TASI计量&定时插座扩流（必须重新校准）及设计考量改进建议

vsaciol · 发表于 2019-3-30 13:18:40

本帖最后由 vsaciol 于 2019-3-30 16:22 编辑

购入了TASI计量&定时插座，为了测量超过10A电流的大功率电器，将该插座的继电器和康铜丝分别用开关的不同档位进行了短接（也做了文末的某些改进）。DIY最难的就是找外壳或者挖孔，我想很多人都有同感。挖个低调奢华有内涵的孔通常要耗费近1天（我是钻孔/烫孔后再用美工刀慢慢削:mad:）。
最终的翘板开关定义为：II即用16AWG短接继电器增大量测范围（I即短接康铜丝，0即出厂状态）。
此处将10A双刀双掷当作了20A大电流单刀双掷使用（不包含继电器本身触点的通流能力）。

验证性试验，先用粗硅胶线短接康铜丝，强行带载10A以上的负载（如多个电水壶，显示2.6kW，实际已经约3.5kW），
证明虽然10A继电器已经发出脱扣声，但电流读数不会归零。

在康铜丝两端焊接粗线，切PCB，贴绝缘纸，如图。
因焊接不可避免等同于加粗了康铜丝，需要用斜口钳将康铜丝咬出（多处）凹痕恢复其校准时的阻值
（粗略做法可以用孪生兄弟配合阻性负载方便比对。自身有功耗，不建议串联比对！）。

总体来说，该插座用“芯”不错，业余便携够用，还有定时功能。
所谓好马需配好鞍，养马还要投对料。避免出现“食不饱，力不足，才美不外见”，不知其/其不能千里也。
设计考量的改进建议（做到策之以其道，食/饲之尽其材，鸣之通其意）：
1&2！) 我国标准：面对插座为左N，右L，上E。颜色蓝N，棕L，黄绿绞花E。地线E插脚和线芯都必须长于零线N&火线L以使其最先接通却最后断开，从而有效保护人体（因为地线E插脚在最上方，插头防重力等下垂的设计考量&电源地线E的线芯抗拖拽的设计考量）。
BTW: 不得不承认（最早出现的）美标最合理（美标非极化的2脚插头设计为可以盲插，还有定位防脱孔:shocked:。估计世界上第1枚插头/插座的设计者头发不多:tongue:），
而（与国标3插形状相同却上下颠倒的）澳标设计较合理：E线都在最下方，而且2孔3孔都通用因此只需要3个金属座而不需5个节约大量金属资源。
3！)    地线E必须至少和零N火L线一样粗，否则若没有过流保护（很多插座都是没有的），
则L对E短路时地线E会先烧断而导致人体接触L而触电（L对E短路时仍不可失效的设计考量）。
4）    该插座L线挺粗，但N线明显过细不匹配造成通流短板而让L的粗线无用武之地。
5）    该插座E&N&L导电金属都东倒西歪，而且并不是个例，拆开还发现E极貌似手工焊接，摇摇晃晃，品控不佳。

我是不会修 · 发表于 2019-4-2 06:46:35

本帖最后由 hc061218z 于 2019-4-2 06:49 编辑

这东西功率计算有没有把功率因数算在内？如果算在内的话，可能显示的功率就不准了，我买了好多个这种插座，发现跟供电局电表的功率因数差别巨大！所以，算出来的功率也跟供电局电表出入很大！
不知道你这个功率因数取值是否准确？我买的里面有全网销量考前的，还有类似工业用的那种，还有胜利仪表出的，电压电流还凑合，但是乘上功率因数后，显示的功率都不准了！

apple5050 · 发表于 2019-4-3 21:46:36

本帖最后由 apple5050 于 2019-4-3 21:48 编辑

hc061218z 发表于 2019-4-2 06:46
这东西功率计算有没有把功率因数算在内？如果算在内的话，可能显示的功率就不准了，我买了好多个这种插座 ...

可能是功率因数的算法不一样，标准的功率因数是针对电感，电容类的标准波形。如果测试的是开关电源，整流后电容滤波的电路，电流波形不是标准的正弦波，功率因数就有偏差了。即使是真有效值测量，也有一定的误差。电表测试的也未必是真实的功率因数，只是规定测试条件的功率因数。对于某些负载，可能多计量，也可能会少计量。

apple5050 · 发表于 2019-4-3 21:57:05

你这个改法动作有点大。其实可以直接改继电器驱动电路，用一个小按钮开关就解决问题。过电流的时候继电器不脱开就行了。短时间测16A测试应该问题不大。长期测大电流的话，再换个20A的继电器。也就不存在焊线的时候焊到康铜电阻，影响阻值的问题了。

我是不会修 · 发表于 2019-4-4 13:16:05

hc061218z 发表于 2019-4-2 06:46
这东西功率计算有没有把功率因数算在内？如果算在内的话，可能显示的功率就不准了，我买了好多个这种插座 ...

我觉得供电局用的家用电表偏向于功率因数取值0.9-1.0，测量空调，电风扇，电烙铁，电磁炉，冰箱，基本都是0.9-1.0！理论上来说，肯定不对！但供电局可能综合考虑了！

apple5050 · 发表于 2019-4-4 18:24:51

本帖最后由 apple5050 于 2019-4-4 18:43 编辑

hc061218z 发表于 2019-4-4 13:16
我觉得供电局用的家用电表偏向于功率因数取值0.9-1.0，测量空调，电风扇，电烙铁，电磁炉，冰箱，基本都 ...

应该是向有利于供电局的方向设置，功率因数低电表前的线损也大，这个线损是供电局出钱的。还有一种可能就是，两个测量都是准确的，但是功率插座测的是某个电器的功率因数，电表测的是家里所有电器的功率因数，家中电器既有感性负载，也有容性负载，相当于就地补偿了。1uf的电容就能产生70多毫安的无功电流来补偿感性负载。而一个电磁炉中中的x电容就有2uf左右。还有各种开关电源中基本都有大小不同的x电容，都是并在两线之间的。现在家中的路由器，这种机顶盒，电脑ATX电源，液晶电视都有，加起来不可忽视，虽然待机但通过x电容的电流一点都不减。这样总的功率因数就提高了。测试过一个电冰箱的功率因数，压缩机运转的时候开关柜门，功率因数明显变化，照明灯用的是阻容降压驱动led，led功率不到3w基板可以忽略，功率因数却提高，整机电流降低。

yiyun2000 · 发表于 2019-4-5 07:14:20

技术贴，让我们学习了!

我是不会修 · 发表于 2019-4-5 11:46:30

apple5050 发表于 2019-4-4 18:24
应该是向有利于供电局的方向设置，功率因数低电表前的线损也大，这个线损是供电局出钱的。还有一种可能就 ...

我专门买了块供电局的智能电表，挨个电器测试过，好像记得和插座测的功率因数差别很大！有空我再详细测量一下，现在空调风扇啥的还都没开始用！

apple5050 · 发表于 2019-4-5 14:01:49

hc061218z 发表于 2019-4-5 11:46
我专门买了块供电局的智能电表，挨个电器测试过，好像记得和插座测的功率因数差别很大！有空我再详细测 ...

嗯，主要是电机类的功率因数能测准就没问题。整流滤波电路的功率因数和传统意义上的功率因数是有区别的，更多的反应出的是高次谐波的多少。峰值大，导通时间短。导致的结果是类似的，线路电流加大，线损加大。

hy218 · 发表于 2019-4-8 18:48:46

本帖最后由 hy218 于 2019-4-10 00:14 编辑

这是2018年生产的，继电器预留了空间，要重新编程一下电流的大小教可以了，换一个20A继电器，比原来的长点。康铜丝直径是2.5mm,可以16A不成问题，能承受19A最大电流，能承受4000W左右。

vsaciol · 发表于 2019-4-9 12:44:06

hc061218z 发表于 2019-4-5 11:46
我专门买了块供电局的智能电表，挨个电器测试过，好像记得和插座测的功率因数差别很大！有空我再详细测 ...

正弦波的负载按理应该都差不多；当今大量开关电源这类非正弦波负载，不带PFC的整流器和大电解只在极短时间吸取电流而不返还，跟仪表采样速度和计算方式关系很大。
功率因数只能按有功功率占视在功率的比率计算，各家都难一致。

然而，民用电只计费有功功率。

vsaciol · 发表于 2019-4-9 12:45:35

apple5050 发表于 2019-4-3 21:57
你这个改法动作有点大。其实可以直接改继电器驱动电路，用一个小按钮开关就解决问题。过电流的时候继电器不 ...

嗯，主要是怕继电器扛不住，我曾经想过直接短接。

vsaciol · 发表于 2019-4-9 12:48:16

hy218 发表于 2019-4-8 18:48
这是2018年生产的，继电器预留了空间，要重新编程一下电流的大小教可以了，换一个20A继电器，比原来的长点 ...

看来是10A&16A共用PCB，你的金属片也和我一样东倒西歪的。:titter:

apple5050 · 发表于 2019-4-9 18:30:41

vsaciol 发表于 2019-4-9 12:45
嗯，主要是怕继电器扛不住，我曾经想过直接短接。

继电器没那么脆弱，别带负载开闭就没事。主要是电流超了，触点火花大，容易烧触点。一但闭合以后，短时间超载没问题的。

我是不会修 · 发表于 2019-4-12 20:47:12

胜利这款和供电局电表功率数值基本一致！但是，胜利这款功率因数测什么都是1.0，不知道为啥？但是，这不影响它计算的功率数值，可能芯片内部计算功率时，并不是按照显示的功率因数计算的！同种功能的网红插座就不行了，无论测量什么功率因数基本不超过0.49，500W的电饭锅，电表和胜利的插座都显示550-560W，这个网红插座直接砍半，只有不到300W，原因就是他是按照显示的功率因数0.49算的功率！

vsaciol · 发表于 2019-4-13 00:23:22

hc061218z 发表于 2019-4-12 20:47
胜利这款和供电局电表功率数值基本一致！但是，胜利这款功率因数测什么都是1.0，不知道为啥？但是，这不影 ...

看来你的就电表PF准，可以这样试机：
普通电饭锅基本上纯电阻，功率因数接近1。
而普通手机充电头，属于不带PFC的整流性负载，功率因数虽然因机而异，但是必定离1远着呢。
我这款充电头用纯电阻负载12W时PF才0.47。

vsaciol · 发表于 2019-4-13 00:24:43

apple5050 发表于 2019-4-9 18:30
继电器没那么脆弱，别带负载开闭就没事。主要是电流超了，触点火花大，容易烧触点。一但闭合以后，短时间 ...

是的，为防止打火，所以我图片上的开关都是预先已接通。

我是不会修 · 发表于 2019-4-13 13:00:12

vsaciol 发表于 2019-4-13 00:23
看来你的就电表PF准，可以这样试机：
普通电饭锅基本上纯电阻，功率因数接近1。
而普通手机充电头，属于 ...

但胜利那款很奇怪，它算出的功率跟电表差不多，显然它内部芯片计算功率时，并不是按照它显示的功率因数1计算的！不知道为啥？

我是不会修 · 发表于 2019-4-14 20:27:35

手机充电器给手机充电，电表显示功率因数1.0

我是不会修 · 发表于 2019-4-14 20:35:03

apple5050 发表于 2019-4-5 14:01
嗯，主要是电机类的功率因数能测准就没问题。整流滤波电路的功率因数和传统意义上的功率因数是有区别的， ...

我拿电钻进行过测试，转速最高时，电表显示功率因数0.9以上，基本接近1.0，转速低的时候，显示功率因数0.2-0.5。

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