安全用电控制装置及方法与流程

本发明涉及安全用电领域，具体而言，涉及一种安全用电控制装置及方法。

背景技术：

安全用电关系每个人，每个家庭的生命财产安全，在现有技术中，用电安全一般可以通过设置用电保护电路实现，在电路发生异常时进行用电保护。然而，现有技术中，在进行电路异常判断时，一般仅仅只是参考电路本身信号的变化，没有考虑供电环境的影响造成的误判，在这种情形下，会影响正常用电，给用户的用电体验较差，同时，误判后进行电路保护的频次太高还会影响用电设备的寿命。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种安全用电控制装置及方法，其能够更加精准的实现用电保护，减少误判几率，提高用电设备在复杂供电环境下的使用寿命。

本发明实施例提供一种安全用电控制装置，所述安全用电控制装置设置在家庭用电网络的电表输出端与用电设备之间，所述安全用电控制装置包括：电信号采集单元、处理控制单元、通信单元、用电环境监控单元及线路保护单元。

所述电信号采集单元用于采集所述用电设备所在线路的第一电信号。

所述通信单元与所述处理控制单元电性连接，用于建立对相同用电设备所在的线路进行保护的多个安全用电控制装置相互之间的数据通信，以获取其他安全用电控制装置所在线路的第二电信号。

所述处理控制单元与所述电信号采集单元电性连接，用于将所述电信号采集单元采集的第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述电信号采集单元采集的第一电信号是否为疑似危险信号，并在所述第一电信号为疑似危险信号时向所述用电环境监控单元发送监控指令。

所述用电环境监控单元与所述处理控制单元电性连接，用于接收所述处理控制单元发送的监控指令，根据所述监控指令对所述用电设备的现场用电环境进行监控得到监控信息，并将所述监控信息发送给所述处理控制单元。

所述处理控制单元还用于对接收的所述监控信息进行处理，并根据处理结果判断所述用电设备的现场用电环境是否危险，并在危险时发送保护指令，其中，所述保护指令根据所述第一电信号及所述监控信息生成。

所述线路保护单元与所述处理控制单元电性连接，所述线路保护单元根据所述保护指令对所述用电设备所在线路进行用电保护。

通过上述提供的安全用电装置，首先，在进行用电保护之前需要参照其他安全用电控制装置采集的电信号进行预判，以判断电信号是否为疑似危险信号；其次，在判定为疑似危险信号时采集现场用电环境的监控信息，并对监控信息处理得到现场用电环境是否危险；最后，在判定为危险现场用电环境时，通过由第一电信号及所述监控信息生成的保护指令来控制装置进行用电保护。因用电保护的动作与保护指令对应，可以减少误操作，同时经过多级信息比对可以减少单一来源信息判断造成的误差，提高判断的精准度。

可选地，所述电信号采集单元包括：

用于检测所述用电设备所在线路的电流量的电流传感器；

用于检测所述用电设备所在线路的电弧信号的电弧传感器；

所述电流传感器和所述电弧传感器与所述处理控制单元电性连接。

可选地，所述用电环境监控单元包括：

用于采集所述用电设备工作环境的图像采集子单元；

用于采集所述用电设备工作环境的温度采集子单元；

所述图像采集子单元和所述温度采集子单元与所述处理控制单元电性连接。

可选地，所述线路保护单元包括：隔离子单元与断开子单元；

所述线路保护单元在接收到由所述电弧传感器采集的第一电信号及图像采集子单元监控信息生成的保护指令时，控制所述隔离子单元对产生电弧的线路进行隔离；

所述线路保护单元在接收到由所述电流传感器采集的第一电信号及所述温度采集子单元监控信息生成的保护指令时，控制所述断开子单元断开所述用电设备所在的线路。

根据不同的电信号及监控信息生成保护指令，并根据不同的保护指令控制实现线路的保护，可以减少线路保护过程中的误操作。

可选地，所述处理控制单元将所述电信号采集单元采集的第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述电信号采集单元采集的第一电信号是否为疑似危险信号的方式，包括：

将采集的所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流值进行比对，当所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流的平均值之差大于预设电流阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号；或

将采集的所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值进行比对，当所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值的平均值之差大于预设电弧阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号。

将所述第一电性号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对，防止由于供电电路整体电信号波动造成的误差，提高判断的精准度。

本发明实施例还提供一种安全用电控制方法，应用于上面所述的安全用电控制装置，所述方法包括：

采集用电设备所在线路的第一电信号；

获取与所述安全用电控制装置通信连接的用于对相同用电设备所在的线路进行保护的其他安全用电控制装置采集的第二电信号；

将采集的所述第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述第一电信号是否为疑似危险信号；

在所述第一电信号为疑似危险信号时，采集所述用电设备的现场用电环境的监控信息；

对所述监控信息进行处理，判断所述用电设备的现场用电环境是否危险，并在所述现场用电环境为危险用电环境时，对所述用电设备所述的线路进行保护。

可选地，所述采集用电设备所在线路的第一电信号的步骤包括：

通过电流传感器采集所述用电设备所在线路的电流量信号；

通过电弧传感器采集所述用电设备所在线路的电弧信号。

可选地，将采集的所述第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述第一电信号是否为疑似危险信号的步骤包括：

将采集的所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流值进行比对，当所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流的平均值之差大于预设电流阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号；或

将采集的所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值进行比对，当所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值的平均值之差大于预设电弧阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号。

可选地，所述对所述监控信息进行处理，判断所述用电设备的现场用电环境是否危险，并在所述现场用电环境为危险用电环境时，对所述用电设备所述的线路进行保护的步骤，包括：

当是由电流量信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备所在线路所处环境温度超过预设温度时，判定所述用电设备的现场用电环境为危险用电环境，控制断开所述用电设备所在的线路；或

当是由电弧信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备所在线路所处环境存在电弧时，判定所述用电设备的现场用电环境为危险用电环境，控制对产生电弧的线路进行隔离。

可选地，所述方法还包括：

将危险用电环境对应的第一电信号发送给其他安全用电控制装置进行存储，以使其他安全用电控制装置在采集的电信号大于该第一电信号时直接进行所在线路的用电保护。

可选地，所述方法还包括：

对所述第一电信号、所述监控信息及保护控制动作信息进行存储，所述保护控制动作信息包括对线路进行隔离动作和对线路进行断开动作。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种安全用电控制装置及方法。所述方法通过上述提供的安全用电装置，首先，在进行用电保护之前需要参照其他安全用电控制装置采集的电信号进行预判，以判断电信号是否为疑似危险信号；其次，在判定为疑似危险信号时采集现场用电环境的监控信息，并对监控信息处理得到现场用电环境是否危险；最后，在判定为危险现场用电环境时，通过由第一电信号及所述监控信息生成的保护指令来控制装置进行用电保护。因用电保护的动作与保护指令对应，可以减少误操作，同时经过多级信息比对可以减少单一来源信息判断造成的误差，提高判断的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的安全用电控制装置应用场景图。

图2是本发明实施例提供的安全用电控制装置的方框示意图。

图3是图2中安全用电控制装置一种具体方框示意图。

图4是本发明实施例提供的安全用电控制方法的一种流程示意图。

图5是本发明实施例提供的安全用电控制方法的另一种流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，所述安全用电控制装置20设置在家庭用电网络的电表10的输出端与用电设备30之间。

请一并参照图2及图3，其中，图2是本发明较佳实施例提供的安全用电控制装置20的方框示意图，图3是图2中安全用电控制装置20的一种具体方框示意图。所述安全用电控制装置20包括：电信号采集单元21、处理控制单元22、通信单元23、用电环境监控单元24及线路保护单元25。

在本实施例中，所述电信号采集单元21用于采集所述用电设备30所在线路的第一电信号，所述电信号采集单元21与所述处理控制单元22电性连接。

可选地，在本实施例中，所述电信号采集单元21可以包括用于检测所述用电设备30所在线路的电流量的电流传感器211，及用于检测所述用电设备30所在线路的电弧信号的电弧传感器212。其中，所述电流传感器211也称为磁传感器，可以在用在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等用电设备上。所述电弧传感器212可以是弧光传感器，在现有技术中，弧光传感器可以用于检测电弧光的强度，将弧光信号传输给电弧光保护装置，进行根据电弧光的强度判断是否需要切断系统电源。所述电流传感器211、及所述电弧传感器212与所述处理控制单元22电性连接。

所述通信单元23与所述处理控制单元22电性连接，用于建立对相同用电设备30所在的线路进行保护的多个安全用电控制装置20相互之间的数据通信，以获取其他安全用电控制装置20所在线路的第二电信号。

在本实施例中，所述通信单元23可以通过无线方式进行数据通信，在采用无线方法通信时可选择采用移动通信网络进行通信；所述通信单元23还可以通过有线连接的方式进行数据通信。

所述处理控制单元22用于将所述电信号采集单元21采集的第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述电信号采集单元21采集的第一电信号是否为疑似危险信号，并在所述第一电信号为疑似危险信号时向所述用电环境监控单元24发送监控指令。

在本实施例中，判断所述电信号采集单元21采集的第一电信号是否为疑似危险信号的方式包括以下两种方式。

在一种方式中，将采集的所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流值进行比对，当所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流的平均值之差大于预设电流阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号。

在另一种方式中，将采集的所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值进行比对，当所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值的平均值之差大于预设电弧阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号。

在本实施例中，所述电弧信号值指的是采集的弧光所对应的光强度值。

所述用电环境监控单元24与所述处理控制单元22电性连接，用于接收所述处理控制单元22发送的监控指令，根据所述监控指令对所述用电设备30的现场用电环境进行监控得到监控信息，并将所述监控信息发送给所述处理控制单元22。

在本实施例中，所述用电环境监控单元24可以包括用于采集所述用电设备30工作环境的图像采集子单元241，及用于采集所述用电设备30工作环境的温度采集子单元242。所述图像采集子单元241和所述温度采集子单元242与所述处理控制单元22电性连接。其中，所述图像采集子单元241可以是摄像头，用于采集用电设备30现场工作环境，可选地，所述图像采集子单元241可以采用红外摄像头进行采集，便于所述处理控制单元22通过对红外摄像头采集图像的处理得到是否发生电弧。所述温度采集子单元242可以包括设置在所述用电设备30及所述安全用电控制装置20所在线路附近的温度传感器。通过对上述设置位置的温度检测判断所述安全用电控制装置20所在线路是否发生短路或过载。所述用电环境监控单元24通过传感器或摄像头可以准确获得用电设备30现场工作环境，为判断所述安全用电控制装置20所在线路的故障提供准确信息，以防止误判。

在本实施例中，所述处理控制单元22还用于对接收的所述监控信息进行处理，并根据处理结果判断所述用电设备30的现场用电环境是否危险，并在危险时发送保护指令，其中，所述保护指令根据所述第一电信号及所述监控信息生成。

所述线路保护单元25与所述处理控制单元22电性连接，所述线路保护单元25根据所述保护指令对所述用电设备30所在线路进行用电保护。

所述线路保护单元450包括隔离子单元与断开子单元。

可选地，所述线路保护单元450根据所述保护指令对所述用电设备30所在线路进行用电保护的方式包括：

当是由电流量信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备30所在线路所处环境温度超过预设温度时，判定所述用电设备的现场用电环境为危险用电环境，断开子单元控制断开所述用电设备30所在的线路；或

当是由电弧信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备30所在线路所处环境存在电弧时，判定所述用电设备30的现场用电环境为危险用电环境，隔离子单元控制对产生电弧的线路进行隔离。

在本实施例中，所述安全用电控制装置20还用于将危险用电环境对应的第一电信号发送给其他安全用电控制装置20进行存储，以使其他安全用电控制装置20在采集的电信号大于该第一电信号时直接进行所在线路的用电保护。

在本实施例中，所述安全用电控制装置20还预先对所述第一电信号、所述监控信息及保护控制动作信息进行存储，所述保护控制动作信息包括对线路进行隔离动作和对线路进行断开动作。

请参照图4，本发明还提供一种安全用电控制方法，该方法应用于前面所述的安全用电控制装置20，所述方法的具体方法如下。

步骤s41，采集用电设备30所在线路的第一电信号。

步骤s42，获取与所述安全用电控制装置通信连接的用于对相同用电设备所在的线路进行保护的其他安全用电控制装置采集的第二电信号。

步骤s43，将采集的所述第一电信号与其他安全用电控制装置采集的第二电信号进行比对处理，得出所述第一电信号是否为疑似危险信号。

在本实施例中，步骤s43可以包括：

将采集的所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流值进行比对，当所述第一电信号中的电流值与第二电信号中的电流的平均值之差大于预设电流阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号；或

将采集的所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值进行比对，当所述第一电信号中的电弧信号值与第二电信号中的电弧信号值的平均值之差大于预设电弧阈值时，判定所述第一电信号为疑似危险信号。

步骤s44，在所述第一电信号为疑似危险信号时，采集所述用电设备的现场用电环境的监控信息。

步骤s45，对所述监控信息进行处理，判断所述用电设备的现场用电环境是否危险，并在所述现场用电环境为危险用电环境时，对所述用电设备所述的线路进行保护。

在本实施例中，步骤s45可以包括：

当是由电流量信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备所在线路所处环境温度超过预设温度时，判定所述用电设备的现场用电环境为危险用电环境，控制断开所述用电设备所在的线路；或

当是由电弧信号判定所述第一电信号为疑似危险信号，且所述监控信息显示所述用电设备所在线路所处环境存在电弧时，判定所述用电设备的现场用电环境为危险用电环境，控制对产生电弧的线路进行隔离。

请参照图5，在本实施例中，所述方法还可以包括步骤s46。

步骤s46，将危险用电环境对应的第一电信号发送给其他安全用电控制装置进行存储，以使其他安全用电控制装置在采集的电信号大于该第一电信号时直接进行所在线路的用电保护。

请参照图5，在本实施例中，在步骤s41之前，所述方法还可以包括步骤s40。

预先对所述第一电信号、所述监控信息及保护控制动作信息进行存储，所述保护控制动作信息包括对线路进行隔离动作和对线路进行断开动作。

综上所述，本发明实施例提供的一种安全用电控制装置及方法。所述方法通过上述提供的安全用电装置，首先，在进行用电保护之前需要参照其他安全用电控制装置采集的电信号进行预判，以判断电信号是否为疑似危险信号；其次，在判定为疑似危险信号时采集现场用电环境的监控信息，并对监控信息处理得到现场用电环境是否危险；最后，在判定为危险现场用电环境时，通过由第一电信号及所述监控信息生成的保护指令来控制装置进行用电保护。因用电保护的动作与保护指令对应，可以减少误操作，同时经过多级信息比对可以减少单一来源信息判断造成的误差，提高判断的精准度。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。