專利名稱：與插卡式電度表配合使用的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與插卡式電度表配合使用的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，插卡式電度表已經(jīng)開始推廣使用，大大方便供電部門對用戶用 電量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。然而與插卡式電度表配合使用的控制裝置的可靠性卻 存在一系列問題，不利于全面推廣使用插卡式電度表。
中國專利文獻(xiàn)CN 2393218和CN1139817都一種用于插卡式電度表系統(tǒng) 的斷路器，除包括上下接線端子、觸頭裝置、滅弧裝置、斷路裝置、雙 金屬元件及磁脫扣裝置外，還包括一控制電路及一熱敏陶覺元件；控制電 路連接熱敏陶瓷元件；控制電路中設(shè)有一斷路器；熱敏陶資元件固定在雙 金屬片上，熱敏陶瓷元件與斷路器的一常閉觸頭串接，并跨接在用戶端的 中性線及相線上。該斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙金屬元件工作不穩(wěn)定，故障率高。
另外，用戶的輸電線路往往設(shè)有多個(gè)斷路器，并設(shè)有多級(jí)斷路保護(hù)， 因此當(dāng) 一個(gè)末端下級(jí)斷路器出現(xiàn)斷路后會(huì)迅速使上級(jí)的斷路器斷開，造成 多路電源中斷形成越級(jí)跳閘，使其它電器無法使用，嚴(yán)重影響了供電的可 靠性和安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種故障率較低、供電可靠性 較好的與插卡式電度表配合使用的控制裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種與插卡式電度表配合使 用的控制裝置，包括用于控制插卡式電度表輸出電源通斷的斷路器；斷路 器的第一常開接觸開關(guān)和第二常開接觸開關(guān)分別串接在插卡式電度表的火 線輸出線路和零線輸出線路中；斷路器具有閉合控制電壓信號(hào)輸入端；插 卡式電度表的通電信號(hào)輸出端接斷路器的閉合控制電壓信號(hào)輸入端。
上述技術(shù)方案中，在插卡式電度表的火線輸出線路中，斷路器的第一常開接觸開關(guān)串聯(lián)第一過載及短路脫扣器；在插卡式電度表的零線輸出線 路中，斷路器的第二常開接觸開關(guān)串聯(lián)第二過載及短路脫扣器。
上述技術(shù)方案中，斷路器的第一常開接觸開關(guān)和第一過載及短路脫扣 器設(shè)于第一單元盒內(nèi)；第二常開接觸開關(guān)和第二過載及短路脫扣器設(shè)于第 二單元盒內(nèi)；斷路器還包括控制電路；斷路器的脫扣線圈和控制電路設(shè)于 第三單元盒內(nèi)；斷路器的閉合控制電壓信號(hào)輸入端即為控制電路的閉合控 制電壓信號(hào)輸入端，控制電路的控制信號(hào)輸出端接斷路器的脫扣線圈的控 制輸入端。
上述技術(shù)方案中，所述控制電路包括第一二極管、第二二極管、第 三二極管、第四二極管、第一電解電容、第二電解電容、延時(shí)電解電容、 第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五 電阻、三極管、穩(wěn)壓管和單向可控硅；第一二極管的陽極即為所述控制電 路的閉合控制電壓信號(hào)輸入端，第一二極管的陰極串接第一電阻、第二電 阻后接三極管的基極；三極管的集電極接第二電解電容的正極，第二電解 電容的負(fù)極接地；三極管的發(fā)射極接第二二極管的陽極，第二二極管的陰 極接零線；穩(wěn)壓管的陰極接三極管的集電極，穩(wěn)壓管的陽極接三極管的發(fā) 射極；第一電解電容的正極接第一電阻與第二電阻的接點(diǎn)處，第一電解電 容的負(fù)極接第二二極管的陽極；三極管的集電極接第四二極管的陽極，第 四二極管的陰極串接第四電阻后接延時(shí)電解電容的正極；延時(shí)電解電容的 負(fù)極接單向可控硅的陰極；接第三二極管的陰極接單向可控的陽極，第三 二極管的陽極接火線；第三電阻設(shè)于單向可控硅的陽極和第四二極管的陽 極之間，單向可控硅的陰極接斷路器的脫扣線圈的一端，即為所述斷路器 的脫扣線圈的控制輸入端；脫扣線圈的另一端接零線；第五電阻與延時(shí)電 解電容并聯(lián)；第一電容與第二電容串聯(lián)后設(shè)于第三二極管的陰極和單向可 控硅的陰極之間。
本實(shí)用新型具有積極的效果(l)本實(shí)用新型中，插卡式電度表的通 電信號(hào)輸出端輸出的閉合控制電壓信號(hào)用于控制斷路器；當(dāng)用戶購買的電 量用完后，插卡式電度表無閉合控制電壓信號(hào)輸出，從而使斷路器的第一 常開接觸開關(guān)和第二常開接觸開關(guān)均斷開，用戶斷電。當(dāng)用戶購買電量后， 將IC卡插入插卡式電度表，插卡式電度表輸出閉合控制電壓信號(hào)，從而使 斷路器的第一常開接觸開關(guān)和第二常開接觸開關(guān)均閉合，用戶得電。本實(shí)用新型故障率低，保證了供電的可靠性。即便用戶想甩電表用電，由于閉 合控制電壓信號(hào)線無電壓信號(hào)輸出，切斷閉合控制電壓信號(hào)線仍不能供電。 本實(shí)用新型的控制裝置結(jié)構(gòu)簡單，故障率較低，供電可靠性好。


圖1為本實(shí)用新型的與插卡式電度表配合使用的控制裝置的電原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的與插卡式電度表配合使用的控制裝置的外形結(jié)構(gòu)圖。
圖3為圖2中的第三單元盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3中的控制電路的電路原理圖。
附圖中的標(biāo)記斷路器一KM、第一常開接觸開關(guān)一Kl、第二常開接觸 開關(guān)--K2、過載保護(hù)器一Fl、短路保護(hù)器一F2、第一單元盒一A、第二單元 盒--B、第三單元盒--C、基座一l、手柄--2、彈簧--3、 U形桿--4、脫扣--5、 觸頭一6、觸頭一7、控制電路一8、斷路器的脫扣線圈一9、控制信號(hào)線一IO、 導(dǎo)線--11、脫扣器一12、鎖扣--13。
具體實(shí)施方式(實(shí)施例1)
見圖1，本實(shí)用新型的與插卡式電度表配合使用的控制裝置，包括用于 控制插卡式電度表輸出電源通斷的斷路器KM;斷路器KM的第一常開接觸開 關(guān)Kl和第二常開接觸開關(guān)K2分別串接在插卡式電度表的火線輸出線路和 零線輸出線路中；斷路器KM具有閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN;插卡式電度 表的通電信號(hào)輸出端接斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN。
見圖1，在插卡式電度表的火線輸出線路中，斷路器KM的第一常開接 觸開關(guān)K1串聯(lián)第一過載及短路脫扣器F1;在插卡式電度表的零線輸出線路 中，斷路器KM的第二常開接觸開關(guān)K1串聯(lián)第二過載及短路脫扣器F2。
見圖2，所述斷路器腿的第一常開接觸開關(guān)Kl和第一過載及短路脫扣 器Fl設(shè)于第一單元盒A內(nèi)；第二常開接觸開關(guān)K2和第二過載及短路脫扣 器F2設(shè)于第二單元盒B內(nèi)。
斷路器KM還包括控制電路8;斷路器KM的脫扣線圏9、控制電路8設(shè) 于第三單元盒C內(nèi)；斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN即為控制電 路8的閉合控制電壓信號(hào)輸入端，控制電路8的控制信號(hào)輸出端接斷路器 KM的脫扣線圈9的控制輸入端。
見圖3,所述第三單元盒C包括基座1、手柄2、彈簧3、 U形桿4、脫 扣5、觸頭6、觸頭7、控制電路8、斷路器KM、控制信號(hào)線IO、導(dǎo)線ll、 脫扣器12和鎖扣13。
見圖4,所述控制電路8包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三 二極管D3、第四二極管D4、第一電解電容C1、第二電解電容C4、延時(shí)電 解電容C5、第一電容C2、第二電容C3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三 電阻R3、第四電阻fU、第五電阻R5、三極管V1、穩(wěn)壓管V2、壓敏電阻Rv 和單向可控硅SCR。
第一二極管Dl的陽極即為所述控制電路8的閉合控制電壓信號(hào)輸入 端，第一二極管Dl的陰極串接第一電阻R1、第二電阻R2后接三極管VI的 基極；三極管VI的集電極接第二電解電容C4的正極，第二電解電容C4的 負(fù)極接地；三極管VI的發(fā)射極接第二二極管D2的陽極，第二二極管D2的 陰極接零線N;穩(wěn)壓管V2的陰極接三極管VI的集電極，穩(wěn)壓管V2的陽極 接三極管VI的發(fā)射極；第一電解電容C1的正極接第一電阻R1與第二電阻 R2的接點(diǎn)處，第一電解電容C1的負(fù)極接第二二極管D2的陽極；三極管VI 的集電極接第四二極管D4的陽極，第四二極管D4的陰極串接第四電阻R4 后接延時(shí)電解電容C5的正極；延時(shí)電解電容C5的負(fù)極接單向可控硅SCR 的陰極；接第三二極管D3的陰極接單向可控SCR的陽極，第三二極管D3 的陽極接火線L;第三電阻R3設(shè)于單向可控硅SCR的陽極和第四二極管D4 的陽極之間，單向可控硅SCR的陰極接斷^各器KM的脫扣線圈9的一端，即 為所述斷路器KM的脫扣線圈9的控制輸入端；脫扣線圈9的另一端接零線 N;第五電阻R5與延時(shí)電解電容C5并聯(lián)；第一電容C2與第二電容C3串聯(lián) 后設(shè)于第三二極管D3的陰極和單向可控硅SCR的陰極之間，以起到濾波作 用，防治電源異常波動(dòng)對控制電路8的干擾。
壓敏電阻Rv與脫扣線圈9串聯(lián)后設(shè)于零線N與火線L之間，對控制電 路8起保護(hù)作用。壓敏電阻Rv的型號(hào)為7K360。
控制電路8的工作過程為當(dāng)斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN 為高電位時(shí)，三極管Vl飽和導(dǎo)通，圖4中的Q點(diǎn)為低電位，單向可控硅SCR 截止，斷路器KM的脫扣線圈9處于斷路狀態(tài)，斷路器KM不執(zhí)行脫扣動(dòng)作；當(dāng)所述閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN為低電位時(shí)，三極管VI截止，火線L 端的正弦波電壓通過第三二極管D3、第三電阻R3、第四二極管。4及第四 電阻R4對延時(shí)電解電容C5延時(shí)充電，當(dāng)所述Q點(diǎn)電位上升至單向可控硅 SCR的觸發(fā)電壓后，單向可控硅SCR導(dǎo)通，所述脫扣線圈9得電導(dǎo)通，斷路 器KM啟動(dòng)脫扣動(dòng)作。
由上述內(nèi)容可知延時(shí)電解電容C5的大小決定了斷路器KM延時(shí)時(shí)間 的長短， 一般延時(shí)時(shí)間可選擇的范圍是0.2-2秒，以避免電力系統(tǒng)停電產(chǎn) 生誤動(dòng)作，進(jìn)一步保證供電的可靠性。
當(dāng)用戶購買電量后，將IC卡插入插卡式電度表，然后插卡式電度表輸 出220V的閉合控制電壓信號(hào)至斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN， 斷路器KM不執(zhí)行脫扣動(dòng)作，即第一常開接觸開關(guān)Kl和第二常開接觸開關(guān) K2均閉合，用戶得電。
插卡式電度表采用了本實(shí)用新型的控制裝置后，當(dāng)用戶購買的電量用 完后，電度表的輔助觸頭斷開，導(dǎo)致所述閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN無閉 合控制電壓信號(hào)即處于低電位，火線L端的正弦波電壓通過第三二極管D3 對延時(shí)電解電容C5延時(shí)充電(例如延時(shí)0. 5秒)，使所述Q點(diǎn)電位上升至 單向可控硅SCR的觸發(fā)電壓，單向可控硅SCR導(dǎo)通，斷路器KM的脫扣線圈 9得電導(dǎo)通，斷路器KM啟動(dòng)脫扣動(dòng)作，即第一常開接觸開關(guān)K1和第二常開 接觸開關(guān)K2均斷開，用戶斷電。
1如果用戶想甩電表用電，切斷閉合控制電壓信號(hào)線，由于控制電路8 的控制信號(hào)輸出端無電壓信號(hào)輸出，脫扣器仍然發(fā)出脫扣信號(hào)，斷路器KM 斷開。
顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作 的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變 動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型 的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 中。
權(quán)利要求1、一種與插卡式電度表配合使用的控制裝置，其特征在于包括用于控制插卡式電度表輸出電源通斷的斷路器KM；斷路器KM的第一常開接觸開關(guān)K1和第二常開接觸開關(guān)K2分別串接在插卡式電度表的火線輸出線路和零線輸出線路中；斷路器KM具有閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN；插卡式電度表的通電信號(hào)輸出端接斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端IN。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的與插卡式電度表配合使用的控制裝置，其特 征在于在插卡式電度表的火線輸出線路中，斷路器KM的第一常開接 觸開關(guān)Kl 串聯(lián)第一過載及短路脫扣器Fl ;在插卡式電度表的零線輸 出線路中，斷路器 KM 的第二常開接觸開關(guān) Kl 串聯(lián)第二過載及短路 脫扣器 F2 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的與插卡式電度表配合使用的控制裝置，其特 征在于斷路器 KM的第一常開接觸開關(guān) Kl 和第一過載及短路脫扣 器Fl設(shè)于第一單元盒A內(nèi)；第二常開接觸開關(guān)K2和第二過載及 短路脫扣器 F2 設(shè)于第二單元盒B 內(nèi)；斷路器 KM還包括控制電路(8);斷路器 KM的脫扣線圈和控制電路(8)設(shè)于第三單元盒C 內(nèi)； 斷路器KM的閉合控制電壓信號(hào)輸入端 IN 即為控制電路(8 )的閉合 控制電壓信號(hào)輸入端，控制電路(8)的控制信號(hào)輸出端接斷路器KM的 脫扣線圈(9)的控制輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的與插卡式電度表配合使用的控制裝置，其特 征在于所述控制電路(8)包括第一二極管 Dl 、第二二極管 D2 、 第三二極管 D3 、第四二極管 D4 、第一電解電容CI 、第二電解電容C4 、延時(shí)電解電容C5 、第一電容C2 、第二電容C3 、第一電阻 Rl 、第二電阻R2 、第三電阻R3 、第四電阻R4 、第五電阻R5 、 三極管 VI 、穩(wěn)壓管 V2 和單向可控硅SCR ;第一二極管Dl的陽極即為所述控制電路(8 )的閉合控制電壓信號(hào) 輸入端，第一二極管 Dl 的陰極串接第一電阻Rl 、第二電阻R2 后 接三極管 VI的基極；三極管 VI的集電極接第二電解電容C4的正極，第二電解電容C4 的負(fù)極接地；三極管 VI 的發(fā)射極接第二二 極管 D2 的陽極，第二二極管 D2 的陰極接零線 N ;穩(wěn)壓管 V2 的陰極接三極管 VI 的集電極，穩(wěn)壓管 V2 的陽極接三極管 VI 的 發(fā)射極；第一電解電容 Cl 的正極接第一電阻 Rl 與第二電阻 R2 的接點(diǎn)處，第一電解電容 Cl 的負(fù)極接第二二極管 D2 的陽極；三極 管 VI 的集電極接第四二極管 D4 的陽極，第四二極管 D4 的陰極 串接第四電阻 R4 后接延時(shí)電解電容C5 的正極；延時(shí)電解電容C5 的負(fù)極接單向可控硅SCR 的陰極；接第三二極管 D3 的陰極接單向可 控 SCR 的陽極，第三二極管 D3 的陽極接火線 L ;第三電阻 R3 設(shè)于單向可控硅SCR 的陽極和第四二極管 D4 的陽極之間，單向可控 硅 SCR 的陰極接斷路器 KM 的脫扣線圈(9)的一端，即為所述斷路 器 KM 的脫扣線圈(9)的控制輸入端；脫扣線圈(9)的另一端接零線 N ;第五電阻 R5 與延時(shí)電解電容 C5 并聯(lián)；第一電容 C2 與第 二電容C3串聯(lián)后設(shè)于第三二極管 D3 的陰極和單向可控硅SCR 的 陰極之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與插卡式電度表配合使用的控制裝置，包括用于控制插卡式電度表輸出電源通斷的斷路器；斷路器的第一常開接觸開關(guān)和第二常開接觸開關(guān)分別串接在插卡式電度表的火線輸出線路和零線輸出線路中；插卡式電度表的通電信號(hào)輸出端接斷路器的閉合控制電壓信號(hào)輸入端。電費(fèi)用完后，斷路器的IN端無電壓信號(hào)，斷路器延時(shí)0.2-2s后斷開；當(dāng)用戶購買電量后，將IC卡插入插卡式電度表，插卡式電度表輸出閉合控制電壓信號(hào)，斷路器的IN端得電壓信號(hào)，可以對斷路器進(jìn)行合閘，用戶得電。本實(shí)用新型的斷路器具有過載和短路保護(hù)特性，因此在使用時(shí)故障率低，供電可靠性好。
文檔編號(hào)G01R22/00GK201181496SQ200720133538
公開日2009年1月14日 申請日期2007年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日
發(fā)明者包志舟, 黃朝波, 黃章武 申請人:人民電器集團(tuán)有限公司