專利名稱：一種電能表及其防竊電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電カ電子計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及ー種電能表及其防竊電電路。
背景技術(shù)：
目前，在電カ系統(tǒng)中，通過對(duì)電力終端中的電流互感器二次側(cè)進(jìn)行短路連接竊電是ー種常見的竊電方法。為了能夠?qū)Ω`電行為實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，現(xiàn)有的防竊電技術(shù)是通過在電流互感器處加入耦合線圈，利用該耦合線圈檢測(cè)電流互感器二次側(cè)回路的感抗變化，并通過該感抗變化判斷電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)，從而得知是否發(fā)生竊電行為。然而，在上述的防竊電技術(shù)中，耦合線圈中的磁介質(zhì)在電流互感器二次側(cè)的大電流作用下，其磁導(dǎo)率會(huì)隨電流大小的 變化而變化，而磁導(dǎo)率的改變會(huì)直接影響耦合線圈中初級(jí)感抗和次級(jí)感抗的同時(shí)變化，這樣，即使發(fā)生竊電行為，也無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)。因此，現(xiàn)有的防竊電技術(shù)存在無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電能表防竊電電路，g在解決現(xiàn)有的防竊電技術(shù)存在的無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電能表防竊電電路，與外部的電量計(jì)算電路相連接，包括電流互感器，所述電流互感器的二次側(cè)與用于接入交變電流的電感連接，所述電能表防竊電電路還包括濾波單元，與所述電流互感器相連接，用于對(duì)所述電流互感器的第一次級(jí)電感在電磁振蕩時(shí)產(chǎn)生的矩形脈沖波進(jìn)行濾波；波形調(diào)整單元，與所述濾波単元相連接，用于對(duì)經(jīng)過濾波后的矩形脈沖波進(jìn)行波形調(diào)整，去除所述矩形脈沖波中夾雜的干擾信號(hào)；微處理単元，與所述波形調(diào)整單元相連接，用于根據(jù)所述波形調(diào)整單元輸出的矩形脈沖波進(jìn)行頻率檢測(cè)，當(dāng)所述電流互感器二次側(cè)的交變電流處于過零點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，判斷所述矩形脈沖波的頻率是否發(fā)生變化。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種包括所述電能表防竊電電路的電能表。 在本發(fā)明中，通過在電カ終端處采用所述濾波単元、所述波形調(diào)整單元以及所述微處理器與所述電流互感器配合組成電能表防竊電電路，當(dāng)所述電流互感器二次側(cè)的交變電流位于其過零點(diǎn)區(qū)域吋，對(duì)所述矩形脈沖波的頻率變化進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確判斷所述電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)竊電行為進(jìn)行全方位監(jiān)控的目的，從而解決了現(xiàn)有的防竊電技術(shù)存在的無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問題。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的電能表防竊電電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的電能表防竊電電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器二次側(cè)交變電流示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器的次級(jí)輸出的矩形脈沖波的頻率與其ニ次側(cè)輸入的交變電流的變化關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的防竊電電路的模塊結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅示 出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下電能表防竊電電路100與外部的電量計(jì)算電路200相連接，包括電流互感器101，電流互感器101的二次側(cè)300與用于接入交變電流的電感L5連接，電能表防竊電電路100還包括濾波單元102，與電流互感器101相連接，用于對(duì)電流互感器101的第一次級(jí)電感L2在電磁振蕩時(shí)產(chǎn)生的矩形脈沖波進(jìn)行濾波；波形調(diào)整單元103，與濾波單元102相連接，用于對(duì)經(jīng)過濾波后的矩形脈沖波進(jìn)行波形調(diào)整，去除矩形脈沖波中夾雜的干擾信號(hào)；微處理単元104，與波形調(diào)整單元103相連接，用于根據(jù)波形調(diào)整單元103輸出的矩形脈沖波進(jìn)行頻率檢測(cè)，當(dāng)電流互感器101的二次側(cè)300的交變電流處于過零點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，判斷矩形脈沖波的頻率是否發(fā)生變化。電能表防竊電電路100進(jìn)ー步包括報(bào)警單元105，與微處理單元104相連接，用于當(dāng)電流互感器101的二次側(cè)300的連接狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，實(shí)行竊電行為聲音報(bào)警。電流采樣單元106，與電流互感器101的第二次級(jí)電感L4及電量計(jì)算電路200相連接，用于對(duì)電流互感器101的次級(jí)耦合電流進(jìn)行采樣。電量計(jì)算電路200接收電流采樣単元106輸出的采樣電流，并將其與電カ終端電壓結(jié)合在一起，通過電量計(jì)算得到用戶的電量消耗，因此，能夠達(dá)到從電量監(jiān)控的角度判斷是否出現(xiàn)竊電行為，提高了整個(gè)電能表防竊電電路的性能。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電能表防竊電電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下在本發(fā)明實(shí)施例中，電感L5的第一端和第二端分別接市電交流正端+和市電交流負(fù)端_，電流互感器101的第一初級(jí)電感LI的第一端和第二初級(jí)電感L3分別與電感L5的第一端和第二端連接，電流互感器101的第一初級(jí)電感LI的第二端接第二初級(jí)電感L3的
笛——嫂兎ュ而。作為本發(fā)明ー實(shí)施例，濾波單元102包括電容Cl和電容C2，電容Cl的第一端接電流互感器101的第一次級(jí)電感L2的第一端，電容Cl的第二端同時(shí)與電容C2的第一端和地相連接，電容C2的第二端接電流互感器101的第一次級(jí)電感L2的第二端。
作為本發(fā)明ー實(shí)施例，波形調(diào)整單元103包括反相器IVl和反相器IV2，反相器IVl的輸入端接電容C2的第二端，反相器IVl的輸出端同時(shí)與電容Cl的第一端及反相器IV2的輸入端相連接。作為本發(fā)明ー實(shí)施例，微處理單元104包括89S51單片機(jī)、晶振CRTl、電容C3及電容C4，89S51單片機(jī)的第一通用輸入輸出ロ Pl. 0接反相器IV2的輸出端，89S51單片機(jī)的接地端GND同時(shí)與反相器IVl的輸入端和地相連接，晶振CRTl的第一端同時(shí)與89S51單片機(jī)的第一晶振引腳XTALl及電容C3的第一端相連接，晶振CRTl的第二端同時(shí)與89S51單片機(jī)的第二晶振引腳XTAL2和電容C4的第一端相連接，電容C3的第二端同時(shí)與電容C4的第ニ端和地相連接，89S51單片機(jī)的電源端VCC接 5V電源。作為本發(fā)明ー實(shí)施例，報(bào)警單元105包括電阻Rl和揚(yáng)聲器SP，電阻Rl的第一端接5V電源，揚(yáng)聲器SP的電源端接電阻Rl的第二端，揚(yáng)聲器SP的負(fù)電源端接89S51單片機(jī)的第二通用輸入輸出口 P2. O。作為本發(fā)明一實(shí)施例，電流米樣單兀106為一米樣電阻Rl,米樣電阻Rl連接于電流互感器101的第二次級(jí)電感L4的第一端和第二端之間，且采樣電阻Rl的第一端接電量計(jì)算電路200的輸入端，采樣電阻Rl的第二端接地。電能表防竊電電路100的工作原理如下電流互感器101的二次側(cè)300的交變電流的峰值會(huì)隨電感L5兩端的電路連接狀態(tài)而發(fā)生變化，但交變電流過零點(diǎn)區(qū)域的位置是始終不變的，如圖3所示。圖3是以50Hz交變電流為例說明電流互感器101的二次側(cè)300的交變電流的正負(fù)周期變化，其中，交變電流的ー個(gè)周期為20ms。由于電流互感器101的第一初級(jí)電感LI和第一次級(jí)電感L2以及電感L5的電感量是隨電流互感器101 二次側(cè)的交變電流大小的變化而變化的，而電感量的變化又會(huì)使電流互感器101的第一次級(jí)電感L2、電容Cl及電容C2組成的振蕩回路在電磁振蕩時(shí)產(chǎn)生的矩形脈沖波的頻率發(fā)生變化，如圖4所示，交變電流處于過零點(diǎn)區(qū)域吋，矩形脈沖波的頻率最小，所以，當(dāng)電流互感器101的二次側(cè)300被短接時(shí)，電感L5的電感量會(huì)減小，電流互感器101的第一初級(jí)電感LI和第一次級(jí)電感L2的電感量在交變電流過零時(shí)均保持不變，于是，電流互感器101的第一初級(jí)電感LI和第一次級(jí)電感L2以及電感L5三者的電感量總和減小，從而使電流互感器101的初次級(jí)等效感抗減小，則電容Cl的第一端輸出的矩形脈沖波的頻率變大，89S51單片機(jī)以每20ms為ー個(gè)時(shí)間間隔連續(xù)接收矩形脈沖波，當(dāng)檢測(cè)到矩形脈沖波于交變電流過零時(shí)頻率變大，則會(huì)從其第二通用輸入輸出ロ P2. 0輸出低電平觸發(fā)揚(yáng)聲器SP發(fā)出聲音報(bào)警,告知用戶有竊電行為發(fā)生。在電流互感器101的300 二次側(cè)發(fā)生短接時(shí)，此處的電流大小也會(huì)發(fā)生變化，采樣電阻R2通過電流互感器101的第二次級(jí)電感L4對(duì)電流互感器101的二次側(cè)300的電流進(jìn)行采樣，然后將采樣電流輸入電量計(jì)算電路200，由電量計(jì)算電路200經(jīng)過電量計(jì)算判斷用戶電量消耗是否發(fā)生異常，從而得知是否發(fā)生竊電行為。本發(fā)明的另一目的還在于提供ー種包括上述電能表防竊電電路100的電能表。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在電力終端處采用濾波單元102、波形調(diào)整單元103以及微處理單元104與電流互感器101配合組成電能表防竊電電路，當(dāng)所電流互感器101的ニ次側(cè)300的交變電流位于其過零點(diǎn)區(qū)域時(shí)，對(duì)電流互感器101次級(jí)輸出的矩形脈沖波的頻率變化進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確判斷電流互感器101的二次側(cè)300的連接狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)竊電行為進(jìn)行全方位監(jiān)控的目的，從而解決了現(xiàn)有的防竊電技術(shù)存在的無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問題。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電能表防竊電電路，與外部的電量計(jì)算電路相連接，包括電流互感器，所述電流互感器的二次側(cè)與用于接入交變電流的電感連接，其特征在于，所述電能表防竊電電路還包括 濾波單元，與所述電流互感器相連接，用于對(duì)所述電流互感器的第一次級(jí)電感在電磁振蕩時(shí)產(chǎn)生的矩形脈沖波進(jìn)行濾波； 波形調(diào)整單元，與所述濾波單元相連接，用于對(duì)經(jīng)過濾波后的矩形脈沖波進(jìn)行波形調(diào)整，去除所述矩形脈沖波中夾雜的干擾信號(hào)； 微處理單元，與所述波形調(diào)整單元相連接，用于根據(jù)所述波形調(diào)整單元輸出的矩形脈沖波進(jìn)行頻率檢測(cè)，當(dāng)所述電流互感器二次側(cè)的交變電流處于過零點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，判斷所述矩形脈沖波的頻率是否發(fā)生變化。
2.如權(quán)利要求I所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述電能表防竊電電路還包括 報(bào)警單元，與所述微處理單元相連接，用于當(dāng)所述電流互感器的二次側(cè)300的連接狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，實(shí)行竊電行為聲音報(bào)警。
電流采樣單元，與所述電流互感器的第二次級(jí)電感L4及所述電量計(jì)算電路相連接，用于對(duì)所述電流互感器的次級(jí)耦合電流進(jìn)行采樣。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述濾波單元包括電容Cl和電容C2，所述電容Cl的第一端接所述電流互感器的第一次級(jí)電感L2的第一端，所述電容Cl的第二端同時(shí)與所述電容C2的第一端和地相連接，所述電容C2的第二端接所述電流互感器的第一次級(jí)電感L2的第二端。
4.如權(quán)利要求I或2所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述波形調(diào)整單元包括反相器IVl和反相器IV2，所述反相器IVl的輸入端接所述電容C2的第二端，所述反相器IVl的輸出端同時(shí)與所述電容Cl的第一端及所述反相器IV2的輸入端相連接。
5.如權(quán)利要求I或2所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述微處理單元包括89S51單片機(jī)、晶振CRT1、電容C3及電容C4，所述89S51單片機(jī)的第一通用輸入輸出口接所述反相器IV2的輸出端，所述89S51單片機(jī)的接地端同時(shí)與所述反相器IVl的輸入端和地相連接，所述晶振CRTl的第一端同時(shí)與所述89S51單片機(jī)的第一晶振引腳及所述電容C3的第一端相連接，所述晶振CRTl的第二端同時(shí)與所述89S51單片機(jī)的第二晶振引腳和所述電容C4的第一端相連接，所述電容C3的第二端同時(shí)與所述電容C4的第二端和地相連接，所述89S51單片機(jī)的電源端接5V電源。
6.如權(quán)利要求I或2所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述報(bào)警單元包括電阻Rl和揚(yáng)聲器SP，所述電阻Rl的第一端接5V電源，所述揚(yáng)聲器SP的電源端接所述電阻Rl的第二端，所述揚(yáng)聲器SP的負(fù)電源端接所述89S51單片機(jī)的第二通用輸入輸出口。
7.如權(quán)利要求I或2所述的電能表防竊電電路，其特征在于，所述電流采樣單元為一采樣電阻Rl，所述采樣電阻Rl連接于所述電流互感器的第二次級(jí)電感L4的第一端和第二端之間，且所述采樣電阻Rl的第一端接所述電量計(jì)算電路的輸入端，所述采樣電阻Rl的第二端接地。
8.—種電能表,其特征在于，所述電能表包括如權(quán)利要求I至7任意一項(xiàng)所述的電能表防竊電電路。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力電子計(jì)量領(lǐng)域，提供了一種電能表及其防竊電電路。在本發(fā)明中，通過在電力終端處采用濾波單元、波形調(diào)整單元以及微處理器與電流互感器配合組成電能表防竊電電路，當(dāng)電流互感器二次側(cè)的交變電流位于其過零點(diǎn)區(qū)域時(shí)，對(duì)電流互感器次級(jí)輸出的矩形脈沖波的頻率變化進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確判斷電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)竊電行為進(jìn)行全方位監(jiān)控的目的，從而解決了現(xiàn)有的防竊電技術(shù)存在的無法對(duì)電流互感器二次側(cè)的連接狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問題。
文檔編號(hào)G01R11/24GK102866273SQ20121036375
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者陳志偉 申請(qǐng)人:陳志偉