专利名称：断相累加计时仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可累积计量断相时间的仪器，属测量技术领域。
在供电系统中，当线路发生缺相(一相或两相)时，电能计度会减少或停止，如果是人为所成，则会为窃电提供了方便，为了监视这种状态，电力部门要求安装断相计时仪，目前常用的计时仪，是以日月为单位单积计量的，这样大的计量单位在结算电量时，常会发生纠纷或误会，多记或少计，对某一方都会造成损失。
本实用新型的目的是提供一种以小时为计量单位的技术方案，从而为缺相状态提供准确方便的计量数据。
本实用新型的目的是通过巧妙设计和利用计时脉冲信号和累加脉冲信号而实现的。
以下结合附图对本实用新型作进一步叙述。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是部分电原理图。
图3是电压取样电路。
图4是电流取样电路。
图5是分频器CD4040的分频波形图。
图6是计时仪真值表(其中“1”代表有电(压或流)，“0”代表无电。
断相计时仪一般均具有电压取样电路，电流取样电路，失压判定逻辑电路，累加器及相应的显示器电路。改进后的计时仪，设有一个时基发生器1、累加脉冲发生器2及计时脉冲发生器3，所述时基发生器产生一个36秒为周期的循环计数信号，所述累加脉冲发生器2为一个三与门YM3，其三条输入线分别接分频器CD4040的06、07、011输出脚，所述计时脉冲发生器亦为一三与门电路，其三条输入线接分频器的06、07、011输出脚，07为07输出脚经非门F1反相获得，累加脉冲信号和计时脉冲信号均引至失压判定逻辑电路分别作为累加与计时操作的控制信号。
失压判定逻辑电路由与门YM4、YM5、YM6及非门F2、F3、F4、F5、F6组成，每个与门的三条输入线中，一条经非门F2(或F3、F4)接电压取样电路，一条接计时脉冲信号输出线T1，另一条经两个串联的非门F5、F6后接电流取样电路，与门的输出端接累加器的电子开关。
累加计时显示电路由累加器9、10、11，显示器12、13、14及电子开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7组成，其中，累加器的数据输入脚36、39接计时脉冲电子开关K1或K2、K3，其累加操作控制信号脚34、42接累加脉冲电子开关K5或K6、K7。
为了在发生正常缺相时提醒操作人员注意，本实用新型还设有一个声光报警电路，声光报警电路由与门YM7、YM8，电子开关K4、K8，电阻R3及报警灯JD及蜂鸣器FM组成，其中，YM7的三条输入线分别接相应的电压取样电路，YM8的三条输入线中，一条接非门F6，一条接分频器CD4040的第3脚，一条接模拟开关K4和电阻R3的串接端，其输出线接电子开关K8，后者则控制JD和FM的电路启闭。
以下结合附图2－6所提供的实施例对本实用新型各电路的构成及作用分别作进一步详述。
一、时基电路它的目的是产生0.01小时＝36秒为周期的脉冲串。
由晶振器ZT产生的f＝32768Hz的频率经ABG103分频电路块作1024分频32768÷1024＝32Hz，再由三极管BG(9013)放大，经CD4040与CD4073中的一个三与门YM1接成的1152分频得到一个36秒为周期的循环计数信号。从CD4040的06、07(07)、011分频输出脚可以“与出”YM2、YM3的秒脉冲，这两个以36秒为周期有一定时序间隔(本例选1秒)的脉冲，就提供给后面的逻辑电路一个“计时脉冲”信号T1与一个“累加脉冲”信号T2。从而完成了0.01小时时间单位产生的目的。
二、失压判定逻辑电路是否使上述的“计时脉冲”与“累加脉冲”送给计数显示器并使之累加计数”这是失压判定逻辑电路的任务。它的逻辑代数公式为U·I·T1＝1，只要满足无电压，有电流，有计时脉冲这一条件，这时与门YM4、YM5、YM6打开输出为1，启动电子开关(本例选CD4066(1))，开关闭合一次，向累加显示器提供数据累加0.01。
以上条件如不满足，如U＝0(U＝1)即有电压，则YM4、YM5、YM6与门不会打开，显示器的数字不会加0.01。又如I＝0，也不会打开。只有U·I＝1时才开，图6的真值表显示了本逻辑电路的设计要求。
三、累加计时显示电路它的任务是来一个脉冲在最低位加“1”。亦即在原显示数N上加0.01。N最大容量为八位。计满999999.99后，不再计数，必须人工复位，但天天不停地走也要走114年，故在电子器件的寿命之内，完全能满足要求。
本实施例的累加器和显示器采用UM3153集成块(日产)累加的过程相当于计算机的1＋1＋1＋1……，即“1”和“＋”这两个键交替按动。计时脉冲T1通过CD4066电子开关通断提供加“1”(即0.01)的数据信号，此时显示器显示“1”累加脉冲T2通过电子开关K5、K6、K7的通断提供“＋”操作信号，显示器在原显示数上加了“1”。因表盘上的小数点在十位和百位之间，宏观读数即增加0.01。电路设计时，使YM3不断输出累加脉冲信号，这样的设计安排可节约元件，降低成本。
四、电压和电流取样电路因电压互感器三相100V交流电压和中相交流电流无法直接送入逻辑判定电路。必须先变成0－5V的直流信号。电压电流取样电路即为此目的而设计。
从计量误差的角度来说，电压取样的输入阻抗越高越好，电流取样的输入阻抗越小越好，这样才不会因本仪器的介入而使原有电度计量的数值发生较大的影响。本实施例由三只小变压器加串27K以上不平衡电阻，R4、Rc选27K，RB选600欧)，星形接法，实现三相分别取样，经整流，滤波变成0－5V直流电压。分送入A、B、C三路逻辑判定电路，作为取样信号。
在电流取样电路中，由一支小型电流互感器将0.02A－5A的交流电流变0－5V直流电压，由稳压二极管做为次级的短路元件，变换后的直流电压送入失压逻辑判定电路前经过双非门F5、F6整形，作为I的参予相“与”的信号。
五、微电流浮充电路整机耗电不足200μA，但是如无补充，本电路的电源是不能长期工作的。因此，在取样的同时，本实用新型还加设一浮充电路。浮充电路由电阻R8和二极管D串联构成，R8的另一端接在电压或电流回路的直流侧，D的另一端接电源的正极，由它向电池充电。理论计算和实验表明，本设计既不过充，亦不欠充，刚好使之平衡。这样可以使仪器永久性工作。
六、声光报警电路报警电路要求任意一相，两相或三相全断路，失压，则红灯亮，并伴有声响，其布尔代数式表达为
UA＋U＋UC＝1，无UA，或无UB，或无Uc均有输出。
用与门实现即
这里由YM7作为与门，4066的一只电子开关K4与R3构成非门完成了报警逻辑要求。再经YM8与电流I，秒信号06相与，即产生出正确的报警信号有电流，无任一相电压均使K4打开，报警灯JD与蜂鸣器FM有光、声产生。使值班电工能及早处理。
按照本实用新型提供的方案可对供电线路的缺相故障进行监管和计量，且以液晶显示器直接显示缺相累积小时数据，符合电力系统传统的以千瓦小时计度的习惯。监查人员不用再去计算每月多少天，每天多少小时。统计电量损失，只需将显示器上的数字乘以该单位平均电力千瓦数，即得电量值，方便而准确。本实用新型还具有设计巧妙，结构简单的优点，可广泛用作电力部门缺相计量的监督仪器。
权利要求1.一种断相累加计时仪，它由电压取样电路、电流取样电路、失压判定逻辑电路，累加器及相应的显示器所组成，其特征在于，它还设有一个时基发生器1，累加脉冲发生器2及计时脉冲发生器3，所述时基发生器产生一个36秒为周期的循环计数信号，所述累加脉冲发生器2为一个三与门YM3，其三条输入线分别接分频器CD4040的06、07、011输出脚，所述计时脉冲发生器亦为一三与门电路，其三条输入线接分频器的06、07、011输出脚，07为07输出脚经非门F1反相获得，累加脉冲信号和计时脉冲信号均引至失压判定逻辑电路分别作为累加与计时操作的控制信号。
2.根据权利要求1所述的计时仪，其特征在于，失压判定逻辑电路由与门YM4、YM5、YM6及非门F2、F3、F4、F5、F6组成，每个与门的三条输入线中，一条经非门F2(或F3、F4)接电压取样电路，一条接计时脉冲信号输出线T1，另一条经两个串联的非门F5、F6后接电流取样电路，与门的输出端接累加器的电子开关。
3.根据权利要求2所述的计时仪，其特征在于，累加计时显示电路由累加器9、10、11，显示器12、13、14及电子开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7组成，其中，累加器的数据输入脚36、39接计时脉冲电子开关K1或K2、K3，其累加操作控制信号脚34、42接累加脉冲电子开关K5或K6、K7。
4.根据权利要求3所述的计时仪，其特征在于，它还设有一个声光报警电路，所述声光报警电路由与门YM7、YM8，电子开关K4、K8，电阻R3及报警灯JD及蜂鸣器FM组成，其中，YM7的三条输入线分别接相应的电压取样电路，YM8的三条输入线中，一条接非门F6，一条接分频器CD4040的第3脚，一条接模拟开关K4和电阻R3的串接端，其输出线接电子开关K8，后者则控制JD和FM的电路启闭。
5.根据权利要求4所述的计时仪，其特征在于，它还设有一个电源浮充电路，所述浮充电路由电阻R8和二极管D串联构成，R3的另一端接电压或电流取样电路的直流侧，D的另一端接电源的正极。
专利摘要一种断相累加计时仪，由电压取样电路、电流取样电路，失压判定逻辑电路，累加计时显示电路及时基发生器，累加脉冲发生器，计时脉冲发生器等组成，它将目前以日月为计量单位的计时仪改进成以小时作计量单位的仪器，从而方便了应用，也为电力部门统计电量损失提供了准确的数据。
文档编号G01R31/02GK2136479SQ9223040
公开日1993年6月16日 申请日期1992年8月22日 优先权日1992年8月22日
发明者王炎上 申请人:王炎上