反竊電自動保護儀的製作方法
2023-07-09 13:32:36
專利名稱：反竊電自動保護儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對單相供電線路進行防止單相、單線竊電及對用戶供電進行錯相、雷擊感應電壓保護的反竊電自動保護儀，屬於低壓供電保護裝置領域。
目前，由於我國交流供電線路設施不完善，用電不規範等原因，導致因竊電行為而每年都要給國家造成近百億元的經濟損失。
本實用新型的目的是提供一種可防止用戶在電度表前另外接一根火線入戶或在戶內將零線接地、或將接地線代替零線使用；以及用戶將部分電器正常用電，部分電器竊電等竊電行為的反竊電自動保護儀。
本實用新型是通過下列技術解決方案來達到的。設計了一種反竊電自動保護儀，該保護儀是由直流電源電路、交流電源控制電路、錯相及雷擊感應電壓保護電路、竊電關斷電路、關斷延時電路、自動校驗電路構成。
直流電源電路，它由電阻、電容連接的分壓限流電路，整流二極體組成的橋式整流電路、穩壓二極體構成，該電路輸入市電，向其它電路輸送直流電源；交流電源控制電路，它由電流互感器、繼電器及輸入端、輸出端連接構成，輸入端與市電連接，當該電路處於工作狀態，外界因素的變化使電流互感器參數發生變化，同時引起電信號變化，當超過閥值時，變化的電信號經過檢測電路，使繼電器的常開、常閉觸點動作，自動控制向用戶輸出交流電源；錯相及雷擊感應電壓保護電路，它由電阻、電容、壓敏電阻、二極體、穩壓二極體，運放集成塊連接構成，該電路輸入端與交流電源控制電路、直流電源電路連接，在該電路處於正常工作狀態時，因錯相因素引起電路的參數發生變化，當運放集成塊的基準電壓大於某一閥值時，運放集成塊向下一級輸出高電位，因雷擊感應電壓超過一閥值時，壓敏電阻吸收雷擊的湧浪電壓，引起互感器電流發生變化，啟動繼電器觸點動作；竊電關斷電源，它是由電流互感器，電阻、電容、二極體、穩壓二極體、發光二極體、三極體、運放集成塊、繼電器連接構成，該電路分別與直流電源電路、交流電源供給電路、錯相及雷擊感應電壓保護電路連接，當該電路處於正常工作狀態時，當發生單線竊電時，電流互感器產生竊電信號電流，產生感應電動勢，當該感應電動勢加到運放集成塊的正端時，使運放集成塊的正端電壓大於某閥值時，運放集成塊輸出高電位，啟動繼電器的觸點，切斷交流電源的輸出；關斷延時電路，它由電組、電容、二極體、運放集成塊連接構成，該電路與竊電關斷電路連接，並用電阻使運放集成塊正端設定某一個基準電壓，發生竊電時，由於竊電關斷電路向該電路輸出高電位，又因電容充電作用，使該電路的運放集成塊負端輸入電位緩慢上升，當大於基準電壓時，本電路的運放集成塊輸出低電位；自動校驗電路，它由電阻、電容、二極體、三極體、繼電器、運放集成塊連接構成，其中電阻、電容組成一個振蕩器，使運放集成塊每隔10秒輸出一個方波脈衝，啟動繼電器工作，由於該電路的繼電器的常開觸點與交流電源控制電路中的電流互感器的一組線圈並聯，使交流電源控制電路的互感器的另一組線圈產生感應電動勢，從而使竊電關斷電路中的運放集成塊輸出高電位。上述各電路元件組裝成一盒體。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1是本實用新型實施例電路原理圖。
如圖所示，本實用新型的實施例電路是由直流電源電路、交流電源控制電路、錯相及雷擊感應電壓保護電路、竊電關斷電路、關斷延時電路、自動校驗電路組成。
直流電源電路是由電阻R1、R2；電容C1、C2；整流二極體D1、D2、D3、D4；穩壓二極體D5組成。其中D1-D4接成橋式整流電路，它的輸入端經C1並聯R2後降壓，接R1限流後並聯於市電輸入端A、B；輸出端並聯有穩壓二極體D5與電容C2。
交流電源控制電路是由市電輸入端A、B；交流電流輸出端C、D，電流互感器初級線圈L1、L2；繼電器J1常閉觸點JK1-1，JK1-2；J2常開觸點JK2組成。其中L1輸入端經常閉觸點JK1-2接市電輸入端B，L1輸出端接交流電源輸出端C。常開觸點JK2並聯於L1兩端。L2輸入端經JK1-1接市電輸入端A，L2輸出端接交流電源輸出端D。
錯相及雷擊感應電壓保護電路是由電阻R3、R4、R5、R6；電容C3、壓敏電阻RV，二極體D6、穩壓二極體D7；運放集成塊IC1的1/4，即A1組成。其中A1正端經R3接D6負極，D6正極接市電輸入端A；A1正端並經R4、C3並聯後接地。A1負端經R6接電源正極，並接D7負極；D7正極接地。A1輸出端經R6接BG1基極。壓敏電阻RV一端經JK1-1接市電輸入端A，另一端接交流電源輸出端C。
竊電關斷電路是由電流互感器次級線圈L3，電阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15；電容C4，二極體D8、D11，穩壓二極體D9、發光二極體D10；三極體BG1、1/4IC1(A2)，繼電器J1線圈組成。其中A2正端經D9、R8、C4並聯後接地，並經R7接D8負極，D8正極經L3接地。A2負端經R9接電源正極，並經R10接地。A2輸出端一路經R11接A2正端，並經R12接A3負端；一路經R15接D10正極，D10負極接地；一路經R13、R14串聯後接BG1基極。BG1發射極接地，BG1集電極經D11、J1線圈並聯後接電源正極。
關斷延時電路是由電阻R16、R17，電容C5，二極體D12，1/4IC1(A3)組成。其中A3正端經R16接電源正極，並經R17接地。A3負端經C5接地，並經R12接A2輸出端。A3輸出端接D12負極，D12正極接A2正端。
自動校驗電路是由R18、R19、R20、R21、R22、R23；電容C6、C7；二極體D13、D14；三極體BG2、BG3；繼電器J2線圈，IC2組成。其中IG2的16腳接電源正極，8腳接地。IC2的9腳經C7接11腳，10腳經R21接11腳。IC2的12腳經R19、C6並聯後接地，並經R20接A2輸出端。IC2的3腳一路徑R22接D13正極，D13負端接A3負端；一路經R18接BG2基極，BG2發射極接地，BG2集電極接串聯電阻R13、R14的串接點；一路經R23接BG3基極。BG3發射極接地，BG3集電極經D14和J2線圈並聯後接電源正極。
當市電接入電路時，經R1限流，C1降壓後，由D1-D4橋式整流、D5穩壓、C2濾波後輸出直流電源供給各控制電路。R2為C1的洩放電阻。
竊電信號電流由電流互感器B1產生。B1由初級線圈L1、L2，次級線圈L3組成。用戶正常用電時，L1、L2中流過的電流大小相等，其產生的磁場大小相等，方向相反完全抵消。L3中感應電勢為零。當發生單線竊電時，無論何種情況下流過L1、L2中的電流必然不相等，L1、L2產生的磁場不能完全抵消，L3中產生感應電勢。此感應電勢經D8整流，R7、R8分壓，C4濾波，D9穩壓後加到A2正端，成為A2的檢測電壓。
A2為檢測電路。A2負端加入2V由R9、R10分壓後的電壓，當用電正常時L3無感應電勢，A2正端電壓為零，A2輸出低電位，BG1因基數無偏壓截止，J1不吸合。市電由A端輸入經JK1-1、L2送到輸出端D，由B端輸入經JK1-2、L1送到輸出端C，向用戶供電。發生單線竊電時，L3中感應電勢加到A2正端。如果A2正端電壓大於2伏，則A2輸出高電位，經R13、R14加到BG1基極，使BG1飽和導通，J1吸合，其常閉觸點JK1-1、JK1-2斷開，切斷L1、L2輸入端的交流電源。C、D端無交流電源輸出，停止向用戶供電。A2的高電位同時經R15加到發光二極體D10，使D10發亮，表示電路工作在反竊電狀態。A2的高電位還經R11加到A2正端，使C、D端停止供電，L3中感應電勢消失時A2正端還能保護高電位而自保。
在關斷延時電路中A3輸出端經D12與A2正端相接。A3正端加入R16、R17分壓後的5V基準電壓。用電正常時A2輸出低電位，因此，A3負端電壓為零。A3輸出高電位，D12反偏，A3輸出端電位對A2正端無影響。發生竊電時，A2輸出高電位，經R12加到A3負端及C5上。由於C5的充電作用，使A3負端電位慢慢上升。到大於5V時，A3輸出低電位。D12導通將A2正端鉗位於0.7V，而低於A2負端電壓，使A2輸出低電位，BG1截止，J1釋放，JK1-1，JK1-2閉合，市電恢復向C、D端供電。發光二極體D10熄滅，表示電路工作在正常狀態。
本機設置了反竊電電路的自動校驗電路。IC2的9、10、11腳內電路通過C7、R21組成振蕩器，經IC2內部214分頻後，由3腳每隔10秒輸出一個方波脈衝。經R23加到BG3基極、BG3飽和導通，J2吸合，其常開觸點JK2吸合，將L1短接，模擬竊電狀態。使L3產生感應電勢，從而使A2輸出高電位並自保，D10發亮，表示電路工作在反竊電狀態。同時，IC2的3腳通過R22、D13向C5充電，使A3負端電位在1秒鐘內上升到大於5V，A3輸出低電位，經D12使A2正端電位為0.7V，A2輸出低電位，D10熄滅，表示電路工作在正常狀態。這樣每隔10秒鐘D10閃亮一次，表明整個反竊電電路工作正常。
為防止校驗時A2輸出高電位，使BG1導通，J1誤吸合，在BG1基極電路中加入BG2鉗位電路。IC2的3腳輸出高電位對A2、A3進行檢測的同時，又經R18加入BG2基極，使BG2導通，將BG1基極電位鉗位於0.2V，BG1截止，J1不吸合。
為了A2、A3工作在反竊電狀態時不受IC2的影響，當發生竊電A2輸出高電位後，經R20加到IC2的復位端12腳。IC2低電平復位，此時加入高電平，使IC2停止工作。
在錯相保護電路中A1負端加入由R5、D7穩定的5V電壓作基準電壓。市電電壓檢測電路由D6、R3、R4、C3組成，並加入A1正端。市電正常時A1正端電位低於5V，A1輸同低電平。當市電電壓大於或等於280伏時，A1正端電位大於5V，A1輸出高電位，經R6加入BG1基極，使BG1飽和導通，J1吸合，從而切斷對用戶的供電進行保護。
抗雷擊感應電壓電路由壓敏電阻RV配合竊電檢測電路完成。RV跨接於L2輸入端和L1輸出端之間。無雷擊時，RV中沒有電流流過，對電流互感器B1工作無影響。當雷擊感應電壓過高時，RV吸收雷擊的湧浪電壓，流過RV的電流流經L1，使L1、L2電流不相等，從而使L3中產生感應電勢啟動反竊電電路，完成對用戶供電電路的保護。
從上述可知，本實用新型由於採用了竊電關斷電路和關斷延時電路，在用戶有竊電行為時，自動切斷2根交流電源輸入線，停止對用戶的供電。正常時又能自動恢復對用戶的供電。由於採用了自動校驗電路，能自動、快速地對反竊電電路進行校驗，不會影響對用戶的正常供電。錯相保護和抗雷擊感應電壓保護電路能有效地保證用戶電器的安全用電。其結構合理、設計新穎、工作靈敏，性能可靠，並有保護功能齊全，經濟效果明顯等優點。
權利要求1.一種反竊電自動保護儀，其特徵在於它具有一個直流電源電路，它由電阻、電容連接的分壓限流電路，整流二極體組成的橋式整流電路、穩壓二極體構成，該電路輸入市電，向其它電路輸送直流電源；一個交流電源控制電路，它由電流互感器、繼電器及輸入端、輸出端連接構成，輸入端與市電連接，當該電路處於工作狀態，外界因素的變化使電流互感器參數發生變化，同時引起電信號變化，當超過閥值時，變化的電信號經過檢測電路，使繼電器的常開、常閉觸點動作，自動控制向用戶輸出交流電源；一個錯相及雷擊感應電壓保護電路，它由電阻、電容、壓敏電阻、二極體、穩壓二極體，運放集成塊連接構成，該電路輸入端與交流電源控制電路、直流電源電路連接，在該電路處於正常工作狀態時，因錯相因素引起電路的參數發生變化，當運放集成塊的基準電壓大於某一閥值時，運放集成塊向下一級輸出高電位，因雷擊感應電壓超過一閥值時，壓敏電阻吸收雷擊的湧浪電壓，引起互感器電流發生變化，啟動繼電器觸點動作；一個竊電關斷電源，它是由電流互感器，電阻、電容、二極體、穩壓二極體、發光二極體、三極體、運放集成塊、繼電器連接構成，該電路分別與直流電源電路、交流電源供給電路、錯相及雷擊感應電壓保護電路連接，當該電路處於正常工作狀態時，當發生單線竊電時，電流互感器產生竊電信號電流，產生感應電動勢，當該感應電動勢加到運放集成塊的正端時，使運放集成塊的正端電壓大於某閥值時，運放集成塊輸出高電位，啟動繼電器的觸點，切斷交流電源的輸出；一個關斷延時電路，它由電組、電容、二極體、運放集成塊連接構成，該電路與竊電關斷電路連接，並用電阻使運放集成塊正端設定某一個基準電壓，發生竊電時，由於竊電關斷電路向該電路輸出高電位，又因電容充電作用，使該電路的運放集成塊負端輸入電位緩慢上升，當大於基準電壓時，本電路的運放集成塊輸出低電位；一個自動校驗電路，它由電阻、電容、二極體、三極體、繼電器、運放集成塊連接構成，其中電阻、電容組成一個振蕩器，使運放集成塊每隔10秒輸出一個方波脈衝，啟動繼電器工作，由於該電路的繼電器的常開觸點與交流電源控制電路中的電流互感器的一組線圈並聯，使交流電源控制電路的互感器的另一組線圈產生感應電動勢，從而使竊電關斷電路中的運放集成塊輸出高電位。
2.按權利要求1所述的反竊電自動保護儀，其特徵在於上述各電路元件組裝成一盒體。
專利摘要本實用新型涉及的是一種適用於交流220伏供電線路的可防止單相、單線竊電及進行電源進線錯相、雷擊感應電壓保護的反竊電自動保護儀。該保護儀是由設在機殼內的穩壓電源、錯相及雷擊感應電壓保護電路、竊電關斷電路、關斷延時電路、自動校驗電路、交流電源控制電路等組成。本實用新型具有結構設計合理、工作靈敏可靠、安裝使用方便等優點。
文檔編號H02H3/20GK2387649SQ9921924
公開日2000年7月12日 申請日期1999年8月10日 優先權日1999年8月10日
發明者李多賜 申請人:李多賜, 朱海勝