专利名称：交流电路在线检测电路和装置的制作方法
一种在线检测交流电路是否短路、断路或检测负荷大小、阻抗大小、电抗大小及其他电量，特别是用于电度表偷电监测及交流电路在线负荷值检测或负荷短路无损保护的电路和装置。
带电在线对交流电路的负荷进行检测是对电路进行控制和保护的条件。公知对交流电路状态的检测都是对电路自身各物理量的检测实现的。这些方法在有些场合会使电路复杂化，比如，要通过随机变化的电压、电流来测得负荷大小，就需要复杂的控制和计算，比如，要检测电度表电流线圈在被偷电时被短路，也会十分复杂。这些方法应用于无损保护时更会无能为力。比如在交流电路供电过程中测量负荷大小或是否短路，如果从测量电路自身电流、电压来判断，那么当测得大电流还未作出反应时，也许电路中的控制器件已经烧毁。
本发明的任务是设计一种能在线测量负荷大小及其他参数的电路和装置，它不是在线通过测量电路自身的电参量，而是在线测量独立的专用测试信号源的加至负载上后的电参量从而测量负荷大小，这种电路在用于无损保护时，可以在交流电每个供电周期进行供电前进行检测，实现在负载阻抗小于一个设定值时不供电;在用于电度表偷电监测时，能周期性地对电流线圈是否短路进行监测。
图1给出了本发明的原理框图。本发明是这样实现的[1]是专用测试信号源，[2]是切换和测量单元，Z是被测负荷，"A""B"是被测电路的两个端点。当"A""B"两端的交变电源(电流或电压或其他电量)在某一特定时刻时，专用测试信号源[1]通过切换和测量单元[2]瞬时(很短时间内)加在负荷Z上，同时切换和测量单元[2]对专用信号源的流至负荷的电量(电压、电流、相位等)进行测量、计算和判断，从而间接测出负荷Z的大小或其是否被短路及其他被测电路的电抗、阻抗及其他电量的大小。
本发明有一个专用测量信号源[1]，有一个切换(或接入)和测量单元[2]，其特征是a、电路和装置对被测负荷各种电量的测量不是通过对电路已有电量的测量获得而是通过另外的专用测量信号源周期地很短时间地接入负荷电路后测量专用信号源流经负荷的电量(电流、电压、相位等)实现的，b、专用测量信号源接入负荷电路是在被测电路交变电源周期地处在某一特定时刻在很短时间内完成的。
本发明由于采用独立的专用测试信号源，周期地对电路负荷进行测量，使得测量、计算、判别大为简化，使得对负荷的测量可以在在线的情况下用小功率的专用测试信号源代替原有功率交变电源，从而能有效地对负荷包括短路在内进行无损检测。它可以广泛用于交流电路的在线负荷检测及交流电路的监控和保护。
本发明的一个实施例，专用信号源是在电路交变电源过零瞬间接入负荷电路的;专用信号源产生的测量信号是一个极窄的脉冲信号。
本发明的又一个实施例，专用信号源是将电路交变电源变换整形成与电路交变电源同步的方波，再将该方波直接送一个异或门的一个输入端，同时将该方波经延时一个很短时间后再送该异或门的另一个输入端，由该异或门产生一个与交变电源同步的且总在过零处产生的脉冲，再经输出电路产生专用测量信号源。
一个用于电度表防偷电监测的电路和装置框图由图2给出。线包L是电度表的电流线圈，[1]是专用信号源，通过偶合单元[6]周期地偶合到电流线圈L上，同时通过偶合单元[7]送测量判别电路[2]。当电流线圈L在偷电情况下被短路时，[2]将同步测试不到信号源发出的信号，而电流线圈L没有被短路时测量判别电路[2]将能同步检测出信号源的信号。[3]是处理计时记录电路，[4]是显示电路单元。当测量判别电路[2]检测不到信号源信号时即开始计时并贮存，当测量判别电路[2]检测到信号源信号时将停止计时，从而实现了对电度表偷电的监测。电度表防偷电监测电路的一个实施例信号源[2]发生的信号是一个脉宽很窄的脉冲，并在交流电过零瞬间发送。显示单元[4]显示可以有两种方式一种是由钥匙[5]控制显示-即平时不显示偷电时间，只有当钥匙启动时才能打开;另一种是常显示态。偶合单元[6]、[7]可以是电容也可以用其他如变压器、电阻等偶合方式。
一种无损短路过载保护电路和装置由图3给出。[1]是专用测量信号源，[2]是切换和测量单元，[8]是设置、处理或控制、显示单元。在"A""B"端信号处在周期的某个特定时刻，切换和测量单元[2]首先切断"A""B"两端向负荷Z的供电通道，而将专用测量信号源[1]的测重信号加至负荷Z上，并通过测量专用测量信号加于Z上的电量测出负荷Z的大小及其他需要的电量，并送单元[8]进行处理。当测得负荷Z大于某个值或短路时，就切断"A"端向负荷Z的供电通道，反之则接通"A"端向负荷Z的供电通道。由于这个过程总是先测量判断，后供电，因此是一种无损保护技术。由该电路可以制成永不损坏的保险。一种无损过载，短路保护的实施例切换和测量单元[2]是在"A""B"两端间的交流电(电流或电压)过零瞬间-这个特定时刻接通专用信号源[1]并将该信号加至负荷Z的，专用信号源发生的专用信号是一个很窄的脉冲。构成切断或接通"A"端向负荷Z供电通路的是电子开关-由晶闸管或功率场效应管，或功率晶体管构成。在流过切换开关[2]的电流为零时，先对负荷Z进行测试，符合供电要求时再接通下半周期的供电通路。
权利要求
1.一种在线检测交流电路是否短路、断路或检测负荷大小，阻抗大小，电抗大小及其他电量，特别是用于电度表偷电监测及交流电路在线负荷值检测或负荷短路无损保护的电路和装置有一个专用测量信号源[1]，有一个切换(或接入)和测量单元[2]，其特征是a、电路和装置对被测负荷各种电量的测量不是通过对电路已有电量的测量获得，而是通过另外的专用测量信号源周期地很短时间地接入负荷电路后测量专用信号源流经负荷的电量(电流，电压，相位等)实现的，b、专用测量信号源接入负荷电路是在被测电路交变电源周期地处在某一特定时刻在很短时间内完成的。
2.根据权利要求1所述电路和装置中某一特定时刻其特征是交变电源在过零那一瞬间将专用信号源接入负荷电路的。
3.根据权利要求1所述专用信号源产生的信号其特征是一个脉宽极窄的脉冲信号。
4.根据权利要求1、2、3所述的专用信号源其特征是直接将交变电源变换整形成与交变电源同步的方波，再将该方波直接送异或门的一个输入端，同时将该方波经延时一个很短时间后再送该异或门的另一个输入端，该异或门产生一个与交变电源同步而且总在过零处产生的脉冲，再经输出电路产生专用测量信号源。
5.根据权利要求1所述电路和装置在监测电度表防偷电时，有专用信号源[1]，有偶合单元[6]、[7]，有测量判别电路[2]，有处理计时记录电路(3)，其特征是a、专用信号源是通过偶合单元[6]偶合到电度表电流线圈L上的，b、电度表电流线圈L同时接有偶合单元[7]，由它将信号源[1]通过偶合单元[6]偶合到电度表电流线圈L中未被短路的信号送测量判别电路[2]，c、当电度表电流线圈被偷电短路时，测量判别电路[2]将不能同步检测出专用信号源加在电流线圈上的信号，这时启动处理计时记录电路[3]中的计时器进行偷电计时和记录，反之则停止计时。
6.根据权利要求5所述的偶合单元，其特征是偶合单元(6)和(7)各是一个电容。
7.根据权利要求5所述的电路和装置，其特征是偷电累计显示单元要有专用钥匙才能显示。
8.根据权利要求1所述电路和装置，在作无损短路、过载保护时，有专用测量信号源[1]，切换和测量单元[2]，其特征是a、在"A""B"端交变电源处在特定时刻，切换和测量单元(2)切断"A""B"端向负荷Z的供电通道，而接通专用测量信号源[1]，b、通过测量专用信号源加至负荷后的电量，测出负荷值，c、当实测负荷值小于设定值时再接通"A"端向负荷的供电通道，反之则切断"A"端向负荷的供电通道，使之向负荷周期供电前总是先测量负荷的大小。
9.根据权利要求8所述的电路和装置，其特征是，交变电源是在过零瞬间将测量信号加在负荷上测量负荷大小。
10.根据权利要求8所述的电路和装置，其特征是，切断或接通"A"端向负荷Z供电通道的是晶闸管，功率场效应管或晶体管。
全文摘要
一种在线检测交流电路负荷大小及其他电量，特别是用于电度表偷电监测及交流电路过载短路无损保护的电路，是通过专用测试信号源在特定时刻周期地测试负荷实现的。它可以广泛用于交流电路在线负荷检测及交流电路的监控和保护。
文档编号G01R11/24GK1089359SQ93100098
公开日1994年7月13日 申请日期1993年1月7日 优先权日1993年1月7日
发明者潘之凯 申请人:潘之凯