一种防短路智能插座及使用方法与流程

本发明属于供电领域，特别涉及到一种防短路智能插座及使用方法

背景技术：

现有大多数设备的供电普遍使用插座接入,通过插座给各种工厂、家庭设备供电。目前，插座普遍应用于接入用电设备，提供电能的功能,没有关于短路电流电性能指标的实时监控和数据上报。目前现有的插座对短路只能做到长时短路可关断，或者熔断保险丝来关断电路。不能做到实时监测，插座无损可重复使用，实时在线调用数据分析及报警功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种防短路智能插座及使用方法，适用于插座本体发生短路或用在插座上的用电设备发生短路时，插座自动切断电源，有效保护用电安全；并且插座无损可以重复使用；本发明也可以用于供电电路的短路检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防短路智能插座，包括中心处理单元，以及与中心处理单元相互连接的低功耗供电装置、功率检测装置、开关单元；所述低功耗供电装置为其余各部分提供低功耗供电；所述功率检测装置与所述开关单元相互连接，控制开关单元，实现短路一级保护；所述中心处理单元包含硬件电路部分、以及装载有自主开发的控制软件和算法程序，通过模拟保险丝熔断曲线的短路仿真算法，实现短路二级保护；所述功率检测装置和开关单元都设置并接入在供电线路上；所述功率检测装置为双线检测装置，包括两个独立的电量计单元。

进一步的，所述两个独立的电量计单元都设置在供电线路上，设有检测芯片，一个检测供电线路的零线，一个检测供电线路的火线，零线和火线分别接入检测芯片。

更进一步的，所述检测芯片设有两路输出接口，一路输出接口通过光耦连接所述中心处理单元，另一路输出接口连接所述开关单元；连接开关单元的输出接口在检测电流超高时输出。

进一步的，所述开关单元设有两路控制接口，一路控制接口连接所述中心处理单元，一路控制接口连接所述功率检测装置。

进一步的，供电线路上还设有短路三级保护单元，实现短路三级保护。

本发明的另一方面，还提供了上述防短路智能插座使用方法，包括：

s1、功率检测装置从供电电缆的火线与零线回路中检测供电线路的实时数据；

s2、检测数据中电流超高时功率检测装置控制开关单元断开，实现短路一级保护；

s3、检测数据上传到中心处理单元判断是否发生短路，若发生短路则中心处理单元控制开关单元关闭，实现短路二级保护；

s4、通过短路三级保护单元实现短路三级保护。

进一步的，步骤s1中，所述实时数据包括从供电电路中检测的电流、电压、功率、温度、相位、时间。

进一步的，步骤s2中，所述电流超高是指电流超过100a。

进一步的，步骤s3中，中心处理单元通过短路仿真算法进行短路仿真运算，来判断是否发生短路；所述短路仿真算法根据实时数据，模拟保险丝熔断曲线进行运算。

进一步的，步骤s4中所述短路三级保护单元为保险丝。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明提供具有对供电电缆以及供电线路实时短路监测的智能插座产品。和传统的依靠保险丝熔断来实现短路保护的插座相比，本发明的产品在执行短路保护时对产品没有损伤，所以产品不需修复即可重复使用。本发明可以实现检测数据设定可实时上传的功能。本发明提供几种极端场景下的短路保护功能。(1)插座本身发生短路，会迅速切断电源；(2)使用过程中用电设备发生短路，会迅速切断电源；(3)当用电设备本身存在短路故障时，此时往插座上插接，本智能插座会迅速切断电源，也就是说插上短路的用电设备该智能插座不工作。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例功率检测装置的电路图；

图3是本发明实施例中开关单元的电路图；

图4是本发明实施例功率检测装置连接第一光耦电路图；

图5是本发明实施例能量收集装置连接第二光耦电路图；

图6是本发明实施例中心处理单元的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明包括中心处理单元a02，以及与中心处理单元a02相互连接的低功耗供电装置a03、功率检测装置a01、开关单元a05、所述低功耗供电装置a03为其余各部分提供低功耗供电；所述功率检测装置a01与所述开关单元a05相互连接；所述功率检测装置a01和开关单元a05都设置并接入在供电线路上；所述功率检测装置a01为双线检测装置，包括两个独立的电量计单元，如图2所示，所述两个独立的电量计单元都设置在供电线路上，设有检测芯片，一个检测供电线路的零线，一个检测供电线路的火线，零线和火线分别接入检测芯片。

所述检测芯片设有两路输出，即rxd\txd输出和relay_1输出；

如图3、图4和图6所示，rxd/txd通过光耦连接中心处理单元a02的txd_wifi/rxd_wifi接口，中心处理单元a02通过d1和clk连接所述开关单元a05，控制开关单元a05的控制接口relay_ct1；当检测数据超限时，中心处理单元a02控制开关单元a05关闭。

如图5和图3所示，relay_1通过光耦连接所述开关单元a05的控制接口relay_c1，在检测电流、电压超高时relay_1有信号输出，不通过中心处理单元a02，直接控制开关单元a05关闭。

所述开关单元a05的两个控制接口，relay_ct1连接所述中心处理单元a02，relay_c1连接所述功率检测装置a01。

所述开关单元a05设有两路控制接口，一路控制接口连接所述中心处理单元a02，一路控制接口连接所述功率检测装置a01。

供电线路上还设有短路三级保护单元a06，短路三级保护单元a06可以为保险丝。

本发明所述防短路智能插座的使用方法为：

智能插座通过按键启动，中心处理单元a02的同时，功率检测装置a01从供电电缆上获取实时数据，如果电流超高，例如超过100a，则功率检测装置a01直接通过relay_1控制开关单元a05断开，实现短路一级保护；

如果没有超高电流，则实时数据发送给中心处理单元a02进行实时监测，中心处理单元a02通过短路仿真算法进行短路仿真运算，来判断是否发生短路；所述短路仿真算法根据实时数据，模拟保险丝的熔断曲线进行运算，所述熔断曲线即根据公式i²t形成的曲线。

当运算发现电流短路时，中心处理单元a02驱动开关单元a05断开供电，实现短路二级保护。

当短路一级保护和短路二级保护都出现问题未能处理短路情况时，短路三级保护单元a06作为最终的保护手段实现短路三级保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种防短路智能插座，包括中心处理单元，以及与中心处理单元相互连接的低功耗供电装置、功率检测装置、开关单元；所述低功耗供电装置为其余各部分提供低功耗供电；所述功率检测装置与所述开关单元相互连接，控制开关单元，实现短路一级保护；所述中心处理单元包含硬件电路部分、以及装载有自主开发的控制软件和算法程序，通过模拟保险丝熔断曲线的短路仿真算法，实现短路二级保护；所述功率检测装置和开关单元都设置并接入在供电线路上；所述功率检测装置为双线检测装置，包括两个独立的电量计单元。本发明能够提供几种极端场景下的短路保护功能。

技术研发人员：黎少旭;邵洋;傅训
受保护的技术使用者：星微科技（天津）有限公司
技术研发日：2018.09.18
技术公布日：2018.12.25