3, подсоединенными к соответствующим концам рассечки фазного провода сети переменного напряжения, а также подсоединенного своими питающимися входами к соответствующим выводам приемной части - 20 с соответствующими выводами ответной части - 21 корпуса первого разъема, закрепленной на соответствующем участке правого края печатной платы - 3, подсоединенный к соответствующим концам рассечки фазного провода сети переменного напряжения, а также подсоединенного своими питающимися входами к соответствующим выводам приемной части - 20 корпуса первого разъема, и к соответствующим выходам - 5, 6 источника - 8 постоянного напряжения и своими соответствующими выходами к соответствующим выводам приемной части - 20 корпуса первого разъема и к соответствующим входам - 7, 8 вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии, датчика - 22 потребления тока нулевого провода сети переменного напряжения, установленного на соответствующем участке печатной платы - 14 и подсоединенного своими соответствующими выводами - 1, 2 к соответствующим выводам приемной части - 20 корпуса первого разъема и к соответствующим концам рассечки нулевого провода сети переменного напряжения, а также подсоединенного своими питающимися входами к соответствующим выводам приемной части - 20 и к соответствующим выходам - 5, 6 источника - 8 постоянного напряжения и своими соответствующими выходами к соответствующим выводам приемной части - 20 и к соответствующим входам - 9, 10 вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии;
- второй разъем, закрепленный корпусом своей ответной части - 23 на соответствующем участке правого края печатной платы - 14 блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения и подсоединенный соответствующими выводами своей ответной части - 23 к соответствующим выходам - 5, 6 источника - 8 постоянного напряжения и к соответствующим выходам - 3, 4 вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии, а также закрепленный корпусом своей приемной части - 24 на соответствующем участке левого края второй печатной платы - 25, установленной внутри дополнительного каркаса - 2 корытообразной формы и контактирующий выводами своей ответной части - 23 с выводами приемной части - 24, и подсоединенный соответствующими выводами своей приемной части - 24 к соответствующим питающимся входам - 5, 6 и к соответствующим управляемым входам первого радиопередатчика - 26, установленного на соответствующем участке второй печатной платы - 25, и обеспечивающего передачу сведений о количестве потребляемой электрической энергии в общий диспетчерский пункт.
При этом корпус блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения установлен своими боковыми продольными поверхностями в углублениях - 27, 28, выполненных внутри основного - 1 и дополнительного - 2 каркасов корытообразной формы.
Предлагаемый счетчик потребляемой электрической энергии работает следующим образом.
После установки счетчика потребляемой электрической энергии, своими сквозными отверстиями - 17, 18, на соответствующих участках проводов сети переменного напряжения и подключения выводов -5,6 счетчика потребляемой электрической энергии к соответствующим выводам сети переменного напряжения и выводов - 6, 7 к нагрузке, осуществляют выпрямление переменного напряжения и получают постоянное напряжение на выходе источника - 8 постоянного напряжения, которое поступает на соответствующие питающиеся входы радиоприемника - 10, второго радиопередатчика - 11, на соответствующие входы - 5, 6 вычислителя количества потребляемой электрической энергии, на соответствующие входы датчика - 9 напряжения, на соответствующие питающиеся входы датчика - 19 потребления тока фазного провода сети переменного напряжения, включенного своими выводами - 1, 2 в рассечку фазного провода и датчика - 22 потребления тока нулевого провода сети переменного напряжения, включенного своими выводами - 1, 2 в рассечку нулевого провода сети переменного напряжения, а также на соответствующие питающиеся входы первого радиопередатчика - 26.
При поступлении измеряемых значений переменного напряжения сети на первый и второй входы вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии и значений тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения на соответствующие выводы - 7, 8 и 9, 10 вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии, в котором посредством перемножений и соответствующих вычислений определяют величину потребляемой электрической энергии, значение которой поступает с третьего и четвертого выходов вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии на соответствующие управляющие входы первого радиопередатчика - 26, обеспечивающего передачу сведений о количестве потребляемой электрической энергии данным счетчиком потребляемой электрической энергии в общий диспетчерский пункт для последующего учета и контроля, а также с первого и второго выходов вычислителя - 12 количества потребляемой электрической энергии, сведения о количестве потребляемой электрической энергии поступают на соответствующие управляющие входы второго радиопередатчика - 11, по запросу на который, через радиоприемник -10, потребитель электрической энергии узнает о количестве потребленной электрической энергии и осуществляет соответствующую оплату.
Таким образом, предлагаемый счетчик потребляемой электрической энергии, за счет введения в его конструкцию съемного блока датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения, с расположенными внутри корпуса, датчиков потребления тока фазного и нулевого проводов сети переменного напряжения и установленного своими боковыми продольными краями в углублениях, выполненных внутри основного и дополнительного каркасов исключают, при обнаружении некоторых видов неисправностей в счетчике потребляемой электрической энергии или при проведении технических работ, требующих демонтажа счетчика потребляемой электрической энергии, разрывы электрических проводов сети переменного напряжения, исключая при этом возможность прикосновения обслуживающего персонала к проводам сети переменного напряжения и поражения электрическим током и улучшая тем самым эксплуатационные условия выполнения некоторых видов ремонта счетчика потребляемой электрической энергии. Поэтому предлагаемый счетчик потребляемой электрической энергии займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.