CN2447794Y - 防窃电单相感应式电度表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防窃电且有漏电和过载保护功能的单相感应式电度表。它是在普通单相电度表的表壳内，增设一块印刷电路板，该电路板上电连接有电压和电流采样电路分别并联和串联在输入回路上，输入回路上还设有松螺丝监视和过载保护电路，电表的输出回路中串接有漏电采样互感器，各检测电路的输出均电连接至跳闸自锁报警机构，一旦发现异常信息就能切断电度表的输出电压并报警自锁。适合负载对称的三相电或单相电用户作计量表。
Description
本实用新型涉及一种电力计量装置，具体说是一种能防止窃电行为的单相感应式电度表。
现有的单相感应式电度表的电路是一个由电流线圈L4，电压线圈L5组成的工字型四端网路。当线圈中有电流通过时，在气隙中便产生交变的磁通，电度表内的铝盘在该磁通的作用下感应产生涡流，此涡流在交变磁通的磁场中受力，使铝盘转动用以计数。由于电度表中的制动磁铁和可动的铝盘相互作用产生了制动力矩，它和铝盘的转速成比例，当转动方矩大小相等，方向相反时，转速达到平衡。现有的感应式单相电度表表壳上有4个接线端子，实际是5个，第1和第2个端子是在表壳外用“搭片”连接在一起的。上述结构常被窃电者采用线间短路、开路或反接等方法，使电度表铝盘慢转，不转或反转，达到用电不付费或少付费的目的。另外这种电度表也没有漏电和过载保护的功能。既不能使供电者放心，也不能让用户放心。
本实用新型的目的是为了克服现有单相感应式电度表的上述缺陷，提供一种既能有效的防止窃电又有漏电和过载保护功能的新型单相感应式电度表，使供电和用电双方均满意和放心。
本实用新型的目的是这样实现的，在包括表壳、电流线圈L4、电压线圈L5，铝盘、制动永磁铁及4个接线端子的现有单相感应式电度表内，把由电源输入端子1和4，解除自锁开关SB，互感器M2，电压线圈L5组成的电源输入回路中，电连接有UI采样电路及其A/D转换整形电路，U/I相位比较控制电路和用户负载功率控制电路，松镙丝监视电路；在电度表的输出端子3和5及电流线圈L4，电压线圈L5组成的输出回路中，串接有漏电监视互感器M1及其光电开关控制电路和跳闸开关；将增设的上述电路电连接在印刷电路板上并与普通电度表底板固定为一体，在增设的印刷电路板上还电连接有包括继电器，蜂鸣器和三极管VT1组成的跳闸自锁报警机构。当本电度表正常工作时，增设的电路均不产生控制信号，电度表将和原来一样工作，当有人利用输入、输出端子间的短路，开路反接及负载过载，漏电过大时，增设的电路就会立即工作，切断输出电源并报警。
本实用新型的优点是：1、因增设电路发现窃电行为或发生漏电、过载时，都会驱动跳闸自锁报警电路，立即能切断电度表的输出电源并进行报警，只有拆除窃电装置放弃窃电行为，用户按动二次串接在输入回路中的解除自锁开关SB，用户才能正常用电，因此能有效的防止窃电行为的发生，以便维护供电单位的利益，避免公用总电表内的各分电表户之间的费用纠纷；2、因本电度表增设有过载保护功能漏电窃电监视电路，只要超过规定的功率或漏电电流，电度表也会自动跳闸断电，不排除故障，就不能用电，确保了用户的安全用电；3、本电度表增设的电路，结构简单，元件少，可电连接在一块印刷电路板上，并固定在普通电度表的表壳内，成本低，安装方便，便于推广应用。
下面结合附图介绍一个实施例：
图1是本实用新型的结构示意图的方框图；
图2是本实用新型实施例的电路原理图；
图3是图2的装配位置示意图。
参照附图3：在包括有表壳(6)、电源输入端子(1)、(2)、(4)，输出端子(3)、(5)、电流线圈L4，电压线圈L5，制动永久磁铁(7)，旋转铝盘(8)的普通电度表内的下部剩余空间内增设一印刷电路板(9)，电路板的一端安装有常闭的解除自锁按钮开关SB(10)，该开关的按扭穿过表壳面板露出在面板上，电路板的这一端还固定有电流互感器M2(11)，电路板的中部固定有漏电流检测互感器M1(12)和电子元件组成的控制板(13)；电路板的另一端固定有继电器J(14)及蜂鸣器与电信号连接线板(15)。
下面结合图1和图2对实施例作进一步说明：1、所述电流输入回路的U/I采样电路，又分为电压U和电流I采样电路，电压U采样电路由晶体二极管VD1～VD4构成的桥式整流电路和由电阻R1电容C1并联而成。整流电路的一端与电度表输入端子(1)连接，另一端经电阻R1与电容C1降压电路后与电源输入端子(4)电连接。VD1～VD4组成的整流电路的直流输出经滤波电容C3，稳压二极管VD9后输出12伏直流电压供整机使用；电流I采样电路包括：电流互感器M2和晶体二极管VD5～VD8组成的桥式整流电路。互感器M2的初级线圈L6串接在电表的输入端子(4)内，互感器M2的次级线圈L7并联在VD5～VD8整流器的两交流输入端上。2、所述A/D转换整形及U/I相位比较控制电路，包括施密特触发器IC1和IC2，异或门IC3，与门IC4及限流电阻R2、隔离晶体二极管VD13组成，工作时U采样电路VP1～VD4整流器的一个交流输入端产生对地的半波模拟信号，经触发器IC1、A/D转换整形后，其输出端的一串数字脉冲信号加到异或门IC3的一个输入端，IC3的输出端电联接至与门IC4的一个输入端，电流I采样信号取自VD5～VD8整流器的一个交流输入端，经触发器IC2后其输出端与异或门IC3的另一个输入端相连，同时还连至与门IC4的另一个输入端。正常工作时，因UI采样出的信号相位相同，与门IC4输出低电平。不用电时，与门IC4也输出低电平。当有人把输入的(1)、(4)端与输出的(3)、(5)端对换接进行线窃电时，铝盘反转，UI采样出的信号其相位相反，经IC1～IC4比较控制线路后，与门IC4输出端输出一串脉冲信号，经限位流电阻R2和隔离二极管VD13后，与跳闸自锁报警机构的晶体三极管VT1的基极电连接。使其切断电度表的输出电源并报警。3、所述松螺丝监视电路，由并联在电度表电源输入端子(1)和(2)上的发光氖管N1和光敏二极管VD11组成。当有人采用断开输入端子(1)、(2)之间的连接搭片使铝盘不转进行窃电时，氖管N1通过线圈L5降压后发光，经公用的光敏二极管VD11后，驱动跳闸自锁报警机构的晶体三极管VT1工作，使其切断输出供电。4、所述用户负载功率控制电路，由滤波电容器C2和负载额定功率可调电阻RP2及晶体三极管VT2、VT3构成的NPN复合三极管放大电路组成。当用户负载功率过大或恶意短路造成电流线圈L4匝间短路使转盘转速变慢时，串联在电源输入回路中的交流互感器M2，其次级线线圈L1就会感应出一高压交流信，经二极管VD5～VD8整流，电容器C2滤波后，得到一较高的直流电压，经过用户负载额定功率调节的可调电阻RP2分压后加至VT2、VT3复合三极管的基极，使其由截止变为导通，使继电器吸合，导至输出回路跳闸断电并报警，达到过载保护的功能。5、所述漏电监视电路及光电开关控制电路，包括串接在电度表输出端子(3)和(5)连线中的交流互感器M1(12)，发光二级管VD1，及光敏二极管VD11。互感器M1设有二个匝数和方向均相同的初级线圈L2和L3，一个匝数远大于初级线圈L2、L3的次级线圈L1，线圈L2串接在电度表输出端子(3)和电表的电流输出端，线圈L3串接在输出端子(5)与电表的电压线圈L5的一端，次级感应线圈L1的两端分别连接到发光二极管VD10的两端，发光二极管VD10的附近设有与之耦合的光敏二极管VD11。正常供电时，线圈L2、L3中的磁通互相抵消，次级线圈L1中不产生感应电势，发光二极管VD10不发光；若用户端负载出现漏电流或人身的单线触电或电度表的输入端子(1)与输出端子(3)短路，因初级线圈L2、L3中的磁通不能抵消，次级线圈L1中就会产生感应电势，使发光二极管VD10发光，通过光敏二极管VD11和调节允许漏电流大小的可调电阻RP1组成的光电耦合电路后，启动跳闸自锁报警机构动作切断输出电源并报警，起到保护作用。6、所述跳闸自锁报警机构，包括晶体三极VT1及接在该三极管集电极与直流供电电源之间的继电器J(13)。继电器J两端并联有续流晶体二极管VD12和蜂鸣器HA(14)，晶体三极管VT1的基极电连至U/I相位的比较控制电路的输出端和光电开关控制电路的输出端，正常供电时该基极为低电平，一旦发生窃电或漏电流时，晶体三极管VT1基极为高电平，使其导通，继电器J吸合，继电器J接在电度表输出回路中的二对常闭开关J11和J12断开，切断输出电源，同时蜂鸣器HA发声报警声响。继电器接在继电器和蜂鸣器接地端的另一对常开接点J2闭合，使其保持吸合和报警声响，达到自锁的目的。
Claims (6)
1、一种防窃电单相感应式电度表，包括有表壳、电流线圈L4、电压线圈L5、铝盘、4个接线端子，永久磁铁及计数装置，其特征在于：在电度表的电源输入端子(1)和(4)，电压线圈L5组成的输入回路中，电连接有解除自锁开关SB和UI采样及其A/D转换整形，U/I相位比较控制电路，还连接有用户负载功率控制电路和松镙丝监视电路；在电路表的输出端子(3)和(5)及电流线圈L4，电压线圈L5组成的输出回路中，串接有漏电监视互感器M1及其光电开关控制电路和跳闸开关J11、J12在电度表内的底板上增设有一块印刷电路板，该电路板上除了电连接有上述电路外，还电连接有包括继电器、蜂鸣器、晶体三极管VT1组成的跳闸自锁报警机构。
2、根据权利要求1所述的防窃电感应式单相电度表，其特征在于：所述电流输入回路的U/I采样电路，包括电压U和电流I两种采样电路，电压采样电路由晶体二极VD1～VD4构成的桥式整流电路和由电阻R1与电容C1并联而成的降压电路组成，整流电路的一端与电度表输入端子(1)连接，另一端经R1C1降压后与输入端子(4)相连；电流采样电路包括电流互感器M2和晶体二极管VD5～VD8构成的桥式整流电路，电流互感器M2的初级线圈L6串接入电表的输入端子(4)上，电流互感器M2的次级线圈L7并联在晶体二极管VD5～VD8整流器的两交流输入端上。
3、根据权利要求1或2所述的单相电度表，其特征在于：所述A/D转换整形及U/I相位比较控制电路，包括施密特触发器IC1和IC2、异或门IC3、与门IC4及限流电阻R2、隔离晶体二极管VD13，施密特触发器IC1的输入端与电压U采样中VD1～VD4整流器的一个交流输入端电连接，其输出端与异或门IC3的一个输入端相连，异或门IC3的输出端电连接至与门IC4的一个输入端；电流I采样电路的输出信号取自VD5～VD8的一交流输入端后其输出端与异或门IC3的另一个输入端相连，同时还连至与门IC4的另一个输入端，与门IC4的输出端的信号经限流电阻R2和隔离二极管VD13后与跳闸自锁机构报警的晶体三极管VT1的基极电连接。
4、根据权利要求1所述的单相电度表，其特征在于：所述松镙丝监视电路，是在电度表电源输入端子(1)和(2)上并联有发光氖管N1，氖管N1下方设有与之耦合的光敏二极管VD11，
5、根据权利要求1所述的单相电度表，其特征在于：所述漏电监视及光电开关控制电路，是在电度表输出端子(3)和(5)连线中串联有漏电监视交流互感器M1(12)，互感器M1设有两个匝数和绕制方向均相同且分别串接入电度表输出端子(3)和(5)连线中的初级线圈L2、L3，互感器M1的次级设有匝数远大于初级线圈的次级线圈L1,L1的两端分别连接发光二极管VD10的两端，发光二极管VD10的附近设有与之耦合的光敏二极管VD11。
6、根据权利要求1所述的单相电度表，其特征在于：所述用户负载控制电路，其特征在于，该电路由滤波电容器C2，可调电阻RP2及由晶体三极VT2、VT3构成的复合三极管组成，电路的输入信号取自电流I采样电路VD5～VD8整流器的直流输出端，经电容C2滤波后连至可调电阻RP2，该可调电阻的中心抽头连至复合三极管VT2的基极，复合三极管VT3的集电极连至跳闸自锁报警机构的继电器负端。
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|---|---|---|---|---|
| CN100523831C (zh) * | 2005-03-31 | 2009-08-05 | 株式会社东芝 | 电子控制电功率表 |
| CN101410717B (zh) * | 2006-03-09 | 2013-04-03 | 艾登有限公司 | 用于测量电功率的装置和方法 |
| CN104709381A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-17 | 河南银泰新能源汽车有限公司 | 电源防盗器 |
| CN108037337A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-15 | 青岛乾程科技股份有限公司 | 一种防底板钻孔窃电电能表 |
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