專利名稱：制止竊電的單相電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于單相電能計量記錄的儀表。
感應(yīng)系單相電度表作為計量記錄民間耗用電量的儀表，在國際上已有一百多年的歷史，應(yīng)用范圍愈來愈普及全球各個角落，所以能夠有著這樣悠久的歷史，是因為它具有結(jié)夠簡單、價格便宜、性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長和適應(yīng)大批量生產(chǎn)的優(yōu)點。但是也確實的存在著近百年來，一直都沒有解決的嚴重問題，即用電者很方便地在電度表方面下功夫進行竊電，給國家或供電部門造成的損失重大。盡管國內(nèi)外電度表制造廠家、電業(yè)部門及有志人士，研究應(yīng)用了不少的改進措施，但由于都是修修補補的技術(shù)手段，至今尚沒有提供防止竊電行為的理想單相電度表或有關(guān)的裝置?，F(xiàn)代單相電度表典型的結(jié)構(gòu)原理，對本專業(yè)人員來講無須贅述，它的問題在于結(jié)構(gòu)原理方面，對竊電行為缺乏制約的功能。竊電者在電度表上下工夫，大約可有四大類竊電形式，見圖8和9，第一類是分流竊電法，把電度表接線盒［6］中的接線端子［1］和［3］用導(dǎo)線短路，這樣便出現(xiàn)負載電流很少或根本不通過電流線圈［5］，故電流工作磁通明顯減少或者趨近于零，電度表圓盤［3］轉(zhuǎn)動明顯變慢或不轉(zhuǎn)，計度器記錄耗電量減小或根本不能記錄下來，從而達到竊電目的；第二類是負載電流入地竊電法，即電源輸入的火線端接到接線盒［6］中的接線端子［4］上，電源的零線接到接線端子［1］上(即所謂的反接線)，接線端子［5］的外引出線接負載，負載末端通過導(dǎo)線接地，這樣負載電流不通過電度表的電流線圈［5］無電流工作磁通，電度表圓盤［3］不轉(zhuǎn)，計度器不記錄數(shù)字，達到竊電目的；第三類圓盤反轉(zhuǎn)法，這類形式的方法很多，如電流線圈［5］的輸入電源線圈，火線端不接端子［1］而接端子［3］，負載接到端子［1］上，另外負載由感性改換為容性，此時電度表的圓盤［3］反方向轉(zhuǎn)動，由于在我國很少應(yīng)用單方向計度器(即圓盤［3］正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時都單方向累積記數(shù)的計度器)，則計度器的記數(shù)也改變了方向，結(jié)果將正常記錄的數(shù)字倒回，達到竊電的目的；第四類是圓盤止動法，這類竊電形式主要采用取機械手段來達到圓盤止動的目的，如松開掛表螺釘使電度表的圓盤［3］，與電磁系統(tǒng)、阻尼磁鋼的極面接觸，使圓盤不能轉(zhuǎn)動。牡丹江電業(yè)局的防竊電裝置，是由變壓器、整流電路、放大電路、多個繼電器所組成的。該裝置中變壓器的初級線圈，是由兩個線圈組成，并與之配合使用的電度表的電流回路相連接，當用戶竊電時，比如將變壓器的一個初級線圈短路，此時，變壓器的二個初級線圈中，原來電流大小相等方向相反，變壓器無輸出電壓的平衡狀態(tài)被破壞，這時變壓器的次級有電壓輸出，該電壓經(jīng)整流、放大帶動繼電器切斷用戶的電源1～60秒。當用戶停止竊電時又自動接通用戶的電源。但這種裝置不能單獨使用，是與現(xiàn)有的任何單相電度表組合在一起，具有一定的防竊電功能。經(jīng)供電部門分析認為尚存在下列缺點(1)對于電度表接線盒未安裝防竊電用的大蓋者，用戶仍然可以使接線端子［1］和［3］、［4］和［5］同時短接，見

圖1，然后接通負載，防竊電裝置的電氣線路仍然處于平衡裝態(tài)，結(jié)果防竊電裝置不能發(fā)揮其防竊電的作用；(2)防竊電裝置在小負載電流時，其靈敏度很低，在負載電流為額定電流的5～200％范圍內(nèi)，其繼電器不能保證靈敏的動作，若滿足在5％額定負載的動作要求，變壓器的初級線圈的匝數(shù)勢必增多，現(xiàn)有電度表的體積是不允許的，只能在500瓦以上的負載，才能正常的動作而切斷電源，另外因防竊電裝置的低靈敏度和其誤動作，引起用戶同電業(yè)部門的糾紛，因此至今尚未投入生產(chǎn)；(3)由于防竊電裝置采用的繼電器較多，那么繼電器的觸點就更多、加之又采用了電子線路，致使性能不夠穩(wěn)定可靠，它的應(yīng)用反而破壞了單相電度表在10～20年不須檢修的優(yōu)越性；(4)防竊電裝置的結(jié)構(gòu)和線路比較復(fù)雜，因此成本增加了20元左右，廣大用戶持不歡迎的態(tài)度。至于其它的防竊電電度表，有記錄竊電次數(shù)的，也有在電度表的掛表螺釘孔加小蓋、接線盒加大蓋、安裝單向計度器的等等，這里就不進行一一的分析了。但總體來講，至今未能提供行之有效，結(jié)構(gòu)原理具有完善功能的防竊電單相電度表。
本實用新型的目的是針對目前在竊電方面存在的問題，單相電度表在結(jié)構(gòu)原理方面存在的技術(shù)缺陷，為了徹底制止竊電行為，提出一個結(jié)構(gòu)原理新穎、防止竊電功能完善、物美價廉，用戶和供電部門歡迎的制止竊電的單相電度表技術(shù)方案。
本實用新型的中心設(shè)計思想，是對現(xiàn)在單相電度表進行結(jié)構(gòu)的改進；但對目前國內(nèi)生產(chǎn)的單相電度表在結(jié)構(gòu)上一般回避大動大改。這樣才可以使現(xiàn)有的單相電度表生產(chǎn)廠家，無需進行試制和制造很多新的工模具，而是在原有的生產(chǎn)條件就可以保持大量生產(chǎn)的能力。具體的技術(shù)方案內(nèi)容，是將原單相電度表的電流線圈改為繞制方向相同，電氣聯(lián)接如圖2和圖3所示的情況，其中小的電流線圈［1］的匝數(shù)少，大的電流線圈［2］的匝數(shù)多，二者構(gòu)成差接的形式串聯(lián)在電流回路中，設(shè)計時使二者磁通安匝數(shù)的差值做為電流有效工作磁通，剛好等同于原單相電度表電流工作磁通的安匝數(shù)和向量關(guān)系。計度器則采用單方向計度器，即圓盤正轉(zhuǎn)時，傳動比與原單相電度表一樣稱為正常傳動比，圓盤反轉(zhuǎn)時傳動比則應(yīng)當小，這樣就使用了兩種傳動比，其它結(jié)構(gòu)變動見圖［7］采用了玻璃外殼表蓋［8］，掛表螺絲孔加小蓋［7］，接線盒加裝大蓋［9］，至于其它結(jié)構(gòu)完全使用原電度表的所有結(jié)構(gòu)，至此便形成了制止竊電的單相電度表。它的轉(zhuǎn)動力矩表達式為M＝φ1φVSinψ式中φ1＝φW12－φW11φ1電流鐵芯中的電流有效工作磁通φW12電流鐵芯中大的電流線圈產(chǎn)生的磁通φW11電流鐵芯中小的電流線圈產(chǎn)生的磁通φV電壓鐵芯的工作磁通ψ磁通φV與φ1的相位角。
其具體的防竊電功能分別敘述如下(1)當用戶使用第一類分流竊電法時，便出現(xiàn)了圖4所示的情況，首先看將大的電流線圈［2］的兩端用導(dǎo)線A短路聯(lián)接，構(gòu)成圖［4－(a)］的線路，負載電流I只能通過小的電流線圈［1］，此時φ1＝φW11但相位關(guān)系卻與未竊電時相反，圓盤反轉(zhuǎn)，單方向計度器反轉(zhuǎn)時選擇的小傳動比，計度器仍可以累積記錄而且記數(shù)加快，竊電用戶未能達到竊電目的。當用導(dǎo)線B把小的電流線圈［1］兩端短路時，構(gòu)成圖4－(b)的線路，負載電流只能通過大的電流線圈［2］，此時φ1＝φW12，相位關(guān)系與未竊電時相同，圓盤正轉(zhuǎn)，但此時磁通安匝數(shù)卻因匝數(shù)多而增大，比正常使用時圓盤轉(zhuǎn)速明顯加快，用戶便立即停止竊電行為。(2)當用戶采用第二類負載電流入地竊電法時，便出現(xiàn)圖5所示的情況，電源輸入的火線、零線正常聯(lián)接時，在大的電流線圈接線端子5接負載RL，而負載末端通過導(dǎo)線聯(lián)接入地，零線不與負載聯(lián)接，形成圖5－(a)的線路，此時等于小的電流線圈［1］沒有負載電流，只是大的電流線圈［2］才有負載電流I，此時圓盤正向轉(zhuǎn)動，由于電流線圈［2］匝數(shù)多，所以φW12的磁通比正常使用時電流鐵芯的電流有效工作磁通φ1大，圓盤轉(zhuǎn)速加快，用戶自動停止竊電行為，當電源輸入的火線、零線調(diào)換接線位置時(反常聯(lián)接)，小的電流線圈［1］的接線端子4接負載RL，而負載末端通過導(dǎo)線聯(lián)接入地，零線不與負載聯(lián)接，形成圖5－(b)的線路，此時大的電流線圈［2］沒有電流，小的電流線圈［1］中有負載電流通過，因其火線端電流方向比正常使用時反向了，那么磁通相位也相反了，恰與正常使用時的電流有效工作磁通同方向，可是電壓線圈的火線輸入端也變了，其電壓工作磁通方向也隨之變化了，因此圓盤反轉(zhuǎn)，因為小電流線圈［1］匝數(shù)少，磁通φW11安匝數(shù)小于正常工作時的電流有效工作磁通φ1，圓盤轉(zhuǎn)動比正常時慢，但反轉(zhuǎn)時計度器選擇小傳動比，計度器記數(shù)比正常時記數(shù)多(起到罰款作用)，用戶會自動停止竊電行為。當用戶使用第三類竊電方式時，停止使用感性負載，而接通大容量的容性負載RC，形成圖6所示的線路，由于容性負載和感性負載電流相位差180度，故圓盤反向轉(zhuǎn)動，同上一樣的是利用計數(shù)器小傳動比進行工作，計度器比正常時記數(shù)多，用戶會自動停止竊電行為。(4)當用戶采用第四類圓盤止動法竊電時，由于本制止竊電的單相電度表，集中了現(xiàn)有單相電度表外部的防竊電措施見圖7所示，諸如掛表螺釘孔加小蓋［7］，接線盒加大蓋［9］，玻璃外殼表蓋［8］等，使用戶無法采取常規(guī)的機械手段進行竊電，配合上述結(jié)構(gòu)原理方面的功能，本表尚有制止竊電行為的雙保險的作用。
本實用新型的優(yōu)點是在現(xiàn)有的單相電度表內(nèi)，改換為具有兩個傳動比的單方向計度器，把原來的一組電流線圈［5］，改為現(xiàn)在的繞線方向一致匝數(shù)不同差接串聯(lián)在電流回路中的兩組電流線圈［1］和［2］，其余的電壓線圈［4］和接線盒［6］等都不變，內(nèi)部變化雖然簡單，卻以新穎的結(jié)構(gòu)原理，功能完善可靠，在單相電度表制止竊電技術(shù)方面，取得了重大突破。現(xiàn)有單相電度表生產(chǎn)廠，生產(chǎn)這種制止竊電的單相電度表，因結(jié)構(gòu)變化很小，所以立即可以投入大批量生產(chǎn)，可為社會提供物美價廉，電業(yè)部門和用戶都歡迎的制止竊電的單相電度表。
附圖1 是與牡丹江電業(yè)局防竊電裝置配合的單相電度表線路圖；附圖2 是制止竊電的單相電度表主要結(jié)構(gòu)原理示意圖；附圖3 是制止竊電的單相電度表正常使用時的電氣原理圖；附圖4－(a)是電流線圈［2］短路分流竊電時制止竊電的單相電度表的電氣原理圖；附圖4－(b)是電流線圈［1］短路分流竊電時制止竊電的單相電度表的電氣原理圖；附圖5－(a)是負載電流通過端子5入地竊電時制止竊電的單相電度表的電氣原理圖；附圖5－(b)是負載電流通過端子［4］入地竊電時制止竊電的單相電度表的電氣原理圖；附圖6 是圓盤反轉(zhuǎn)竊電時容性負載制止竊電的單相電度表的電氣原理圖；附圖7－(a)是現(xiàn)有的單相電度表外部防竊電措施的正視結(jié)構(gòu)圖；附圖7－(b)是現(xiàn)有的單相電度表外部防竊電措施的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；附圖8是現(xiàn)有的單相電度表主要結(jié)構(gòu)原理示意圖；附圖9是現(xiàn)有的單相電度表的電氣原理圖。
本實用新型的實施例。
按本實用新型所述的技術(shù)方案，針對各廠家生產(chǎn)的單相電度表，都可以改型為制止竊電的單相電度表?，F(xiàn)以DD28型或DD862－2型單相電度表為例，電流表規(guī)格為2(4)A、2.5(5)A、3(6)A、5(10)A時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變動，是取消其原有的計度器，而采用具有兩個傳動比(當圓盤正轉(zhuǎn)時采用正常傳動比C1，圓盤反轉(zhuǎn)時采用小傳動比C2)的單方向計度器(在專業(yè)生產(chǎn)廠家可以隨時訂貨)。將原單相電度表的單組線圈取消，而使用繞線方向一致匝數(shù)不同的兩組電流線圈(小的電流線圈［1］匝數(shù)少，大的電流線圈［2］匝數(shù)多)，按附圖2和附圖3以差接形式串聯(lián)在電流回路之中，即利用兩組線圈產(chǎn)生的差值磁通，作為該表電流有效工作磁通去進行工作(參加產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的作用)，原電度表其余的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一律不變。至于該電度表的外部，則集中地采用如附圖7所示的掛表螺絲孔加小蓋［7］，玻璃外殼表蓋［8］，接線盒加裝大蓋［9］，其余的外部仍同原電度表一樣，當然因條件不夠充分，客戶又無特殊要求，仍然維持原電度表的外部結(jié)構(gòu)這是由生產(chǎn)廠家同客戶商定的事宜，至此制止竊電的單相電度表制造成功。它的電流線圈及計度器的主要參數(shù)為1、當生產(chǎn)2(4)A電流規(guī)格的電度表時，導(dǎo)線直徑為φ＝1mm，小的電流線圈［1］的匝數(shù)W11＝14匝，大的電流線圈［2］的匝數(shù)W12＝44匝，圓盤正向轉(zhuǎn)動計度器的傳動比C1＝3000，圓盤反向轉(zhuǎn)動計度器的傳動比C2＝600。
2、當生產(chǎn)2.5(5)A電流規(guī)格的電度表時，字母符號意義與上面相同，φ＝1.1mm，W11＝12匝，W12＝36匝，C1＝2400，C2＝600。
3、當生產(chǎn)3(6)A電流規(guī)格的電度表時，φ＝1.2mm，W11＝10匝，W12＝30匝，C1＝2000，C2＝600。
4、當生產(chǎn)5(10)A電流規(guī)格的電度表時，φ＝1.5mm，W11＝6匝，W12＝18匝，C1＝1200，C2＝375。
需要說明的是該表圓盤正向轉(zhuǎn)動時，計度器傳動比C1與原電度表的傳動比相同，而圓盤反向轉(zhuǎn)動時計度器的傳動比C2卻比原電度表的傳動比小了很多，設(shè)計上有意讓計數(shù)比正常使用時計數(shù)多(即計度器鼓輪轉(zhuǎn)動快了很多)，以達到對竊電行為懲罰的目的，當然設(shè)計上也可以滿足不予懲罰的要求。至于過載四倍以上的制止竊電的單相電度表，因電流線圈導(dǎo)線直徑增加影響到電流鐵芯，電流線圈的骨架、電磁系統(tǒng)的參數(shù)及其電磁間隙等都要重新按前述原理進行設(shè)計，因此結(jié)構(gòu)上變動大，本文不予詳細敘述。
權(quán)利要求1.一種測量和記錄交流電能消耗制止竊電的單相電度表，主要具有固定在底殼上的基架，固定在基架上的一組電流線圈和電流鐵芯，一個電壓線圈和電壓鐵芯，圓盤組合、計度器，固定在底殼上的接線盒、外殼表蓋、接線盒大蓋等配合防竊電裝置構(gòu)成，其特征在于有兩組繞線方向一致電流方向相反匝數(shù)不等的電流線圈[1]和[2]，采用兩個傳動比的單方向計度器、掛表螺釘孔小蓋[7]、玻璃外殼表蓋[8]、接線盒大蓋[9]所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制止竊電的單相電度表，其特征在于圓盤［3］正轉(zhuǎn)時，單方向計度器記數(shù)采用正常準確的轉(zhuǎn)動比，圓盤［3］反轉(zhuǎn)時，單方向計度器計數(shù)采用小或準確的傳動比。
專利摘要一種有效計量電能消耗制止竊電的單相電度表，是以目前單相電度表的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，針對電流線圈及其電氣線路、計度器的計數(shù)方式，在結(jié)構(gòu)原理上進行簡單而巧妙的改進，便形成制止竊電電度表，該表具有兩組繞線方向一致，電流方向相反、匝數(shù)不等的電流線圈，采用兩個傳動比的單方向計數(shù)器。目前的電度表產(chǎn)品改型后，生產(chǎn)線不需要進行技術(shù)改造，便能很快的投入批量生產(chǎn)，向社會提供行之有效的節(jié)約電能的產(chǎn)品。
文檔編號G01R11/00GK2072689SQ8921582
公開日1991年3月6日 申請日期1989年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月27日
發(fā)明者顧家驥 申請人:顧家驥