專利名稱：判斷用電故障的交流保安電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電表用電故障判斷的保安裝置，即一種保安電度表。
在以往使用電表的場所，由于電度表使用不當(dāng)，接線差錯以及為偷用市電而故意搭接電度表的接線位置均不能有效地予以對諸如此類故障的判斷。因此，本實用新型的目的在于在原有電度表的接線回路中加進一些普通的電氣元件，使交流電度表在不正常使用情況下均能對所發(fā)生的故障作出及時準(zhǔn)確的判斷，從而保證了電度表的安全使用以及防止偷電現(xiàn)象的發(fā)生。
已有的單相交流電度表其內(nèi)部接線電路為

圖1所示。其中，L1是并聯(lián)接在電路中的電感線圈。L2是串聯(lián)在供電回路中的另一個電感線圈，L2的磁場強度將隨著用電負(fù)載的大小而改變，并且與L1產(chǎn)生的磁場相互配合以此來驅(qū)動電度表轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，達到用電記數(shù)的目的。如果不從感性元件在交流電路中的瞬時值考慮，則由與圖1等效的圖2所示的電路中可見，一個用電系統(tǒng)，包括負(fù)載R和RL1，RL2構(gòu)成的回路，并入電網(wǎng)后，該電網(wǎng)向上述系統(tǒng)供的電流I總在系統(tǒng)內(nèi)將形成兩支電流，即流經(jīng)RL1的電流I1，流經(jīng)RL2及負(fù)載的電流I2，而且I總＝I1＋I2。如果電度表出現(xiàn)故障或人為地使上述用電系統(tǒng)發(fā)生改變時，都可能破壞電度表計量的準(zhǔn)確性。例如
使RL1開路或使RL2短路，都將使電度表喪失計量依據(jù)而停止計量。為此，本實用新型對上述的接線回路作出改進。以此達到防止由于上述故障而造成的電度表計量失準(zhǔn)。
圖3、4表示具有本實用新型所提出的電路的電度表、在輸入端3與RL1之間，以及在輸出端2和RL2之間分別增加電流互感器L3。由于電度表增加了L3，因此，從負(fù)載端看，L3相當(dāng)于一個零序電流互感器，由于其原邊的電流向量和為零，所以L3對正常用電的負(fù)載電流I2所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也為零，但是這種附加L3的接線方式將使L3對常接電感L1在電路中形成的電流I1產(chǎn)生感應(yīng)電壓UL1，因此只要L1不開路，則UL1始終存在。
如果電度表發(fā)生故障或人為改變供電系統(tǒng)的接線時，就會自動切斷電路停止供電。例如斷開L1，那末UL1將為零；如斷路L2，此時由于一部分電流流經(jīng)短路線，則流經(jīng)L3原邊的電流向量和就不再等于零，在L3上感應(yīng)出電壓△U，使L3輸出電壓為UL1＋△U。
同樣，如果發(fā)生漏電或觸電事故時，為圖5所示情形，由于漏電流通過r流進大地，也使L3原邊電流向量和不再為零，即使L3輸出電壓為UL＋△U。
圖6是電流互感器的最簡單的設(shè)置方式，即將輸入端3與RL1之間的導(dǎo)線，以便RL2與輸出端之間的導(dǎo)體均穿過電流互感器L3的內(nèi)孔。
采用上述在電度表中并入電感L3的依據(jù)是當(dāng)一個正常的用電系統(tǒng)并入電網(wǎng)時，L3上的電壓滿足UL－△U≤UL3≤U＋△U，UL≥△U …①式中△U是感生電壓。
如果產(chǎn)生用電故障，則UL－△U≥UL3， …②UL＋△U≥UL3， …③因此，只要對上述三式作出判斷，即可判斷用電故障的存在，甚至給出聲、光信號。這類監(jiān)測電路是一般技術(shù)人員很容易設(shè)計實施的，附圖7是一種形式的有光信號的監(jiān)測電路，其中上式中UL是常接電感L1在互感器L3上的感應(yīng)電壓，△U是由于故障而反映在互感器L3上的電壓變化量。
A1～A4均為電壓比較器，是通用單片運放或單片電壓比較器，R1～R3組成分壓網(wǎng)絡(luò)，為A1級A2提供參考電壓VREF。D1及D2及C1是保護電路，它在L3原邊流過較大電流時為避免損壞A1及A2輸入級而提供保護。R1～R3的電壓應(yīng)符合的關(guān)系是VREFA1＞UL，VREFA2＜UL。R7，R8亦為分壓網(wǎng)絡(luò)，分別為A3，A4建立參考電壓VREF，R7應(yīng)與R8相等，即A3，A4的VR＝V＋／2，D4，C2起整流濾波作用，R6是它的負(fù)載電阻，因為A3輸入電阻較高，C2積累的電壓難以在短時間通過A3輸入電阻漸放電，這將影響鑒別器的反應(yīng)時間。D3，D5及R4是或電路，它把A3及A1的輸出信號匯總?cè)階4。其邏輯關(guān)系如下A1A3A4輸入端111
101011000R5是A4的輸入保護電阻。
C3是旁路濾波電容，用于防止在鑒別器通電的瞬間A4輸出端的抖動，R9是SCR控制極的限流電阻，R10、R11、R12及氦燈是為強行用電設(shè)置的。如果人為造成用電系統(tǒng)故障而又強行用電氦燈會出現(xiàn)指示。
合上開關(guān)K，正常用電時，由于VREFA1＞UL＋△U。
VREFA2＜UL－△U。
因此輸出低電平，A2輸出方波，其方波幅度(Vp－p≈V＋－1.5V，該方波經(jīng)整流濾波后送入A3，由于A3的VR＝V＋／2，所以A3亦輸出低電平，參看D3R4及D5組成的或電路邏輯關(guān)系可知，A4輸入端亦為低電平。所以，A4輸出低電平，SCR沒有觸發(fā)電壓，K將保持在合上的狀態(tài)。
如果發(fā)生故障L2短路或有漏電觸電情況，UL3立即升高，即UL＋△U≤UL3，當(dāng)UL3的實際電壓值超過VREFA1時，顯然A1也將輸出方波，這時A2輸出不變。A4輸入端出現(xiàn)幅度為V±1.5V的方波，將使A4亦輸出方波并觸發(fā)SCR，通過電磁鐵釋放K的鎖定裝置，從而打開K，切斷電源供電。
如果斷開電度表中的L1，會使電流互感器L3上的感應(yīng)電壓UL消失，A2將不再有方波輸出，從而A3輸出高電平，A4亦輸出高電平，并觸發(fā)SCR切斷電源。
R10，R11，R12及氖燈的作用是例如短路L2，將會使開關(guān)K切斷，并無法再合上。如果此時在開關(guān)上通以兩根導(dǎo)線，從而恢復(fù)用電將會造成SCR長時間導(dǎo)通，這樣就會有一部分電流通過R10，SCR。R10的承受功率小，超過10MA／5S的時間將燒毀，而R11，R12的功率R，一旦R10燒毀，氖燈通過R11，SCR就亮，如果撤去導(dǎo)線，恢復(fù)人為故障，氖燈也嵬ü齊11，R12繼續(xù)發(fā)亮。因此，提供了一個人為制造供電故障的客觀依據(jù)。
所述的判斷用電故障的交流保安電度表具有判斷及時準(zhǔn)確，可靠。可以用于家庭或廠礦企事業(yè)單位作為保安的電度表。
權(quán)利要求1.一種判斷用電故障用的保安電度表，有輸入端和接負(fù)載的輸出端，其特征是所說的輸入端3和RL1之間的導(dǎo)線以及RL2與輸出端之間的導(dǎo)線均穿過電流互感器L3的內(nèi)孔。
2.按權(quán)利要求1所說的保安電度表，其特征是所說的保安電度表還包括監(jiān)測電路。
專利摘要本實用新型為判斷用電故障的交流保安電度表，所說的電度表相比于傳統(tǒng)的電度表是在回路中分別在一個輸入邊以及一個輸出邊增加電流互感器，配用監(jiān)測電路可以用于判斷是否發(fā)生用電故障，或人為的搭接電度表接線進行不正當(dāng)用電的情況，同時也保證了用電的安全，所述的電度表具有判斷準(zhǔn)確，可靠，可用于家庭和廠礦企事業(yè)單位。
文檔編號G01R11/25GK2050613SQ8920465
公開日1990年1月3日 申請日期1989年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月19日
發(fā)明者聞峰 申請人:聞峰