一种电能计量箱及其防误触控制方法与流程

本发明涉及一种电能计量箱及其防误触控制方法，属于电力设备。

背景技术：

1、电能计量箱是电力系统中用于集中安装电能表、断路器及接线端子等供电设施的关键设备，广泛应用于住宅小区、工商业区等用电场所。接线端子组件作为连接供电母线与用户计量设备的核心枢纽，承载着较大的电流负荷。在长期运行过程中，接线端子各导电接触面和紧固螺丝的机械稳定性直接影响着整个计量箱乃至配电网络的供电安全。

2、然而，由于接线端子长期通过大电流，在电热效应的作用下极易发生热胀冷缩，从而导致内部紧固螺丝逐渐产生机械蠕变并发生微幅松动。紧固螺丝一旦松动，端子接触电阻将急剧增大，从而在局部产生严重的异常发热甚至引发电气火灾隐患。现有的检测手段通常采用红外温度传感器或在螺丝下增设普通弹簧垫圈，但弹簧垫圈无法阻止长期的材料蠕变，而红外温度传感器成本高昂且多属于发热后的事后报警。若引入高灵敏度的机械触点结构来检测螺丝位移，计量箱由于常受到路边重型卡车驶过、强风吹动电线杆等外部机械震动干扰，容易在临界触发状态下产生高频电平毛刺或引起结构的永久误吸附，导致后台系统频繁误报。因此，亟需对现有技术进行改进，以解决现有电能计量箱由于接线端子松动极易引发火灾隐患且容易受外部震动干扰产生误触发的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种电能计量箱及其防误触控制方法。

2、第一方面，本发明提供一种电能计量箱，包括箱体；固设于箱体内的主控模块与无线通信模块，主控模块与无线通信模块电连接；以及安装于箱体内的接线端子组件；接线端子组件包括绝缘外壳、紧固螺丝、双稳态拱形弹片以及复合磁吸触点；紧固螺丝螺纹连接于绝缘外壳上，用于通过轴向位移压紧或释放导线；双稳态拱形弹片固设于绝缘外壳内部，包括受力端和拱形突跳端，受力端延伸至紧固螺丝的压线受力侧，且在紧固螺丝处于拧紧状态下，受力端被紧固螺丝向下压迫，使拱形突跳端维持于形变向下的第一稳态；复合磁吸触点固设于绝缘外壳内部，且位于拱形突跳端处于向上突跳后的第二稳态位置的正上方；复合磁吸触点包括带有导电镀层的永磁体以及绕设于永磁体外围的反向释放线圈，永磁体与主控模块的中断输入端电连接，反向释放线圈与主控模块的控制输出端电连接；其中，紧固螺丝与复合磁吸触点在水平投影上相互错开。

3、优选地，双稳态拱形弹片为一体冲压成型的悬臂式不锈钢弹片；当紧固螺丝松动并释放对受力端的压迫力、且释放的能量越过双稳态拱形弹片的力学突跳临界点时，拱形突跳端瞬态向上形变翻转至第二稳态，并被其正上方的永磁体磁吸锁死，使拱形突跳端与复合磁吸触点的导电镀层保持静态接触导通。

4、进一步地，绝缘外壳的顶部内壁设有侧旁容置腔，复合磁吸触点内嵌固定于侧旁容置腔内；在拱形突跳端处于第一稳态时，复合磁吸触点与拱形突跳端之间留有 0.5 毫米至 1.0 毫米的垂直空气间隙。

5、优选地，箱体内还设有与主控模块电连接的震动传感器，用于实时监测箱体受到的外部机械震动g值。

6、进一步地，接线端子组件设置有多个，多个接线端子组件中的各个反向释放线圈分别独立连接至主控模块的不同的gpio控制引脚，各个永磁体分别独立连接至主控模块的不同的外部中断引脚。

7、第二方面，本发明还提供一种基于上述任一电能计量箱的防误触控制方法，该方法由主控模块执行，包括以下步骤：

8、s1：状态监测步骤：实时监测复合磁吸触点与双稳态拱形弹片之间的电平导通状态；

9、s2：震动时域判定步骤：当监测到电平导通状态由断开突变为闭合信号时，判断箱体是否接收到外部震动干扰；若存在外部震动干扰，则开启预设长度的时域等待窗口，并在时域等待窗口结束后，向复合磁吸触点的反向释放线圈输出一瞬态反向电流脉冲，以通过反向释放线圈产生的电磁场瞬态中和永磁体的固有磁场；

10、s3：状态二次重检步骤：在瞬态反向电流脉冲输出完毕后的预设毫秒级时间内，再次检测复合磁吸触点与双稳态拱形弹片之间的电平导通状态；

11、s4：真伪分流处理步骤：若二次检测的电平导通状态转为断开，则判定闭合信号为外部震动引起的假性误触发，主控模块自动清除本次触发记录并恢复监测状态；若二次检测的电平导通状态保持闭合，则判定为紧固螺丝发生真实松动，主控模块触发本地安全保护指令，并通过无线通信模块向物联网远端后台发送精准的端子松动火灾隐患预警信号。

12、优选地，在步骤s2中，瞬态反向电流脉冲的持续时间为 5 毫秒至 15 毫秒；在瞬态反向电流脉冲持续期间，永磁体对拱形突跳端的磁吸力降为零，以允许具备螺丝机械压迫力的双稳态拱形弹片利用自身弹力反向重置回第一稳态。

13、进一步地，在步骤s2中，判断箱体是否接收到外部震动干扰，具体包括：读取震动传感器输出的震动数据；若震动数据中的瞬时加速度大于预设安全阈值，或者震动数据与电能计量箱内电表的主动供电频率发生时域共振耦合，则判定存在外部震动干扰。

14、优选地，在步骤s4中，当判定为紧固螺丝发生真实松动并触发本地安全保护指令时，主控模块控制对应的电表执行主动限流限速控制，或者通过切断本地磁保持继电器以阻断该接线端子组件所在的用电回路。

15、本发明具有显著有益效果：通过对u型光电传感组件输出的连续电压信号进行高频监控与时序波形审计，彻底克服了传统数字开关量传感器存在的行程死区，能够精准识别由于合盖不严或异物卡滞带来的微小假闭合形变。系统利用开锁运维的确信状态作为物理零点，自动抓取全透光动态基准电压，利用软件控制逻辑实时对光学器件由于长期运行所产生的积灰、结露或自身光衰老化进行动态阈值补偿，在不增加硬件成本的前提下大幅延长了设备的免维护周期。

1.一种电能计量箱，其特征在于：包括箱体；

2.根据权利要求1所述的电能计量箱，其特征在于，所述双稳态拱形弹片为一体冲压成型的悬臂式不锈钢弹片；

3.根据权利要求1所述的电能计量箱，其特征在于，所述绝缘外壳的顶部内壁设有侧旁容置腔，所述复合磁吸触点内嵌固定于所述侧旁容置腔内；

4.根据权利要求1所述的电能计量箱，其特征在于，所述箱体内还设有与所述主控模块电连接的震动传感器，用于实时监测所述箱体受到的外部机械震动g值。

5.根据权利要求1所述的电能计量箱，其特征在于，所述接线端子组件设置有多个，多个所述接线端子组件中的各个反向释放线圈分别独立连接至所述主控模块的不同的gpio控制引脚，各个永磁体分别独立连接至所述主控模块的不同的外部中断引脚。

6.基于权利要求1-5任一所述的一种电能计量箱的防误触控制方法，其特征在于，所述方法由所述主控模块执行，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的防误触控制方法，其特征在于，在步骤s2中，所述瞬态反向电流脉冲的持续时间为 5 毫秒至 15 毫秒；

8.根据权利要求6所述的防误触控制方法，其特征在于，在步骤s2中，所述判断所述箱体是否接收到外部震动干扰，具体包括：

9.根据权利要求6所述的防误触控制方法，其特征在于，在步骤s4中，当判定为所述紧固螺丝发生真实松动并触发本地安全保护指令时，所述主控模块控制对应的电表执行主动限流限速控制，或者通过切断本地磁保持继电器以阻断该接线端子组件所在的用电回路。