新型多功能单相电度表的制作方法

文档序号:6094672阅读:171来源:国知局
专利名称:新型多功能单相电度表的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种用电计量器具单相电度表。它适用于所有单相供电系统中防止非法用电及危险供电。
市售的单相电度表虽然线路简单、能耗小、计量精确、可靠性高,但防止非法用电措施非常薄弱,在壳体内无设有防窃电技术,只是在壳体外采用了如加封签、电度表外加箱子全密封或电度表集中控制等防范措施,但手段落后,均显得原始被动及不解决大的问题,并且不易发现窃电者的行为采取相应的制裁措施。而且,由于大量的基层电业工作人员(特别在农村)的专业知识低,判断不力,即不能判断大多数的窃电行为,为窃电者提供了方便。还有最大电流限制根据是窃电者在不通过电度表时使用大功率负载,超过设定电流而断电,但它不能提供窃电证据和对小功率窃电无能为力。另外,发生在供电电路上的过压、过流、雷击等造成的设备损坏及人身伤亡,是长期围绕着用电安全的问题,而市售的各式保安器功能单一、可靠性低、能耗高、造价高,故用户使用困难,不能保护人身安全和用电设备的可靠运行。
本实用新型的目的意在克服上述缺点,防止发生在单相供电电度表上的任何偷窃电行为和提供处罚证据,以及避免用电设备免受过压、过流、雷击等的冲击,保证安全用电,设计了一种新型多功能单相电度表。
本实用新型的目的是这样来实现在壳体内设有包括传感器、单稳态电路、自动触发自锁电路、开关电路构成的窃电、触(漏)电过压电子检测控制器。其传感器为两只独立、电参数相同的电流互感器,该两互感器次级线圈反相串联,初级线圈按普通零序电流互感器的接法串入电压、电流计量线圈电路中组成一个变形零序电流互感器,可以检测出供电电路中的一切形式的窃电和触、漏电信号。当发生触、漏电过压时,传感器输出差动电压信号触发单稳态电路、推动开关电路、切断供电电路;当发生窃电时,传感器输出无电压信号、使自锁电路自锁、推动开关电路,切断供电电路。
单稳态电路由时基集成块与外围元件三极管、电阻、电容构成。自动触发自锁电路由与电流互感器相接的过电流负载电阻(即窃电检测电阻)、限幅二极管、三极管构成的静态最小电流检测电路和起触发作用的三极管及三极管、电池构成的自锁电路所组成。开关电路由三极管、继电器构成。
电子检测控制器还包括由三极管、硅单结晶体管及发光二极管、扬声器组成的声光报警电路。
在一只电流互感器初级进线端与另一只电流互感器初级出线端经开关电路的继电器触点后之间连接有压敏电阻。
自动触发电路上设有作为停、窃电区别电路的三极管。
这种电子检测控制器利用检测电路静态电流,在电流互感器的次级产生的电压消失,组成窃电检测电路;利用两只电流互感器的初级电流不等、次级电压不能抵消组成触、漏电保护和窃电控制;利用压敏电阻的压敏特性组成过电压和抗雷击电路;利用两只电流互感器的次级,一个空载(或大于负载电阻)、一个带有负载电阻,随负载电阻值的不同而组成不同的过电流控制值;触(漏)电保护为光报警,窃电检测电路为声光同时报警和电路自锁相结合。
本实用新型与现有的单相电度表相比,仅增加了一个电子检测控制器,不但具有原单相电度表的功能,而具有防止偷窃电及防触电、防过压、防过流、抗雷击等多功能。在单相供电系统中使用本电度表,可代替触电保安器的作用,有效地保护了人身安全,保证了用电设备安全使用及可靠运行。另外,采用本电子检测控制器同现有限止最大电流的防窃电方法相比具有显著特点,只要在最大安全电流范围内不窃电使用电器,都将不受影响,避免了在不窃电时超过限制电流将断电和在安全电流范围内窃电不起作用和一家窃电全部用户都将不能供电的缺陷。
以下结合附图对本实用新型实施例作详细说明

图1为本实用新型电子检测控制器的原理电路图。
本实用新型由装于壳体的电流电压计量线圈、计量机械部分和装于壳体内的电子检测控制器组成。其除电子检测控制器外均为现有单相电度表的已有技术,电子检测控制器的电路结构参见图1。电子检测控制器由传感器、单稳态电路、自动触发自锁电路、开关电路、报警电路、电源电路组成。其传感器为两只独立、电参数完全相同的电流互感器B1、B2,该互感器B1、B2的初级一个串入火线电路,一个串入零线电路,次级反相串联,而且都必须在原电度表电压线圈A1和电流线圈A2之后、检测器电源接入点之前,让检测控制器消耗的电流能通过计量线圈(电压线圈A1、电流线圈A2)、并通过检测线圈(互感器B1、B2的线圈)完成检测出电路中一切形式的窃电、触(漏)电信号。单稳态电路由NE555时基集成块与三极管Q1、电容C1、C2及电阻R2、R3(R3、C1为延时元件)构成,该单稳态电路延时5分钟自动复位。自动触发自锁电路包括过电流负载电阻R5、限幅二极管D7和D8,作窃电和停电检测的三极管Q3构成静态最小电流检测电路(也为自动触发信号电路);起触发作用的三极管Q4;PNP三极管Q5、NPN三极管Q6和浮动充电式蓄电池E(3V)及稳压管D9构成报警自锁电路。开关电路由三极管Q7、Q8及继电器T1组成。报警电路包括三极管Q10、硅单结晶体管Q11及扬声器Y、发光二极管D12组成声光报警电路。该报警电路同时发出偷窃电时的声光报警信号。检测控制器的电源电路采用电容降压式,检测电路与继电器T1为独立供电(经线圈A2互感器B2初级的市电220V通过电容C3、电阻R22、二极管D1及电容C4、电阻R23、二极管D3组成的电容降压后将检测电路与继电器T1分别供电,经二极管D1的电容降压再由三极管Q9、稳压管D2、电容C6、电阻R13组成的稳压电路供单稳态电路、三极管Q10、Q7等的工作电压)。压敏电阻R15接入点为互感器B2初级的进线端和互感器B1初级出线端的继电器T1关后面,让继电器T1切断压敏电阻R15的供电电路(电阻R15动作值为280V,能够经受长期的冲击电流而稳定工作)。另外,在单稳态电路输出端(集成块IC的3脚)经电阻R17连接有触电保护动作指示的发光二极管D11(起提醒作用),触电保护动作时间等于继电器T1动作的时间。当出现触电时(即互感器B1、B2初级任一线进出端被外导线短路或利用进线端的火地线对调后,用出线端对调的火线,即原地线和一另接临时地线组成的窃电电路),B1、B2由于初级通过的电流不相等,使次级电压不能抵消,输出差动信号,触发集成块IC,使继电器T1得电,从而切断供电电路,待5分钟后,自动复位。如未排除上述窃电,将重复所述动作。这种窃电行为因本身不能达到窃电目的,故只暂时断电,发光二极管D11作提醒作用,而不切电自锁和不发出窃电声光信号。当窃电者把电度表的火、地线进出端(2、1和4、3)全部用外导线短路,这种窃电把电流互感器B1、B2及继电器T1全部短路,本检测控制器电路全部失去作用,互感器B2次级无电压产生,为后面电路提供判别信号。此时,自锁电路运用三极管Q3组成静态最小电流检测(该静态电流最小≥10mA),其工作原理为B2无电压输出→Q3截止→Q4导通→触发Q6、Q5→Q7、Q8工作→T1得电切断供电电路,同时报警电路发出窃电声光信号。但此时,由于继电器T1被外导线短路,切断不了电源,也不能制止窃电行为,而声光报警信号将长期存在(由于电路自锁在蓄电池E容量范围内不受停电影响,此时,停止窃电行为后自锁电路不会复原,不能正常供电,声光信号也不受影响)。在停电后,声光报警暂时停止,来电后继续,为进一步处罚窃电行为提供了依据(本自锁电路,只有在切断进线电源,并把电池E取下又装上,才能复位)。
本检测控制器电路还可以防止把电度表的进出线全部对调,让电度表反向计数这种窃电行为。在这种窃电行为时,如果窃电者是在空载的情况下接入电度表,由于这时本表检测器的静态电流不能通过两只电流互感器B1、B2而没有信号输出,Q3切断,直接判为窃电,切电发出声光信号。另外,如果窃电者在电度表的进线端先接上负载,后在出线端上接上电源,从开始通电就没有断电(包括接触不良),并且在先切断进表电源后取负载的条件下,本表不能发出窃电声光信号,按照用几度电负计数几度进行下去。但这时不可能不发生下列情形如接触不良、断电停止用电、本电路直判为窃电。
本实用新型由于B1次级空载或接有大于R5的电阻、B2有负载R5,负载不等,使得次级电压不能相等,当初级电流大到一定程度时,不等电压足以推动单稳电路而切电,实现本电路的过电流控制;当发生过电压、雷击时,压敏电阻R15击穿,发生同漏电信号相同的信号,并切断电源,保证用电设备安全;为了在停电后检测信号不被丢失,而设置了蓄电池E(3V),但此时停电和窃电在电路上信号相同,又设三极管Q2组成停、窃电区别电路。因窃电报警由于有3V电池保证电源的连续性(在保证外壳不被打开的情况下),不管是切断进线电源和其它一切手段都不会停止报警,为进一步的处罚提供依据。
本电流互感器B1、B2的匝数比,按检测控制器电路静态电流(≥10mA)通过时,次级各有≥0.7V的峰值电压输出,并且接入负载R5时,电压在静态时不能有>0.05V的变化来合理选配,如不能达到这个要求,可以在B1的次级并联一个电阻,阻值必须大于R5值,如相等或小于R5,电流检测将失效。同时,尽量提高Q1、Q3的β值(≥250)和R1、R5的功率值,限幅二极管的电流值要求≥1A。自锁电路必须自带电源,为了保证电池E小体积可以采用3V蓄电池,并采用浮动充电,电池的容量必须保证足够和寿命长、稳定。
本实用新型的电路元件参数三极管Q1、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10为NPN小功率硅晶体管(Q1、Q3、Q4、Q7为2SC9014,Q6为3DG6B,Q8为2N5092,Q9、Q10为2SC805C),三极管Q2、Q5为PNP小功率硅晶体管2SC9015;硅单结晶体管Q11为BT33;继电器T1电压28V;电容C2、C3、C4为0.01μF/400V,C1、C6、C8为100μF,C5为4.7μF,C7为1000PF;电阻R1、R5均为200KΩ。
权利要求1.一种新型多功能单相电度表,在壳体内具有电压、电流计量线圈和计量机械部分,其特征在于壳体内设有包括传感器、单稳态电路、自动触发自锁电路、开关电路组成的窃电、触漏电过压电子检测控制器,其传感器为两只独立、电参数相同的电流互感器,该两互感器次级线圈反相串联,初级线圈按普通零序电流互感器的接法串入计量线圈电路中组成变形零序电流互感器检测出供电电路中的窃电和触漏电信号,当发生触漏电过压时传感器输出差动电压信号触发单稳电路、推动开关电路、切断供电电路,当发生窃电时传感器输出电压为零信号,使自锁电路自锁、推动开关电路、切断供电电路。
2.根据权利要求1所述的新型多功能单相电度表,其特征在于单稳态电路由时基集成块与外围元件三极管、电阻、电容构成,自动触发自锁电路由过电流负载电阻、限幅二极管、三极管构成的静态最小电流检测电路和三极管、电池构成的自锁电路及起触发作用的三极管所组成,开关电路由三极管、继电器构成。
3.根据权利要求1所述的新型多功能单相电度表,其特征在于电子检测控制器还包括由三极管、硅单结晶体管及发光二极管、扬声器组成的声光报警电路。
4.根据权利要求1所述的新型多功能单相电度表,其特征在于在一只电流互感器初级进线端与另一只电流互感器初级出线端经开关电路的继电器后之间连接有压敏电阻。
5.根据权利要求1所述的新型多功能单相电度表,其特征在于自动触发电路上设有作为停、窃电区别电路的三极管。
6.根据权利要求2所述的新型多功能单相电度表,其特征在于电池采用浮动充电式3V蓄电池。
专利摘要本新型多功能单相电度表,在壳体内设有由传感器、单稳态电路、自动触发自锁电路、开关电路等组成的电子检测控制器。其传感器为两只电参数相同的电流互感器,两互感器次级反相串联、初级按普通零序电流互感器的接法接入计量线圈电路组成的变形零序电流互感器,起检测信号的作用。本电度表在单相供电电路上防止一切形式的偷窃电,并提供处罚依据和起到防触电,防过压过流、抗雷击等,保护人身安全和设备的可靠运行。
文档编号G01R11/00GK2225055SQ9422958
公开日1996年4月17日 申请日期1994年9月10日 优先权日1994年9月10日
发明者罗乐 申请人:罗乐
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