专利名称：电量限定、防窃电自控报警电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种在可限定、控制用户用电量的同时，还可防止用户窃电的带有声光报警的电能计量表。
附
图1是现有电度表的结构示意图，主要有电磁转矩系统和机械传动计数系统，其由电压铁芯1、电压线圈2、电流铁芯3、电流线圈4、转盘5、转轴6、制动元件7、下轴承8、上轴承9、蜗轮10、蜗杆11及回磁极12组成，接上负载后，位于电压铁芯1和电流铁芯3之间的转盘5转动并推动蜗杆11和蜗轮10以达到计量目有，但这种电度表没有对用户使用的最大运行电量进行限定和断电控制，而且只要用户将电度表的电流线圈的两端短路，电度表的转盘就几乎停转，这样即达到窃电的目的，再则，用户私自打开接线端盖，摘开电压线圈挂钩，转盘即因失去磁场而停止转动，电度表也停止了用电计量，窃电同样得以实现。
本实用新型的目的在于提供一种电度表空载时，电流线圈的磁感应通过一个电磁偶合器转换为电势监视信号的可限定用户最大运行使用电量可防窃电的电能计量表。
图2为本设计的结构简图。
图3为本设计的框图。
本实用新型可对用户最大运行功率进行限定控制，还可防止窃电。当用户最大运行功率超出给定值时，电度表即停止供电和中断计量，同时可发出声光报警，报警期内用户若将运行功率减小于给定值，电度表自行送电，在用户窃电时(短路电流线圈或摘掉电压线圈挂钩)，电度表立即停止供电，同时可发出声光报警，直到用户停止窃电，电度表方可供电。它是在现有电度表结构的基础上增加了电磁偶合器、电量限定控制器和防窃电控制器、开关电路与声光报警器。
本实用新型是这样实现的在不改变原电度表结构的基础上，将一个用于电度表采样信号的电磁偶合器的一次线圈的两端分别与电度表电流线圈的两端相连，电磁偶合器的二次线圈的两端分别作为电量限定监视信号和防窃电监视信号。
电量限定监视信号引入电量限定控制器中的放大器进行放大，再经检波、滤波而进入比较器，然后通过开关电路控制断电器的工作。继电器的常闭触点串入电度表的出线回路中，常开触点串入声光报警电路，用户用电时，电流通过电磁偶合器的一次线圈，在二次线圈的一端形成正比于用电电流的感应电势，该电势被作为电量限定监视信号，该信号经放大、检波、滤波后进入比较器，随着用户用电量的增大，滤波值达到比较器的设定差值时，比较器输出高电位，通过开关电路使继电器带电，常闭接点断开，电度表回路相应切断，达到过载断电的目的，与此同时，常开触点闭合，接通声光报警电路，实现了声光报警。
电度表空载时，电压线圈带电，电流线圈中无电流流过，但由于电磁偶合器的一次线圈与电流线圈相连，电压线圈的铁芯产生的磁力线切割电流线圈，在电磁偶合器的二次线圈的一端形成一个感应电势，本设计就是利用该电势作为极端情况下(空载时窃电)的防窃电监视信号。正常情况下，该信号经防窃电控制器中的放大器放大，再经滤波后输入到灵敏度，选择比较器，使该比较器的输出为零，用户窃电时，所述防窃电监视信号消失，使放大器输出为零，致使灵敏度选择比较器输出高电位，经开关电路使断电器带电，常闭触点打开，切断用户电源，在此同时，常开触点闭合，发出声光报警，达到防窃电目的。
图4为本设计的整机实施例电路图。
图5、图6、图7、图8、图9分别为图4的分解图。
图10、11为本设计的外壳体图以下结合实施例对本设计作详细描述。
如图5所示W1为电度表的电压线圈，W2为电流线圈，两个线圈通电后产生的磁通φm、φ2穿过铝盘使其旋转计数，DB为电磁偶合器，其初线线圈的两端分别与电流线圈的两端a、a′相连，初级线圈采用0.07mm漆包线在E1型铁芯上绕300匝，次级线圈同样采用0.07mm漆包线，N1为900匝，N2为1350匝，其电抗Xdm＞＞电流线圈电抗X1，两者比例值趋于无穷。电磁偶合器的分流作用趋于零，加之电度表内对转矩的微调功能，本发明严格保证了精度，电磁偶合器的二次线圈的一端A接入电量限定控制器中的放大器的输入端，二次线圈的另一端A′接入防窃电控制器中放大器的输入端。
当电度表空载时，电压线圈铁芯被磁化，磁力线穿过铝盘在电流铁芯线圈上形成感应，由于本设计用电磁偶合器的一次线圈将电流线圈闭路，一次线圈和电流线圈产生感应电势，经电磁偶合器的二次线圈升压后作为极端情况下的防窃电监视信号(因为表外有溶切器，所以用户在空载时窃电最安全)。本设计取N2＞N1，所以电势EA′，EAEA′做防窃电监视信号，而EA做为用电量限定监视信号。
在电度表有载时，电压线圈铁芯与电流线圈铁芯的作用，形成旋转力矩，铝盘转动，同时电流线圈的两端产生正比于用户电流的交流毫伏电势，该电势经电磁偶合器的升压送至二次线圈。
本设计中电磁偶合器在偶合升压时还起到使控制电路与市电回路隔离作用，确保电路的安全。
如图6所示由IC1、IC2与外围元件构成了用电量限定控制器，IC1，担任信号放大，IC2担任信号比较。其中R1、R2与IC1构成反相比例运算放大器，适当选择比例值使之对于空载时的EA值进行输出幅度的限制，作为电量限定监视信号的二次线圈的一端A接入反相比例运算放大器的输入端。IC1的输出端接有检波二极管，其门限电压为0.2V～0.4V，因而对EA值的输出幅度限制很容易实现，被放大的电量限定监视信号经二级管D1的检波和C1、R3的滤波进入电量给定比较器，它是由R4、选择开关K、给定分压电阻R5、R6与IC2构成，滤波后的信号进入同相比较器IC2、C3、R3构成重合闸延时电路，同相比较器IC2的输出端B接入逻辑开关电路。
电度表空载时，被电磁偶合器偶合的EA电势数值很小(6mv)，本设计取R1为56KΩ，R2为1MΩ，
U01＝｜ (R2)/(R2) ·EA｜ (不考虑相位)其值仅有107mV，不足以克服二级管D1的死区电压0.2V，而恰恰做了二极管D1的起始预偏置电压，放大器此时没有检波输出值，因而比较器同相端输入为零，比较器输出端也为零，逻辑开关不动作。
电度表有载后，经电磁偶合器偶合的用电量监视信号进入IC1进行比例放大，经二极管D1检波，C1滤波为直流信号后进入比较器同相端，当用电量监视信号等于给定值时，IC2输出高电位，逻辑开关动作，给定值由R4、R5或R6及开关K选定，本设计给定了两档用电量，分别为300W和600W，供用电管理部门选择。
C1、C2、C3和R3构成延时网络，其中C1主要形成滤波回路延时，时值很小，C2主要担任对用户电感负载启动的过冲击旁路；释放延时也很小，所以，延时网络的主要时间值由C3和R3完成，延时的目的在于当用户用电量超载后，逻辑开关使常闭接点断开切断电源，如果用户当下减小用电量，即可恢复供电，否则应每隔一个延时时间向用户发出催促减小用电量报警信号，即试重合闸一次。延时过程是当用电量过载后，逻辑开关动作，常闭接点断开，用电量信号消失，IC1放大器输出端V01为零，但C1、C2、C3上所充电荷需经过相应的延时时间后才能消失，消失为仍维持着同相比较器IC2的输入端和输出端的电位，即维持着逻辑开关的断开，直到电容器上的电荷消失。此时常闭接点闭合，发出第一次摧促减载信号也是第一次试重合闸。这段时间值本设计选择10秒，如10秒内用户减小用电量，则试重合闸成功，为用户恢复供电，否则将继续切断电源。
如图7所示由IC3、IC4及外围元件组成了防窃电控制器，IC3担任防窃电监视信号的放大，IC4担任灵敏度设定R8与IC3构成了高增益的比例放大器，此放大器将防窃电监视信号放大后，经二级管D2检波、C4滤波形成一个正比于监视信号的直流信号最后进入反相比较器IC4的反相输入端。由于IC3构成了高增益放大器，因而对防窃电监视电势EA′信号有足够的放大倍数使放大器IC3的输出电压U03大于二极管D2的死区电压0.2～0.4V，经检波、滤波后进入IC4的反相端，致使反相比较器IC4的输出电压U04为零，适当调节RW可选择控制IC4的灵敏度。
当用户窃电时(短路电流线圈或摘掉电压线圈挂钩)则监视信号EA′消失，高增益比例放大器IC3的输出为零。使反相比较器IC4的反相输入端为低电位，输出端为高电位，调整RW实际上就是调整IC4同相端的阀值比较电压，起到选择灵敏度作用，同时还可以起到当电度表铝盘与磁通间隙发生变化所起到的监视信号灵敏度的变化。这主要是当间隙变化后，EA′将发生变化，此时改变RW即可重新选择。
如图8所示由二级管D3、D4集成开关电路TWH8778、微型大容量断电器J、二极管D5、电容C2构成逻辑开关。D3、D4组成“或”门电路，D3正极接电量限定控制器同相比较器IC2的输出端B，D4的正极接电控制器中反相比较器IC4的输出端B、B3、B4的负极共同接在TWH8778的控制端5，TWH8778集成开关电路的电源端1接直流电源正极，输出端2、3接断电器线圈的一端，线圈的另一端接地。二极管D5为线圈反激电势释入二极管，用以保护集成开关电路，D5的正极接地，负极接集成开关电路的输出端。
当电量限定控制器的输出端(同相比较器的IC2的输出端)或者防窃电控制器的输出端(反相比较器IC4的输出端)出现高电位时，逻辑开关即刻接通，使继电器线圈带电串接在电度表出线回路里的常闭接点断开，切断用户电源，而接在声光报警回路里的常开接点闭合，发出声光报警。C2为防冲击电量电容如大容量电感性负载启动，出现的瞬间电流经C2的积分作用使继电不会形成误动作，继电器为JQX小型大容量继电器。
如图9所示由降压电容C5、启辉氖灯G和分压电阻R18以及压电片Y组成声光报警电路，C5一端接常开接点，另一端接G氖灯G的另一端接电阻R18，R10的另一端接市电零线，压电片并接在R10的两端。
常开接点闭合后，50HZ的市电经过C1及G的降压和R18的分压，使压电片Y获得交流电压，产生压电效应，出现峰鸣，而氖灯G在降压的同时也发出红光。
如图4所示由电源变压器T、整流桥QZ及滤波电容C6组成整机电源。正常情况下，常闭接点闭合，电量限定控制器处于监视状态。整机电流小于2mA。继电器带电后，整机电流小于6mA。变压器选择1W，QZ选择12V，1A。
本设计选择电磁偶合器作为信号采样，并接在控制回路中，开关接点串接在电度表的出线回路，使得计量、控制、防窃电、声光报警四种功能溶于一体，克服了现有技术中其互相脱离的现象，同时也摆脱了陈旧的采用笨重的电流互感器作用户电流采样的方法，尤其是提高了依电流采样的准确度，实现了在计量表内同时完成控制用电、防窃电、报警的功能，更主要的是避免了多年来用户利用电度表外部接线端上的缺陷进行窃电。
权利要求1.一种电能计量表，包括绕制在铁芯上的电压线圈和电流线圈以及用于计量的传动计数机构，其特征在于增加的一个可用于获得用电量限定监视信号或防窃电监视信号的电磁偶合器的一次线圈的两端分别与电流线圈的两端相连，在电磁偶合器的二次线圈上可产生计量表有载下电流线圈通过电磁偶合器转换成的用电量限定监视信号的二次线圈的一端接入比例运算放大器的输入端，放大后的监视信号经检波、滤波后进入一个比较器，比较器的输出端接有控制计量表电流回路断开的开关电路。
2.如权利要求1所述的电能计量表，其特征在于，在二次线圈上产生用电量监视信号的二次线圈一端所接的比例运算放大器，放大后的用电量限定监视信号经二极管检波、电容滤波后进入一个同相比较器的同相输入端。
3.如权利要求1所述的电能计量表，其特征在于在二次线圈上产生防窃电监视信号的二次线圈的一端所接的比例运算放大器，放大后的防窃电监视信号经二极管检波、电容滤波后进入一个反相比较器的反相输入端。
4.如权利要求1所述的电能计量表，其特征在于在二次线圈的一个绕组上产生用电量限定监视信号的二次线圈的一端接一个比例运算放大器，在二次线圈的另一个绕组上产生防窃电监视信号的二次线圈的另一端接另一个比例运算放大器，放大后的用电量监视信号经二极管检波、电容滤波后进入一个同相比较器的同相输入端。放大后的防窃电监视信号经另一二极管检波、电容滤波后进入一个反相比较器的反相输入端。
5.如权利要求2、3或4所述的电能计量表，其特征在于开关电路控制的继电器的常闭触点串接在计量表的出线电流回路中。
6.如权利要求5所述的电能计量表，其特征在于所述同相比较器的输出端和所述反相比较器的输出端分别与一个二极管的正极相连，所述两二极管的负极接入一个集成开关电路的控制端。
7.如权利要求2或4所述的电能计量表，其特征在于同相比较器的反相端至少接有可选择最高使用电量的二组分压电阻。
8.如权利要求6所述的电能计量表，其特征在于集成开关电路控制的继电器的常开触点串接在报警回路中。
9.如权利要求8所述的电能计量表，其特征在于报警电路由降压电容，启辉氖灯和压电片组成。
10.如权利要求3或4所述的电能计量表，其特征在于所述反相比较器的同相端接有一个调节反相比较器灵敏度的调压电阻。
专利摘要一种电量限定、防窃电自控报警电度表，由电磁转矩机构和机械传动计数机构组成，它是在原有结构的基础上，将电磁偶合器的一次线圈的两端分别与电流线圈的两端相连，绕有两个绕组的二次线圈的两端产生电度表有载下的用电量限定监视信号和空载下的防窃电监视信号，监视信号经放大、检波、滤波后进入比较器。开关电路控制电源自行断开和闭合并发出声光报警。使得电度表的计量、控制、防窃电和声光报警溶于一体。有较大的使用价值。
文档编号H02H3/08GK2066140SQ8921350
公开日1990年11月21日 申请日期1989年6月29日 优先权日1989年6月29日
发明者鲁润泽, 张凤琴 申请人:鲁润泽, 张凤琴