专利名称：单相三进防技术窃电电能表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防窃电电能表。特别是一种单相三进防技术窃电电能表。
背景技术：
目前，单相电能表广泛应用于城镇居民的生活用电计量，随着我国广大民众的文 化水平不断提高，懂得单相电能表如何计量电能的人员越来越多，加上窃电专业户有价出 卖窃电技术，在城镇居民中不断涌现出各种各样高科技的窃电方法，使得电力部门提供的 电能白白流失，随着时光的不断推移，市面上出现过多起多种在不动单相电能表封印和供 电部门装接封印的前提下大量窃取低压电网的电能，我们称它为技术窃电。单相电能表结构外框图，如图1所示感应式单相电能表由电压元件、电流元件、转盘、计度器、外壳、四孔接线端钮盒等 部件组成。其电气接线图如图2所示按图2线路将电能表接入低压电网后，当输出2和4端接入负载时，电流线圈流过 电流，并在电流铁芯上产生电流工作磁通，电流工作磁通穿过转盘，在转盘上感应涡流时对 电压线圈产生的电压工作磁通形成一个作用力，使电能表转盘朝着所规定的方向旋转，转 盘转动使计度器计数，从而记录电流线圈流过负载电流所消耗的电能。单相电能表致命缺陷分析1、错误接线时电流线圈中无电流通过时窃电分析(对所有单相电能表)从图2我们看出，端钮盒接线1和2之间串联了一个电流线圈，正确接线时1接火 线、3接零线，这时只要输出端2和4接负载，电流线圈必将通过电流，电能表将正确计量。当电能表装接线如图3所示或者窃电户有意将电能表进线1接零线，3接火线时， 将会出现一线一地窃电现象。窃电户利用电能表接线端钮3和4之间未串电流线圈进行技术窃电，负载r所用 电能被白白窃走。2、错误接线，利用零线线路压降使电能表转盘反转分析(对感应式单相电能表)我们知道高峰用电期，线路二端将产生压降，当零线进线1端钮电位高出若干电 压值时，在零线2端钮出线处用一开关接地，如图4所示，电能表的转盘原在正转状况突然 变为反转对电能表计度器进行倒码(因于12电流远远大于II负载电流，12电流是因零线 压降对地形成一个电流通道，它的方向与II方向相反)。3、一户错误接线，二户联合窃电分析(对所有单相电能表)当一户(B户)进电能表接线出现错误时，火线进3端钮，零线进1端钮。二户另 一户(A户)电能表接线正确，该二户联合窃电线路如图5所示B户提供火线给A户，A户用B户火线和自家零线用电，二家电流线圈均无通过电 流；相反A户提供零线给B户，B户用A户零线和自家的火线用电；从而达到二户联合窃电。上述三种不破供电部门的封印进行技术窃电主要是利用了单相电能表只在火线 支路(1端钮和2端钮)串联了一个电流线圈，而零线支路(3端钮和4端钮)无电流检测元件，但零线又是配电变压器的地线上引入的的。用户只要就近找一根地线，并使火线避开 电流线圈支路，即错误接到电能表3端钮，从而形成火线、地线组成的220V电源，达到窃取 电能之目的。4、电能表的电压线圈(回路)无电压窃电分析(对所有单相电能表)电能表电压线圈(回路)无电压窃电原理如图6所示用户有意在电源侧零线上做文章，即进电能表的零线中间已被剪断形成虚假，同 时在零线输出后增加一个零线控制开关K，用户将负载的零线与地接通用电，形成一个火线 与地线的电源，当控制地线开K关处于断开状态，虽然电能表电流线圈流过电流，但电能表 无电压作用，因此电能表不能计量，使电网电能被窃取。当用户开关K处于闭合时，电能表 得到电压，只要使用电器电能表就能正确计量，因此窃电户可以自主地控制电能表每月的 计量电度。这种窃电方式令供电部门防不胜防，很难发现其窃电行为。单相电能表内部结构改进进程单相电能表技术窃电综合分析为二种，第一种利用错误接线实施一火一地窃电， 第二种是控制电能表失压实施一火一地窃电。1.防止一火一地窃电的电能表失败为防止错误接线出现的一火一地窃电，近几年供电企业和生产电能表企业在静止 式电能表中使用ADE7761电能计量芯片，并在电能表3和4接线端串接高精度电流互感器， 使电能表具有二套电流检测元件，ADE7761电能计量芯片自动选择电能表1和2接线端支 路与电能表3和4接线端支路中较大电流支路的电流作为计量电流进行电能计量，来解决 一火一地窃电。但对控制电能表失压实施一火一地窃电现象仍然没有得到解决(如图7所 示)°图7中的单相三出防技术窃电电能表就是我们研制的单相三进二(一)出电能表 (防技术窃电)，它无任是在正确和错误接线情况下只要出现电能表无电压都不输出220V 电源中的火线给用户一线一地窃电。而防一线一地窃电电能表(ADE7761电能计量芯片) 在电能表无电压的情况下用户一线一地窃电仍可进行。另外，防一线一地窃电电能表(ADE7761电能计量芯片)虽然对一火一地窃电现 象得到抑制，但是又引发了对正常用电的用户多收电量电费的投诉，它的主要原因也是 ADE7761电能计量芯片自动选择电能表1和2接线端支路与电能表3和4接线端支路中较 大电流支路的电流作为计量电流进行电能计量。下面我们来分析多计量的电量是怎样发生 的(如图8和图9所示)。如图8的供电线路301室与302室为同一楼层对门，301室与401室为上下楼，房 屋建造布置电线时，使得其中二户(或多户)的零线出现共用或短路，当301室用电时，302 室(或401室)没有用电，301室的零线电流将部分通过302室(或401室)的零线计量元 件回到电源的零线，使得302室(或401室)的电能表进行电能计量。用户的零线与大地出现短路，引发用户零线电流大于火线电流现象。图9是用户 户内电线因绝缘出现问题，零线对地形成一个通电回路，当用电高峰到达时，D点电位对地 高到某一数值时，N个用户用电的零线电流II将有一部分电流13通过该电能表的零线计 量元件到用户的接地点，如果用户没有用电或者流过零线计量元件13电流大于用户用电 负荷电流II时，电能表将启动零线电流进行电能计量，给该用户多计量了电量。[0028]综上所述防一线一地窃电电能表(ADE7761电能计量芯片)不仅没有完全解决用 户的一线一地窃电现象，又引发了多计量电量的纠纷，因此有的供电企业不得不停止进购 防一线一地窃电的电能表(ADE7761电能计量芯片)。在使用中的防一线一地窃电电能表出 现用户零线对地短路现象只好短路电能表的3和4接线端钮(供电企业不可能去排除千家 万户的零线对地短路故障)。2、单相智能电能表的缺陷我们对单相智能电能表进行过技术窃电试验，其计量回路与防一线一地窃电电能 表基本相同。它没有解决用户人为使电能表失压的一线一地窃电，在用户零线相互短路和 零线对地短路时将引发计量纠纷。在使用中的单相智能电能表出现用户零线对地短路现象 只好短路电能表的3和4接线端钮(供电企业不可能去排除千家万户的零线对地短路故 障)，使得智能电能表失去监测零线电流的功能。当智能系统发现用户欠电费时，无法远程 控制错误接线用户的用电(只能停电网供给用户的零线，用户仍可一火一地用电)。
发明内容本发明的目的在于提供一种更能准确计量交流单相220V火线送给用户电能的防 技术窃电电能表。防止用户人为对电能表错误接实施一火一地窃电和人为使得电能表失压 实施一火一地窃电。本发明的技术方案有下列本发明的技术方案有单相三进二出和单相三进一出二种，控制方式有交流控制 式、直流控制式、交直流控制式、直交流控制式四种。在原单相电能表内部增加了三个元件并引入地线作为控制信号，其控制线路图如 图10、图11、图12代表的是三进二出的方案，图15、图16和图17代表的是三进一出的方 案。控制元件可以根据生产技术工艺水平进行变换交流220V大电流控制继电器A可由交 流220V降压后的交流继电器替代，也可由交流220V降压整流后的直流继电器替代。同样， 交流220V的第一信号继电器1C和第二信号继电器2C可以变换为交流220V降压后的交流 信号继电器，也可以变换为交流220V降压整流后的直流信号继电器。电能表控制电源或火线输出是由大电流控制继电器A和控制线路(信号继电器 1C、信号继电器2C、电能表接线端钮的火线、电能表接线端钮的零线、电能表接线端钮的地 线)组成，它的控制信号分别来源于220V的火线、零线、地线，所以我们称它为“单相三进防 技术窃电电能表”。三进二出型电能表输出交流220V的火线和零线，三进一出型电能表只 输出交流220V的火线。本发明虽然有多种表现形式和安装应用方式，但核心的共性是在原单相电能表 内部增加了三个元件并引入地线作为控制信号，增加了这三个元件是大电流控制继电器A、 第一信号继电器1C、第二信号继电器2C。基于这三个元件是本发明所有技术方案的共性，我们特别提出下列技术方案供审
查参考第一方案单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C ； 输入火线1、输入零线3、输入地线5。图19集中体现了这三个元件是本发明所有技术方案的共性。第二方案单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C ； 输入火线1、输入零线3、输入地线5 ；第一信号继电器IC用常闭节点ICl连接控制大电流控制继电器A ；第二信号继电器2C用�？诘�2C1连接控制大电流控制继电器A ；输入零线3与输入地线5控制第一信号继电器IC ；输入火线1与输入地线5控制第二信号继电器2C ；大电流控制继电器A通过�？诘鉇l接通输出火线2。该方案代表的是图19中示意的单相三进一出的技术。第三方案单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C ； 输入火线1、输入零线3、输入地线5 ；第一信号继电器IC用常闭节点ICl连接控制大电流控制继电器A ；第二信号继电器2C用�？诘鉏Cl连接控制大电流控制继电器A ；输入零线3与输入地线5控制第一信号继电器IC ；输入火线1与输入地线5控制第二信号继电器2C ； 大电流控制继电器A通过�？诘鉇l接通输出火线2 ；大电流控制继电器A通过 �？诘鉇2接通输出零线4。该方案代表的是图19中示意的单相三进二出的技术。单相三进防技术窃电电能表，采用交流控制式中，大电流控制继电器A的工作电 压参数是220V，控制电流是10-60安培；第一信号继电器IC和第二信号继电器2C的工作 电压参数是220V，控制电流是0. 2-0. 5安培。采用直流控制式中，大电流控制继电器A的工 作电压参数是9V，控制电流是10-60安培；第一信号继电器IC和第二信号继电器2C的工 作电压参数是9V，控制电流是0. 2-0. 5安培。因为大电流控制继电器A的控制电流是10-60安培，所以称为大电流控制继电器 A ；而第一信号继电器IC和第二信号继电器2C的控制电流是0. 2-0. 5安培，只需要输入很 小的电流就可以工作，所以称为信号继电器。单相三进防技术窃电电能表，其中�？诘鉇l与火线1之间串联有电能表电流 检测元件。本发明的优点如下1.单相三进二出电能表对电能表内部进行了相应的改进，现场安装只要引入地线 到电能表内部就可控制用户的技术窃电，它的优点如下现场装接不存在错误接线(错误接线时电能表不输出交流220V电压)；有效防止了错误接线时的一火一地窃电现象；有效防止了电能表无电压时一火一地窃电现象；电能表具有保护输入信号(地线和零线)进入电能表的功能。单相三进二出电能表更能准确地计量电能表输出交流220V电源给用户的电能。2.单相三进一出电能表是在单相三进二出电能表基础上发展而成，现场安装只要引入地线到电能表内部，电能表只送一根交流220V的火线给用户，用户用电使用电能表提 供的火线和自家地网的地线组成交流220V电源，供电企业的低压三相四线的零线只供电 能表取电压计量火线送出的电能和城市路灯、通信交通信号放大等公用事业用电(不好架 设地线的场所)。电能表输出经串联电流检测元件的交流220V火线送给用户使用，从而控 制用户的一线(火)一地窃电，它的优点如下现场装接不存在错误接线(错误接线时电能表不输出交流220V电压的火线)；有效防止了错误接线时的一火一地窃电现象；有效防止了电能表无电压时一火一地窃电现象；电能表具有保护输入信号(地线和零线)进入电能表的功能。电能表还有降低低压供电线损的特点。单相三进一出电能表更能准确地计量电能表输出交流220V的火线给用户的电能 (避免零线大电流压降使得电能表少得电压而少计电量)；在恶劣气候情况下供电企业的 低压三相四线的零线意外断开时，不会因用户三相负荷不平衡电压零点漂移而烧坏家电。本发明完全解决了用户的技术窃电问题，也不存在供电企业与用户间发生任何计 量纠纷，同时也方便供电企业处理用户室内火线对地短路故障(交换进户内的火线与零 线，使得室内零线对地短路用电。但零线对地短路本电能表不计量电量)。它的使用将给供 电企业带来不可估量的经济效益，同时供电企业的单相电能表装接技术将要进行改革。单 相三进二出电能表的装接要把地线引入到电能表中(见图13-图14)，单相三进一出电能表 的装接只送交流单相220V的火线给用户使用(见图15-图18)。
图1是感应式电能表外框示意图。图2是单相电能表接线图。图3是电能表错误接线的一线一地窃电分析图。图4是电能表错误接线电能表转盘反转分析图。图5是电能表错误接线二户联合窃电分析图。图6-1、6_2是电能表无电压窃电分析图。图7-1、7-2是电能表无电压窃电比对试验图。图8是防一线一地窃电电能表的多户零线共用多计量电量分析图。图9是防一线一地窃电电能表的用户零线接地多计量电量分析图。图10是单相三进二出电能表内部线路图，采用交流控制式。图11是单相三进二出电能表内部线路图，采用直流控制式。图12-1、12-2是单相三进二出电能表内部线路图，采用交直流控制式。图13是单相三进二出电能表现场集中安装图。图14是单相三进二出电能表现场单表安装图。图15是单相三进一出电能表内部接线和现场单表安装图，采用交流控制式。图16是单相三进一出电能表内部接线和现场单表安装图，采用直流控制式。图17-1、17_2是单相三进一出电能表内部接线和现场单表安装图，采用交直流控 制式。
7说明书图18是单相三进一出电能表现场集中安装图。图19是单相防技术窃电电能表核心控制线路示意图。附图标记输入火线1、输入零线3、输入地线5、第一信号继电器1C、第二信号继电 器2C、大电流继电器A、负载R、窃电负载r、A户A、B户B、电能表电流检测元件X、开关K、计 度器F1、铭牌F2、转盘F3、四孔接线端钮盒F4、N个用户用电F5、线路电阻F6、B户窃电负载 F7、A户窃电负载F8、单相三进二出防技术窃电电能表F9、防一线一地窃电能表F10、不亮灯 泡F11、已亮灯泡F12、降压整流电路F13、三进二出电能表F14、用户漏电保护器F15、三进一 出电能表F16、电能表表盖HI、电能表机蕊H2、电能表控制线路H3、电能表接线盒H4。
具体实施例实施例1 单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C; 输入火线1、输入零线3、输入地线5。图19集中体现了这三个元件是本发明所有技术方案 的共性。实施例2 单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C; 输入火线1、输入零线3、输入地线5 ；第一信号继电器IC用常闭节点ICl连接控制大电流控制继电器A ；第二信号继电器2C用�？诘�2C1连接控制大电流控制继电器A ；输入地线5与输入零线3控制第一信号继电器IC ；输入火线1与输入地线5控制第二信号继电器2C ；大电流控制继电器A通过�？诘鉇l接通输出火线2。该方案代表的是图19中示意的单相三进一出的技术。实施例3 单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路和核心控制线 路，其中核心控制线路包括大电流控制继电器A、第一信号继电器1C、第二信号继电器2C; 输入火线1、输入零线3、输入地线5 ；第一信号继电器IC用常闭节点ICl连接控制大电流控制继电器A ；第二信号继电器2C用常开节点2C1连接控制大电流控制继电器A ；输入地线5与输入零线3控制第一信号继电器IC ；输入火线1与输入地线5控制第二信号继电器2C ；大电流控制继电器A通过�？诘鉇l接通输出火线2 ；大电流控制继电器A通过 �？诘鉇2接通输出零线4。该方案代表的是图19中示意的单相三进二出的技术。实施例4:单相三进防技术窃电电能表，其中采用交流控制式中，大电流控制继 电器A的工作电压参数是220V，控制电流是10-60安培；第一信号继电器IC和第二信号继 电器2C的工作电压参数是220V，控制电流是0. 2-0. 5安培。采用直流控制式中，大电流控 制继电器A的工作电压参数是9V，控制电流是10-60安培；第一信号继电器IC和第二信号 继电器2C的工作电压参数是9V，控制电流是0. 2-0. 5安培。其余同实施例1或2或3。实施例5 单相三进防技术窃电电能表，其控制元件可以根据生产技术工艺水平
8进行变换，交流220V大电流控制继电器A可由交流220V降压后的交流继电器替代，也可由 交流220V降压整流后的直流继电器替代。同样，交流220V的第一信号继电器IC和第二信 号继电器2C可以变换为交流220V降压后的交流信号继电器，也可以变换为交流220V降压 整流后的直流信号继电器。实施例6 单相三进防技术窃电电能表，第一信号继电器IC用常闭节点ICl和第 二信号继电器2C用�？诘�2C1均串联在大电流控制继电器A工作线圈的线路中。实施例7 单相三进防技术窃电电能表，第一信号继电器IC的工作线圈接入在输 入零线3和输入地线5的电能表接线端钮上。实施例8:单相三进防技术窃电电能表，第二信号继电器2C的工作线圈接入在输 入火线1和输入地线5的电能表接线端钮上。实施例9:单相三进防技术窃电电能表，其中�？诘鉇l与火线1之间串联有电 能表电流检测元件。其余同实施例1或2或3。
权利要求单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路、电能表接线端钮盒和核心控制线路，其特征在于核心控制线路包括大电流控制继电器(A)、第一信号继电器(1C)、第二信号继电器(2C)；输入火线(1)、输入零线(3)、输入地线(5)；第一信号继电器(1C)用常闭节点(1C1)连接控制大电流控制继电器(A)；第二信号继电器(2C)用�？诘�(2C1)连接控制大电流控制继电器(A)；输入零线(3)与输入地线(5)控制第一信号继电器(1C)；输入火线(1)与输入地线(5)控制第二信号继电器(2C)；大电流控制继电器(A)通过�？诘�(A1)接通输出火线(2)。
2.单相三进防技术窃电电能表，包括表壳、电能表机蕊电路、电能表接线端钮盒和核心 控制线路，其特征在于核心控制线路包括大电流控制继电器(A)、第一信号继电器(1C)、 第二信号继电器(2C)；输入火线(1)、输入零线(3)、输入地线(5)；第一信号继电器(IC)用常闭节点(ICl)连接控制大电流控制继电器㈧； 第二信号继电器(2C)用�？诘�(2C1)连接控制大电流控制继电器(A)； 输入地线(5)与输入零线(3)控制第一信号继电器(IC)； 输入火线(1)与输入地线(5)控制第二信号继电器(2C)；大电流控制继电器㈧通过�？诘�(Al)接通输出火线(2)；大电流控制继电器㈧ 通过�？诘�(A2)接通输出零线(4)。
专利摘要本实用新型完全解决了用户的技术窃电问题，也不存在供电企业与用户间发生任何计量纠纷，同时也方便供电企业处理用户室内火线对地短路故障(交换进户内的火线与零线，变换为室内零线对地短路，但零线对地短路本电能表不多计量电量)。单相三进防技术窃电电能表的使用将给供电企业带来不可估量的经济效益，同时供电企业的单相电能表装接技术将要进行改革。单相三进二出电能表的装接要把地线引入到电能表中(见图13-图14)，单相三进一出电能表的装接只送交流单相220V的火线给用户使用(见图15-图18)。
文档编号G01R11/24GK201654095SQ201020164800
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者戴勇, 章国胜, 车延鹏, 闵尊南, 高社贤 申请人:江西电力职业技术学院
专业数控铣床产品供应商
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