专利名称:电度表节能器和节能型电度表的制作方法
本实用新型是关于一种计量电度表的节电装置，涉及一种电度表电压线圈的自动通断装置和根据其原理改进的节能型电度表。
目前，一般的感应式电度表内都有电流线圈和电压线圈。其中电流线圈是与负载一起串联在供电回路中，而电压线圈是常接在电源里的。因此，即使负载全部断开，电压线圈里也总是通有电流，总要消耗一定数量的功率。根据测算，一般家用电度表的空载时间为有载时间的三倍左右。空载时，电度表不计量，但在不同规格的电度表中仍有10～30毫安的电流流经电压线圈，这些电能就白白消耗了。每个2.5安培的单相电度表，每月多消耗的电为0.8度，工矿企业中使用的大电流级电度表消耗的电能就更大。因为电度表的使用非常广泛，考虑到全国的电度表使用量，这方面浪费的电能就十分惊人了。而且，现有电度表还会产生虚接电度表电压线圈的偷电现象，使电度表不能正常工作，又不影响供电，造成电力部门的不应有损失。许多电气技术人员对此引起关注，并提出了种种的改进，但这些改进仍有一些缺陷。例如CN85201011提出的《互锁无空载损耗电度表》需用两只双向可控硅，其中一只的电流容量要大于电度表的额定电流，成本高，电度表不能超载，还要改造电度表内的电压线圈。CN85201987提出的《节能电度表和附加器》需用两只大电流容量的双向可控硅，因其串联在供电回路中，当这两只双向可控硅导通时，将会产生2V左右的电压降，降低了电源功率，同样电度表也不能超载。CN86205628提出的《电度表电压线圈的自动通断装置》则使用了霍尔集成电路检测元件和交流固态继电器，也是成本高，且装置本身还要消耗少量电能。
本实用新型的目的是提出一种计量电度表的节能装置，它既能在现行广泛使用的各种电度表的基础上，消除电度表空载时电压线圈上的电能消耗，线路简单可靠，安装方便；而且它体积小巧，可以把全部元件放入原有电度表中，并对原电度表作少许改动，就能推出多种节能型电度表。
本实用新型的目的是通过下述方法实现的，在电度表的火线进线上串接一个电流互感器和由电容、电阻、二极管以及一个双向可控硅组成的无触点电子开关，根据负载的接通或断开，由电流互感器上感应的电流来控制无触点电子开关的通断，进而控制电度表电压线圈上电流的通断，使电压线圈不产生空载电能自耗。
本实用新型的优点是在不影响电度表计量精度的前提下，消除外接负载全部断电时电度表电压线圈的能耗。对社会上现有的电度表不需改造，可直接安装使用。装上节能器后，仍允许电度表超载工作。本实用新型线路简单、接线方便、使用可靠、成本低廉，本身不耗电。而且，元件数量少，体积小，可以装入现有电度表内，只需在原有电度表电流线圈外侧加绕感应绕组用来替代电流互感器即可，有利于工厂推出节能型电度表。在生产节能型电度表时，可以把端钮盒中的电压线圈的端钮去掉，放入电度表内。这样，施封后可防止利用虚接电压线圈而窃电。
下面结合附图，对本实用新型的几种最佳实施例作进一步详细说明。
图1是电度表节能器的电路图及其在单相电度表中的接线图。
图2是电度表节能器在三相四线三元件电度表中的接线框图。
图3是电度表节能器在三相四线二元件电度表中的接线框图。
图4是单相节能型电度表电原理图。
图5是三相四线三元件节能型电度表电原理图。
图6是三相三线二元件节能型电度表电原理图。
在图1中，1是用虚线框着的现有单相电度表。其中，2是电压线圈，3是电流线圈，a、b、c、d、e是接线端钮。4是用点划线框着的电度表节能器DJ。其中，5是电流互感器TL，8是触发电容器C，7是保护二极管D1和D2，8是双向可控硅SCR，9是限流电阻R。10是负载L。如图所示，节能器4有三根引出线，其中两根是电流互感器5初级的进出线，另一根是双向可控硅8的阴极引出端。TL次级的一端接于TL初级和保护二极管D1的负极、D2的正极，以及双向可控硅的阳极。TL次级的另一端接于同保护二极管D1的正极和D2的负极相串联的电容C，并通过电阻R接入双向可控硅的控制端。图1画出了节能器4在单相电度表1中的接线图切断原电度表中a、e端的连接，把节能器的TL初级串接于电度表火线的进线端a，可控硅阴极则接至电度表端钮e，由此接入电压线圈构成回路。本实用新型的工作原理是当端钮b、d之间接通负载10时，即有一个电流流经电流互感器的初级，使次级感生一个电流，该电流经触发器容6和限流电阻9，加到SCR的控制级，触发SCR导通，接通电压线圈2，此时电度表即可正常运转，进行计量。反之，负载断开，没有电流流经TL初级，次级就没有感生电流，SCR就切断电压线圈的供电回路，从而达到了消除电度表电压线圈的空载功率自耗的目的。因为R、C、SCR组成的无触点电子开关的动作时间极快，在毫秒(ms)数量级内，因而不会影响原电度表的计量精度。
本实用新型元件的参考取值为6是无极性电容器5～47μ／16V。9是普通碳膜电阻器为2～360Ω／1／8W，该电阻器有时可省略。7是普通2CP型二极管。8是双向可控硅，规格是1A／400V～600V。电流互感器的铁芯要求用1万高斯以上的硒钢片叠制。根据不同电流级电表设计初级线经，如2.5安培级用φ1.2毫米漆包线绕20～80匝；次级线经则用φ0.08毫米，匝数比为18～20，但在20安培以上的电度表中可达140。
本实用新型在三相电度表校验台检验的结果是对电度表计量精度无影响，当用电功率≥1.5W时即能可靠导通电压线圈，装置本身只有SCR的漏电流30～50微安，在电源电压变化±20％范围内，都能可靠地工作。
在工矿企业或农村，凡有动力和照明混合负载的场所，都使用三相供电回路。这些回路上的三相电度表同样存在电压线圈的空载电能自耗现象。本实用新型也可适用于三相电路，避免三相电度表电压线圈的空载耗能。
图2画出了节能器在三相四线三元件电度表中的接线框图。如图所示，在三相四线三元件电度表的每个相线的进线上都串接一个电度表节能器DJ(4)，即把三个节能器的电流互感器的进出线分别串联在不同的相线进线上，并把三个节能器的各自双向可控硅阴极对应接入其相线的电压线圈。
图3画出了节能器在三相三线二元件电度表中的接线框图。如图所示，在三相三线二元件电度表的A相和C相的进线上，分别串接一个节能器DJ(4)，即把这两个节能器的电流互感器的进出线分别串联在A相及C相的相线进线上，并把两个节能器的各自双向可控硅阴极对应接入其相线的电压线圈。
图4是利用本实用新型的原理，对现有电度表改进而推出的单相节能型电度表的电原理图。生产厂家可在现有电相电度表内电流绕组3的外侧加绕感应绕组10来代替电流互感器的次级，也就是针对不同电流级电度表的电流线圈安匝数，设计相应的感应绕组10而不必考虑电流互感器的设计制造，有利于简化结构，降低成本，节能器的其他元件体积小巧，都可装入电度表内。另外，在节电型电度表中可把端钮盒里的电压线圈的外接端钮去掉，防止虚接电压线圈而窃电，避免电力部门不应有的损失。
根据上述原理，同样可以推出不同型号的三相节能型电度表。图5就是三相四线三元件节能型电度表的电原理图。其特征就是在每个相线的电流线圈3上分别加绕感应绕组10来代替电流互感器的次级，配合电阻、电容、二极管和双向可控硅，组成一个节电型的三相四线三元件件的电度表。图6则为三相三线二元件节能型电度表的电原理图。其特点是在电度表的A相和C相的电流线圈3上分别加绕感应绕组10来代替电流互感器的次级，配合电阻、电容、二极管和双向可控硅，就组成一个节电型的三相三线二元件的电度表。
参照附图已对本实用新型的几种最佳实施例作了描述，但本实用新型并不限于这些最佳实施例，本领域的技术人员根据本实用新型的原理所作的各种变化和修正都将落在由附加权利要求
定义的本实用新型的范围内。
权利要求
1.一种能使电度表电压线圈自动通断的电度表节能器，其特征在于包括有在电流表火线进线上串接的电流互感器和由电容、电阻、二极管D1、D2和一个双向可控硅(SCR)组成的无触点电子开关，根据负载的接通或断开，由电流互感器上感应的电流来控制无触点电子开关的通断，进而控制电度表电压线圈中电流回路的接通或断开。
2.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于上述的电流互感器的初级串接于电度表火线的进线端。
3.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于上述的电流互感器次级的一端与电流互感器的初级、二极管D1的负极和D2的正极，以及双向可控硅(SCR)的阳极相连接，次级的另一端与同二极管D1的正极和D2的负极相串联的电容相连接，并通过电阻接入双向可控硅(SCR)的控制极。
4.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于双向可控硅的阴极接入电度表中的电压线圈并构成回路。
5.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于三相四线三元件电度表的每个相线的进线上都串接一个节能器，并把其各自的双向可控硅阴极对应接入其相线的电压线圈构成回路。
6.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于三相三线二元件电度表的A相和C相进线上各串接一个节能器，并把其各自的双向可控硅阴极对应接入其相线的电压线圈构成回路。
7.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于上述的电流互感器的次级可以用在单相电度表的电流线圈上加绕感应绕组来替代，配合二极管D1、D2，电容，电阻和双向可控硅，组成一个节电型的单相电度表。
8.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于上述的电流互感器次级可以用在三相四线三元件电度表的每个相线的电流线圈上分别加绕感应绕组来替代，配合二极管、电容、电阻和双向可控硅，组成一个节电型的三相四线三元件电度表。
9.根据权利要求
1所述的电度表节能器，其特征在于上述的电流互感器次级可以用在三相三线二元件电度表的A相和C相的电流线圈上分别加绕感应绕组来替代，配合二极管、电容、电阻和双向可控硅组成一个节电型的三相三线二元件电度表。
专利摘要
电度表节能器是一种节电装置。该装置能在电度表空载时自动切断电度表电压线圈的馈电，消除空载电能消耗；负载接通时，又能自动接通电度表电压线圈的馈电，恢复测量电能功率。据此原理，工厂可生产节能型电度表。本装置线路简单、接线方便、工作可靠、成本低廉。既适用于单相电度表，也适用于三相电度表。
文档编号G01R11/02GK87209448SQ87209448
公开日1988年5月11日 申请日期1987年6月26日
发明者王永全, 吕新民, 崔广恩 申请人:王永全, 吕新民, 崔广恩导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan