专利名称：多功能窃电监控器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于反窃电监控装置。
当前国内民用最普遍采用的是感应系电度表。用以计量AC220V，50Hz单相有功电能的功率，尽管它的产品型号很多，但基本结构大同小异，感应系电度表主要由驱动元件、制动元件、转动元件和计度器组成。电度表的转动元件其实就是一个铝制圆盘。圆盘转动以后，通过传动机构带动计度器，从而计量电能的功率，驱使圆盘转动的转矩是由驱动元件产生的。电度表的驱动元件是由串联电磁铁和并联电磁铁所构成。串联电磁铁又称电流元件。它是由铁芯和绕在铁芯上的电流线圈组成。并联电磁铁又称电压元件，它是由铁芯和绕在铁芯上的电压线圈组成。串联和并联电磁铁各自产生的交变磁通通过铝盘以后在其上产生了涡流力矩，从而使铝盘转动。电度表的制动元件是一块永久磁铁，它在铝盘转动时产生制动力矩以便使铝盘的转速和被测功率成正比。这就是民用电能计量的已有技术。感应系电度表在防止窃电问题上的缺欠感应系电度表能够计量电能的关键是铝盘的转动，驱使铝盘转动的两个必要条件是电流线圈的电流和电压线圈的电压。窃电的目的在于通过下述方法之一实施1.越表接线；2.短接电流线圈；3.断开电压线圈；4.火线通过负载接地。使用任一方法达到窃电。
为解决以上电度表之不足，本实用新型提供一种多功能窃电监控制，配合电度表使用，以达到窃电后将自动切断用户电源，停止供电，自动报警，经过延时再自动恢复供电的目的。
本实用新型之结构设计是这样实现的该多功能窃电监控器其结构是外面为一壳体，在壳体内装有电路控制板，在电源进线的母线中装有电流电压检测点，其电路结构是在进户电路中检测电流I1的电流互感器联接整流，滤波后进入减法器输入端，另一路为检测电度表电流线圈电流I2之电流互感器联接整流器、滤波器后进入减法器另一输入端，减法器输出联接具有逻辑电平和固定基准电压的比较器输入端，其输出A联接到逻辑电路输入端，另一路为电路电压经整流滤波后为电压信号的直流电平经电压跟随器输出B与A共同，经反向后进入报警延时，断电电路(如图2所示)，报警延时断电电路及延时复位电路由2片NE555时基电路(NE1、NE2)，蜂鸣器HA，继电器Z1和Z2、定时电阻电容Rt和Ct以及放电电阻Rt1构成，继电器Z1只有一组常开Z1和常闭Z1接点，Z2有两组常开Z2－1和Z2－2及常闭Z2－1和Z2－2接点构成，断电电路由继电器Z2的常开Z2－1和常闭Z2－1接点构成，(如图3所示)时基电路NE1、NE2的控制端(5脚)接入Vcc1＝5V，NE1为双稳态电路，输出与负载接成“吸入电流”式。NE2为单稳态电路，输出与负载接成“输出电流”式。
正常用电或不用电时H＝0(低电平)，V01为高电平，V02亦为高电平。此时Z1失电，Z2得电动作，Z2的常开接点Z2－1接通供电主回路，保证主回路畅通，用户可以随时用电。当用任何手段窃电时，H＝1(高电平3～3.5V)，大于1／2Vcc1，于是V01为低电平，NE1输出对地导通，HA通电发声报警同时，继电器Z1得电动作，其常开接点Z1接通Rt，Ct，NE2开始定时，定时时间为T＝0.69RcCt，以上为报警延时。
其工作原理感系电度表能够准确的计量电能需要两个必要条件，这就是电流线圈的电流和电压线圈的电压，为此决定了首先要进行电流和电压的检测与变换。
1.两个电流的检测与变换首先进行两个电流的检测，其一为进户电流I1，这个电流的检测点是至关重要的。其二为检测电度表电流线圈的电流I2，由于电度表电流线圈具有导线截面较粗，匝数少，与负载相串联的特点，又兼在串联回路内各点电流相等的原理，所以两个电流的有效值I1＝I2，表明(1)若I1＝I2，属于正常用电，或I1＝I2＝0，由属于正常不用电。(2)若I1≠I2，则有I1＞I2，表明进户电流I1在检测点之后有流失，当I2＝0或者I1＞I2＞0时，说明进户电能被窃取了，I1＜I2不可能。
用电流互感器TA1和TA2来检测I1和I2两个电流。采用整流系仪表的原理将I1、I2电流信号经检波(非能量变换)、稳压和滤波电路将I1、I2的电流信号对应地变换为直流电压UI1和UI2。从减法器和电压比较器可看出V0＜Vref时，A＝1，两式中的0、1系指逻辑电平。显然，Vo＞Vref即Vo＞0，则A＝0，A＝1有窃电；同时Vo＜Vref，即Vo＜0，则A＝1，A＝0无窃电。比较器输出的逻辑变量A将与电压测量变换的另一逻辑变量B共同参与逻辑运算。
2.电压线圈电压V的检测和变换。电度表电压线圈的电压是驱使铝盘转动的另一个必要条件，因此，该电压的有无即标志有无电压方式窃电。该电压V的测量点选择在电度表的挂钩处，测得的电压经电容降压后再经检波、稳压、滤波再稳压至能与TTL或CMDS电路相容的直流电平，这就是信号处理环节的功能。
电压信号的直流电平经电压跟随器输出一个逻辑电平B它与电压V的关系为当B＝0时电压线圈无电压；当B＝1时电压线圈有电压，B信号与A信号共同参与逻辑运算。
组合逻辑的设计。已知逻辑信号A是进户电流I1与电度表电流线圈的电流I2经比较后的逻辑电平，信号B是电度表电压线圈电压信号的逻辑电平，A、B信号具有如下特征A＝0，则I1＝I2或I1＝I2＝0，即正常用电或不用电；A＝1，则I1＞I2或I2＝0，即有电流窃电；B＝0，则电压线圈无电压，有电压方式窃电；B＝1，则电压线圈有电压，无电压方式窃电。
从逻辑关系知H＝AB，H＝ABH＝0，为正常用电和正常不用电(即无窃电)H＝1，为有窃电行为(包括电流方式电压方式和电压、电流两种方式窃电行为)。于是两个逻辑变量将有如下四种结果1.A＝0，B＝0有电压方式窃电H＝12.A＝0，B＝1正常用电或不用电H＝0
3.A＝1，B＝0有电流电压两种方式窃电H＝14.A＝1，B＝1有电流方式窃电H＝1在上述四种结果中，窃电行为有三种，即电流方式，电压方式和电流电压双种共有方式。用户正常用电或不用电只有一种，表明判断正常值的结果是单一的。
组合逻辑保证了不管窃电者采用何种手段(指短接电流线圈，火线通过负载接地，越表接线和摘钩)窃电，组合逻辑的输出H＝1(高电平)，只有正常用电或不用电H＝0(低电平)。
本实用新型之优点反窃电器具有断电机构，一旦窃电构成事实首先发出报警，随之切断电源停止供电，使窃电者达不到予想的目的。
感应系电度表外接引线有4根，若突破“铅封”限制，在这4根引线上做处理都能达到窃电目的。
反窃电器与电度表配合使用，反窃电器外接引线有10根，加上电度表4根共14根引线，如果窃电者动其中的任何一根都将断电，停止供电，使其达不到窃电目的。
本实用新型详细结构由以下实施例及附图给出。
图1为多功能窃电监控器外形结构图；图2为多功能窃电监控器电原理图；图3为多功能窃电监控器报警延时断电及延时复电电原理图；图4为多功能窃电监控器检测点连接图；图5为多功能窃电监控器减法器电原理图；图6为多功能窃电监控器比较器电原理图。
其外形图如图1所示，1为壳体，2为上盖，3为散热孔，4为通风板，5为连接插头，6为插头，7为插头上盖，其连接引线从图4知，a为进户穿管，b为电度表，c为绝缘接线柱，d为接线端子，11、12点为进户电流I1的检测点与母线串联，13、14为电流线圈电流I2检测点，与电流线圈串联，15、16点为电压线圈电压检测点，与母线并联，17、8点为切断控制点，与母线串联，9点为控制电源交流端，与母线并联，其电原理图如图2所示，其连接插与图4之连接插相接。
权利要求1.一种连接电度表的多功能窃电监控器，其特征是该监控器外面为一壳体(1)，壳体(1)内装有电路控制板，在电源进线的母线中装有电流电压检测点，其电路是在进户电路中检测电流I1的电流互感器联接整流器，滤波器后进入减法器输入端，另一路为检测电度表电流线圈电流L2之电流互感器联接整流滤波后进入减法器另一输入端，减法器输出联接具有逻辑电平和固定基准电压的比较器输入端，其输出A联接到逻辑电路输入端，另一路为电路电压经整流滤波后为电压信号的直流电平经电压跟随器输出B与A共同，经反向后进入报警延时，断电电路，及延时复位电路。
2.按权利要求1所述之监控器，其特征是报警延时、断电电路及延时复位电路由2片NE555时基电路(NE1、NE2)，蜂鸣器HA，继电器Z1和Z2、定时电阻电容Rt和Ct以及放电电阻Rt1构成，其中继电器Z1只有一组常开Z1和常闭Z1接点，Z2有两组常开Z2－1和Z2－2及常闭Z2－1和Z2－2接点构成，断电电路由继电器Z2的常开Z2－1和常闭Z2－1接点构成。
专利摘要本仪器属于一种反窃电监控装置，其结构是外面为一壳体，壳体内装有电路控制板板电源进线的母线中装有电流、电压检测点和电度表结合起来，利用电度表中电流线圈中的电流，电压线圈中的电压以及母线中的电位作一比较，在电路中实现非正常状态下窃电情形的报警、断电及复位等功能。优点电路结构简单，电路稳定可靠，精度高，无论那一种窃电立即报警、断电，有利于保护电路正常供电。
文档编号G01R11/24GK2208282SQ9422915
公开日1995年9月20日 申请日期1994年7月19日 优先权日1994年7月19日
发明者韩中来 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所