专利名称：单相电度表多功能防窃电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于单相电度表的附件，是一种能安装在机械式单相电度表的具有防过载、防线路漏电或人体触电、防各种智能窃电的防窃电装置。
现有的各种防窃电装置都有许多问题存在有的用双向计度器来防止用户倒线窃电，虽起到了一些作用，但对单相电度表轻负载的误差影响很大，使单相电度表的性能变差，造成电度表计量不准。有的用匝数比不同的双绕组电流线圈来防止用户短接、倒线窃电，虽起到了一些作用，但造成单相电度表的误差离散性很大、整体误差合格率低、耐压性能也不符合国家标准要求。90205021号中国专利公开了一种防窃电装置，其结构的缺点，一是电源电路采用一个二极管进行半波整流，只利用了交流电的一半能量，使电源的利用率很低；二是控制机构大都采用可控硅或晶闸管，由于这类器件的耐压低，控制的电流小，受不了来自电网的大电流、快速脉冲群的冲击，因此整个装置的电压工作范围窄，可控制用户负荷电流小，损坏率较高；三是采用的电压比较器也不带迟滞性能，当线路中的电流值在防窃电装置预先设定的电流值附近波动时，造成防窃电装置的误动作频繁，影响了正常用电；四是由于控制机构的一组触点串接在电度表的电压线圈中，使用时间长了以后，触点的阻值变大，电度表的铝盘转慢，造成电度表的计度器指示出的度数比实际用电量少，使供电局蒙受损失；五是如用专用的窃电器使电度表的功率因素降到0.5以下，用断零降压的方法使电度表的电压线圈工作电压降低或为零，这种防窃电装置对此种窃电方法无效，供电部门对此无能为力；六是元件都是采用的分离接插件，整体体积较大、可靠性差，难以装入机械式单相电度表内，不但达不到应有的防窃电作用，还给供电部门带来很多麻烦。
本实用新型的目的是，提供一种可装在机械式单相电度表内的多功能防窃电装置，不仅不影响电度表的计量准确度和整体性能，而且一旦客户端线路出现过载、漏电或不小心触电或进行智能窃电时，该装置的执行机构立即断开电源，直到故障解除后，并延时一分钟才可恢复供电。
本实用新型的目的是这样实现的，单相电度表多功能防窃电装置，包括有降压整流电路、采样及限幅放大电路、延时电路、继电器控制电路；还带有稳压储能电路、迟滞电压比较器。
稳压储能电路构成降压整流电路的两个直流输出端，其中负端接地，正端接到电阻R3和快恢复二极管D3阴极并联的一端，电阻R3和快恢复二极管D3阳极并联的一端接到稳压二极管WD1的阴极和电容C3的正极，稳压二极管WD1阳极接到稳压二极管WD2阴极，稳压二极管WD2阳极和电容C3的负极一起再接地；电容C2并联到电容C3的两端，电阻R4的一端接到稳压二极管WD1的阴极，R4的另一端接到电容C4的正极，电容C4的正极做为稳压储能电路的+10V输出端，接到采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的电源输入端、迟滞电压比较器的集成运算放大器IC2的电源输入端、延时电路的集成电路IC3的电源输入端，电容C4的负极接地，快恢复二极管D3阳极做为稳压储能电路的+24V输出端为继电器控制电路提供电源。
迟滞电压比较器由电阻R8、R9、R10、R11、集成运算放大器IC2组成；采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的输出端接到集成运算放大器IC2的负端，集成运算放大器IC2的正端接电阻R8、R9、R10，电阻R8另一端接地，电阻R9另一端和集成运算放大器IC2的电源输入端接到稳压储能电路C4的正极，电阻R10另一端接到集成运算放大器IC2的输出端后，通过电阻R11输出接延时电路快速二极管D7的阴极。
本实用新型的工作原理是采样及限幅放大电路中的环形电流互感器将流过单相电度表电流线圈的电流与流入地线回路的电流进行代数相减，如用户进行智能窃电、过载、线路漏电或人体触电时其差都会大于30mA，经限幅放大后的信号再送到迟滞电压比较器进行比较，高于迟滞电压比较器的上限时就输出一个高电平信号，此高电平信号再触发延时电路，立即驱动继电器控制电路，使继电器控制电路中的继电器工作，断开用户的负载起到一定的保护作用和防窃电作用。当经限幅放大后的信号送到迟滞电压比较器进行比较，低于迟滞电压比较器的下限时就输出一个低电平信号，此低电平信号再触发延时电路，经延时后驱动继电器控制电路，使继电器控制电路中的继电器停止工作，接通用户的负载恢复正常供电。降压整流电路将电网输入的220V交流电压经电阻和电容降压变为几十伏的交流电，此交流电经全桥整流后变为脉动直流电，脉动直流电经稳压储能电路变为稳定的直流电压为采样及限幅放大电路、迟滞电压比较器、延时电路、继电器控制电路提供电能，确保本实用新型的可靠工作。
单相电度表做为一种计量器具最主要的是计量的准确性，只有在保证准确性的前提下，才可兼顾其它的功能。所以本实用新型提供了一种可装在机械式单相电度表内的多功能防窃电装置，本实用新型与现有技术相比其全波整流D1使电源的利用率很高，具有很低的功耗，通电后消耗功率小于0.4W，大大节约了电能。本实用新型采用独特的稳压储能电路，在电网的电压很高时，一部分的电能被储存在电容C2中，另一部分电能通过电阻R3、稳压管WD1、WD2泄放，当电网的电压很低时，由于快速二极管D3为反向连接，电容C3的电能仍然可通过D3为各部分电路补充电能，这样就保证了各部分电路在60V～300V的宽电压工作范围下正常工作，可控制负荷电流最大到40A。本实用新型采用的迟滞电压比较器，将采样及限幅放大电路的输出信号与预先设定的电压上线值比较，如采样及限幅放大电路的输出信号高于预先设定的电压上线值，迟滞电压比较器就输出有效信号，直到采样及限幅放大电路的输出信号低于预先设定的电压下线值时，迟滞电压比较器输出无效信号，这样就避免了电流的波动，造成防窃电装置的误动作，从而就提高了防窃电装置的可靠性。
本实用新型的继电器控制电路中的继电器J1、环形电流互感器L1上的线圈L2和线圈L3、单相电度表的接线端间的连接方式，能达到全面防止用户进行表后智能窃电。本实用新型采用先进的帖片元件技术，具有体积小和高的可靠性。本实用新型是一种在不影响机械式单相电度表的误差、耐压等指针的前提下，可安装在机械式单相电度表内的多功能防窃电装置，具有防过载、防线路漏电或人体触电、防各种智能窃电，有利于提高线路的功率因素，减少线路损耗，起到节能、用电安全的作用。
本实用新型由以下实施例及其附图给出。
附
图1是本实用新型结构示意图。
附图2是本实用新型应用状态结构示意图。
实施例本实用新型是由降压整流电路、稳压储能电路、采样及限幅放大电路、迟滞电压比较器、延时电路、继电器控制电路六部分组成。使用时，图2中的A接入端表示单相电度表的输入端火线，B接入端表示单相电度表的输入端地线，C接入端表示单相电度表的输出端地线，D接入端表示单相电度表的输出端火线。
降压整流电路由电阻R1、R2电容C1、全桥D1和压敏电阻D2组成。电阻R1的一端接到A接入端，电阻R1的另一端接到电阻R2、电容C1的一端，电阻R2、电容C1的另一端接到全桥D1的一个交流输入端，全桥D1的另一个交流输入端接到B接入点，压敏电阻D2的两端并联到全桥D1的两个交流输入端上，全桥D1的两个直流输出端接到稳压储能电路的块恢复二极管D3的阴极。
稳压储能电路由电阻R3、R4电容C2、C3、C4、稳压二极管WD1、WD2和快恢复二极管D3组成。降压整流电路的两个直流输出端，其中负端接地，正端接到电阻R3和快恢复二极管D3阴极并联的一端，电阻R3和快恢复二极管D3阳极并联的一端接到稳压二极管WD1的阴极和电容C3的正极，稳压二极管WD1阳极接到稳压二极管WD2阴极，稳压二极管WD2阳极和电容C3的负极一起再接地；电容C2并联到电容C3的两端，电阻R4的一端接到稳压二极管WD1的阴极，R4的另一端接到电容C4的正极，电容C4的正极做为稳压储能电路的+10V输出端，接到采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的电源输入端、迟滞电压比较器的集成运算放大器IC2的电源输入端、延时电路的集成电路IC3的电源输入端，电容C4的负极接地，快恢复二极管D3阳极做为稳压储能电路的正24V输出端为继电器控制电路提供电源。
采样及限幅放大电路由电阻R5、R6、R7、电容C6、快速二极管D5、D6、集成运算放大器IC1、环形电流互感器L1组成。集成运算放大器IC1的电源输入端接到稳压储能电路C4的正极，快速二极管D5、D6进行反向并联后再与电阻R5、电容C6、环形电流互感器L1的线圈并联，其一端接地，另一端接到集成放大器IC1的正端，集成放大器IC1的负端接电阻R6、R7，电阻R6另一端接地，集成放大器IC1的输出端接电阻R7的另一端后做为采样及限幅放大电路的信号输出。
迟滞电压比较器由电阻R8、R9、R10、R11、集成运算放大器IC2组成。采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的输出端接到集成运算放大器IC2的负端，集成运算放大器IC2的正端接电阻R8、R9、R10，电阻R8另一端接地，电阻R9另一端和集成运算放大器IC2的电源输入端接到稳压储能电路C4的正极，电阻R10另一端接到集成运算放大器IC2的输出端后，通过电阻R11输出接延时电路快速二极管D7的阴极。
延时电路由电阻R12、R13、R14、电容C7、C8、C9、快速二极管D7、D8、集成电路IC3组成。快速二极管D7的阴极接迟滞电压比较器的R11，到快速二极管D7的阳极接到电阻R12与电容C7并联的一端，R12与电容C7并联的另一端和集成电路IC3的电源输入端一起接到稳压储能电路C4的正极，快速二极管D8的阴极与快速二极管D7的阳极、集成电路IC3的2脚相接，快速二极管D8的阳极与电容C8的正极、电阻R13的一端、集成电路IC3的6脚和7脚相接，电容C8的负极接地，电阻R13的另一端接+10V，电容C5的一端接地，其另一端接集成电路IC3的5脚，集成电路IC3的4脚和8脚相+10V，集成电路IC3的1脚接地，集成电路IC3的3脚接电阻R14的一端，其另一端做为延时电路输出，R14的另一端接继电器控制电路的NPN三极管的基极。
继电器控制电路由电容C5、快速二极管D4、NPN三极管、继电器J1组成。继电器J1控制电路的三极管Q1基极接延时电路R14输出端；NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极接快速二极管D4的阳极，快速二极管D4的阴极接到稳压储能电路中二极管D3的阴极，继电器J1并接在快速二极管D4的两端，电容C5并接在NPN三极管的发射极与集电极之间，继电器J1的常闭触点的一端接到A接入端，继电器J1的常闭触点的另一端接到单相电度表的电流线圈的一端，单相电度表的电流线圈的另一端通过线圈L3接到D接入端，B接入端通过线圈L2接到C接入端，线圈L2和线圈L3是绕在环形电流互感器L1上的绕的方向相反，匝数为一圈的线圈；继电器J1控制电路的电源输入端接稳压储能电路快恢复二极管D3的阴极。
权利要求1.一种单相电度表多功能防窃电装置，包括有降压整流电路、采样及限幅放大电路、延时电路、继电器控制电路；其特征在于还带有稳压储能电路、迟滞电压比较器；稳压储能电路降压整流电路的两个直流输出端，其中负端接地，正端接到电阻R3和快恢复二极管D3阴极并联的一端，电阻R3和快恢复二极管D3阳极并联的一端接到稳压二极管WD1的阴极和电容C3的正极，稳压二极管WD1阳极接到稳压二极管WD2阴极，稳压二极管WD2阳极和电容C3的负极一起再接地；电容C2并联到电容C3的两端，电阻R4的一端接到稳压二极管WD1的阴极，R4的另一端接到电容C4的正极，电容C4的正极做为稳压储能电路的正10V输出端，接到采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的电源输入端、迟滞电压比较器的集成运算放大器IC2的电源输入端、延时电路的集成电路IC3的电源输入端，电容C4的负极接地，快恢复二极管D3阳极做为稳压储能电路的正24V输出端为继电器控制电路提供电源；迟滞电压比较器由电阻R8、R9、R10、R11、集成运算放大器IC2组成；采样及限幅放大电路的集成运算放大器IC1的输出端接到集成运算放大器IC2的负端，集成运算放大器IC2的正端接电阻R8、R9、R10，电阻R8另一端接地，电阻R9另一端和集成运算放大器IC2的电源输入端接到稳压储能电路C4的正极，电阻R10另一端接到集成运算放大器IC2的输出端后，通过电阻R11输出接延时电路快速二极管D7的阴极。
2.按照权利要求1所述的单相电度表多功能防窃电装置，其特征在于降压整流电路由电阻R1、R2电容C1、全桥D1和压敏电阻D2组成；电阻R1的一端接到A接入端，电阻R1的另一端接到电阻R2、电容C1的一端，电阻R2、电容C1的另一端接到全桥D1的一个交流输入端，全桥D1的另一个交流输入端接到B接入点，压敏电阻D2的两端并联到全桥D1的两个交流输入端上，全桥D1的两个直流输出端接到稳压储能电路的块恢复二极管D3的阴极。
3.按照权利要求1、2所述的单相电度表多功能防窃电装置，其特征在于继电器J1控制电路的三极管Q1基极接延时电路R14输出端；NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极接快速二极管D4的阳极，快速二极管D4的阴极接到稳压储能电路中二极管D3的阴极，继电器J1并接在快速二极管D4的两端，电容C5并接在NPN三极管的发射极与集电极之间，继电器J1的常闭触点的一端接到A接入端，继电器J1的常闭触点的另一端接到单相电度表的电流线圈的一端，单相电度表的电流线圈的另一端通过线圈L3接到D接入端，B接入端通过线圈L2接到C接入端，线圈L2和线圈L3是绕在环形电流互感器L1上的绕的方向相反，匝数为一圈的线圈；继电器J1控制电路的电源输入端接稳压储能电路快恢复二极管D3的阴极。
4.按照权利要求3所述的单相电度表多功能防窃电装置，其特征在于采样及限幅放大电路由电阻R5、R6、R7、电容C6、快速二极管D5、D6、集成运算放大器IC1、环形电流互感器L1组成；集成运算放大器IC1的电源输入端接到稳压储能电路C4的正极，快速二极管D5、D6进行反向并联后再与电阻R5、电容C6、环形电流互感器L1的线圈并联，其一端接地，另一端接到集成放大器IC1的正端，集成放大器IC1的负端接电阻R6、R7，电阻R6另一端接地，集成放大器IC1的输出端接电阻R7的另一端后做为采样及限幅放大电路的信号输出；延时电路由电阻R12、R13、R14、电容C7、C8、C9、快速二极管D7、D8、集成电路IC3组成；快速二极管D7的阴极接迟滞电压比较器的R11，到快速二极管D7的阳极接到电阻R12与电容C7并联的一端，R12与电容C7并联的另一端和集成电路IC3的电源输入端一起接到稳压储能电路C4的正极，快速二极管D8的阴极与快速二极管D7的阳极、集成电路IC3的2脚相接，快速二极管D8的阳极与电容C8的正极、电阻R13的一端、集成电路IC3的6脚和7脚相接，电容C8的负极接地，电阻R13的另一端接正10V，电容C5的一端接地，其另一端接集成电路IC3的5脚，集成电路IC3的4脚和8脚相连接正10V，集成电路IC3的1脚接地，集成电路IC3的3脚接电阻R14的一端，其另一端做为延时电路输出，R14的另一端接继电器控制电路的NPN三极管的基极。
专利摘要本实用新型是一种在不影响机械式单相电度表的误差、耐压等指针的前提下,可安装在机械式单相电度表内的单相电度表多功能防窃电装置;由降压整流电路、稳压储能电路、采样及限幅放大电路、迟滞电压比较器、延时电路、继电器控制电路组成。具有防过载、防线路漏电或人体触电、防各种智能窃电,有利于提高线路的功率因素,减少线路损耗,起到节能、用电安全的作用。
文档编号G01R11/00GK2405226SQ9925228
公开日2000年11月8日 申请日期1999年12月28日 优先权日1999年12月28日
发明者李全喜 申请人:李全喜