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      單相電度表多功能防竊電裝置的制作方法

      文檔序號:6141198閱讀:227來源:國知局
      專利名稱:單相電度表多功能防竊電裝置的制作方法
      技術領域
      本實用新型屬于單相電度表的附件,是一種能安裝在機械式單相電度表的具有防過載、防線路漏電或人體觸電、防各種智能竊電的防竊電裝置。
      現(xiàn)有的各種防竊電裝置都有許多問題存在有的用雙向計度器來防止用戶倒線竊電,雖起到了一些作用,但對單相電度表輕負載的誤差影響很大,使單相電度表的性能變差,造成電度表計量不準。有的用匝數(shù)比不同的雙繞組電流線圈來防止用戶短接、倒線竊電,雖起到了一些作用,但造成單相電度表的誤差離散性很大、整體誤差合格率低、耐壓性能也不符合國家標準要求。90205021號中國專利公開了一種防竊電裝置,其結構的缺點,一是電源電路采用一個二極管進行半波整流,只利用了交流電的一半能量,使電源的利用率很低;二是控制機構大都采用可控硅或晶閘管,由于這類器件的耐壓低,控制的電流小,受不了來自電網(wǎng)的大電流、快速脈沖群的沖擊,因此整個裝置的電壓工作范圍窄,可控制用戶負荷電流小,損壞率較高;三是采用的電壓比較器也不帶遲滯性能,當線路中的電流值在防竊電裝置預先設定的電流值附近波動時,造成防竊電裝置的誤動作頻繁,影響了正常用電;四是由于控制機構的一組觸點串接在電度表的電壓線圈中,使用時間長了以后,觸點的阻值變大,電度表的鋁盤轉慢,造成電度表的計度器指示出的度數(shù)比實際用電量少,使供電局蒙受損失;五是如用專用的竊電器使電度表的功率因素降到0.5以下,用斷零降壓的方法使電度表的電壓線圈工作電壓降低或為零,這種防竊電裝置對此種竊電方法無效,供電部門對此無能為力;六是元件都是采用的分離接插件,整體體積較大、可靠性差,難以裝入機械式單相電度表內,不但達不到應有的防竊電作用,還給供電部門帶來很多麻煩。
      本實用新型的目的是,提供一種可裝在機械式單相電度表內的多功能防竊電裝置,不僅不影響電度表的計量準確度和整體性能,而且一旦客戶端線路出現(xiàn)過載、漏電或不小心觸電或進行智能竊電時,該裝置的執(zhí)行機構立即斷開電源,直到故障解除后,并延時一分鐘才可恢復供電。
      本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的,單相電度表多功能防竊電裝置,包括有降壓整流電路、采樣及限幅放大電路、延時電路、繼電器控制電路;還帶有穩(wěn)壓儲能電路、遲滯電壓比較器。
      穩(wěn)壓儲能電路構成降壓整流電路的兩個直流輸出端,其中負端接地,正端接到電阻R3和快恢復二極管D3陰極并聯(lián)的一端,電阻R3和快恢復二極管D3陽極并聯(lián)的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極和電容C3的正極,穩(wěn)壓二極管WD1陽極接到穩(wěn)壓二極管WD2陰極,穩(wěn)壓二極管WD2陽極和電容C3的負極一起再接地;電容C2并聯(lián)到電容C3的兩端,電阻R4的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極,R4的另一端接到電容C4的正極,電容C4的正極做為穩(wěn)壓儲能電路的+10V輸出端,接到采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的電源輸入端、遲滯電壓比較器的集成運算放大器IC2的電源輸入端、延時電路的集成電路IC3的電源輸入端,電容C4的負極接地,快恢復二極管D3陽極做為穩(wěn)壓儲能電路的+24V輸出端為繼電器控制電路提供電源。
      遲滯電壓比較器由電阻R8、R9、R10、R11、集成運算放大器IC2組成;采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的輸出端接到集成運算放大器IC2的負端,集成運算放大器IC2的正端接電阻R8、R9、R10,電阻R8另一端接地,電阻R9另一端和集成運算放大器IC2的電源輸入端接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,電阻R10另一端接到集成運算放大器IC2的輸出端后,通過電阻R11輸出接延時電路快速二極管D7的陰極。
      本實用新型的工作原理是采樣及限幅放大電路中的環(huán)形電流互感器將流過單相電度表電流線圈的電流與流入地線回路的電流進行代數(shù)相減,如用戶進行智能竊電、過載、線路漏電或人體觸電時其差都會大于30mA,經(jīng)限幅放大后的信號再送到遲滯電壓比較器進行比較,高于遲滯電壓比較器的上限時就輸出一個高電平信號,此高電平信號再觸發(fā)延時電路,立即驅動繼電器控制電路,使繼電器控制電路中的繼電器工作,斷開用戶的負載起到一定的保護作用和防竊電作用。當經(jīng)限幅放大后的信號送到遲滯電壓比較器進行比較,低于遲滯電壓比較器的下限時就輸出一個低電平信號,此低電平信號再觸發(fā)延時電路,經(jīng)延時后驅動繼電器控制電路,使繼電器控制電路中的繼電器停止工作,接通用戶的負載恢復正常供電。降壓整流電路將電網(wǎng)輸入的220V交流電壓經(jīng)電阻和電容降壓變?yōu)閹资慕涣麟?,此交流電?jīng)全橋整流后變?yōu)槊}動直流電,脈動直流電經(jīng)穩(wěn)壓儲能電路變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓為采樣及限幅放大電路、遲滯電壓比較器、延時電路、繼電器控制電路提供電能,確保本實用新型的可靠工作。
      單相電度表做為一種計量器具最主要的是計量的準確性,只有在保證準確性的前提下,才可兼顧其它的功能。所以本實用新型提供了一種可裝在機械式單相電度表內的多功能防竊電裝置,本實用新型與現(xiàn)有技術相比其全波整流D1使電源的利用率很高,具有很低的功耗,通電后消耗功率小于0.4W,大大節(jié)約了電能。本實用新型采用獨特的穩(wěn)壓儲能電路,在電網(wǎng)的電壓很高時,一部分的電能被儲存在電容C2中,另一部分電能通過電阻R3、穩(wěn)壓管WD1、WD2泄放,當電網(wǎng)的電壓很低時,由于快速二極管D3為反向連接,電容C3的電能仍然可通過D3為各部分電路補充電能,這樣就保證了各部分電路在60V~300V的寬電壓工作范圍下正常工作,可控制負荷電流最大到40A。本實用新型采用的遲滯電壓比較器,將采樣及限幅放大電路的輸出信號與預先設定的電壓上線值比較,如采樣及限幅放大電路的輸出信號高于預先設定的電壓上線值,遲滯電壓比較器就輸出有效信號,直到采樣及限幅放大電路的輸出信號低于預先設定的電壓下線值時,遲滯電壓比較器輸出無效信號,這樣就避免了電流的波動,造成防竊電裝置的誤動作,從而就提高了防竊電裝置的可靠性。
      本實用新型的繼電器控制電路中的繼電器J1、環(huán)形電流互感器L1上的線圈L2和線圈L3、單相電度表的接線端間的連接方式,能達到全面防止用戶進行表后智能竊電。本實用新型采用先進的帖片元件技術,具有體積小和高的可靠性。本實用新型是一種在不影響機械式單相電度表的誤差、耐壓等指針的前提下,可安裝在機械式單相電度表內的多功能防竊電裝置,具有防過載、防線路漏電或人體觸電、防各種智能竊電,有利于提高線路的功率因素,減少線路損耗,起到節(jié)能、用電安全的作用。
      本實用新型由以下實施例及其附圖給出。


      圖1是本實用新型結構示意圖。
      附圖2是本實用新型應用狀態(tài)結構示意圖。
      實施例本實用新型是由降壓整流電路、穩(wěn)壓儲能電路、采樣及限幅放大電路、遲滯電壓比較器、延時電路、繼電器控制電路六部分組成。使用時,圖2中的A接入端表示單相電度表的輸入端火線,B接入端表示單相電度表的輸入端地線,C接入端表示單相電度表的輸出端地線,D接入端表示單相電度表的輸出端火線。
      降壓整流電路由電阻R1、R2電容C1、全橋D1和壓敏電阻D2組成。電阻R1的一端接到A接入端,電阻R1的另一端接到電阻R2、電容C1的一端,電阻R2、電容C1的另一端接到全橋D1的一個交流輸入端,全橋D1的另一個交流輸入端接到B接入點,壓敏電阻D2的兩端并聯(lián)到全橋D1的兩個交流輸入端上,全橋D1的兩個直流輸出端接到穩(wěn)壓儲能電路的塊恢復二極管D3的陰極。
      穩(wěn)壓儲能電路由電阻R3、R4電容C2、C3、C4、穩(wěn)壓二極管WD1、WD2和快恢復二極管D3組成。降壓整流電路的兩個直流輸出端,其中負端接地,正端接到電阻R3和快恢復二極管D3陰極并聯(lián)的一端,電阻R3和快恢復二極管D3陽極并聯(lián)的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極和電容C3的正極,穩(wěn)壓二極管WD1陽極接到穩(wěn)壓二極管WD2陰極,穩(wěn)壓二極管WD2陽極和電容C3的負極一起再接地;電容C2并聯(lián)到電容C3的兩端,電阻R4的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極,R4的另一端接到電容C4的正極,電容C4的正極做為穩(wěn)壓儲能電路的+10V輸出端,接到采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的電源輸入端、遲滯電壓比較器的集成運算放大器IC2的電源輸入端、延時電路的集成電路IC3的電源輸入端,電容C4的負極接地,快恢復二極管D3陽極做為穩(wěn)壓儲能電路的正24V輸出端為繼電器控制電路提供電源。
      采樣及限幅放大電路由電阻R5、R6、R7、電容C6、快速二極管D5、D6、集成運算放大器IC1、環(huán)形電流互感器L1組成。集成運算放大器IC1的電源輸入端接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,快速二極管D5、D6進行反向并聯(lián)后再與電阻R5、電容C6、環(huán)形電流互感器L1的線圈并聯(lián),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的負端接電阻R6、R7,電阻R6另一端接地,集成放大器IC1的輸出端接電阻R7的另一端后做為采樣及限幅放大電路的信號輸出。
      遲滯電壓比較器由電阻R8、R9、R10、R11、集成運算放大器IC2組成。采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的輸出端接到集成運算放大器IC2的負端,集成運算放大器IC2的正端接電阻R8、R9、R10,電阻R8另一端接地,電阻R9另一端和集成運算放大器IC2的電源輸入端接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,電阻R10另一端接到集成運算放大器IC2的輸出端后,通過電阻R11輸出接延時電路快速二極管D7的陰極。
      延時電路由電阻R12、R13、R14、電容C7、C8、C9、快速二極管D7、D8、集成電路IC3組成??焖俣O管D7的陰極接遲滯電壓比較器的R11,到快速二極管D7的陽極接到電阻R12與電容C7并聯(lián)的一端,R12與電容C7并聯(lián)的另一端和集成電路IC3的電源輸入端一起接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,快速二極管D8的陰極與快速二極管D7的陽極、集成電路IC3的2腳相接,快速二極管D8的陽極與電容C8的正極、電阻R13的一端、集成電路IC3的6腳和7腳相接,電容C8的負極接地,電阻R13的另一端接+10V,電容C5的一端接地,其另一端接集成電路IC3的5腳,集成電路IC3的4腳和8腳相+10V,集成電路IC3的1腳接地,集成電路IC3的3腳接電阻R14的一端,其另一端做為延時電路輸出,R14的另一端接繼電器控制電路的NPN三極管的基極。
      繼電器控制電路由電容C5、快速二極管D4、NPN三極管、繼電器J1組成。繼電器J1控制電路的三極管Q1基極接延時電路R14輸出端;NPN三極管的發(fā)射極接地,NPN三極管的集電極接快速二極管D4的陽極,快速二極管D4的陰極接到穩(wěn)壓儲能電路中二極管D3的陰極,繼電器J1并接在快速二極管D4的兩端,電容C5并接在NPN三極管的發(fā)射極與集電極之間,繼電器J1的常閉觸點的一端接到A接入端,繼電器J1的常閉觸點的另一端接到單相電度表的電流線圈的一端,單相電度表的電流線圈的另一端通過線圈L3接到D接入端,B接入端通過線圈L2接到C接入端,線圈L2和線圈L3是繞在環(huán)形電流互感器L1上的繞的方向相反,匝數(shù)為一圈的線圈;繼電器J1控制電路的電源輸入端接穩(wěn)壓儲能電路快恢復二極管D3的陰極。
      權利要求1.一種單相電度表多功能防竊電裝置,包括有降壓整流電路、采樣及限幅放大電路、延時電路、繼電器控制電路;其特征在于還帶有穩(wěn)壓儲能電路、遲滯電壓比較器;穩(wěn)壓儲能電路降壓整流電路的兩個直流輸出端,其中負端接地,正端接到電阻R3和快恢復二極管D3陰極并聯(lián)的一端,電阻R3和快恢復二極管D3陽極并聯(lián)的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極和電容C3的正極,穩(wěn)壓二極管WD1陽極接到穩(wěn)壓二極管WD2陰極,穩(wěn)壓二極管WD2陽極和電容C3的負極一起再接地;電容C2并聯(lián)到電容C3的兩端,電阻R4的一端接到穩(wěn)壓二極管WD1的陰極,R4的另一端接到電容C4的正極,電容C4的正極做為穩(wěn)壓儲能電路的正10V輸出端,接到采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的電源輸入端、遲滯電壓比較器的集成運算放大器IC2的電源輸入端、延時電路的集成電路IC3的電源輸入端,電容C4的負極接地,快恢復二極管D3陽極做為穩(wěn)壓儲能電路的正24V輸出端為繼電器控制電路提供電源;遲滯電壓比較器由電阻R8、R9、R10、R11、集成運算放大器IC2組成;采樣及限幅放大電路的集成運算放大器IC1的輸出端接到集成運算放大器IC2的負端,集成運算放大器IC2的正端接電阻R8、R9、R10,電阻R8另一端接地,電阻R9另一端和集成運算放大器IC2的電源輸入端接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,電阻R10另一端接到集成運算放大器IC2的輸出端后,通過電阻R11輸出接延時電路快速二極管D7的陰極。
      2.按照權利要求1所述的單相電度表多功能防竊電裝置,其特征在于降壓整流電路由電阻R1、R2電容C1、全橋D1和壓敏電阻D2組成;電阻R1的一端接到A接入端,電阻R1的另一端接到電阻R2、電容C1的一端,電阻R2、電容C1的另一端接到全橋D1的一個交流輸入端,全橋D1的另一個交流輸入端接到B接入點,壓敏電阻D2的兩端并聯(lián)到全橋D1的兩個交流輸入端上,全橋D1的兩個直流輸出端接到穩(wěn)壓儲能電路的塊恢復二極管D3的陰極。
      3.按照權利要求1、2所述的單相電度表多功能防竊電裝置,其特征在于繼電器J1控制電路的三極管Q1基極接延時電路R14輸出端;NPN三極管的發(fā)射極接地,NPN三極管的集電極接快速二極管D4的陽極,快速二極管D4的陰極接到穩(wěn)壓儲能電路中二極管D3的陰極,繼電器J1并接在快速二極管D4的兩端,電容C5并接在NPN三極管的發(fā)射極與集電極之間,繼電器J1的常閉觸點的一端接到A接入端,繼電器J1的常閉觸點的另一端接到單相電度表的電流線圈的一端,單相電度表的電流線圈的另一端通過線圈L3接到D接入端,B接入端通過線圈L2接到C接入端,線圈L2和線圈L3是繞在環(huán)形電流互感器L1上的繞的方向相反,匝數(shù)為一圈的線圈;繼電器J1控制電路的電源輸入端接穩(wěn)壓儲能電路快恢復二極管D3的陰極。
      4.按照權利要求3所述的單相電度表多功能防竊電裝置,其特征在于采樣及限幅放大電路由電阻R5、R6、R7、電容C6、快速二極管D5、D6、集成運算放大器IC1、環(huán)形電流互感器L1組成;集成運算放大器IC1的電源輸入端接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,快速二極管D5、D6進行反向并聯(lián)后再與電阻R5、電容C6、環(huán)形電流互感器L1的線圈并聯(lián),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的負端接電阻R6、R7,電阻R6另一端接地,集成放大器IC1的輸出端接電阻R7的另一端后做為采樣及限幅放大電路的信號輸出;延時電路由電阻R12、R13、R14、電容C7、C8、C9、快速二極管D7、D8、集成電路IC3組成;快速二極管D7的陰極接遲滯電壓比較器的R11,到快速二極管D7的陽極接到電阻R12與電容C7并聯(lián)的一端,R12與電容C7并聯(lián)的另一端和集成電路IC3的電源輸入端一起接到穩(wěn)壓儲能電路C4的正極,快速二極管D8的陰極與快速二極管D7的陽極、集成電路IC3的2腳相接,快速二極管D8的陽極與電容C8的正極、電阻R13的一端、集成電路IC3的6腳和7腳相接,電容C8的負極接地,電阻R13的另一端接正10V,電容C5的一端接地,其另一端接集成電路IC3的5腳,集成電路IC3的4腳和8腳相連接正10V,集成電路IC3的1腳接地,集成電路IC3的3腳接電阻R14的一端,其另一端做為延時電路輸出,R14的另一端接繼電器控制電路的NPN三極管的基極。
      專利摘要本實用新型是一種在不影響機械式單相電度表的誤差、耐壓等指針的前提下,可安裝在機械式單相電度表內的單相電度表多功能防竊電裝置;由降壓整流電路、穩(wěn)壓儲能電路、采樣及限幅放大電路、遲滯電壓比較器、延時電路、繼電器控制電路組成。具有防過載、防線路漏電或人體觸電、防各種智能竊電,有利于提高線路的功率因素,減少線路損耗,起到節(jié)能、用電安全的作用。
      文檔編號G01R11/00GK2405226SQ9925228
      公開日2000年11月8日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權日1999年12月28日
      發(fā)明者李全喜 申請人:李全喜
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