[实用新型]防窃电单相感应式电度表

说明书

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。