本实用新型涉及家庭电网的安全管理领域，尤其涉及一种基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置。
背景技术：
目前家庭电网防触电和防漏电主要通过漏电开关进行保护，但是漏电开关经常存在错配情况，导致误跳闸或者无法跳闸等无法预测的情况，可能造成人体触电伤亡，短地打火甚至火灾，严重影响人们的用电生活，亟待改进。深圳辉煌科技有限公司申请过一个实用新型专利，名称为一种基于电网隔离技术的家庭电网安全系统，该专利中的技术方案对应的实际产品仍在研发阶段，但在测试过程中发现，该产品虽然具有专利文件中描述的效果，但是发热量太大，产品结构不合理，无法有效散热，体积也被迫做的很大，安装在家中非常碍眼，有待改进。本申请人与该公司合作，并对该技术方案提出了改进。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种安全的基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置。
本实用新型是这样实现的：一种基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置，包括在市电电网和家庭电网之间设置的电源隔离模块，所述电源隔离模块包括用于将市电的交流电转变为直流电的第一隔离变压器，和将第一隔离变压器的直流电转变为家庭用交流电的第二隔离变压器,所述第一隔离变压器为48V直流变压器，所述第二隔离变压器为48V交流逆变器，所述第一隔离变压器和第二隔离变压器设置在外壳内，所述外壳呈长条状，第一隔离变压器设置在外壳左前端，所述第二隔离变压器设置在外壳右后端，所述外壳内设置有独立风道，独立风道前端设有第一散热器，独立风道后端设有第二散热器。
其中，所述外壳的主体由铝合金型材制成，两端设有端盖，前面的端盖上设置进风口和固定设置风机，后面的端盖上设有出风口。
其中，所述装置还包括中央处理单元和火线短地保护电路，所述火线短地保护电路包括低阻支路、高阻支路和用于检测所述低阻支路和高阻支路电流的电流检测模块，所述低阻支路和高阻支路为并联关系，一端接零线，一端接地线，所述低阻支路包括为串联关系电阻R1、电流抑制感应器和可恢复的快速切断开关，所述高阻支路包括为串联关系的电阻R2和电流感应器，所述电阻R1为2-5欧姆，电阻R2为20K-100K欧姆，所述中央处理单元通过电流检测模块对低阻支路和高阻支路的电流时时检测，所述快速切断开关为常闭状态，零线与地线之间为低阻抗，当火线落地短路的瞬间，火线通过地与零线构成异常电路，异常电流流经低阻支路，低阻支路的电流抑制感应器抑制电流快速变化，所述中央处理单元检测到低阻支路的电流发生异常变化，触发快速切断开关断开以切断低阻支路，此时高阻支路流过一个2-10mA的漏电电流，所述中央处理单元通过电流检测模块对高阻支路的漏电电流时时检测，直到所述漏电电流消失，再使快速切断开关恢复闭合状态。
其中，所述装置还包括声光报警器，当中央处理单元检测到火线短地后，使声光报警器报警，并在火线短地故障解除后，停止声光报警器报警。
其中，所述装置还包括中央处理单元和声光报警器，且至少在一个负载电路上设置在线电流电压检测装置和载波通信模块，所述载波通信模块把在线电流电压检测装置检测到的数据通过家庭线缆传送给中央处理单元，中央处理单元通过电流、电压和功率数据分析来判断负载电路是否出现故障，并控制声光报警器报警。
其中，所述装置还包括用于接收预设条件的动态功率调整模块和设置在各负载电路上的智能开关，当各负载电路上的功率超出预设条件时，动态功率调整模块通过控制智能开关来关闭负载电路，同时中央处理单元使声光报警器报警。
其中，所述装置还包括把市电转换为5.0V直流电、为中央处理单元及其相连接各功能单元供电的AC/DC模块。
本文件中所述的直流变压器和交流逆变器，都是现有技术中的产品。在百度文库中有大量的文献介绍，也有很多的专利介绍，已经是通用的技术名称了。
本实用新型的有益效果为：本实用新型所述家庭电网安全管理装置在市电电网和家庭电网之间设置了电源隔离模块，所述电源隔离模块包括用于将市电的交流电转变为直流电的第一隔离变压器，和将第一隔离变压器的直流电转变为家庭用交流电的第二隔离变压器，首先，由于市电和家庭电网隔离之后，用户站在地上触摸火线或零线时，不会形成回路，所以不会触电，更安全；其次，先把市电的交流电转变为直流电，再把直流电转变为交流电，增加了电能损耗，但是最终获得的交流电更为纯净，符合载波通信对交流电的要求，为在家庭电网内设置载波通信模块提供了基础。之所以选择48V直流变压器和48V交流逆变器，主要原因是，现在家庭的用电一般是5KW为一个入门的门槛，采用24V或36V的直流变压器和交流逆变器在同样功率输出的情况下，电流更大，发热量也越大，提高至48V可以有效解决发热量大，效率低的问题，同时考虑成本问题，并没有选择电压更高的直流变压器和交流逆变器。为了继续更好地解决散热问题，所述第一隔离变压器和第二隔离变压器设置在外壳内，所述外壳呈长条状，第一隔离变压器设置在外壳左前端，所述第二隔离变压器设置在外壳右后端，所述外壳内设置有独立风道，独立风道前端设有第一散热器，独立风道后端设有第二散热器，此种设计风道又细又长，可以带出更多的热量，而且独立风道产生的灰尘不会附着到第一隔离变压器和第二隔离变压器上，散热效果可以保持很长时间不劣化。长条状的装置安装至用户家中也更易放置和安装。
附图说明
图1是本实用新型所述基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置实施例一的电路示意图；
图2是本实用新型所述基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置实施例一的结构俯视图；
图3是本实用新型所述基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置实施例二的简易功能框图。
其中，1、电源隔离模块；11、第一隔离变压器；12、第二隔离变压器；2、火线短地保护电路；3、外壳；4、独立风道；5、第一散热器；6、第二散热器；7、端盖；8、风机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
作为本实用新型所述基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置实施例一，如图1和图2所示，包括在市电电网和家庭电网之间设置的电源隔离模块1，所述电源隔离模块1包括用于将市电的交流电转变为直流电的第一隔离变压器11，和将第一隔离变压器11的直流电转变为家庭用交流电的第二隔离变压器12,所述第一隔离变压器11为48V直流变压器，所述第二隔离变压器12为48V交流逆变器，所述第一隔离变压器11和第二隔离变压器12设置在外壳3内，所述外壳3呈长条状，第一隔离变压器11设置在外壳3左前端，所述第二隔离变压器12设置在外壳3右后端，所述外壳3内设置有独立风道4，独立风道4前端设有第一散热器5，独立风道4后端设有第二散热器6。
本实用新型所述家庭电网安全管理装置在市电电网和家庭电网之间设置了电源隔离模块1，所述电源隔离模块1包括用于将市电的交流电转变为直流电的第一隔离变压器11，和将第一隔离变压器的直流电转变为家庭用交流电的第二隔离变压器12，首先，由于市电和家庭电网隔离之后，用户站在地上触摸火线或零线时，不会形成回路，所以不会触电，更安全；其次，先把市电的交流电转变为直流电，再把直流电转变为交流电，增加了电能损耗，但是最终获得的交流电更为纯净，符合载波通信对交流电的要求，为在家庭电网内设置载波通信模块提供了基础。之所以选择48V直流变压器和48V交流逆变器，主要原因是，现在家庭的用电一般是5KW为一个入门的门槛，采用24V或36V的直流变压器和交流逆变器在同样功率输出的情况下，电流更大，发热量也越大，提高至48V可以有效解决发热量大，效率低的问题，同时考虑成本问题，并没有选择电压更高的直流变压器和交流逆变器。为了继续更好地解决散热问题，所述第一隔离变压器11和第二隔离变压器12设置在外壳3内，所述外壳3呈长条状，第一隔离变压器11设置在外壳3左前端，所述第二隔离变压器12设置在外壳3右后端，所述外壳3内设置有独立风道4，独立风道4前端设有第一散热器5，独立风道4后端设有第二散热器6，此种设计风道又细又长，可以带出更多的热量，而且独立风道4产生的灰尘不会附着到第一隔离变压器11和第二隔离变压器12上，散热效果可以保持很长时间不劣化。长条状的装置安装至用户家中也更易放置和安装。
在本实施例中，所述外壳3的主体由铝合金型材制成，两端设有端盖7，前面的端盖7上设置进风口和固定设置风机8，后面的端盖7上设有出风口。铝合金型材散热性好，热量可以从各个表面进行散热，整体散热效果好。
为了防止火线和零线短路，在所述零线与火线的短路通过漏电开关进行保护是十分必要的。
在本实施例中，所述装置还包括中央处理单元和火线短地保护电路2，所述火线短地保护电路2包括低阻支路、高阻支路和用于检测所述低阻支路和高阻支路电流的电流检测模块，所述低阻支路和高阻支路为并联关系，一端接零线，一端接地线，所述低阻支路包括为串联关系电阻R1、电流抑制感应器和可恢复的快速切断开关，所述高阻支路包括为串联关系的电阻R2和电流感应器，所述电阻R1为2-5欧姆，电阻R2为20K-100K欧姆，所述中央处理单元通过电流检测模块对低阻支路和高阻支路的电流时时检测，所述快速切断开关为常闭状态，零线与地线之间为低阻抗，当火线落地短路的瞬间，火线通过地与零线构成异常电路，异常电流流经低阻支路，低阻支路的电流抑制感应器抑制电流快速变化，所述中央处理单元检测到低阻支路的电流发生异常变化，触发快速切断开关断开以切断低阻支路，此时高阻支路流过一个2-10mA的漏电电流，由于装置能在极短的时间内(一般为5ms)控制电流小于10mA以下，甚至2mA以下，可以避免漏电触地打火，跳闸或人体触电伤亡，由于主电路并但不影响整个家庭电网的正常工作，所述中央处理单元通过电流检测模块对高阻支路的漏电电流时时检测，直到所述漏电电流消失，再使快速切断开关恢复闭合状态。比如当人体意外接触火线，就是火线短地的一种情况，快速切断开关断开，保证人体安全，当人体离开火线后，快速切断开关恢复闭合，家庭电网恢复正常。
在本实施例中，所述装置还包括把市电转换为5.0V直流电、为中央处理单元及其相连接各功能单元供电的AC/DC模块。
在本实施例中，所述装置还包括声光报警器，当中央处理单元检测到火线短地后，使声光报警器报警，并在火线短地故障自动解除或人工解除后，停止声光报警器报警，中央处理单元内会留存故障记录。
在本实施例中，所述装置至少在一个负载电路上设置在线电流电压检测装置和载波通信模块，所述载波通信模块把在线电流电压检测装置检测到的数据通过家庭线缆传送给中央处理单元，中央处理单元通过电流、电压和功率数据分析来判断负载电路是否出现故障，并控制声光报警器报警。中央处理单元主要负责以上各个功能模块的协同工作，以及电网数据分析。利用载波通信模块可以使家庭电网实现各节点的通信，给各个终端的智能化电器设备提供信道，收集终端的智能化电器设备的信息，完成与中央处理单元的信息交互，并接受中央处理单元的统一调度与控制，实现家庭智能化，同时载波通信模块还可以设置用于与外界无线网络连接的无线信号放大模块，实现无网线全覆盖。
作为本实用新型所述基于电网隔离技术的家庭电网安全管理装置的实施例二，如图3所示，与实施例一不同之处在于所述装置还包括过载检测保护模块、用于接收预设条件的动态功率调整模块和设置在各负载电路上的智能开关，当各负载电路上的功率超出预设条件时，动态功率调整模块通过控制智能开关来关闭负载电路，同时中央处理单元使声光报警器报警。同时载波通信模块还可以设置用于与外界无线网络连接的无线信号放大模块，或者设置宽带上网模块，实现无网线全覆盖。
所述动态功率调整模块可以接受预设条件的方式进行线路功率调整，也可以通过线路温度和在线功率的方式进行线路功率调整，或者在历史线路数据分析基础上智能化进行电网用电设备的功率调整，从而杜绝线路功率过载引起的火灾。
所述过载检测保护模块可以收集来自电网中各个节点送来的功率数据，中央处理单元对功率数据进行分析，如果出现过载，立即使声光报警器进行报警，并且送出控制信号给相应的智能开关。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。