专利名称：与插卡式电度表配合使用的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与插卡式电度表配合使用的控制装置。
技术背景目前，插卡式电度表已经开始推广使用，大大方便供电部门对用户用 电量进行实时控制。然而与插卡式电度表配合使用的控制装置的可靠性却 存在一系列问题，不利于全面推广使用插卡式电度表。中国专利文献CN 2393218和CN1139817都一种用于插卡式电度表系统 的断路器，除包括上下接线端子、触头装置、灭弧装置、断路装置、双 金属元件及磁脱扣装置外，还包括一控制电路及一热敏陶资元件；控制电 路连接热敏陶f:元件；控制电路中设有一断路器；热敏陶资元件固定在双 金属片上，热敏陶资元件与断路器的一常闭触头串接，并跨接在用户端的 中性线及相线上。该断路器结构复杂，双金属元件工作不稳定，故障率高。另外，用户的输电线路往往设有多个断路器，并设有多级断路保护， 因此当 一个末端下级断路器出现断路后会迅速使上级的断路器断开，造成 多路电源中断形成越级跳闸，使其它电器无法使用，严重影响了供电的可 靠性和安全性。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种故障率较低、供电可靠性较好 的与插卡式电度表配合使用的控制装置。为解决上述技术问题，本发明提供了一种与插卡式电度表配合使用的 控制装置，包括用于控制插卡式电度表输出电源通断的断路器；断路器的 第一常开接触开关和第二常开接触开关分别串接在插卡式电度表的火线输 出线路和零线输出线路中；断路器具有闭合控制电压信号输入端；插卡式 电度表的通电信号输出端接断路器的闭合控制电压信号输入端。上述技术方案中，在插卡式电度表的火线输出线路中，断路器的第一常开接触开关串联第一过载及短路脱扣器；在插卡式电度表的零线输出线 路中，断路器的第二常开接触开关串联第二过载及短路脱扣器。上述技术方案中，断路器的第一常开接触开关和第一过载及短路脱扣 器设于第一单元盒内；第二常开接触开关和第二过载及短路脱扣器设于第 二单元盒内；断路器还包括控制电路；断路器的脱扣线圈和控制电路设于 第三单元盒内；断路器的闭合控制电压信号输入端即为控制电路的闭合控 制电压信号输入端，控制电路的控制信号输出端接断路器的脱扣线圈的控 制输入端。上述技术方案中，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、第 三二极管、第四二极管、第一电解电容、第二电解电容、延时电解电容、 第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五 电阻、三极管、稳压管和单向可控硅；第一二极管的阳极即为所述控制电 路的闭合控制电压信号输入端，第一二极管的阴极串接第一电阻、第二电 阻后接三极管的基极；三极管的集电极接第二电解电容的正极，第二电解 电容的负极接地；三极管的发射极接第二二极管的阳极，第二二极管的阴 极接零线；稳压管的阴极接三极管的集电极，稳压管的阳极接三极管的发 射极；第一电解电容的正极接第一电阻与第二电阻的接点处，第一电解电 容的负极接第二二极管的阳极；三极管的集电极接第四二极管的阳极，第 四二极管的阴极串接第四电阻后接延时电解电容的正极；延时电解电容的 负极接单向可控硅的阴极；接第三二极管的阴极接单向可控的阳极，第三 二极管的阳极接火线；第三电阻设于单向可控硅的阳极和第四二极管的阳 极之间，单向可控硅的阴极接断路器的脱扣线圈的一端，即为所述断路器 的脱扣线圈的控制输入端；脱扣线圈的另一端接零线；第五电阻与延时电 解电容并联；第一电容与第二电容串联后设于第三二极管的阴极和单向可 控石圭的阴极之间。本发明具有积极的效果(l)本发明中，插卡式电度表的通电信号输 出端输出的闭合控制电压信号用于控制断路器；当用户购买的电量用完后， 插卡式电度表无闭合控制电压信号输出，从而使断路器的第一常开接触开 关和第二常开接触开关均断开，用户断电。当用户购买电量后，将IC卡插入插卡式电度表，插卡式电度表输出闭合控制电压信号，从而使断路器的 第一常开接触开关和第二常开接触开关均闭合，用户得电。本发明故障率低，保证了供电的可靠性。即便用户想甩电表用电，由于闭合控制电压信 号线无电压信号输出，切断闭合控制电压信号线仍不能供电。本发明的控 制装置结构简单，故障率较低，供电可靠性好。
图1为本发明的与插卡式电度表配合使用的控制装置的电原理框图。 图2为本发明的与插卡式电度表配合使用的控制装置的外形结构图。图3为图2中的第三单元盒的内部结构示意图。 图4为图3中的控制电路的电路原理图。附图中的标记断路器一KM、第一常开接触开关一Kl、第二常开接触 开关一K2、过载保护器一Fl、短路保护器一F2、第一单元盒一A、第二单元 盒--B、第三单元盒一C、基座--1、手柄一2、弹簧--3、 U形杆--4、脱扣--5、 触头一6、触头--7、控制电路一8、断路器的脱扣线圈--9、控制信号线一10、 导线--11、脱扣器一12、锁扣--13。
具体实施方式
(实施例1 )见图1，本发明的与插卡式电度表配合使用的控制装置，包括用于控制 插卡式电度表输出电源通断的断路器KM;断路器KM的第一常开接触开关 K1和第二常开接触开关K2分别串接在插卡式电度表的火线输出线路和零线 输出线路中；断路器KM具有闭合控制电压信号输入端IN;插卡式电度表的 通电信号输出端接断路器KM的闭合控制电压信号输入端IN。见图1,在插卡式电度表的火线输出线路中，断路器KM的第一常开接 触开关K1串联第一过载及短路脱扣器F1;在插卡式电度表的零线输出线路 中，断路器KM的第二常开接触开关K1串联第二过载及短路脱扣器F2。见图2，所述断路器KM的第一常开接触开关Kl和第一过载及短路脱扣 器Fl设于第一单元盒A内；第二常开接触开关K2和第二过载及短路脱扣 器F2设于第二单元盒B内。断路器KM还包括控制电路8;断路器KM的脱扣线圈9、控制电路8设 于第三单元盒C内；断路器KM的闭合控制电压信号输入端IN即为控制电 路8的闭合控制电压信号输入端，控制电路8的控制信号输出端接断路器 KM的脱扣线圈9的控制输入端。见图3,所述第三单元盒C包括基座1、手柄2、弹簧3、 U形杆4、脱 扣5、触头6、触头7、控制电路8、断路器KM、控制信号线IO、导线ll、 脱扣器12和锁扣13。见图4，所述控制电路8包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三 二极管D3、第四二极管D4、第一电解电容C1、第二电解电容C4、延时电 解电容C5、第一电容C2、第二电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三 电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、三极管V1、稳压管V2、压敏电阻Rv 和单向可控硅SCR。第一二极管Dl的阳极即为所述控制电路8的闭合控制电压信号输入 端，第一二极管D1的阴极串接第一电阻R1、第二电阻R2后接三极管VI的 基极；三极管V1的集电极接第二电解电容C4的正极，第二电解电容(M的 负极接地；三极管VI的发射极接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的 阴极接零线N;稳压管V2的阴极接三极管VI的集电极，稳压管V2的阳极 接三极管VI的发射极；第一电解电容C1的正极接第一电阻R1与第二电阻 R2的接点处，第一电解电容C1的负极接第二二极管D2的阳极；三极管VI 的集电4及接第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极串接第四电阻R4 后接延时电解电容C5的正极；延时电解电容C5的负极接单向可控硅SCR 的阴极；接第三二极管D3的阴极接单向可控SCR的阳极，第三二极管D3 的阳极接火线L;第三电阻R3设于单向可控硅SCR的阳极和第四二极管D4 的阳极之间，单向可控硅SCR的阴极接断路器KM的脱扣线圈9的一端，即 为所述断路器KM的脱扣线圈9的控制输入端；脱扣线圈9的另一端接零线 N;第五电阻R5与延时电解电容C5并联；第一电容C2与第二电容C3串联 后设于第三二极管D3的阴极和单向可控硅SCR的阴极之间，以起到滤波作 用，防治电源异常波动对控制电路8的干扰。压敏电阻Rv与脱扣线圈9串联后设于零线N与火线L之间，对控制电 路8起保护作用。压敏电阻Rv的型号为7K360。控制电路8的工作过程为当断路器KM的闭合控制电压信号输入端IN 为高电位时，三极管V1饱和导通，图4中的Q点为低电位，单向可控硅SCR 截止，断路器KM的脱扣线圈9处于断路状态，断路器KM不执行脱扣动作； 当所述闭合控制电压信号输入端IN为低电位时，三极管VI截止，火线L 端的正弦波电压通过第三二极管D3、第三电阻IU、第四二极管D纟及第电阻R4对延时电解电容C5延时充电，当所述Q点电位上升至单向可控硅 SCR的触发电压后，单向可控硅SCR导通，所述脱扣线圈9得电导通，断路 器KM启动脱扣动作。由上述内容可知延时电解电容C5的大小决定了断路器KM延时时间 的长短， 一般延时时间可选择的范围是0. 2-2秒，以避免电力系统停电产 生误动作，进一步保证供电的可靠性。当用户购买电量后，将IC卡插入插卡式电度表，然后插卡式电度表输 出220V的闭合控制电压信号至断路器KM的闭合控制电压信号输入端IN， 断路器KM不执行脱扣动作，即第一常开接触开关Kl和第二常开接触开关 K2均闭合，用户得电。插卡式电度表采用了本发明的控制装置后，当用户购买的电量用完后， 电度表的辅助触头断开，导致所述闭合控制电压信号输入端IN无闭合控制 电压信号即处于低电位，火线L端的正弦波电压通过第三二极管D3对延时 电解电容C5延时充电(例如延时0. 5秒)，使所述Q点电位上升至单向可 控硅SCR的触发电压，单向可控硅SCR导通，断路器KM的脱扣线圈9得电 导通，断路器KM启动脱扣动作，即第一常开接触开关Kl和第二常开接触 开关K2均断开，用户断电。如果用户想甩电表用电，切断闭合控制电压信号线，由于控制电路8 的控制信号输出端无电压信号输出，脱扣器仍然发出脱扣信号，断路器KM 断开。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例， 而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也 无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显 而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1、一种与插卡式电度表配合使用的控制装置，其特征在于包括用于控制插卡式电度表输出电源通断的断路器(KM)；断路器(KM)的第一常开接触开关(K1)和第二常开接触开关(K2)分别串接在插卡式电度表的火线输出线路和零线输出线路中；断路器(KM)具有闭合控制电压信号输入端(IN)；插卡式电度表的通电信号输出端接断路器(KM)的闭合控制电压信号输入端(IN)。
2、 根据权利要求l所述的与插卡式电度表配合使用的控制装置，其特 征在于在插卡式电度表的火线输出线路中，断路器(腿)的第一常开接 触开关(Kl)串联第一过载及短路脱扣器(Fl);在插卡式电度表的零线输 出线路中，断路器(KM)的第二常开接触开关(Kl)串联第二过载及短路 脱扣器(F2)。
3、 根据权利要求2所述的与插卡式电度表配合使用的控制装置，其特 征在于断路器(KM)的第一常开接触开关Ul)和第一过载及短路脱扣 器(Fl)设于第一单元盒(A)内；第二常开接触开关(K2)和第二过载及 短路脱扣器(F2)设于第二单元盒(B)内；断路器(KM)还包括控制电路(8);断路器(KM)的脱扣线圈和控制电路(8)设于第三单元盒(C)内； 断路器UM)的闭合控制电压信号输入端(IN)即为控制电路(8)的闭合 控制电压信号输入端，控制电路(8)的控制信号输出端接断路器(KM)的 脱扣线圈(9)的控制输入端。
4、 根据权利要求3所述的与插卡式电度表配合使用的控制装置，其特 征在于所述控制电路(8)包括第一二极管(Dl)、第二二极管(D2 )、 第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一电解电容(Cl)、第二电解电容(C4)、延时电解电容(C5)、第一电容(C2)、第二电容(C3)、第一电阻 (Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R!3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、 三极管(VI )、稳压管(V2 )和单向可控硅(SCR );第一二极管(Dl)的阳极即为所述控制电路(8)的闭合控制电压信号 输入端，第一二极管(Dl)的阴极串接第一电阻(Rl)、第二电阻(M)后 接三极管(VI)的基极；三极管(n)的集电极接第二电解电容(CM)的正极，第二电解电容(C4)的负极接地；三极管(VI)的发射极接第二二 极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极接零线(N);稳压管(V2) 的阴极接三极管(VI)的集电极，稳压管(V2)的阳极接三极管(VI)的 发射极；第一电解电容(Cl)的正极接第一电阻(Rl)与第二电阻(R2) 的接点处，第一电解电容(Cl)的负极接第二二极管(D2)的阳极；三极 管(VI)的集电极接第四二极管(DO的阳极，第四二极管(D4)的阴极 串接第四电阻(R4)后接延时电解电容(C5)的正极；延时电解电容(C5) 的负极接单向可控硅(SCR)的阴极；接第三二极管(D3)的阴极接单向可 控(SCR)的阳极，第三二极管(D3)的阳极接火线(L);第三电阻(R3) 设于单向可控硅(SCR)的阳极和第四二极管(D4)的阳极之间，单向可控 硅(SCR)的阴极接断路器(KM)的脱扣线圈(9)的一端，即为所述断路 器(KM)的脱扣线圈(9)的控制输入端；脱扣线圈(9)的另一端接零线 (N);第五电阻(R5)与延时电解电容(C5)并联；第一电容(C2)与第 二电容(C3)串联后设于第三二极管(D3)的阴极和单向可控硅(SCR)的 阴极之间。
全文摘要
本发明涉及一种与插卡式电度表配合使用的控制装置，包括用于控制插卡式电度表输出电源通断的断路器；断路器的第一常开接触开关和第二常开接触开关分别串接在插卡式电度表的火线输出线路和零线输出线路中；插卡式电度表的通电信号输出端接断路器的闭合控制电压信号输入端。电费用完后，断路器的IN端无电压信号，断路器延时0.2-2s后断开；当用户购买电量后，将IC卡插入插卡式电度表，插卡式电度表输出闭合控制电压信号，断路器的IN端得电压信号，可以对断路器进行合闸，用户得电。本发明的断路器具有过载和短路保护特性，因此在使用时故障率低，供电可靠性好。
文档编号G07F15/00GK101221675SQ20071030758
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月30日 优先权日2007年12月30日
发明者包志舟, 黄朝波, 黄章武 申请人:人民电器集团有限公司