CN105719399A - 公用预付费ic卡式交流售电箱 - Google Patents

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CN105719399A
CN105719399A CN201610034994.8A CN201610034994A CN105719399A CN 105719399 A CN105719399 A CN 105719399A CN 201610034994 A CN201610034994 A CN 201610034994A CN 105719399 A CN105719399 A CN 105719399A
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曹民
曹至文
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Abstract

本发明所述的公用预付费IC卡式交流售电箱，采用公用预付费电能表、公用智能电子锁、自动重合闸用电保护器、时控开关、双温温控器、一卡通(或购电卡+开门卡)、售电+门锁管理软件及IC卡读写器、管理员计算机等主要部件，以及监控摄像头、网络接入器等可选部件；不仅能实现公用电能表用电计量、公用电子锁智能防盗、射频表+锁一卡通、用电安全监测及保护、时控开关供电控制、工作状态箱外LED指示、开门自动箱内LED照明、箱外急停供电开关、温控风扇强制散热等主要功能，还具有用电信息远程监控等可选功能；可广泛应用于电动车辆充电、户内外交流配电等多用户计量供电场合。

Description

公用预付费IC卡式交流售电箱
技术领域
本发明涉及一种采用预付费IC卡方式计量供电的交流售电装置，尤其是具有公用电能表用电计量、公用电子锁智能防盗、射频表+锁一卡通、用电安全监测及保护、时控开关供电控制、用电信息远程监控等功能的公用预付费IC卡式交流售电箱。
背景技术
公用售电箱(或柜)是一种为多用户提供安全用电保护和计量用电服务的供电装置，能实现多用户用电计量、用电安全监测及保护、用户用电器(电源适配器、充电器等)防盗及维护等基本功能。现有公用售电箱(或柜)大多采用预付费插卡式电能表计量供电，插卡后为防止购电卡和用电器被盗损，须使用个人锁具给箱(或柜)门上锁(只有当前用户才能开门)，拔卡后为保护箱(或柜)内配置免受无关人员侵扰，还须由前一用户换用公用锁具给箱(或柜)门上锁(所有用户均能开门)，因而操作流程繁琐且难以避免恶意锁门或独占现象发生，用电结束但忘取卡则可能引发后续用电纠纷；另外，现有售电箱(或柜)的故障自动处理能力欠缺，大多没有故障解除后自动重合闸功能，因而用电过程费时费力、需要经常检查维护；其次，现有售电箱(或柜)的安全保护能力较弱，大多没有箱(或柜)内温度过热保护等功能，箱(或柜)内用电器工作环境较差、使用寿命难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为克服现有预付费插卡式公用售电箱(或柜)普遍存在的锁具智能化程度低、用电安全保护不全面、故障自动处理能力欠缺等不足，本发明提供一种公用预付费IC卡式交流售电箱，能通过公用预付费电能表进行用电计量、公用智能电子锁进行智能防盗、自动重合闸用电保护器进行用电安全监测及保护、时控开关进行供电控制、售电+门锁管理软件进行IC卡管理、监控摄像头及网络接入器进行用电信息远程监控等技术方法解决所述技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：公用预付费IC卡式交流售电箱包括公用预付费电能表(PPKM)、公用智能电子锁(PIEL)、自动重合闸用电保护器(ACGP)、常开型交流接触器(NOAC)、常闭型交流接触器(NCAC)、时控开关(TS)、双温温控器(TTC)、轴流风机(AFF)、LED灯管(LEDT)、开关电源(SMPS)、急停按钮(ESB)、行程开关(PS)、LED指示灯(LIL)、接线排(LB)、电源插座(PO)、箱体(DB)、箱门(BD)、限流电阻(CLR)、底板(BP)、面板(FP)、置物板(PP)、线槽(WC)、一卡通(或购电卡+开门卡)、售电+门锁管理软件及IC卡读写器、管理员计算机等主要部件，以及监控摄像头、网络接入器等可选部件；其中，LIL包括供电指示灯(SLIL)、故障指示灯(TLIL)和用电指示灯(ULIL)等多个指示灯，以显示箱内工作状态；LB包括电源、火线、零线和地线等多个接线排，以符合安全接线规范；PO包括多个不同电流不同孔数的电源插座，以适合多种电源插头；PPKM和PIEL可以是接触式IC卡(插卡或碰卡)或射频式IC卡(刷卡)任一种型式，型式相同时可实现购电卡和开门卡合并为一卡通，优选射频卡式一卡通。
其机械结构是：PIEL安装在BD开启侧，LIL通过WC并排安装在BD上，BP通过螺柱隔空安装在DB内侧，LB、PPKM、ACGP、TS、NCAC、NOAC、TTC、PO、SMPS通过导轨并排安装在BP上，FP通过螺柱隔空安装在BP外侧，LEDT安装在FP顶部，PS安装在DB门框内侧，PP通过螺柱隔空安装在DB底部，ESB、AFF安装在DB底部，DB与BD通过弹簧铰链铆接，DB底面和背面设有安装孔可加装立柱托板和挂墙连接件，DB顶部优选坡顶结构(防止箱顶冷凝水滴落淋湿内部电器),PP优选多孔结构(有利于放置物通风散热)；另外，在DB上方还可加装监控摄像头。
其原理电路是：从DB底部电缆接头引入的外部单相交流电源分别接LB的L/N/E输入端子，LB的L/N输出端子分别接PPKM的L/N输入端子，PPKM的L/N输出端子分别接ACGP的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接NOAC的L/N输入端子，NOAC的L/N输出端子分别接PO的L/N输入端子，LB的E输出端子接ACGP、PO、DB、BD的E输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接TS的L/N输入端子，TS的两常开端子、TTC的两常闭端子、ESB的两常闭端子、NOAC的两控制端子串接后接ACGP的L/N输出端子，AFF的L/N电源端子与TTC的两常开端子串接后分别接ACGP的L/N输出端子，PPKM的L/N输出端子分别接NCAC的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子接NCAC的两控制端子，PPKM的L/N输出端子分别接SMPS的L/N输入端子，PIEL的+/-电源端子分别接SMPS的+/-输出端子，NOAC的L/N输出端子与CLR串接后接SLIL的两端子，NCAC的L/N输出端子与CLR串接后接TLIL的两端子，SMPS的+/-输出端子与PPKM的+/-脉冲端子串接后接ULIL的两端子，LB的L/N输出端子与PS的两端子串接后接LEDT的两端子，售电+门锁管理软件及IC卡读写器安装在管理员计算机上；另外，PPKM、监控摄像头还可通过网络接入器与管理员计算机进行远程通信连接。
其控制原理是：一卡通(或开门卡)通过门锁管理软件及IC卡读写器进行权限设置(设为管理门卡和多张用户门卡)，任何状态下管理门卡均可开门，售电箱未启用时任何用户门卡均可开门，售电箱启用时只有当前用户门卡才可开门；一卡通(或购电卡)通过售电管理软件及IC卡读写器进行电费充值和权限设置；PIEL内置可充电电池，通过外接SMPS进行充电，售电箱的启用状态通过SMPS电平信号检测；BD打开后，PS的常闭端子复位，接通LEDT的电源端子；PPKM读写一卡通(或购电卡)取出卡内电费后合闸供电，再次读写一卡通(或购电卡)归还所剩电费后分闸断电；ACGP上电自检无故障后合闸输出，NOAC得电后由TS的常开端子、TTC的常闭端子、ESB的常闭端子串联控制输出至PO；AFF的启/停由TTC的常开端子控制，AFF运转时箱外冷空气由DB底部的进气孔吸入，箱内热空气由DB坡顶边沿下的出气孔排出；SLIL的亮/灭由NOAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，TLIL的亮/灭由NCAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，ULIL的闪亮频率由PPKM的脉冲输出控制。另外，PPKM还可通过网络接入器将电压/电流/功率、电价/电量/电费、启用/停用时间、余电暂存待取等用电信息实时上传给售电管理软件，以供数据存储/备份、历史记录查询、统计分析报告、预设参数优化、远程费控/售电、遗补/退/换卡等电费业务操作；监控摄像头还可通过网络接入器将监控信息实时上传给视频管理软件，以供用电监视、循环保存、历史查询等安防业务操作；同时，还可进一步将用电及监控信息通过互联网应用提供给相关用户。
其操作流程是：1)刷一卡通(或开门卡)打开箱门；2)将电源适配器、充电器等用电器放于箱底置物板上，再将用电器输入端插头插入箱内面板上的相应插座、输出端电缆(如有)嵌入箱底出线孔引出；3)可保持时控开关缺省设置(常开)，或打开时控开关盖板设置定时开/关时间；4)检查并确保用电保护器开关开启、箱底外侧的急停按钮弹出复位；5)在面板刷卡处刷一卡通(或购电卡)，待电能表获取电费后开始供电，同时电子锁启用排他开锁模式(仅有管理门卡和当前用户门卡才可开锁，其它用户门卡均无法开锁)；6)确认电能表显示获取电费足够，否则前往售电部门购电(售电可分区管理，跨区可限制用电，同区可跨箱用电)；7)确认用电保护器显示为合闸状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；8)时控开关为常开(或定时关)状态时，确认用电器显示为正常用电状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；9)关闭箱门并确认上锁，观察箱门指示灯状态：供电灯亮提示正常供电，故障灯亮提示故障分闸，用电灯闪亮频率提示用电功率大小(常暗提示停止用电)，指示灯全暗提示定时、过热、急停或停电；10)停止用电持续时间≥预设值(兼顾当前用户返程时间、后续用户等待时间、外电源可能短时停电、间歇用电类用电器等因素选取)时，电能表停止供电并寄存余电待所属用户刷卡再用，同时电子锁解除排他开锁模式；11)刷一卡通(或开门卡)打开箱门，再刷一卡通(或购电卡)结束供电并取回剩余电费，拔下用电器输入端插头(若不刷卡仅拔插头，待余电被寄存待用后，其它用户卡可用)，取出用电器；12)关闭箱门并确认上锁。
本发明的有益效果是：一种采用预付费IC卡方式计量供电的公用交流售电箱，不仅能实现公用电能表用电计量、公用电子锁智能防盗、射频表+锁一卡通、用电安全监测及保护、时控开关供电控制、工作状态箱外LED指示、开门自动箱内LED照明、箱外急停供电开关、温控风扇强制散热等主要功能，还具有用电信息远程监控等可选功能，可广泛应用于电动车辆充电、户内外交流配电等多用户计量供电场合。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中售电箱的机械结构图1(开箱门时的正视图)。
图2是本发明中售电箱的机械结构图2(开箱门无面板时的正视图)。
图3是本发明中售电箱的机械结构图3(关箱门时的仰视图)。
图4是本发明中售电箱的机械结构图4(关箱门时的右透视图)。
图5是本发明中售电箱的机械结构图5(关箱门时的正视图)。
图6是本发明中售电箱的原理电路图。
图7是本发明中售电箱的操作流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步描述。
在图1～5所示实施例中，本发明中售电箱的机械结构：主要包括公用预付费电能表(PPKM)、公用智能电子锁(PIEL)、自动重合闸用电保护器(ACGP)、常开型交流接触器(NOAC)、常闭型交流接触器(NCAC)、时控开关(TS)、双温温控器(TTC)、轴流风机(AFF)、LED灯管(LEDT)、开关电源(SMPS)、急停按钮(ESB)、行程开关(PS)、LED指示灯(LIL)、接线排(LB)、电源插座(PO)、箱体(DB)、箱门(BD)、限流电阻(CLR)、底板(BP)、面板(FP)、置物板(PP)、线槽(WC)、一卡通(或购电卡+开门卡)、售电+门锁管理软件及IC卡读写器等组件；其中，LIL包括供电指示灯(SLIL)、故障指示灯(TLIL)和用电指示灯(ULIL)，LB包括电源接线排(PLB)、火线接线排(LLB)、零线接线排(NLB)和地线接线排(ELB)，PO包括16A三孔、10A三孔和10A二孔插座。其安装结构是：PIEL安装在BD开启侧，3个LIL通过WC并排安装在BD上，BP通过螺柱隔空安装在DB内侧，4个LB、PPKM、ACGP、TS、NCAC、NOAC、TTC、PO、SMPS通过导轨并排安装在BP上，FP通过螺柱隔空安装在BP外侧，LEDT安装在FP顶部，PS安装在DB门框内侧，PP通过螺柱隔空安装在DB底部，ESB、AFF安装在DB底部，DB与BD通过弹簧铰链铆接，DB底面和背面设有安装孔可加装立柱托板和挂墙连接件，DB顶部为坡顶结构,PP为多孔结构；另外，PPKM和PIEL均为射频卡型式，购电卡和开门卡可合并为一卡通。
在图6所示实施例中，本发明中售电箱的原理电路：从DB底部电缆接头引入的外部单相交流电源分别接LB的L/N/E输入端子，LB的L/N输出端子分别接PPKM的L/N输入端子，PPKM的L/N输出端子分别接ACGP的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接NOAC的L/N输入端子，NOAC的L/N输出端子分别接3个PO的L/N输入端子，LB的E输出端子接ACGP、PO、DB、BD的E输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接TS的L/N输入端子，TS的两常开端子、TTC的两常闭端子、ESB的两常闭端子、NOAC的两控制端子串接后接ACGP的L/N输出端子，AFF的L/N电源端子与TTC的两常开端子串接后分别接ACGP的L/N输出端子，PPKM的L/N输出端子分别接NCAC的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子接NCAC的两控制端子，PPKM的L/N输出端子分别接SMPS的L/N输入端子，PIEL的+/-电源端子分别接SMPS的+/-输出端子，NOAC的L/N输出端子与CLR串接后接SLIL的两端子，NCAC的L/N输出端子与CLR串接后接TLIL的两端子，SMPS的+/-输出端子与PPKM的+/-脉冲端子串接后接ULIL的两端子，LB的L/N输出端子与PS的两端子串接后接LEDT的两端子。其控制原理是：一卡通(或开门卡)通过门锁管理软件及IC卡读写器进行权限设置(设为管理门卡和多张用户门卡)，任何状态下管理门卡均可开门，售电箱未启用时任何用户门卡均可开门，售电箱启用时只有当前用户门卡才可开门；一卡通(或购电卡)通过售电管理软件及IC卡读写器进行电费充值和权限设置；PIEL内置可充电电池，通过外接SMPS进行充电，售电箱的启用状态通过SMPS电平信号检测；BD打开后，PS的常闭端子复位，接通LEDT的电源端子；PPKM读写一卡通(或购电卡)取出卡内电费后合闸供电，再次读写一卡通(或购电卡)归还所剩电费后分闸断电；ACGP上电自检无故障后合闸输出，NOAC得电后由TS的常开端子、TTC的常闭端子、ESB的常闭端子串联控制输出至PO；AFF的启/停由TTC的常开端子控制，AFF运转时箱外冷空气由DB底部的进气孔吸入，箱内热空气由DB坡顶边沿下的出气孔排出；SLIL的亮/灭由NOAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，TLIL的亮/灭由NCAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，ULIL的闪亮频率由PPKM的脉冲输出控制。
在图7所示实施例中，本发明中售电箱的操作流程：1)刷一卡通(或开门卡)打开箱门；2)将电源适配器、充电器等用电器放于箱底置物板上，再将用电器输入端插头插入箱内面板上的相应插座、输出端电缆(如有)嵌入箱底出线孔引出；3)可保持时控开关缺省设置(常开)，或打开时控开关盖板设置定时开/关时间；4)检查并确保用电保护器开关开启、箱底外侧的急停按钮弹出复位；5)在面板刷卡处刷一卡通(或购电卡)，待电能表获取电费后开始供电，同时电子锁启用排他开锁模式(仅有管理门卡和当前用户门卡才可开锁，其它用户门卡均无法开锁)；6)确认电能表显示获取电费足够，否则前往售电部门购电(售电可分区管理，跨区可限制用电，同区可跨箱用电)；7)确认用电保护器显示为合闸状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；8)时控开关为常开(或定时关)状态时，确认用电器显示为正常用电状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；9)关闭箱门并确认上锁，观察箱门指示灯状态：供电灯亮提示正常供电，故障灯亮提示故障分闸，用电灯闪亮频率提示用电功率大小(常暗提示停止用电)，指示灯全暗提示定时、过热、急停或停电；10)停止用电持续时间≥预设值(可选1～300s)时，电能表停止供电并寄存余电待所属用户刷卡再用，同时电子锁解除排他开锁模式；11)刷一卡通(或开门卡)打开箱门，再刷一卡通(或购电卡)结束供电并取回剩余电费，拔下用电器输入端插头(若不刷卡仅拔插头，待余电被寄存待用后，其它用户卡可用)，取出用电器；12)关闭箱门并确认上锁。

Claims (5)

1.一种公用预付费IC卡式交流售电箱，不仅能实现公用电能表用电计量、公用电子锁智能防盗、射频表+锁一卡通、用电安全监测及保护、时控开关供电控制、工作状态箱外LED指示、开门自动箱内LED照明、箱外急停供电开关、温控风扇强制散热主要功能，还具有用电信息远程监控可选功能；包括公用预付费电能表(PPKM)、公用智能电子锁(PIEL)、自动重合闸用电保护器(ACGP)、常开型交流接触器(NOAC)、常闭型交流接触器(NCAC)、时控开关(TS)、双温温控器(TTC)、轴流风机(AFF)、LED灯管(LEDT)、开关电源(SMPS)、急停按钮(ESB)、行程开关(PS)、LED指示灯(LIL)、接线排(LB)、电源插座(PO)、箱体(DB)、箱门(BD)、限流电阻(CLR)、底板(BP)、面板(FP)、置物板(PP)、线槽(WC)、一卡通(或购电卡+开门卡)、售电+门锁管理软件及IC卡读写器、管理员计算机主要部件，以及监控摄像头、网络接入器可选部件；其中，LIL包括供电指示灯(SLIL)、故障指示灯(TLIL)和用电指示灯(ULIL)，LB包括电源、火线、零线和地线多个接线排，PO包括多个不同电流不同孔数的电源插座；PPKM和PIEL可以是接触式IC卡(插卡或碰卡)或射频式IC卡(刷卡)任一种型式，型式相同时可实现购电卡和开门卡合并为一卡通，优选射频卡式一卡通。
2.根据权利要求1所述的公用预付费IC卡式交流售电箱，所述售电箱的机械结构是：PIEL安装在BD开启侧，LIL通过WC并排安装在BD上，BP通过螺柱隔空安装在DB内侧，LB、PPKM、ACGP、TS、NCAC、NOAC、TTC、PO、SMPS通过导轨并排安装在BP上，FP通过螺柱隔空安装在BP外侧，LEDT安装在FP顶部，PS安装在DB门框内侧，PP通过螺柱隔空安装在DB底部，ESB、AFF安装在DB底部，DB与BD通过弹簧铰链铆接，DB底面和背面设有安装孔可加装立柱托板和挂墙连接件，DB顶部优选坡顶结构,PP优选多孔结构；另外，在DB上方还可加装监控摄像头。
3.根据权利要求1所述的公用预付费IC卡式交流售电箱，所述售电箱的原理电路是：从DB底部电缆接头引入的外部单相交流电源分别接LB的L/N/E输入端子，LB的L/N输出端子分别接PPKM的L/N输入端子，PPKM的L/N输出端子分别接ACGP的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接NOAC的L/N输入端子，NOAC的L/N输出端子分别接PO的L/N输入端子，LB的E输出端子接ACGP、PO、DB、BD的E输入端子，ACGP的L/N输出端子分别接TS的L/N输入端子，TS的两常开端子、TTC的两常闭端子、ESB的两常闭端子、NOAC的两控制端子串接后接ACGP的L/N输出端子，AFF的L/N电源端子与TTC的两常开端子串接后分别接ACGP的L/N输出端子，PPKM的L/N输出端子分别接NCAC的L/N输入端子，ACGP的L/N输出端子接NCAC的两控制端子，PPKM的L/N输出端子分别接SMPS的L/N输入端子，PIEL的+/-电源端子分别接SMPS的+/-输出端子，NOAC的L/N输出端子与CLR串接后接SLIL的两端子，NCAC的L/N输出端子与CLR串接后接TLIL的两端子，SMPS的+/-输出端子与PPKM的+/-脉冲端子串接后接ULIL的两端子，LB的L/N输出端子与PS的两端子串接后接LEDT的两端子，售电+门锁管理软件及IC卡读写器安装在管理员计算机上；另外，PPKM、监控摄像头还可通过网络接入器与管理员计算机进行远程通信连接。
4.根据权利要求1所述的公用预付费IC卡式交流售电箱，所述售电箱的控制原理是：一卡通(或开门卡)通过门锁管理软件及IC卡读写器进行权限设置(设为管理门卡和多张用户门卡)，任何状态下管理门卡均可开门，售电箱未启用时任何用户门卡均可开门，售电箱启用时只有当前用户门卡才可开门；一卡通(或购电卡)通过售电管理软件及IC卡读写器进行电费充值和权限设置；PIEL内置可充电电池，通过外接SMPS进行充电，售电箱的启用状态通过SMPS电平信号检测；BD打开后，PS的常闭端子复位，接通LEDT的电源端子；PPKM读写一卡通(或购电卡)取出卡内电费后合闸供电，再次读写一卡通(或购电卡)归还所剩电费后分闸断电；ACGP上电自检无故障后合闸输出，NOAC得电后由TS的常开端子、TTC的常闭端子、ESB的常闭端子串联控制输出至PO；AFF的启/停由TTC的常开端子控制，AFF运转时箱外冷空气由DB底部的进气孔吸入，箱内热空气由DB坡顶边沿下的出气孔排出；SLIL的亮/灭由NOAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，TLIL的亮/灭由NCAC的L/N输出串接CLR得到的安全电压/电流控制，ULIL的闪亮频率由PPKM的脉冲输出控制；另外，PPKM、监控摄像头还可通过网络接入器分别将用电、监控信息实时上传给售电、视频管理软件进行电费、安防业务操作，同时还可进一步将用电及监控信息通过互联网应用提供给相关用户。
5.根据权利要求1所述的公用预付费IC卡式交流售电箱，所述售电箱的操作流程是：1)刷一卡通(或开门卡)打开箱门；2)将用电器放于箱底置物板上，再将用电器输入端插头插入箱内面板上的相应插座、输出端电缆(如有)嵌入箱底出线孔引出；3)可保持时控开关缺省设置(常开)，或打开时控开关盖板设置定时开/关时间；4)检查并确保用电保护器开关开启、箱底外侧的急停按钮弹出复位；5)在面板刷卡处刷一卡通(或购电卡)，待电能表获取电费后开始供电，同时电子锁启用排他开锁模式(仅有管理门卡和当前用户门卡才可开锁，其它用户门卡均无法开锁)；6)确认电能表显示获取电费足够，否则前往售电部门购电(售电可分区管理，跨区可限制用电，同区可跨箱用电)；7)确认用电保护器显示为合闸状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；8)时控开关为常开(或定时关)状态时，确认用电器显示为正常用电状态，否则再次刷卡停止供电并联系客服检修故障；9)关闭箱门并确认上锁，观察箱门指示灯状态：供电灯亮提示正常供电，故障灯亮提示故障分闸，用电灯闪亮频率提示用电功率大小(常暗提示停止用电)，指示灯全暗提示定时、过热、急停或停电；10)停止用电持续时间≥预设值时，电能表停止供电并寄存余电待所属用户刷卡再用，同时电子锁解除排他开锁模式；11)刷一卡通(或开门卡)打开箱门，再刷一卡通(或购电卡)结束供电并取回剩余电费，拔下用电器输入端插头(若不刷卡仅拔插头，待余电被寄存待用后，其它用户卡可用)，取出用电器；12)关闭箱门并确认上锁。
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