计量型真空断路器及计量系统技术领域
本发明涉及断路器技术领域，具体涉及到一种计量型真空断路器及计量系统。
背景技术
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时
间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
真空断路器属于断路器的一种，真空断路器以真空为绝缘介质，具有绝缘水平高、
开断能力强、触头磨损率小、寿命长等特点，在10kV输、配电系统得到广泛应用。
现有技术中，对应的电能计量，一般由电流、电压互感器及计量箱内电能表来完
成。常规的10kV配电系统，高压电流经隔离开关输入真空断路器，再经电流、电压计量互感
器，接到三相电力变压器的输入端，经变压器降压后向用户供电。电能计量控制、预付费抄
表、负荷控制往往在用户端以计量电表的提示实现，不能实现远程精准控制。此外，真空断
路器、高压计量箱与计量型电流互感器、计量型电流互感器这几者之间分体设置，在这样往
往导致这个设备占用空间较大，成本高，不利于装置的小型化发展。
因此，如何实现真空断路器和计量电表小型化，减少成本成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于实现真空断路器和计量电表小型化，减少成本。为
此，根据第一方面，本发明实施例提供了一种计量型真空断路器，包括：
计量电流互感器，用于与交流电网互感，在交流电流感应下输出计量电流；计量电
压互感器，用于与交流电网互感，在交流电压的感应下输出计量电压；计量装置，与计量电
流互感器和计量电压互感器连接，用于接收计量电流和计量电压得到计量结果；计量电流
互感器、计量电压互感器和计量装置集成一体
优选地，计量电压互感器还用于在交流电压的感应下输出控制电压。
优选地，计量型真空断路器还包括：合闸装置，与计量电压互感器的输出端连接，
用于接收控制电压，并将控制电压转换成第一驱动电压，以驱动断路器合闸；分闸装置，与
计量电压互感器的输出端连接，用于接收控制电压，并将控制电压转换成第二驱动电压，以
驱动断路器分闸。
优选地，合闸装置包括：第一整流桥，通过合闸按钮和第一磁吹开关与计量电压互
感器的输出端连接，用于接收控制电压，并将控制电压转换成第一驱动电压；合闸线圈，与
第一整流桥连接，用于在第一驱动电压的驱动下驱动断路器合闸；合闸提示单元，通过第一
辅助开关与计量电压互感器的输出端连接，用于在断路器合闸时，第一辅助开关闭合以发
出合闸提示。
优选地，分闸装置包括：第二整流桥，通过分闸按钮和第二磁吹开关与计量电压互
感器的输出端连接，用于接收控制电压，并将控制电压转换成第二驱动电压；分闸线圈，与
第二整流桥连接，用于在第二驱动电压的驱动下驱动断路器分闸；分闸提示单元，通过第二
辅助开关与计量互感器的输出端连接，用于当断路器分闸时，第二辅助开关闭合以发出分
闸提示。
优选地，计量型真空断路器还包括：储能装置，储能装置包括第三整流桥、操作机
构和第三磁吹开关；第三整流桥分别与计量电压互感器的输出端、操作机构和第三磁吹开
关连接，用于接收控制电压，并将控制电压转换成第三驱动电压，以驱动操作机构储能。
优选地，计量型真空断路器还包括：保护电流互感器，与交流电源互感，用于在交
流电流的感应下输出保护电流；浪涌控制器，与所述保护电流互感器连接，用于接收保护电
流；在保护电流大于浪涌控制器的预定电流时，浪涌控制器接通分闸按钮，控制断路器分
闸。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种计量系统，包括：上述任一项计量型真空
断路器；通信装置，与计量装置连接，用于接收计量装置的计量结果；远程控制终端，与通信
装置交互，用于根据计量装置的计量结果控制断路器分闸或合闸。
本发明实施例提供的计量型真空断路器，通过计量电流互感器，与交流电网互感，
用于在交流电流感应下输出计量电流；计量电压互感器，与交流电网互感，用于在交流电压
的感应下输出计量电压；计量装置，与计量电流互感器和计量电压互感器连接，用于接收计
量电流和计量电压得到计量结果。计量电流互感器、计量电压互感器分别与计量装置连接，
计量装置直接获取计量电流和计量电压，计量电流互感器、计量电压互感器和计量装置集
成一体。从而，既保持原有真空断路器的控制功能，又保留了高压计量箱的计量功能，有效
地减小设备体积和成本，方便用户的安装和使用。
此外，本发明实施例提供的计量系统，通过计量型真空断路器采集计量电流信息
和计量电压信息，计量装置得到计量结果，通过通信装置将计量结果发送至远程控制端，远
程控制端根据计量电流信息和计量电压信息控制计量型断路器分闸或合闸，同时，可以实
时提醒用户的用电量，从而，实现了对用户用电远程精准的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实施例的一种计量型真空断路器计量电路原理示意图；
图2示出了本实施例的一种计量型真空断路器短路控制电路原理示意图；
图3示出了本实施例的一种计量系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以
是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员
而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第
三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例提供了一种计量型真空断路器，如图1所示，该断路器包括：
计量电流互感器10，与交流电网互感，用于在交流电流感应下输出计量电流。
计量型电压互感器20，与交流电网互感，用于在交流电压的感应下输出计量电压。
计量装置30，与计量电流互感器和计量电压互感器连接，用于接收计量电流和计
量电压得到计量结果.
下面将结合图1详细描述计量型真空断路器的信号流和工作原理，交流电流，例如
可以为10kV交流电，经隔离开关输入断路器的复合套管，经第一高压电缆、计量电流互感器
10、第二高压电缆、静端支架、真空灭弧室、软联接、静端支架、复合套管到真空断路器的输
出端。计量型真空断路器在合闸状态，交流电流流过计量电流互感器10时，在计量电流互感
器的二次侧感应输出预定电流，例如5A电流，即计量电流，计量装置30接收计量电流；计量
型真空断路器在合闸状态，交流电压输入端接有计量电压互感器20，计量电压互感器的一
次侧和二次侧可以采用V型连接，可以在交流电压的感应下输出计量电压，例如，在10kV的
三相电压感应下输出三相100V的感应电压，计量电流和计量电压可以通过铠装电缆输入到
计量装置20中，计量装置20根据计量电流和计量电压得到计量结果。
在优选的实施例中，计量电压互感器还用于在交流电压的感应下输出控制电压。
在具体的实施例中，控制电压用于控制计量型真空断路器的合闸与分闸，输出的控制电压
可以为220V交流电压。
在优选的实施例中，如图2所示，计量型真空断路器还可以包括：
合闸装置40，与计量电压互感器的输出端连接，用于接收控制电压，并将控制电压
转换成第一驱动电压，以驱动断路器合闸。在具体的实施例中，合闸装置还可以包括：第一
整流桥41，通过合闸按钮44和第一磁吹开关45与计量电压互感器20的输出端连接，用于接
收控制电压，并将控制电压转换成第一驱动电压；合闸线圈42，与第一整流桥41连接，用于
在所述第一驱动电压的驱动下驱动断路器合闸；合闸提示单元43，通过第一辅助46开关与
计量电压互感器20的输出端连接，用于在断路器合闸时，第一辅助开关46闭合以发出合闸
提示。在具体的实施例中，当合闸按钮44按下控制电压经第一磁吹开关45和开关接通，控制
电压经第一整流桥整流后驱动合闸线圈使断路器合闸，同时合闸提示单元例如，红色指示
灯经过第一辅助开关与电源接通，红色指示灯亮，表示断路器处于合闸状态。
分闸装置50，与计量电压互感器20的输出端连接，用于接收控制电压，并将控制电
压转换成第二驱动电压，以驱动断路器分闸。在具体的实施例中，分闸装置还可以包括：第
二整流桥51，通过分闸按钮54与计量电压互感器20的输出端连接，用于接收控制电压，并将
控制电压转换成第二驱动电压；分闸线圈52，与第二整流桥51连接，用于在第二驱动电压的
驱动下驱动断路器分闸；分闸提示单元53，通过第二辅助55开关与计量电压互感器20的输
出端连接，用于在断路器分闸时，第二辅助开关55闭合以发出合闸提示。在具体的实施例
中，当分闸按钮54按下电路接通，控制电压经第二整流桥整流后驱动分闸线圈使断路器合
闸，同时分闸提示单元例如绿色指示灯，经过第二辅助开关与电源连接，绿色指示灯亮，表
示断路器处于分闸状态。
在优选的实施例中，计量型真空断路器还可以包括：
储能装置60，储能装置包括第三整流桥61、操作机构62和第三磁吹开关63。第三整
流桥分别与计量电压互感器的输出端、操作机构和第三磁吹开关连接，用于接收控制电压，
并将控制电压转换成第三驱动电压，以驱动操作机构储能。
在优选的实施例中，计量型真空断路器还可以包括：保护电流互感器70，与交流电
源互感，用于在交流电流的感应下输出保护电流；浪涌控制器80，与保护电流互感器连接，
用于接收保护电流；在保护电流大于浪涌控制器的预定电流时，浪涌控制器接通分闸按钮，
控制断路器分闸。在负荷瞬间变化，雷电感应等自然环境影响，会发生浪涌电流而使断路器
发生误分闸，涌流控制器80内可以有防涌流装置，能保证供电线路产生浪涌电流时延时0～
180ms跳闸，例如，可以延时100ms跳闸，能有效地避免输电线路短时浪涌电流而产生误跳
闸，提高供电可靠性。
通过计量电流互感器，与交流电网互感，用于在交流电流感应下输出计量电流；计
量电压互感器，与交流电网互感，用于在交流电压的感应下输出计量电压；计量装置，与计
量电流互感器和计量电压互感器连接，用于接收计量电流和计量电压得到计量结果。计量
电流互感器、计量电压互感器分别与计量装置连接，计量装置直接获取计量电流和计量电
压，从而，既保持原有真空断路器的控制功能，又保留了高压计量箱的计量功能，有效地减
小设备体积和成本，方便用户的安装和使用
本发明实施例还提供了一种计量系统，该系统可以包括：上述实施例描述的任意
一项计量型真空断路器100；通信装置200，与计量装置连接，用于接收计量装置的计量结
果；远程控制终端300，与通信装置200交互，用于根据计量装置的计量结果控制断路器分闸
或合闸。在具体的实施例中，计量装置还装有远程控制终端300，计量装置采集的电流信号
和电压信号送到远程控制终端，可以通过通信模块200例如GPRS无线数据通信模块，可以利
用无线网络进行局内控制计算机(简称后台)的信息联通，局内计算机和计量装置的远程控
制终端300组合成一体，可以将用户预存电费换算成电量，直接存入局内控制计算机，并可
以下传至计量装置内的远程控制终端300，当用户使用的电量达到设定值时，远程控制终端
300自动向后台回传报警信号，后台计算机将发出欠费信号，可以以手机短信的形式发送至
用户手机，提示欠费并报警，提醒用户购电，当电量达到电费设定0值时，远程控制终端300
向后台发出断电信号后，自动将断路器分闸，用户断电。用户缴费后，后台可以下传信号，恢
复送电(也可由后台操作送电)。该系统取消了IC卡的操作方式，不需要用户配置读卡器和
IC卡，直接实现远程操作，预购电量可通过后台主站系统软件或控制手机直接输入，远传到
系统控制器，经系统控制器返回确认信息后，购电操作即完成，终端向后台发出合闸信号，
自动将高压开关合闸，用户恢复供电，使用过程中用户可随时发短信查询剩余电量。从而实
现了电能计量、控制、预付费远程抄表、负荷控制、电能数据的远程监控等功能。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发
明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求
所限定的范围之内。