专利名称：多功能自控电度表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效、节能、全自控的多功能自控电度表装置。
目前，我国居民、单位用电计量的表都是单功能电度表，而且在我国电力资源紧缺情况难以控制用电量，尤其是广大边远的山区，由于目前尚无这类控制装置，盗电现象非常严重，电管部门经常出动一些人员对个别可疑的局部地区进行突然性检查，其结果是收获甚微，因为窃电者都随时有机会在检查前后，将隐藏的窃电回路解除或恢复，可以说是困难重重，无能为力。
本发明的目的为了克服上述不足之处，经几年的实验，设计一种高效节能、全自动控制的多功能防窃电电度表，它具有全自动控制的过流保护、过压保护、触电保安、漏电保护、雷电保护等多功能安全保护电路。
本发明主要结构由电源控制、过流保护、触电保安、漏电保护、遥控接受器及单独遥控发生器几个部分组成，总电源自控继电器J4来控制。当用户用电时，电表的相线有电流流过，通过继电器J4与用户负载构成回路，继电器J4吸合，向用户供电。一旦用户断电，J4没有电流流过，J4释放，这样能有效地保护机器安全和延长寿命，同时用户停止用电，继电器自动切断各保安部分供电，以防靜态时少量电流消耗达到节能目的。
下面结合附图对本发明的多功能自控电度表加以详细说明。
图1为本发明的方框原理图。
图2为本发明的多功能自控电度表控制部分线路结构图。
图3为本发明的红外遥控发生器原理示意图。
图3所示遥控发生器部分它采用CD4018的两个与非门1与2组成环形振荡器，能产生频率为38KH2的方波信号，调节W1可以改变振荡频率，再经另外两个与非门3与4整形之后，加到三极管BG1的基极，这样红外发光二极管SE303A就能发送出38KH2方波信号所调制的红外线。
2、遥控接受部分采用一块uPC1373集成块担任前置放大。特点是灵敏度高、增益大、输出波形好。当红外线接受管PH302接受到38KH2的红外线指令信号后，直接送入uPC1373的第7脚(输入端)，输出经放大和BL1、C8调谐，再经uPC1373内部电路检波和整形后，在第一脚(输出端)输出一个非常整齐的负脉冲信号。BG2、BG3等组成双稳态触发器，当CP端输入一个负脉冲时，双稳态电路就翻转一次。BG4等组成开关电路，当BG3的集成极为低电位时，BG3截止，继电器J2释放，当发射器发送一个短脉冲信号时，接受机中的uPC1373便输出一个负脉冲信号，使双稳态电路翻转BG3的集电极为高电位，BG4饱和导通，J2吸合，带动负载工作。若发射机再发送一个短脉冲信号时，双稳度电路再次翻转，J2又释放，这样就成为一种具有记忆功能的红外线遥控开关了。
3、触电保安部分它由信号检测、电子开关、延时、控制部分组成。信号检测部分主要是“零序互感器”，它由B1的L1、L2、L3和磁芯组成，在正常情况下，瞬时流过线圈L1和L2的电流大小相等、频率相同、相位相反。因此整个互感器中总的磁通量为零，所以这个特殊的互感器就叫“零序互感器”。
4、电子开关部分主要由D1、BG1、C1、C2、C3组成，其作用是将“零序互感器”检测到的触电信号加到其电路IC1、NE555的2脚，使其翻转动作。
5、延时电路部分由IC1、NE555与R2、C5组成单稳态触发电路，R2、C5为定时环节，本电路定时的时间是约为10秒。
控制部分由继电器J1与二极管D2组成，交流电源由常闭触点J1控制，一旦发生触电时，继电器立即吸合，常闭触点断开，切断交流电源，D2是为了吸收继电器线圈中产生的高压。
6、过压部分利用压敏电阻具有的象稳压管那样的伏安特性，即压敏电阻的电阻值在超过某一临界电压后，急剧变小这一原理。将压敏电阻R16、RMG两端接于L1、L2上，使之构成一个模拟漏电回路。市电正常时，由于压敏电阻的阻值极大，该回路上只有很小的泄漏电流流过。当市电电压因故突然升高到设定的临界电压，即保护器的过压动作值以上时，压敏电阻迅速由高阻抗变为低阻抗(响应时间为毫微/秒数量极)，类似于稳压二极管的工作击穿状态，过电压便以放电电流的形式在R16上流过，此漏电流就是“零序互感器”初级的剩余电流，感应到次级后，同样输出漏电信号，经倍压整理，滤波后经D1进入检测电路，驱动继电器J1吸合，J1、J2断开，使保护器输出端脱电。为防止长时间的过压会引起R16、RMG的发热，故在RMG电路上串接一常闭触头J3，过压开始时，RMG上流过剩余电流致使J1吸合，J3断开后，该模拟电路的电流与通路将由J1的线圈和K的通路所取代，使得继电器继续牢牢地保持吸合，避免R16、RMG因过压长时间通电而发热烧毁，这样该保护器便起到了过压保护的作用。
7、限流部分限流部分由“零序互感器”D5、W1等组成，在计划内指标用电时，12V的直流电压经R14、R15向C15充电，经过一段时间使BG6导通继电器J3得电，常用触点J3-1闭合，使220V供给用户，此时B1初级绕组流过电流，次级有较弱的信号电压，经D5、C14整流滤波，W1分压后与D3的击穿电压比较，其值小于D9的击穿值，而不被击穿导通，BG5截止，电路稳定于此状态，向用户正常供电。
当用户用电量增加时，超过原整定值时，B1次级信号增大，W1分压值增加，使D9击穿，BG5导通，C15经R15、BG5放电、BG6基极电位下降，BG6截止，J3失电。J3-1释放，切断用户电源，此后，12V正电压又经R14、15向C15充电，随着C15正端电位上升，BG6导通，J3得电，检测电路对负荷进行检测，如负荷仍未减少，则电路重复上述过程，直到负荷减少到规定值，电路恢复到稳定状态，给用户正常供电。
8、漏电保护部分当接通电源时，由于B1“零序互感器”原边(初级)的L1、L2通过的电流向量和为零，次级L3无感应信号，当被保护线路发生触电或不平衡漏电时，初级出现剩余电流，感应到次级输出交变漏电信号，经过二极管D1的整流，使得BG1导通，相当于NE(Ic1)555的二脚接地，单稳态电路翻转进入暂稳态，三脚输出高电频，发光二极管LED(D3)亮，同时继电器J1吸合常闭，触点断开迅速切断电源，这时，延时电路中的C5通过R2开始充电。并使IC1的3脚恢复低电平，继电器J1再次释放，触点J1接通，恢复送电，但漏电故障未排除之前，由于有漏电信号存在，继电器J1不能释放，电源始终保持切断状态，只有漏电故障排除后，漏电信号消失，电流才能恢复自动供电。
本发明的多功能自控电度表除上述功能外，还能起短路、雷击保护等作用，因过压、过流都将引起各执行机构动作，切断电源。它采用全自动控制过载保护电路，既节省电、防盗电，又保护机器设备人身安全，它具有结构简单、制作方便、安全可靠、节能效果好，省时省力、用途广、投资少、见效快、效益高的优点。
权利要求
1.一种多功能自控电度表，其特征在于电度表增设自动控制的过流保护、过压保护、触电保安、漏电保护、雷电保护、红外遥控接受器、红外遥控发射器、电路控制继电器J4来控制电源“供电”与“切断”。
2.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于遥控发生器采用CD4011的两个与非门1与2组成环形振荡器产生频率为38KH2的方波信号，调节W1来改变振荡频率，再经另两个与非门3与4整形后，加到BG1基极，经放大后红外发光二极管SE303A就发送38KH2方波信号所调制的红外线。
3.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于遥控接受器，采用一块uPC1373集成块作前置放大，当红外线接受管PH302接受到38KHI的红外线指令信号后，信号uPC1373的第7脚输入放大后和BL1、C8调诣，再经uPC1373内部电路检波、整形后，输出一个负脉冲信号BG2、BG3组成双稳态触发器，当CP端输入一个负脉冲时，双稳态电路就翻转一次，uPC1373、BG2、BG3、BG4、继电器J2组成开关电路，当BG3集电极为低电位时，BG3截止，J2释放。当发射器送新信号使BG3的集电极为高电位BG4导通，J2吸合，带动负载工作。
4.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于过压电路采用压敏电阻R16、RMG，在R16、RMG两端L1、L2上构成模拟漏电回路，在市电正常时，压敏电阻R16、RMG的阻值较大，电压突然升高到设定的临界电压、压敏电阻迅速由高阻抗变为低阻抗。过压便以放电的形式在R16上流过，漏电电流经“零序互感器B1初级感应到次极，经倍压整理滤波后经D1进入检测电路，驱动继电器J1吸合，J1、J2断开，使保护器输出端脱电，为防止长时间的过压会引起R16、RMG的发热，在RMG上串接一常闭触头J3。
5.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于限流电路由“零序互感器B1”、D5、W1构成，在正常计划用电指标内，12V直流径R14、R15向C5充电，使BG6导通，继电器J3工作，常用触点J3-1闭合，220V供给用户，当用户电量增大超规定值，B1次级信号增大，W1分压值增加，使D9击穿，BG5导通，C15经R15、BG5放电，BG6基极电位下降，BG6截止，J3失电，J3-1释放，切断用户电源。
6.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于漏电保护电路。当接通电源B1初级L1、L2通过电流向量和为零，次级L3无感应信号，当电路发生触电和不平衡漏电时，次级剩余电流感应到次级经D1整流，使BG1导通，相当于NE555(IC1)的二脚接地，单稳态电路翻转进入暂稳态，三脚输出高电频发光二极管LED(D3)亮，同时J1吸合常闭触点断开电源，这时延时电路中C5经R2充电，使IC1的3脚处于低电平。
7.根据权利要求1所述的多功能自控电度表，其特征在于触电保安电路，采用一信号检测、电子开关、延时控制部分组成，信号检测是由零序互感器B1的L1L2L3和磁芯构成，电子开关由D1、BG1、C1、C2、C3构成，延时电路由IC1NF555与R2、C5构成单稳态触发电路。
全文摘要
本发明属于一种多功自控电度表。目前现有的电度表功能单一，只能计量，既不防窃电又不能起安全保护节能。本发明目的设计一种全自控多功能电度表。既能计量，又能起过载保护，有效地防止窃电和保证人身、设备安全，它具有触电保安、过流保护、过压保护、漏电保护、雷电保护等多功能保护电路，靠电子元件与继电器J
文档编号H02H3/00GK1060909SQ9110679
公开日1992年5月6日 申请日期1991年9月9日 优先权日1991年9月9日
发明者周美轩 申请人:周美轩