电度表电压线圈的自动通断装置制造方法及图纸

电度表电压线圈的自动通断装置为一种节电装置。该装置能在电度表空载时自动切断电度表的电压线圈，以达到节电目的；当电度表有载时，该装置又能自动接通电度表的电压线圈，以达到使电度表恢复测量功率的目的。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电度表的节电装置，特别涉及一种电度表电压线圈的自动通断装置。一般的单相或三相感应式电度表包括一个电压线圈和一个电流线圈，当交变电流通过电压线圈和电流线圈时，在铝制的转盘中产生感应涡流，这些涡流与交变磁通相互作用产生电磁力，作用在转盘上的转动力矩与电功率成正比。其中电流线圈是串联在供电回路中而电压线圈是并联在供电回路中，因而不论负载接通或断开，电压线圈都要消耗一定量的功率，当U＝220V(AC)时，电度表自身的电压线圈的功率消耗P耗＝1.4～1.5瓦，这个电度表电压线圈的功率消耗P均与用电负荷的大小及有无无关。而一般使用的电度表，如家用电度表，是不会整天连续运行的，如果每只电度表每天的实际用电时间以八小时计算，那么每年电度表中由电压线圈消耗的多余功率为P总耗＝(24-8)(小时)×1.5(瓦)×365(天)＝8.76(千瓦/年)由此可见就全国范围来说，这种浪费是十分可观的。本专利技术的目的在于提出一种电度表电压线圈的自动通断装置。根据本专利技术的用于电度表电压线圈的自动通断装置是通过下述方式完成的，它包括一个电磁感应装置，一个继电器及一个电源装置，该电磁感应装置由该电源供电并从电度表的电流线圈感应出控制信号;该继电器由控制信号控制电度表的电压线圈的通断。本专利技术的优点在于该电度表电压线圈的自动通断装置能在负载接通与断开时分别自动地接通和断开电度表的电压线圈，而在用电负荷接通后，重新接通该电压线圈。上述的断开与接通动作的时间均在毫秒(ms)级内，因而不会影响电度表的测量精度。下面结合附图，对本专利技术的最佳实施例作进一步详细描述，其中图1是根据本专利技术的用于电度表电压线圈的自动通断装置的原理线路图。图2是根据本专利技术电磁感应元件的安置图。现在参见图1，首先，用于电度表电压线圈的自动通断装置的电源装置包括降压装置和滤波整流装置。本专利技术的降压装置由一个电容器10和一个电阻器12组成的RC降压装置，其中只要容抗Xc＜＜R，并选择适当的数值，那么就会在RC降压装置的输出产生一个适值电压，因此电容器代替了变压器的降压作用，该电容器10同时可补偿电网的无功功率，从而提高了电网的功率因素cosφ。在本专利技术中，电阻器12和电容器10的取值考虑为C＝I/2f(V1-V2)，其中电容器10的交流电流有效值Ⅰ为1.11倍的负载电流值ⅠL，即Ⅰ＝1.11ⅠL，电压由220V(AC)降至6V(AC)，在本装置中，为了保证设计可靠，Ⅰ取30mA，因此当电压为220V，频率为50赫兹时，C＝0.496μF。为了使运行可靠和降低本装置的成本，这里采用击穿后有自愈能力的金属膜(CJ)电容器，耐压取400V。电阻器12为电容器10的泄放电阻，数据一般在兆欧和数十兆欧的数量级内选取，本装置中的电阻器12取10兆欧/1/8瓦。所以用于本装置的电源装置中的降压元件的取值分别为电容器10为CJ型0.47μF/400V;电阻器12为10兆欧/1/8瓦。当然本专利技术也可用其他的降压装置，例如，变压器。用于电源装置的滤波整流装置是一个整流二极管14和一个滤波电容器15。整流二极管14的正极与降压装置的低压端连接，其负极与该霍尔集成检测元件16的一端相连接;滤波电容器15的一端接地，另一端与该整流二极管14的负极相连接。本装置也可采用其他的滤波整流装置。在用于电度表电压线圈的自动通断装置中，本实施例中所采用的电磁感应元件16为一种霍尔集成检测元件(南京半导体总厂CS8398)，该霍尔集成检测元件16包括一个霍尔元件、放大器、施密特触发器及输出级。如图2所示，在电度表电流线圈的铁芯上开有一个矩形槽26，该霍尔集成检测元件16被安置在该槽16中，检测元件16的体积为6×5.2×2(mm)，因此该槽26只要稍大于该霍尔集成检测元件16的体积即可。这样该霍尔检测元件16就可以感应当接通或断开负载时电流线圈中的电流。另外也可以采用其它的电磁感应元件，例如，可以在电度表电流线圈的附近安置一个感应线圈，同样也可以达到相同的目的。当电度表在额定电压，额定频率及cosφ＝1的条件下且负载电流为0.5%的标定电流时，即保证电度表的圆盘能不停地转动时，该霍尔集成检测元件16产生霍尔效应，并驱动该非零压型交流固态继电器18接通电度表的电压线圈;当负载电流小于0.5%的标定电流时，即电度表圈盘不转时，该霍尔效应消失，并驱动该继电器18断开电度表的电压线圈。本实施例中的继电器18可以采用上海电器电子元件厂生产的非零压开关型交流固态继电器(GTJ-1AP，GTJ-1AS)，该继电器18是一种有控制信号就导通，无控制信号就截止的无机械触点的继电器，它包括在输入控制与输出开关之间实现绝缘的控制部份和由双向可控硅组成的输出部份。非零压开关型交流固态继电器可在交流电源的任意相位上开启或关闭。该继电器18输入和输出之间的绝缘方式采用光耦合器。本装置中的发光元件20可以采用一个LED元件，与其串联的电阻22可取值为电阻器22R＝920欧/1/8瓦。图1中24代表一个电度表的电压线圈。把用于电度表电压线圈的通断装置的电源的一端接入U＝220V的电压源，经过RC降压装置降压，把电压U＝220V降至U＝6V，然后由该电源装置的滤波整流装置进行整流滤波，把整流滤波后的直流电压向本装置的霍尔集成检测元件16和非零压开关型交流固态继电器18供电。霍尔元件16的一端接至电度表的电压线圈24，其另一端接至该继电器18。当电度表电流线圈上有电流通过时，即有负载时，在霍尔集成元件16上出现霍尔效应，经霍尔集成检测元件16内部处理，给非零压型交流固态继电器18一个控制信号，非零压型交流固态继电器18的一端接受霍尔集成元件16的控制信号，其另一端接至电度表的电压线圈24，从而驱动该继电器18使之接通电度表的电压线圈24;当电度表电流线圈上的电流为零时，即负载消除时，霍尔集成检测元件16上的霍尔现象也随之消失，其内部的线路由导通变为截止，从而导致非零压型交流固态继电器18动作，并使电度表的电压线圈24断路。这样就起到了节约电度表电压线圈的功率自耗的作用。以上述及的断开与接通的时间均在毫秒(ms)数量级内，因而不会影响原电度表的计量精度。本自动通断装置中的发光指示元件包括一个LED发光管20和一个电阻器22，他们互相串联后，一端接在霍尔集成检测元件16的一端，另一端接入电源。当霍尔集成检测元件16导通时，LED点燃发光，即有载时;当霍尔集成元件16截止时，即空载时，LED熄灭;关于电度表线圈的自动通断装置的自身耗电问题，考虑如下工作电压Vcc＝6V，发光二极管LED的电流Ⅰ20＝5mA，霍尔集成检测元件的电流I16≤7mA(动作时)稳压滤波稳压装置的电流I14＝4mA非零压开关型交流固态继电器中的电流I18＝5mA当霍尔集成检测元件16，发光二极管20及非零压开关型交流固态继电器18不工作时，其反向电流近似为零。这样，当电度表电压线圈接通时P通＝V(I14+I16+I18+I20)＝0.126瓦当电度表电压线圈断开时P断＝VI14＝0.024瓦每只电度表以每天平均时间八小时计算，节电装置的年功率消耗为P＝[(P通×8小时)+(0.024×16小时)]×365天＝0.508千瓦/年因此，可以看出用该装置所节省的电要比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个电度表电压线圈的自动通断装置，本专利技术特征在于上述自动通断装置包括电磁感应元件，继电器及电源装置，上述电磁感应元件由该电源装置供电并从电度表的电流感应线圈感应出控制信号，上述信号驱动上述继电器从而控制电度表电压感应线圈的通断。

【技术特征摘要】
定义的本发明的范围内。权利要求1.一个电度表电压线圈的自动通断装置，本发明特征在于上述自动通断装置包括电磁感应元件，继电器及电源装置，上述电磁感应元件由该电源装置供电并从电度表的电流感应线圈感应出控制信号，上述信号驱动上述继电器从而控制电度表电压感应线圈的通断；2.根据权利要求1中的电度表电压线圈的自动通断装置，其特征在于上述电磁感应元件是一个霍尔集成电路检测元件;3.根据权利要求1中的电度表电压线圈的自动通断装置，其特征在于上述继电器是一个非零压开关型交流固态继电器;4.根据权利要求1中的电度表电压线圈的自动通断装置，其特征在于上述电源装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓青，
申请(专利权)人：李晓青，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]