安全插座及插座系统的制作方法

本发明涉及插座保护
技术领域：
，特别涉及一种安全插座及插座系统。
背景技术：
：电气火灾发生的主要原因有：漏电、短路、过载、接触不良等故障。其中插座工作时外接用电设备产生的漏电、短路、过载引发的电气火灾较为多见。插座工作中主要存在保护装置较单一、不能快速断电、故障点不能定位、不能提前预防等问题，相关技术中，外接用电设备在使用过程中发生漏电、短路等故障时，插座不能判断故障种类，并及时定位故障发生的位置，容易导致外接用电设备及插座的损坏，甚至危害用户人身安全。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种安全插座及插座系统，旨在提升安全插座的可靠性。为实现上述目的，本发明提出一种安全插座，所述安全插座包括壳体、设置在所述壳体上的插孔和设置于所述壳体内的电源模块、用电检测模块、mcu、开关模块和无线通讯模块；所述电源模块的输入端连接市电交流电源，所述电源模块的输出端分别与所述用电检测模块的电源端、所述mcu的电源端、所述无线通讯模块的电源端和所述开关模块的输入端连接，所述用电检测模块的检测端与所述开关模块的输出端连接，所述用电检测模块的反馈端与所述mcu的输入端连接，所述mcu的控制端与所述开关模块的受控端连接，所述mcu的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接；所述用电检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号；所述mcu，用于接收所述用电检测模块检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号，控制所述开关模块在线路中的动作，并经所述无线通讯模块将检测的电气参数信息上传至所述终端设备。可选地，所述用电检测模块包括数字信号处理芯片、电压检测模块、电流检测模块、功率计量模块、漏电检测模块和温度检测模块，所述电压检测模块、所述电流检测模块、所述漏电检测模块和所述温度检测模块分别与所述数字信号处理芯片互相连接；所述电压检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的电压信号；所述电流检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的电流信号；所述功率计量模块，用于计算所述开关模块输出端的功率值，并实时检测过载信号；所述漏电检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的第一漏电信号；所述温度检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的温度信号；所述数字信号处理芯片，用于接收检测的电压信号、电流信号、过载信号、漏电信号和温度信号进行信号转换处理，并将转换后的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号输出至所述mcu。可选地，所述安全插座还包括漏电定时自检模块，所述漏电定时自检模块与所述用电检测模块互相连接；所述漏电定时自检模块，用于在预设时间周期内进行漏电自检，并将检测的第二漏电信号反馈至所述mcu。可选地，所述漏电定时自检模块的预设时间周期为1天-30天。可选地，所述开关模块包括驱动模块和mos管开关电路，所述驱动模块的输入端与所述mcu的控制端连接，所述驱动模块的输出端与所述mos管开关电路的受控端连接，所述mos管开关电路的输入端为开关模块的输入端，所述mos管开关电路的输出端为开关模块的输出端；所述驱动模块，用于在所述mcu的控制下输出驱动信号至所述mos管开关电路，以驱动所述mos管开关电路在线路中的动作。可选地，所述无线通讯模块为蓝牙模块、wifi模块或蜂窝网络模块。可选地，所述蜂窝网络模块为2g、3g、4g或5g网络模块。可选地，所述电源模块为ac-dc电路，所述ac-dc电路的输入端为电源模块的输入端，所述ac-dc电路的输出端为所述电源模块的输出端；所述ac-dc电路，用于将市电交流电源转换为直流电源电压。可选地，所述壳体上还包括带插座状态指示灯的按键开关。本发明还提出一种插座系统，所述插座系统包括如上所述的安全插座；所述安全插座包括壳体、设置在所述壳体上的插孔和设置于所述壳体内的电源模块、用电检测模块、mcu、开关模块和无线通讯模块；所述电源模块的输入端连接市电交流电源，所述电源模块的输出端分别与所述用电检测模块的电源端、所述mcu的电源端、所述无线通讯模块的电源端和所述开关模块的输入端连接，所述用电检测模块的检测端与所述开关模块的输出端连接，所述用电检测模块的反馈端与所述mcu的输入端连接，所述mcu的控制端与所述开关模块的受控端连接，所述mcu的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接；所述用电检测模块，用于实时检测所述开关模块输出端的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号；所述mcu，用于接收所述用电检测模块检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号，控制所述开关模块在线路中的动作，并经所述无线通讯模块将检测的电气参数信息上传至所述终端设备。本发明技术方案中的安全插座的壳体中设置有电源模块、用电检测模块、mcu、开关模块和无线通讯模块，电源模块从市电交流电源接入交流电，经电源模块的转换，以为用电检测模块、mcu、开关模块和无线通讯模块供电。用电检测模块实时检测与安全插座连接的负载线路，以将检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号反馈至mcu，mcu再控制开关模块先线路中的动作，即是当连接至负载的线路中存在漏电、短路、过载、过温、接触不良等故障时，控制开关模块快速断开负载与电网的连接，防止用户触电及电气火灾发生，提升了安全插座的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明安全插座一实施例的壳体结构示意图；图2为本发明安全插座中另一实施例的电路结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100壳体130mcu200插孔140开关模块300按键开关150无线通讯模块110电源模块160漏电定时自检模块120用电检测模块142mos管开关电路141驱动模块本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种安全插座，应用于连接电脑、冰箱、空调等的插座系统，目前的安全插座主要存在以下不足：(1)保护装置较单一，目前在插座系统中发生短路、漏电事故时，能够切断供电线路的装置有机械式空气开关和一些传统的灭弧式短路保护装置，一般都是用在楼宇的配电箱内。漏电保护装置只对人身的触电起到一定的保护作用，没有对短路、过载等电气故障引发的电气火灾形成有效的保护。(2)不能进行自检，现有的带漏电保护装置的开关按国标要求，每个月均要进行一次手动检测，以确保漏电保护装置的完好，手动检测便捷性较低，可靠性不高。(3)不能快速断电，当用电侧发生电线短路故障时，空气开关的切断时间远远不够，极易引发电气线路起火，导致配电开关损坏，严重时甚至引发电气火灾。(4)故障点不能定位，发生一般电气故障时，配电箱一侧的空气开关会断开，但在用电侧不能及时定位哪个插座出现故障。(5)不能明确故障种类，日常生活用电中，发生电气故障时不能及时确定故障的种类，需要专业人员进行检修。为了解决上述问题，在本发明一实施例中，如图1和如图2所示，该安全插座包括壳体100、设置在所述壳体100上的插孔200和设置于所述壳体100内的电源模块110、用电检测模块120、mcu130、开关模块140和无线通讯模块150；所述电源模块110的输入端连接市电交流电源，所述电源模块110的输出端分别与所述用电检测模块120的电源端、所述mcu130的电源端、所述无线通讯模块150的电源端和所述开关模块140的输入端连接，所述用电检测模块120的检测端与所述开关模块140的输出端连接，所述用电检测模块120的反馈端与所述mcu130的输入端连接，所述mcu130的控制端与所述开关模块140的受控端连接，所述mcu130的输出端与所述无线通讯模块150的输入端连接；所述用电检测模块120，用于实时检测所述开关模块140输出端的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号；所述mcu130，用于接收所述用电检测模块120检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号，控制所述开关模块140在线路中的动作，并经所述无线通讯模块150将检测的电气参数信息上传至所述终端设备。本实施例中，所述用电检测模块120包括数字信号处理芯片、电压检测模块、电流检测模块、功率计量模块、漏电检测模块和温度检测模块，所述电压检测模块、所述电流检测模块、所述漏电检测模块和所述温度检测模块分别与所述数字信号处理芯片互相连接；所述电压检测模块，用于实时检测所述开关模块140输出端的电压信号；所述电流检测模块，用于实时检测所述开关模块140输出端的电流信号；所述功率计量模块，用于计算所述开关模块140输出端的功率值，并实时检测过载信号；所述漏电检测模块，用于实时检测所述开关模块140输出端的第一漏电信号；所述温度检测模块，用于实时检测所述开关模块140输出端的温度信号；所述数字信号处理芯片，用于接收检测的电压信号、电流信号、过载信号、漏电信号和温度信号进行信号转换处理，并将转换后的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号输出至所述mcu130。上述实施例中，用电检测模块120由于集成了电压检测模块、电流检测模块、功率计量模块、漏电检测模块和温度检测模块等高精密探测模块，并结合用电检测模块120中的数字信号处理芯片对各模块检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号转换，以将转换后的信号传输至mcu130，mcu130在接收到反馈信号后，控制开关模块140在连接线路中动作，即是当连接至负载的线路中存在漏电、短路、过载、过温、接触不良等故障时，控制开关模块140快速断开负载与电网的连接，防止用户触电及电气火灾发生，提升了安全插座的可靠性。可以理解的是，本实施例中的第一漏电信号是连接至安全插座中的负载线路漏电信号。本实施例中，数字信号处理芯片即是dsp芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器；电压检测模块可以是采用电阻分压的方式对电压进行检测，或是采用电压检测芯片对连接至安全插座的负载线路进行电压检测；电流检测模块可以是电流互感器，套设于连接至负载的线路上，以对负载电流进行检测；漏电检测模块可以是剩余电流互感器，连接在安全插座和负载之间的线路中，以对负载的漏电流进行检测；温度检测模块可以是设置在安全插座和负载之间线路上的温度传感器，以检测设置在安全插座和负载之间线路温度。进一步地，mcu130是用于接收用电检测模块120反馈的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号，进行运算分析处理，将各种电气参数信息及时传递给无线通信模块，并判断安全插座后级负载是否存在安全隐患，将电气安全隐患及时反馈到开关模块140进行切断，并发出报警信息；当安全插座检测到未发生电气安全隐患时，则mcu130就将电气参数信息通过无线通信模块上传至服务器，通过服务器在终端设备显示，以达到用户清楚的了解到安全插座连接的负载线路状态，提升了安全插座的可靠性。上述实施例中，开关模块140是连接于输入电网端与输出负载端之间的开关模块140，用于控制输入电网端与输出负载端之间电网的通断。当线路中存在漏电、短路、过载、过温、接触不良等故障时，电路可以接收来自mcu130的控制信号，以快速断开负载与电网的连接起到保护作用。当外接设备漏电或温度达到预设值时，也可以快速切断负载与电网的连接，防止用户触电及电气火灾发生。可以理解的是，本方案中的供电模块通过整流与变压为安全插座的控制电路进行供电，供电模块与市电交流电源互相连接，以保证负载端用电设备或线路出现故障时安全插座中的开关模块140动作，实现对连接至安全插座的负载及线路进行保护，提升安全插座的可靠性。上述实施例中，安全插座上的插孔200可以是2孔插座和/或3孔插座，以实现安全插座的多场景使用。本发明技术方案中的安全插座的壳体100中设置有电源模块110、用电检测模块120、mcu130、开关模块140和无线通讯模块150，电源模块110从市电交流电源接入交流电，经电源模块110的转换，以为用电检测模块120、mcu130、开关模块140和无线通讯模块150供电。用电检测模块120实时检测与安全插座连接的负载线路，以将检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号反馈至mcu130，mcu130再控制开关模块140在线路中的动作，即是当连接至负载的线路中存在漏电、短路、过载、过温、接触不良等故障时，控制开关模块140快速断开负载与电网的连接，防止用户触电及电气火灾发生，提升了安全插座的可靠性。在一实施例中，如图2所示，所述安全插座还包括漏电定时自检模块160，所述漏电定时自检模块160与所述用电检测模块120互相连接；所述漏电定时自检模块160，用于在预设时间周期内进行漏电自检，并将检测的第二漏电信号反馈至所述mcu130。本实施例中，所述漏电定时自检模块160的预设时间周期为1天-30天。可以理解的是，本实施例中的第二漏电信号指的是安全插座的漏电信号，可以在预设的时间周期对安全插座进行漏电自检，预设的时间周期可以是1天、5天、15天、30天等，根据实际情况设置，此处不做限制。在一实施例中，所述开关模块140包括驱动模块141和mos管开关电路142，所述驱动模块141的输入端与所述mcu130的控制端连接，所述驱动模块141的输出端与所述mos管开关电路142的受控端连接，所述mos管开关电路142的输入端为开关模块140的输入端，所述mos管开关电路142的输出端为开关模块140的输出端；所述驱动模块141，用于在所述mcu130的控制下输出驱动信号至所述mos管开关电路142，以驱动所述mos管开关电路142在线路中的动作。可以理解的是，在mcu130接收到电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号时，通过驱动开关模块140中的驱动模块141，控制mos管开关电路142在安全插座中的通断，以实现负载与电网的通断，提升安全插座的可靠性。本实施例中，上述方案可以防止人员触电及防止电气火灾发生，当负载发生短路或漏电等故障时，能够通过mos管开关电路142快速切断供电电路，防止人员触电，防止电气火灾的发生，同时也保护了电气线路。在一实施例中，所述无线通讯模块150为蓝牙模块、wifi模块或蜂窝网络模块。进一步地，所述蜂窝网络模块为2g、3g、4g或5g网络模块。可以理解的是，当安全插座检测到未发生电气安全隐患时，mcu130就将电气参数信息通过无线通信模块上传至服务器，通过服务器在终端设备显示，以达到用户清楚的了解到安全插座连接的负载线路状态，提升了安全插座的可靠性。本实施例中，可以通过无线通讯模块150实现电气故障提前预知、电气故障定位及远程控制，具体地，设备正常工作时，通过无线通讯模块150实时上传电气参数信息并分析，对电气线路及外接负载故障做到提前预警；通过无线通讯模块及时上传安全插座检测到的外接用电负载故障点的位置，方便维修人员对用电负载故障点进行检修；以及用户可以远程控制安全插座中开关模块的切断与闭合，提升了安全插座的可靠性。在一实施例中，所述电源模块110为ac-dc电路，所述ac-dc电路的输入端为电源模块110的输入端，所述ac-dc电路的输出端为所述电源模块110的输出端；所述ac-dc电路，用于将市电交流电源转换为直流电源电压，转换的直流电源电压为用电检测模块120、mcu130、开关模块140和无线通讯模块150供电，使得安全插座可以正常工作。在一实施例中，如图1所示，所述壳体100上还包括带插座状态指示灯的按键开关300。需要说明的是，带插座状态指示灯的按键开关300与安全插座中的mcu130连接，在mcu130接收到检测的电压信号、电流信号、第一漏电信号、第二漏电信号和温度信号时，可以通过带插座状态指示灯的按键开关300上的指示灯进行提示。可以理解的是，此按键开关300还可以手动实现负载与电网的通断，以提升安全插座的可靠性。基于上述实施例，针对目前的火灾、触电等隐患及其导致的人身安全，标准配电箱由于距离、故障反应速度无法有效确保火灾等隐患的消除，而本申请中提供的安全插座可以在发生火灾等隐患时，检测故障种类、定位故障发生位置等，以控制开关模块快速断开负载与电网的连接，提升了安全插座在火灾、触电等隐患中的可靠性。本发明还提出一种插座系统，所述插座系统包括如上所述的安全插座；所述安全插座包括壳体100、设置在所述壳体100上的插孔200和设置于所述壳体100内的电源模块110、用电检测模块120、mcu130、开关模块140和无线通讯模块150；所述电源模块110的输入端连接市电交流电源，所述电源模块110的输出端分别与所述用电检测模块120的电源端、所述mcu130的电源端、所述无线通讯模块150的电源端和所述开关模块140的输入端连接，所述用电检测模块120的检测端与所述开关模块140的输出端连接，所述用电检测模块120的反馈端与所述mcu130的输入端连接，所述mcu130的控制端与所述开关模块140的受控端连接，所述mcu130的输出端与所述无线通讯模块150的输入端连接；所述用电检测模块120，用于实时检测所述开关模块140输出端的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号；所述mcu130，用于接收所述用电检测模块120检测的电压信号、电流信号、过载信号、第一漏电信号和温度信号，控制所述开关模块140在线路中的动作，并经所述无线通讯模块150将检测的电气参数信息上传至所述终端设备。该安全插座的具体结构参照上述实施例，由于本插座系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的方案构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12