本實用新型涉及一種電度表的節(jié)電裝置，特別涉及一種電度表電壓線圈的自動通斷裝置。

一般的單相或三相感應式電度表包括一個電壓線圈和一個電流線圈，當交變電流通過電壓線圈和電流線圈時，在鋁制的轉盤中產(chǎn)生感應渦流，這些渦流與交變磁通相互作用產(chǎn)生電磁力，作用在轉盤上的轉動力矩與電功率成正比。其中電流線圈是串聯(lián)在供電回路中而電壓線圈是并聯(lián)在供電回路中，因而不論負載接通或斷開，電壓線圈都要消耗一定量的功率，當U＝220V（AC）時，電度表自身的電壓線圈的功率消耗P耗＝1.4～1.5瓦，這個電度表電壓線圈的功率消耗P均與用電負荷的大小及有無無關。而一般使用的電度表，如家用電度表，是不會整天連續(xù)運行的，如果每只電度表每天的實際用電時間以八小時計算，那么每年電度表中由電壓線圈消耗的多余功率為：

P總耗＝（24－8）（小時）×1.5（瓦）×365（天）＝8.76（度／年）由此可見就全國范圍來說，這種浪費是十分可觀的。

本實用新型的目的在于提出一種電度表電壓線圈的自動通斷裝置。

根據(jù)本實用新型的用于電度表電壓線圈的自動通斷裝置是通過下述方式完成的，它包括一個電磁感應裝置，一個繼電器及一個電源裝置，該電磁感應裝置由該電源供電并從電度表的電流線圈感應出控制信號；該繼電器由控制信號控制電度表的電壓線圈的通斷。

本實用新型的優(yōu)點在于該電度表電壓線圈的自動通斷裝置能在負載接通與斷開時分別自動地接通和斷開電度表的電壓線圈，而在用電負荷接通后，重新接通該電壓線圈。上述的斷開與接通動作的時間均在毫秒（ms）級內(nèi)，因而不會影響電度表的測量精度。

下面結合附圖，對本實用新型的最佳實施例作進一步詳細描述，其中：

圖1是根據(jù)本實用新型的用于電度表電壓線圈的自動通斷裝置的原理線路圖。

圖2是根據(jù)本實用新型電磁感應元件的安置圖。

現(xiàn)在參見圖1，首先，用于電度表電壓線圈的自動通斷裝置的電源裝置包括降壓裝置和濾波整流裝置。本實用新型的降壓裝置由一個電容器10和一個電阻器12組成的RC降壓裝置，其中只要容抗Xc＜＜R，并選擇適當?shù)臄?shù)值，那么就會在RC降壓裝置的輸出產(chǎn)生一個適值電壓，因此電容器代替了變壓器的降壓作用，該電容器10同時可補償電網(wǎng)的無功功率，從而提高了電網(wǎng)的功率因素cosφ。在本實用新型中，電阻器12和電容器10的取值考慮為：C＝I／2f（V1－V2），其中電容器10的交流電流有效值I為1.11倍的負載電流值IL，即I＝1.11IL，電壓由220V（AC）降至6V（AC），在本裝置中，為了保證設計可靠，I取30mA，因此當電壓為220V，頻率為50赫茲時，C＝0.496μF。為了使運行可靠和降低本裝置的成本，這里采用擊穿后有自愈能力的金屬膜（CJ）電容器，耐壓取400V。電阻器12為電容器10的泄放電阻，數(shù)據(jù)一般在兆歐和數(shù)十兆歐的數(shù)量級內(nèi)選取，本裝置中的電阻器12取10兆歐／1／8瓦。所以用于本裝置的電源裝置中的降壓元件的取值分別為：電容器10為CJ型0.47μF／400V；電阻器12為10兆歐／1／8瓦。當然本實用新型也可用其他的降壓裝置，例如，變壓器。

用于電源裝置的濾波整流裝置是一個整流二極管14和一個濾波電容器15。整流二極管14的正極與降壓裝置的低壓端連接，其負極與該霍爾集成檢測元件16的一端相連接；濾波電容器15的一端接地，另一端與該整流二極管14的負極相連接。本裝置也可采用其他的濾波整流裝置。

在用于電度表電壓線圈的自動通斷裝置中，本實施例中所采用的電磁感應元件16為一種霍爾集成檢測元件（南京半導體總廠：CS8398），該霍爾集成檢測元件16包括一個霍爾元件、放大器、施密特觸發(fā)器及輸出級。如圖2所示，在電度表電流線圈的鐵芯上開有一個矩形槽26，該霍爾集成檢測元件16被安置在該槽16中，檢測元件16的體積為6×5.2×2（mm），因此該槽26只要稍大于該霍爾集成檢測元件16的體積即可。這樣該霍爾檢測元件16就可以感應當接通或斷開負載時電流線圈中的電流。另外也可以采用其它的電磁感應元件，例如，可以在電度表電流線圈的附近安置一個感應線圈，同樣也可以達到相同的目的。

當電度表在額定電壓，額定頻率及cosφ＝1的條件下且負載電流為0.5％的標定電流時，即保證電度表的圓盤能不停地轉動時，該霍爾集成檢測元件16產(chǎn)生霍爾效應，并驅(qū)動該非零壓型交流固態(tài)繼電器18接通電度表的電壓線圈；當負載電流小于0.5％的標定電流時，即電度表圈盤不轉時，該霍爾效應消失，并驅(qū)動該繼電器18斷開電度表的電壓線圈。

本實施例中的繼電器18可以采用上海電器電子元件廠生產(chǎn)的非零壓開關型交流固態(tài)繼電器（GTJ－1AP，GTJ－1AS），該繼電器18是一種有控制信號就導通，無控制信號就截止的無機械觸點的繼電器，它包括在輸入控制與輸出開關之間實現(xiàn)絕緣的控制部份和由雙向可控硅組成的輸出部份。非零壓開關型交流固態(tài)繼電器可在交流電源的任意相位上開啟或關閉。該繼電器18輸入和輸出之間的絕緣方式采用光耦合器。

本裝置中的發(fā)光元件20可以采用一個LED元件，與其串聯(lián)的電阻22可取值為：電阻器22R＝920歐／1／8瓦。

圖1中24代表一個電度表的電壓線圈。

把用于電度表電壓線圈的通斷裝置的電源的一端接入U＝220V的電壓源，經(jīng)過RC降壓裝置降壓，把電壓U＝220V降至U＝6V，然后由該電源裝置的濾波整流裝置進行整流濾波，把整流濾波后的直流電壓向本裝置的霍爾集成檢測元件16和非零壓開關型交流固態(tài)繼電器18供電。霍爾元件16的一端接至電度表的電壓線圈24，其另一端接至該繼電器18。當電度表電流線圈上有電流通過時，即有負載時，在霍爾集成元件16上出現(xiàn)霍爾效應，經(jīng)霍爾集成檢測元件16內(nèi)部處理，給非零壓型交流固態(tài)繼電器18一個控制信號，非零壓型交流固態(tài)繼電器18的一端接受霍爾集成元件16的控制信號，其另一端接至電度表的電壓線圈24，從而驅(qū)動該繼電器18使之接通電度表的電壓線圈24；當電度表電流線圈上的電流為零時，即負載消除時，霍爾集成檢測元件16上的霍爾現(xiàn)象也隨之消失，其內(nèi)部的線路由導通變?yōu)榻刂梗瑥亩鴮е路橇銐盒徒涣鞴虘B(tài)繼電器18動作，并使電度表的電壓線圈24斷路。這樣就起到了節(jié)約電度表電壓線圈的功率自耗的作用。以上述及的斷開與接通的時間均在毫秒（ms）數(shù)量級內(nèi)，因而不會影響原電度表的計量精度。

本自動通斷裝置中的發(fā)光指示元件包括一個LED發(fā)光管20和一個電阻器22，他們互相串聯(lián)后，一端接在霍爾集成檢測元件16的一端，另一端接入電源。當霍爾集成檢測元件16導通時，LED點燃發(fā)光，即有載時；當霍爾集成元件16截止時，即空載時，LED熄滅；

關于電度表線圈的自動通斷裝置的自身耗電問題，考慮如下：

工作電壓VCC＝6V，發(fā)光二極管LED的電流I20＝5mA，

霍爾集成檢測元件的電流I16≤7mA（動作時）

穩(wěn)壓濾波穩(wěn)壓裝置的電流I14＝4mA

非零壓開關型交流固態(tài)繼電器中的電流I18＝5mA

當霍爾集成檢測元件16、發(fā)光二極管20及非零壓開關型交流固態(tài)繼電器18不工作時，其反向電流近似為零。

這樣，當電度表電壓線圈接通時：

P通＝V（I14＋I16＋I18＋I20）

＝0.126瓦

當電度表電壓線圈斷開時：

P斷＝VI14

＝0.024瓦

每只電度表以每天平均時間八小時計算，節(jié)電裝置的年功率消耗為：

P＝［P通×8（小時）＋P斷×16（小時）］×365（天）

＝0.508（度／年）

因此，可以看出用該裝置所節(jié)省的電要比其自身消耗的電要多得多。

參照附圖已對本實用新型的最佳實施例作了描述，但本實用新型并不限于這些最佳實施例，本領域的技術人員所作的各種變化和修正都將落在由附加權利要求定義的本實用新型的范圍內(nèi)。