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專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能防竊電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電度計(jì)量和安全用電，特別涉及一種防止利用電度表進(jìn)行竊電的多功能防竊電器。
普通電度表的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由實(shí)現(xiàn)電度計(jì)量的主體1和將主體1與供電線路及用電器相連接的接線盒2組成，接線盒2通過(guò)一個(gè)螺釘固定在主體1上。A、A’分別為火線進(jìn)線和出線接線端子，電度表的電流線圈就串聯(lián)在A、A’之間；B、B’分別為零線進(jìn)線和出線接線端子。竊電者只要在與A、A’相連的外部導(dǎo)線上并一分流導(dǎo)線即可減慢電度表的轉(zhuǎn)速、從而達(dá)到竊電的目的；也可通過(guò)交換火線和零線進(jìn)線的位置，并在室內(nèi)另設(shè)一地線，使流過(guò)用電器的電流不經(jīng)過(guò)電度表的電流線圈直接入地而達(dá)到竊電的目的。類(lèi)似的竊電行為不易被發(fā)現(xiàn)，因而難以使竊電者受到應(yīng)有的制裁，至使竊電者有持無(wú)恐，全國(guó)范圍內(nèi)的竊電活動(dòng)有增無(wú)減，已成為一種社會(huì)公害，據(jù)經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)報(bào)導(dǎo)，全國(guó)每年因竊電一項(xiàng)損失的產(chǎn)值高達(dá)25億元之多，因竊電、漏電和超負(fù)荷用電造成的火災(zāi)及傷亡事故也時(shí)有發(fā)生。因此，如何及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)并防止竊電行為，保證安全用電，是當(dāng)前急需解決的一個(gè)重大問(wèn)題。
現(xiàn)已報(bào)導(dǎo)的在供電線路上安裝一個(gè)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的防竊電方法，其缺點(diǎn)是1、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)和電度表不是一個(gè)有機(jī)的整體。竊電者很容易避開(kāi)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)繼續(xù)利用電度表竊電。
2、現(xiàn)行漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)不具有識(shí)別漏電跳閘和竊電跳閘的功能，因而無(wú)法解決跳閘后的復(fù)位權(quán)由用戶(hù)控制還是由供電部門(mén)控制的問(wèn)題，所以實(shí)際上是不能防止竊電行為的發(fā)生。而采用自動(dòng)復(fù)位式漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)將會(huì)顯著增加功耗，降低安全性和可靠性。
3、單純的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)不能解決用戶(hù)超負(fù)荷用電的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種能及時(shí)識(shí)別竊電行為、具有漏電和過(guò)載保護(hù)功能、能對(duì)保護(hù)性跳閘和竊電性跳閘作出選擇、在完全不改變?cè)姸缺淼陌惭b和接線方式的情況下，能方便地與電度表主體1組成一體化結(jié)構(gòu)的多功能防竊電器。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到多功能防竊電器3包括一個(gè)過(guò)流檢測(cè)電路4，一個(gè)漏電信號(hào)和竊電信號(hào)檢測(cè)電路5，一個(gè)能對(duì)漏電和過(guò)載信號(hào)作出跳閘反應(yīng)的第一級(jí)脫扣電路6和第一級(jí)磁保持脫扣器7，一個(gè)能對(duì)竊電信號(hào)作出跳閘反應(yīng)的第二級(jí)脫扣電路8和第二級(jí)磁保持脫扣器9，可由用戶(hù)控制的第一級(jí)磁保持脫扣器7的復(fù)位按鈕10安裝在多功能防竊電器3的外殼上，外殼上設(shè)有一個(gè)可顯示竊電跳閘信號(hào)的透明窗口，多功能防竊電器3可通過(guò)原電度表上固定接線盒2的螺釘固定在電度表主體1上，也可將多功能防竊電器3作為家用電器保護(hù)器接到家用電器上。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到漏電和竊電信號(hào)檢測(cè)電路5中，零序電流互感器16的輸出端直接跨接在工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器IC3的輸入端，用以調(diào)整IC3的靜態(tài)輸出狀態(tài)和檢測(cè)靈敏度的調(diào)整電阻R4的一端接電源E，另一端視IC3的零點(diǎn)偏移情況接到IC3的同相輸入端或反相輸入端，IC3的另一個(gè)輸入端接地。第一級(jí)磁保持脫扣器的脫扣線圈14和儲(chǔ)能電容C3串聯(lián)后跨接于晶體管T1的集電極和發(fā)射極之間。第二級(jí)磁保持脫扣器9的脫扣線圈15和起延時(shí)與儲(chǔ)能雙重作用的電容C2串聯(lián)后跨接于連接成具有負(fù)阻特性的晶體管對(duì)T2和T3的發(fā)射極之間。兩級(jí)磁保持脫扣器的動(dòng)斷觸頭12、13分別串聯(lián)在多功能防竊電器3的輸出線路中。第二級(jí)磁保持脫扣器9的復(fù)位按鈕11封裝在多功能防竊電器3的外殼內(nèi)。外殼上的透明窗口下裝有一個(gè)由第二級(jí)磁保持脫扣器9驅(qū)動(dòng)的信號(hào)牌或指示燈。


圖1、普通電度表結(jié)構(gòu)框圖圖2、本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明如圖2供電線路的火線及零線分別經(jīng)接線端子A、B進(jìn)入多功能防竊電器3，并同時(shí)穿過(guò)零序電流互感器16，火線還穿過(guò)電流互感器17。此后，它們進(jìn)入電度表主體1并按原電度表接線方式與電壓和電流線圈連接。它們從電度表主體1出來(lái)后，火線經(jīng)第一級(jí)磁保持脫扣器7的動(dòng)斷觸頭12和接線端子A′輸出，零線經(jīng)第二級(jí)磁保持脫扣器9的動(dòng)斷觸頭13和接線端子B′輸出。
零序電流互感器的輸出端直接跨接到工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器IC3的輸入端。調(diào)整電阻R4的一端與電源E相連，其另一端視IC3的零點(diǎn)偏移情況接到IC3的同相輸入端或反相輸入端(當(dāng)IC3的靜態(tài)輸出為高電平時(shí)R4接到IC3的反相輸入端，反之接到同相輸入端)。通過(guò)改變調(diào)整電阻R1的值使IC3在靜態(tài)輸出時(shí)為低電平并在此前提下盡量平衡掉IC3的零點(diǎn)偏移，使其具有最佳檢測(cè)靈敏度。
漏電故障或在電度表接線上采取措施的竊電行為都會(huì)在零序電流互感器16中產(chǎn)生零序電流。該信號(hào)經(jīng)IC3放大并經(jīng)IC4進(jìn)一步整形后變?yōu)檫呇囟盖偷拿}沖信號(hào)。在該脈沖信號(hào)的作用下，T1導(dǎo)通。在靜態(tài)時(shí)C3中儲(chǔ)存的能量經(jīng)T1提供給脫扣線圈14使第一級(jí)磁保持脫扣器7跳閘。
電流互感器17和電阻R1將線路的工作電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)加到運(yùn)算放大器IC1的輸入端。由于采用單電源供電的一個(gè)輸入端接地的運(yùn)算放大器不能輸出負(fù)信號(hào)，所以IC1具有放大和半波整流功能。C1為濾波電容。IC1的輸出經(jīng)濾波后加到IC2的同相輸入端，其反相輸入端由D3取得參考電位。調(diào)整電阻R2與R1的比值可對(duì)線路的工作電流的額定值加以整定。當(dāng)線路的工作電流大于額定值時(shí)，使加在IC2的同相端的電位高于其反相端的參考電位，這時(shí)IC2翻轉(zhuǎn)并輸出高電平使a點(diǎn)電位逐漸升高。a點(diǎn)電位經(jīng)R7和R5分壓后加到IC4的同相輸入端，當(dāng)其高于反相輸入端的參考電平后，IC4翻轉(zhuǎn)并輸出高電平使T1導(dǎo)通。于是C3經(jīng)T1向脫扣線圈14提供脫扣電流，使第一級(jí)脫扣器7跳閘。
在第二級(jí)脫扣電路8中，NPN晶體管T2和PNP晶體管T3接成具有負(fù)阻特性的晶體管對(duì)。靜態(tài)時(shí)，a點(diǎn)電位為零。當(dāng)出現(xiàn)零序電流后，IC3的輸出經(jīng)R5、D2向C2充電；當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流后，IC2的輸出經(jīng)D1、R6向C2充電。其結(jié)果一方面使a點(diǎn)電位升高，一方面使C2中的能量增加。當(dāng)a點(diǎn)電位大于b點(diǎn)電位并進(jìn)入負(fù)阻區(qū)后，T2、T3迅速導(dǎo)通，C2中的能量經(jīng)T2、T3提供給脫扣線圈15，使第二級(jí)磁保持脫扣器9跳閘。
正確設(shè)置R5、R6、R7的值使第一級(jí)脫扣電路6對(duì)過(guò)流信號(hào)的響應(yīng)具有一定的延時(shí)，同時(shí)使第一級(jí)脫扣器7跳閘時(shí)a點(diǎn)的電位低于b點(diǎn)的電位，確保第二級(jí)脫扣電路8的動(dòng)作滯后于第一級(jí)脫扣電路6。于是，在非強(qiáng)行竊電狀態(tài)下，第一級(jí)脫扣器7跳閘后，觸頭12斷開(kāi)，漏電(包括竊電)信號(hào)被切除，a點(diǎn)電位返到零，第二級(jí)脫扣器9不能動(dòng)作。故障排除后，用戶(hù)按一下安裝在多功能防竊電器外殼上的復(fù)位按鈕10，即可使線路恢復(fù)正常工作，保證安全用電。
如果有人用一導(dǎo)線將接線端子A、A’短路而強(qiáng)行竊電時(shí)，第一級(jí)脫扣器7跳閘后，竊電信號(hào)不能被切除，a點(diǎn)電位將繼續(xù)升高并最終導(dǎo)致第二級(jí)脫扣器9跳閘。第二級(jí)脫扣器9跳閘后，用戶(hù)不能自行復(fù)位，并且它的觸頭13動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)一個(gè)杠桿把一個(gè)信號(hào)牌推到外殼上的透明窗口處給出竊電跳閘指示，從而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效地防止竊電。
本發(fā)明相比已有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、多功能防竊電器3可取代電度表接線盒2，在完全不改變?cè)惭b和接線方式的情況下，能方便地與電度表主體1組成一體化結(jié)構(gòu)，能有效地防止竊電者利用電度表竊電，而且對(duì)現(xiàn)有的電度表產(chǎn)品不帶來(lái)任何影響，因而極便于組織生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。
2、本發(fā)明采用兩級(jí)脫扣電路和兩級(jí)磁保持脫扣器解決了保護(hù)性跳閘和竊電性跳閘的選擇與識(shí)別問(wèn)題。并且在保護(hù)性跳閘時(shí)，可由用戶(hù)通過(guò)復(fù)位按鈕10使其復(fù)位；在竊電性跳閘時(shí)，用戶(hù)不能自行復(fù)位，只能由供電部門(mén)或有關(guān)部門(mén)出面才能恢復(fù)供電，可有根據(jù)的對(duì)竊電者給予制裁。從而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)功能和防竊電功能的高度協(xié)調(diào)。
3、本發(fā)明所采用的零序電流檢測(cè)方式，大大提高了零序電流的檢測(cè)靈敏度，簡(jiǎn)化了零序電流互感器的制造工藝，減小了體積、重量，降低了成本。
4、采用低功耗四運(yùn)算放大器IC1－IC4和磁保持脫扣器，并用儲(chǔ)能電容對(duì)脫扣線圈提供脫扣電流，使運(yùn)算放大器的“低功耗”特點(diǎn)得到充分發(fā)揮，整個(gè)電路的工作電流不大于3毫安。因而可采用電容降壓法對(duì)電路供電，極大地簡(jiǎn)化了供電電路的結(jié)構(gòu)，這使得多功能防竊電器不僅幾乎不消耗電能，而且可對(duì)電度表的電壓線圈提供無(wú)功補(bǔ)償。
5、本發(fā)明除了具有防竊電功能外，同時(shí)還具有漏電保護(hù)和過(guò)載保護(hù)的功能，因此也可將多功能防竊電器接到家用電器(如電冰箱、彩電等)上，從而達(dá)到保護(hù)家用電器的目的。
權(quán)利要求1.一種涉及電度表的多功能防竊電器，其特征在于由一個(gè)過(guò)流檢測(cè)電路4、信號(hào)檢測(cè)電路5、一個(gè)能識(shí)別漏電過(guò)載信號(hào)的第一級(jí)脫扣電路6和磁保持脫扣器7以及一個(gè)能識(shí)別竊電信號(hào)的第二級(jí)脫扣電路8和磁保持脫扣器9組成，并與電度表構(gòu)成一整體，可由用戶(hù)控制的對(duì)漏電和過(guò)載跳閘的復(fù)位按鈕10安裝在多功能防竊電器3的外殼上，外殼上設(shè)有一個(gè)顯示竊電跳閘信號(hào)的透明窗口。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能防竊電器，其特征在于漏電和竊電信號(hào)檢測(cè)電路5中，零序電流互感器16的輸出端直接跨接在工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器IC3的輸入端，用以調(diào)整IC3的靜態(tài)輸出狀態(tài)和檢測(cè)靈敏度的調(diào)整電阻R4的一端接電源E，另一端視IC3的零點(diǎn)偏移情況接到IC3的同相輸入端或反相輸入端，IC3的另一個(gè)輸入端接地。
3.如權(quán)利要求1、2所述的多功能防竊電器，其特征在于第一級(jí)磁保持脫扣器7的脫扣線圈14和儲(chǔ)能電容C3串聯(lián)后跨接于晶體管T1的集電極和發(fā)射極之間。
4.如權(quán)利要求1、2所述的多功能防竊電器，其特征在于第二級(jí)磁保持脫扣器9的脫扣線圈15和起延時(shí)與儲(chǔ)能雙重作用的電容C2串聯(lián)后跨接于連接成具有負(fù)阻特性的晶體管對(duì)T2和T3的發(fā)射極之間。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能防竊電器，其特征在于兩級(jí)磁保持脫扣器的動(dòng)斷觸頭12、13分別串聯(lián)在多功能防竊電器3的輸出線路中。
6.如權(quán)利要求1所述的多功能防竊電器，其特征在于第二級(jí)磁保持脫扣器9的復(fù)位按鈕11封裝在多功能防竊電器3的外殼內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能防竊電器，其特征在于透明窗口下裝有一個(gè)由第二級(jí)磁保持脫扣器9驅(qū)動(dòng)的信號(hào)牌或指示燈。
專(zhuān)利摘要一種涉及電度表的多功能防竊電器，其特征在于由一個(gè)過(guò)流檢測(cè)電路、信號(hào)檢測(cè)電路、第一級(jí)脫扣電路和磁保持脫扣器以及第二級(jí)脫扣電路和磁保持脫扣器組成，并與電度表構(gòu)成一整體，多功能防竊電器的外殼上設(shè)有一個(gè)顯示竊電跳閘信號(hào)的透明窗口，并安裝有漏電和過(guò)載跳閘的復(fù)位按鈕。本裝置工作電流小于3毫安，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，功能完善，可靠性高，安裝使用方便，利用推廣應(yīng)用，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01R11/24GK2060891SQ8921312
公開(kāi)日1990年8月22日 申請(qǐng)日期1989年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月12日
發(fā)明者王富元, 王方立 申請(qǐng)人:王富元, 王方立