多功能竊電監控器的製作方法
2023-05-28 21:55:21 3
專利名稱：多功能竊電監控器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於反竊電監控裝置。
當前國內民用最普遍採用的是感應系電度表。用以計量AC220V，50Hz單相有功電能的功率，儘管它的產品型號很多，但基本結構大同小異，感應系電度表主要由驅動元件、制動元件、轉動元件和計度器組成。電度表的轉動元件其實就是一個鋁製圓盤。圓盤轉動以後，通過傳動機構帶動計度器，從而計量電能的功率，驅使圓盤轉動的轉矩是由驅動元件產生的。電度表的驅動元件是由串聯電磁鐵和並聯電磁鐵所構成。串聯電磁鐵又稱電流元件。它是由鐵芯和繞在鐵芯上的電流線圈組成。並聯電磁鐵又稱電壓元件，它是由鐵芯和繞在鐵芯上的電壓線圈組成。串聯和並聯電磁鐵各自產生的交變磁通通過鋁盤以後在其上產生了渦流力矩，從而使鋁盤轉動。電度表的制動元件是一塊永久磁鐵，它在鋁盤轉動時產生制動力矩以便使鋁盤的轉速和被測功率成正比。這就是民用電能計量的已有技術。感應系電度表在防止竊電問題上的缺欠感應系電度表能夠計量電能的關鍵是鋁盤的轉動，驅使鋁盤轉動的兩個必要條件是電流線圈的電流和電壓線圈的電壓。竊電的目的在於通過下述方法之一實施1.越表接線；2.短接電流線圈；3.斷開電壓線圈；4.火線通過負載接地。使用任一方法達到竊電。
為解決以上電度表之不足，本實用新型提供一種多功能竊電監控制，配合電度表使用，以達到竊電後將自動切斷用戶電源，停止供電，自動報警，經過延時再自動恢復供電的目的。
本實用新型之結構設計是這樣實現的該多功能竊電監控器其結構是外面為一殼體，在殼體內裝有電路控制板，在電源進線的母線中裝有電流電壓檢測點，其電路結構是在進戶電路中檢測電流I1的電流互感器聯接整流，濾波後進入減法器輸入端，另一路為檢測電度表電流線圈電流I2之電流互感器聯接整流器、濾波器後進入減法器另一輸入端，減法器輸出聯接具有邏輯電平和固定基準電壓的比較器輸入端，其輸出A聯接到邏輯電路輸入端，另一路為電路電壓經整流濾波後為電壓信號的直流電平經電壓跟隨器輸出B與A共同，經反向後進入報警延時，斷電電路(如圖2所示)，報警延時斷電電路及延時復位電路由2片NE555時基電路(NE1、NE2)，蜂鳴器HA，繼電器Z1和Z2、定時電阻電容Rt和Ct以及放電電阻Rt1構成，繼電器Z1隻有一組常開Z1和常閉Z1接點，Z2有兩組常開Z2－1和Z2－2及常閉Z2－1和Z2－2接點構成，斷電電路由繼電器Z2的常開Z2－1和常閉Z2－1接點構成，(如圖3所示)時基電路NE1、NE2的控制端(5腳)接入Vcc1＝5V，NE1為雙穩態電路，輸出與負載接成「吸入電流」式。NE2為單穩態電路，輸出與負載接成「輸出電流」式。
正常用電或不用電時H＝0(低電平)，V01為高電平，V02亦為高電平。此時Z1失電，Z2得電動作，Z2的常開接點Z2－1接通供電主迴路，保證主迴路暢通，用戶可以隨時用電。當用任何手段竊電時，H＝1(高電平3～3.5V)，大於1／2Vcc1，於是V01為低電平，NE1輸出對地導通，HA通電發聲報警同時，繼電器Z1得電動作，其常開接點Z1接通Rt，Ct，NE2開始定時，定時時間為T＝0.69RcCt，以上為報警延時。
其工作原理感系電度表能夠準確的計量電能需要兩個必要條件，這就是電流線圈的電流和電壓線圈的電壓，為此決定了首先要進行電流和電壓的檢測與變換。
1.兩個電流的檢測與變換首先進行兩個電流的檢測，其一為進戶電流I1，這個電流的檢測點是至關重要的。其二為檢測電度表電流線圈的電流I2，由於電度表電流線圈具有導線截面較粗，匝數少，與負載相串聯的特點，又兼在串聯迴路內各點電流相等的原理，所以兩個電流的有效值I1＝I2，表明(1)若I1＝I2，屬於正常用電，或I1＝I2＝0，由屬於正常不用電。(2)若I1≠I2，則有I1＞I2，表明進戶電流I1在檢測點之後有流失，當I2＝0或者I1＞I2＞0時，說明進戶電能被竊取了，I1＜I2不可能。
用電流互感器TA1和TA2來檢測I1和I2兩個電流。採用整流系儀表的原理將I1、I2電流信號經檢波(非能量變換)、穩壓和濾波電路將I1、I2的電流信號對應地變換為直流電壓UI1和UI2。從減法器和電壓比較器可看出V0＜Vref時，A＝1，兩式中的0、1係指邏輯電平。顯然，Vo＞Vref即Vo＞0，則A＝0，A＝1有竊電；同時Vo＜Vref，即Vo＜0，則A＝1，A＝0無竊電。比較器輸出的邏輯變量A將與電壓測量變換的另一邏輯變量B共同參與邏輯運算。
2.電壓線圈電壓V的檢測和變換。電度表電壓線圈的電壓是驅使鋁盤轉動的另一個必要條件，因此，該電壓的有無即標誌有無電壓方式竊電。該電壓V的測量點選擇在電度表的掛鈎處，測得的電壓經電容降壓後再經檢波、穩壓、濾波再穩壓至能與TTL或CMDS電路相容的直流電平，這就是信號處理環節的功能。
電壓信號的直流電平經電壓跟隨器輸出一個邏輯電平B它與電壓V的關係為當B＝0時電壓線圈無電壓；當B＝1時電壓線圈有電壓，B信號與A信號共同參與邏輯運算。
組合邏輯的設計。已知邏輯信號A是進戶電流I1與電度表電流線圈的電流I2經比較後的邏輯電平，信號B是電度表電壓線圈電壓信號的邏輯電平，A、B信號具有如下特徵A＝0，則I1＝I2或I1＝I2＝0，即正常用電或不用電；A＝1，則I1＞I2或I2＝0，即有電流竊電；B＝0，則電壓線圈無電壓，有電壓方式竊電；B＝1，則電壓線圈有電壓，無電壓方式竊電。
從邏輯關係知H＝AB，H＝ABH＝0，為正常用電和正常不用電(即無竊電)H＝1，為有竊電行為(包括電流方式電壓方式和電壓、電流兩種方式竊電行為)。於是兩個邏輯變量將有如下四種結果1.A＝0，B＝0有電壓方式竊電H＝12.A＝0，B＝1正常用電或不用電H＝0
3.A＝1，B＝0有電流電壓兩種方式竊電H＝14.A＝1，B＝1有電流方式竊電H＝1在上述四種結果中，竊電行為有三種，即電流方式，電壓方式和電流電壓雙種共有方式。用戶正常用電或不用電只有一種，表明判斷正常值的結果是單一的。
組合邏輯保證了不管竊電者採用何種手段(指短接電流線圈，火線通過負載接地，越表接線和摘鉤)竊電，組合邏輯的輸出H＝1(高電平)，只有正常用電或不用電H＝0(低電平)。
本實用新型之優點反竊電器具有斷電機構，一旦竊電構成事實首先發出報警，隨之切斷電源停止供電，使竊電者達不到予想的目的。
感應系電度表外接引線有4根，若突破「鉛封」限制，在這4根引線上做處理都能達到竊電目的。
反竊電器與電度表配合使用，反竊電器外接引線有10根，加上電度表4根共14根引線，如果竊電者動其中的任何一根都將斷電，停止供電，使其達不到竊電目的。
本實用新型詳細結構由以下實施例及附圖給出。
圖1為多功能竊電監控器外形結構圖；圖2為多功能竊電監控器電原理圖；圖3為多功能竊電監控器報警延時斷電及延時復電電原理圖；圖4為多功能竊電監控器檢測點連接圖；圖5為多功能竊電監控器減法器電原理圖；圖6為多功能竊電監控器比較器電原理圖。
其外形圖如圖1所示，1為殼體，2為上蓋，3為散熱孔，4為通風板，5為連接插頭，6為插頭，7為插頭上蓋，其連接引線從圖4知，a為進戶穿管，b為電度表，c為絕緣接線柱，d為接線端子，11、12點為進戶電流I1的檢測點與母線串聯，13、14為電流線圈電流I2檢測點，與電流線圈串聯，15、16點為電壓線圈電壓檢測點，與母線並聯，17、8點為切斷控制點，與母線串聯，9點為控制電源交流端，與母線並聯，其電原理圖如圖2所示，其連接插與圖4之連接插相接。
權利要求1.一種連接電度表的多功能竊電監控器，其特徵是該監控器外面為一殼體(1)，殼體(1)內裝有電路控制板，在電源進線的母線中裝有電流電壓檢測點，其電路是在進戶電路中檢測電流I1的電流互感器聯接整流器，濾波器後進入減法器輸入端，另一路為檢測電度表電流線圈電流L2之電流互感器聯接整流濾波後進入減法器另一輸入端，減法器輸出聯接具有邏輯電平和固定基準電壓的比較器輸入端，其輸出A聯接到邏輯電路輸入端，另一路為電路電壓經整流濾波後為電壓信號的直流電平經電壓跟隨器輸出B與A共同，經反向後進入報警延時，斷電電路，及延時復位電路。
2.按權利要求1所述之監控器，其特徵是報警延時、斷電電路及延時復位電路由2片NE555時基電路(NE1、NE2)，蜂鳴器HA，繼電器Z1和Z2、定時電阻電容Rt和Ct以及放電電阻Rt1構成，其中繼電器Z1隻有一組常開Z1和常閉Z1接點，Z2有兩組常開Z2－1和Z2－2及常閉Z2－1和Z2－2接點構成，斷電電路由繼電器Z2的常開Z2－1和常閉Z2－1接點構成。
專利摘要本儀器屬於一種反竊電監控裝置，其結構是外面為一殼體，殼體內裝有電路控制板板電源進線的母線中裝有電流、電壓檢測點和電度表結合起來，利用電度表中電流線圈中的電流，電壓線圈中的電壓以及母線中的電位作一比較，在電路中實現非正常狀態下竊電情形的報警、斷電及復位等功能。優點電路結構簡單，電路穩定可靠，精度高，無論那一種竊電立即報警、斷電，有利於保護電路正常供電。
文檔編號G01R11/24GK2208282SQ9422915
公開日1995年9月20日 申請日期1994年7月19日 優先權日1994年7月19日
發明者韓中來 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所