智能防竊電計量箱的製作方法
2023-09-20 17:25:15
專利名稱：智能防竊電計量箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到電能計量控制電路裝置，具體而言是一種智能防竊電計量箱。
多年來，我國供配電電網普遍存在著線損大的問題，從發電到用電，高低壓配電線路的損耗電量一般高達12-28％，竊電是其重要原因之一。尤其是近幾年來，由於鄉鎮和個體企業的迅速發展，電費的逐年增加等原因，使竊電行為日趨嚴重，竊電手段也在不斷提高。為此，供電部門都投入了大量的人力和物力研究防竊電新技術，開發防竊電新產品，防竊電已成為電力技術人員普遍關注的重要課題。經檢索，與防竊電有關的專利文獻約300篇。每種防竊電專利技術或產品主要是針對某種竊電手段，各有所長，也各有不足之處。調研發現，通過計量箱竊電的方法已有十幾種，其共同特點是必須打開計量箱，改動內部接線，使其用電多，計量少。大量事實證明，採取鉛封電能表和封鎖加固計量箱殼體的方法，仍不能從根本上防止竊電行為的發生。無論如何堅固的計量箱，竊電者也能想辦法打開。
鑑於上述已有技術存在的不足之處，本實用新型的目的就在於突破傳統的設計思路，採用先進的IC卡技術，研製出一種與眾不同的智能防竊電計量箱。如果用電戶擅自打開計量箱，不但箱內接觸器立即斷開停止供電，而且即使改動了內部接線也達不到竊電目的。這時只有供電部門持專用IC卡對其控制電路刷一次卡才能恢復供電，可從根本上防止通過計量箱竊電行為的發生。
上述目的是由下述技術方案實現的該智能防竊電計量箱由箱體、電錶、接觸器和新增加的觸發開關、控制電路及其專用IC卡組成。電錶、接觸器和控制電路都安裝在箱體內，觸發開關安裝在箱體門框處。控制電路由讀卡系統、觸發開關、4個與非門、送電觸發脈衝生成電路、斷電觸發脈衝生成電路、送或斷電控制電路、光電耦合器、固態繼電器、可控矽迴路和電源電路組成。讀卡系統與兩個與非門連接；兩個與非門的輸出端分別與送電觸發脈衝生成電路、斷電觸發脈衝生成電路連接；送、斷電觸發脈衝生成電路又與送或斷電控制電路連接；再經過光電耦合器與固態繼電器連接；固態繼電器再與可控矽迴路連接，由可控矽控制接觸器的通、斷。有一個與非門的輸入端連接觸發開關，輸出端連接斷電觸發脈衝生成電路。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的送電觸發脈衝生成電路由集成電路IC1、延時電路R3、C6和三極體Q1組成，集成電路IC1的輸出端9腳經過延時電路R3、C6與三極體Q1的基極連接。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的斷電觸發脈衝生成電路由集成電路IC4和延時電路R5、C7組成，集成電路IC4的輸出端9腳與延時電路R5、C7連接。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的送或斷電控制電路由集成電路IC2構成，其2、6腳為輸入端，其3腳為輸出端。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的光電耦合器由光電管IC3構成。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的固態繼電器由三極體Q2、穩壓管D1和D2、橋式整流器ZLQ1和R7、R8、R9、C9組成。Q2的輸出端與ZLQ1的正、負端連接。
上述智能防竊電計量箱的控制電路中的可控矽迴路由雙向可控矽K和C10、C11、R10組成。其中的C11和R10串聯跨接在K的兩端作為吸收回路，防止可控矽K被擊穿。
按照上述技術方案製成的智能防竊電計量箱，在電網正常供電時，供電管理人員使用專用IC卡刷卡一次，供電線路即可停電，再刷卡一次又恢復供電；當電網因故障停電又恢復供電時，不必刷卡，其控制電路能自動供電；當用電戶未經許可擅自打開計量箱門時，安裝在門框上的觸發開關立即使控制電路工作，斷開接觸器停止供電，這時再關上箱門或採取改動內部接線的手段仍不能供電，只有用專用的IC卡刷卡一次才能恢復供電，從而由被動防竊電變為主動防竊電。還因抄表、安裝和維修都非常方便，其成本較低，使用壽命較長，是供電管理部門比較滿意的防竊電新產品，具有良好的推廣應用前景。
附圖
是本實用新型的控制電路圖。
由附圖可見，該控制電路由讀卡系統(J1)、觸發開關(J2)、4個與非門(IC5-A、B、C、D)、送電觸發脈衝生成電路(IC1、R3、C6、Q1)、斷電觸發脈衝生成電路(IC4、R5、C7)、送或斷電控制電路(IC2)、光電耦合器(IC3)、固態繼電器(Q2、D1、D2、ZLQ1、R7、R8、R9、C9)、可控矽迴路(K、C11、R10)和電源電路(T、ZLQ2、W1、W2、C17、C18、C19)組成。讀卡系統(J1)與兩個與非門(IC5A、IC5D)連接；與非門IC5A的輸出(3腳)與IC1的2、6腳連接，與非門IC5D的輸出(11腳)通過R12與IC4的2、6腳連接；送電觸發脈衝生成電路的IC1-9腳通過R3與Q1的基極連接，Q1的集電極又與送或斷電控制電路的IC2-2腳連接；斷電觸發脈衝生成電路的IC4-9腳通過R5與送或斷電控制電路的IC2-6腳連接；IC2-3腳通過光電耦合器IC3與固態繼電器(Q2、ZLQ1)連接；固態繼電器的ZLQ1再與可控矽K的控制極連接；由雙向可控矽K控制接觸器的通、斷；與非門IC5B的5、6腳連接觸發開關J2-3，4腳通過C12連接IC4的2、6腳。
各部分的功能及工作原理如下讀卡系統用來實現供電線路的送電或停電。每刷一次卡，讀卡器輸出一個讀卡信號(3秒鐘的正脈衝)，用來觸發控制電路。
觸發開關用作防竊電觸發器。當用電戶擅自打開計量箱門時，觸發開關動作，產生一個觸發脈衝，用來觸發控制電路。
接觸器相當於一個供電開關，控制供電線路的供電或停電。是計量箱內原有部分。
控制電路是整個智能防竊電計量箱的核心部分。各部分電路、主要元器件的功能及工作原理是當供電線路處於停電狀態時，刷一次卡，IC1-9腳輸出一個+5V脈衝(脈衝寬度由C5、R2決定)，經R3、C6組成的延時電路和Q1反相後，當IC2-2端電壓低於1/3VCC時，IC2-3腳由低電平變為高電平，IC3內的二極體被點亮，激發內部的光敏三極體導通，Q2基極得到電流由截止變為導通。可控矽K因得到觸發電流而導通，接觸器由斷開變為接通，供電線路由停電狀態變為送電狀態。
當供電線路處於供電狀態時，刷一次卡，IC4-9腳輸出一個+5V脈衝(脈衝寬度由C16、R14決定)，經R5、C7組成的延時電路後，當電壓高於2/3VCC時，由IC2-6腳被觸發使IC2-3腳由高電平變為低電平，IC3內部的發光二極體不再發光，內部的光敏三極體截止，Q2基極無電流，由導通變為截止。可控矽K因無觸發電流而截止，接觸器由接通變為斷開，供電線路由送電狀態變為停電狀態。
當任何人無故打開計量箱門時，觸發開關由接通變為斷開，與非門IC5B的5、6腳由低電平變為高電平，4腳由高電平變為低電平，由於電容C12兩端電壓不能突變，所以IC4的2、6腳也為低電平，此後，C12通過R12充電，IC4的2、6腳電壓不斷升高，當電壓高於2/3VCC時，由C15觸發IC4的4、8腳，使IC4的9腳生成一個+5V脈衝去觸發IC2的6腳，使IC2的3腳由高電平變為低電平，使可控矽K關斷，接觸器斷開，供電線路停電。這時即使重新關上計量箱門控制電路也不會被觸發供電，從而達到防竊電的目的。
IC5為4個與非門，起自鎖作用或電平高低轉換。當IC2的3腳為高電平時，經IC5C的8、9腳反相，10腳輸出低電平到IC5A的2腳，IC5A被鎖住，IC5A的3腳不會隨1腳讀卡信號而變化。而此時IC5D的12腳為高電平，IC5D被打開，當13腳檢測到讀卡信號下降沿時，IC4生成一個+5V脈衝。此脈衝觸發IC2的6腳，3腳由高電平變為低電平，可控矽K關斷，接觸器斷開，供電線路停電。當IC2的3腳為低電平時，IC5C的10腳輸出高電平，IC5A被打開，IC5D的12腳為低電平，IC5D被鎖住，其11腳不會隨13讀卡信號而變化，當13、1腳檢測到讀卡信號下降沿時，觸發IC1生成一個+5V脈衝，此脈衝經Q1反相後觸發IC2的2腳，3腳由低電平變為高電平，可控矽K導通，接觸器接通供電線路送電。
權利要求1.一種智能防竊電計量箱，由箱體、電錶、接觸器和新增加的觸發開關、控制電路及其專用IC卡組成，電錶、接觸器和控制電路都安裝在箱體內，觸發開關安裝在箱體門框處，其特徵是控制電路由讀卡系統、觸發開關、4個與非門、送電觸發脈衝生成電路、斷電觸發脈衝生成電路、送或斷電控制電路、光電耦合器、固態繼電器、可控矽迴路和電源電路組成，讀卡系統與兩個與非門連接，兩個與非門的輸出分別與送電觸發脈衝生成電路、斷電觸發脈衝生成電路連接，送、斷電觸發脈衝生成電路又與送或斷電控制電路連接，再經光電耦合器與固態繼電器連接，固態繼電器再與可控制矽迴路連接，由可控矽控制接觸器的通、斷，有一個與非門的輸入端連接觸發開關，輸出端連接斷電觸發脈衝生成電路。
2.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的送電觸發脈衝生成電路由集成電路IC1、延時電路R3、C6和三極體Q1組成，IC1的輸出端9腳經過延時電路R3、C6與Q1的基極連接。
3.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的斷電觸發脈衝生成電路由集成電路IC4和延時電路R5、C7組成，IC4的輸出端9腳與延時電路R5、C7連接。
4.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的送或斷電控制電路由集成電路IC2構成，其2、6腳為輸入端，3腳為輸出端。
5.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的光電耦合器由光電管IC3構成。
6.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的固態繼電器由三極體Q2、穩壓器D1和D2、橋式整流器ZLQ1和R7、R8、R9、C9組成，Q2的輸出端與ZLQ1的正、負端連接。
7.根據權利要求1所述的智能防竊電計量箱，其特徵是控制電路中的可控矽迴路由雙向可控矽K和C11、R10組成，其中的C11和R10串聯跨接在K的兩端作為吸收回路。
專利摘要本實用新型是一種智能防竊電計量箱,屬於電能計量領域。其技術核心是在計量箱內設置了控制電路,並用IC卡操作接觸器的通、斷。其控制電路由讀卡系統、觸發開關、與非門、觸發脈衝生成電路、送或斷電控制電路、光電耦合器、固態繼電器、可控矽迴路等組成。當用電戶擅自打開計量箱門,其控制電路能使其接觸器立即斷開停電,重新關上箱門或改動接線都不能恢復供電,只有用專用IC卡才能恢復供電,從而更加有效地防止竊電行為發生。
文檔編號G01R11/00GK2503491SQ0126187
公開日2002年7月31日 申請日期2001年9月25日 優先權日2001年9月25日
發明者劉鎮江 申請人:勝利油田龍發工貿有限責任公司