电路安全管理方法、断路器及可读存储介质与流程

本发明涉及电路安全领域，尤其涉及一种电路安全管理方法、断路器及计算机可读存储介质。

背景技术：

近些年来，随着家电设备的大量普及与使用，用电安全问题层出不穷，比如热水器漏电、烤火炉引发火灾等，电路安全管理形势非常严峻。

基于传统低压断路器的电路安全管理方式太过于粗放，并不能及早地发现电路安全问题，同时在触发断电方面通常需要人工手动操作断电或者通过保险丝熔断来实现断电，此类管理方式并不能保证能够准确及时断电以保护用户生命财产安全。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电路安全管理方法、断路器及计算机可读存储介质，旨在解决现有基于传统低压断路器的电路安全管理方式太过于粗放而无法准确及时断电以保护用户生命财产安全的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电路安全管理方法，应用于断路器，所述电路安全管理方法包括以下步骤：

通过内置传感器采集电路参数；

基于所述电路参数，分析当前电路用电情况，得到分析结果；

采用预置的通信数据结构，对所述电路参数与所述分析结果进行编码；

通过内置通信模块，将编码后的数据上传互联网终端，以供所述互联网终端对当前电路进行安全管理。

可选地，所述传感器包括：电流传感器、电压传感器、零序电流传感器、开关触点温度传感器、开关触点位置传感器；

所述电路参数包括：当前用电回路中的电流值、电压值、漏电检测电流值以及开关触点温度值、开关触点位置。

可选地，所述基于所述电路参数，分析当前电路用电情况，得到分析结果包括：

基于当前用电回路中的所述电流值与预置电流阈值，判断当前用电回路是否存在过流故障；

基于当前用电回路中的所述电压值与预置电压预置，判断当前用电回路是否存在过压故障；

基于当前用电回路中的所述电流值与所述电压值，得到当前用电回路功率值，并累计当前用电回路的用电电能；

基于当前用电回路中的所述漏电检测电流值，判断当前用电回路是否存在超过安全范围的漏电情况；

基于所述开关触点温度值与预置温度阈值，判断当前开关触点是否存在过热故障；

基于所述开关触点位置，检测当前用电回路与外部电源之间的通断情况。

可选地，在所述基于所述电路参数，分析当前电路用电情况，得到分析结果之后，所述电路安全管理方法还包括：

若当前用电回路存在过流故障/过压故障/过热故障，则控制内置电机驱动电闸操纵机构运转，以断开当前用电回路与外部电源之间电路。

可选地，所述通信数据结构由多个数据位组成，一个数据位对应表示一种或多种功能参数；

其中，所述功能参数包括：线路电压、线路电流、线路功率、漏电电流、开关触点温度、告警状态、开关状态、网络控制使能状态、三相电附加功能状态、用电电能、A相电压、A相电流、A相功率、A相告警状态、B相电压、B相电流、B相功率、B相告警状态、C相电压、C相电流、C相功率、C相告警状态、N相电流、A相线路温度、B相线路温度、C相线路温度、N相线路温度。

可选地，所述告警状态包括：电流预警、漏电预警、欠压预警、过压预警、欠压报警、过压报警、打火报警、过流报警、漏电报警、温度报警、过载报警、浪涌报警、短路报警、输入缺相、漏电保护自检异常、漏电保护功能正常，其中，不同的告警状态采用不同的数值进行表示。

可选地，所述开关状态包括断路器合闸、断路器分闸；所述网络控制使能状态包括：禁止网络控制、允许网络控制；

所述三相电附加功能状态包括：相序ABC、相序ACB、三相负载平衡、三相负载不平衡报警、禁止相序保护、允许相序保护、禁止三相负载不平衡保护、允许三相负载不平衡、禁止缺相保护、允许缺项保护；

所述A/B/C相告警状态包括：电流预警、欠压预警、过压预警、欠压报警、过压报警、打火报警、过流报警、过载报警、短路报警、输入缺相，其中，不同的告警状态采用不同的数值进行表示。

可选地，所述电路安全管理方法还包括：

通过所述通信模块接收所述互联网终端下发的管理指令并执行，其中，所述管理指令包括数据查询指令、电路通断控制指令。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种断路器，所述断路器包括传感器、通信模块、电机以及电闸操纵机构；所述断路器还包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电路安全管理程序，所述电路安全管理程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所述的电路安全管理方法的步骤。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有电路安全管理程序，所述电路安全管理程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的电路安全管理方法的步骤。

本发明中，通过断路器的内置传感器，可以实时或定时采集断路器所在用电回路中的各种电路参数，进而利用采集到的各种电路参数可以分析当前电路的用电情况并得到分析结果；然后采用预置的通信数据结构对各电路参数与分析结果进行编码，并通过内置通信模块将编码后的数据上传互联网终端，以供互联网终端对当前电路进行远程、实时、动态的用电安全管理，提升用电安全性。

附图说明

图1为本发明断路器一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明实施例方案涉及的设备硬件运行环境的结构示意图；

图3为本发明电路安全管理方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明电路安全管理方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明电路安全管理方法第三实施例的流程示意图。

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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明断路器一实施例的功能模块示意图。

本实施例中，断路器包括传感器10、通信模块20、电机30以及电闸操纵机构40。

基于待采集的电路参数，传感器20具体包括：用于采集当前用电回路中的电流的电流传感器、用于采集当前用电回路中的电压的电压传感器、用于产生漏电检测电流进行漏电检测的零序电流传感器、用于开关触点处温度的开关触点温度传感器、用于检测开关触点开合位置的开关触点位置传感器。

通信模块20支持有线通信或WIFI通信，可将断路器内数据上传外部联网设备或者接收外部联网设备下发的指令；电机30可接受控制指令而驱动电闸操纵机构40闭合或断开断路器中电闸。

进一步地，图2为本发明实施例方案涉及的设备硬件运行环境的结构示意图，如图2所示，该断路器可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储设备。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的断路器的硬件结构并不构成对断路器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图2所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及电路安全管理程序。其中，操作系统是管理和控制断路器与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、电路安全管理程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。

在图2所示的断路器硬件结构中，网络接口1004主要用于连接系统后台，与系统后台进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；断路器通过处理器1001调用存储器1005中存储的电路安全管理程序，并执行以下操作：

通过内置传感器采集电路参数；

基于所述电路参数，分析当前电路用电情况，得到分析结果；

采用预置的通信数据结构，对所述电路参数与所述分析结果进行编码；

通过内置通信模块，将编码后的数据上传互联网终端，以供所述互联网终端对当前电路进行安全管理。

进一步地，所述电路参数包括：当前用电回路中的电流值、电压值、漏电检测电流值以及开关触点温度值、开关触点位置；

所述断路器通过处理器1001调用存储器1005中存储的电路安全管理程序，以执行以下操作：

基于当前用电回路中的所述电流值与预置电流阈值，判断当前用电回路是否存在过流故障；

基于当前用电回路中的所述电压值与预置电压预置，判断当前用电回路是否存在过压故障；

基于当前用电回路中的所述电流值与所述电压值，得到当前用电回路功率值，并累计当前用电回路的用电电能；

基于当前用电回路中的所述漏电检测电流值，判断当前用电回路是否存在超过安全范围的漏电情况；

基于所述开关触点温度值与预置温度阈值，判断当前开关触点是否存在过热故障；

基于所述开关触点位置，检测当前用电回路与外部电源之间的通断情况。

进一步地，所述断路器通过处理器1001调用存储器1005中存储的电路安全管理程序，以执行以下操作：

若当前用电回路存在过流故障/过压故障/过热故障，则控制内置电机驱动电闸操纵机构运转，以断开当前用电回路与外部电源之间电路。

进一步地，所述断路器通过处理器1001调用存储器1005中存储的电路安全管理程序，以执行以下操作：

通过所述通信模块接收所述互联网终端下发的管理指令并执行，其中，所述管理指令包括数据查询指令、电路通断控制指令。

基于上述硬件结构，提出本发明电路安全管理方法的以下各个实施例。

参照图3，图3为本发明电路安全管理方法第一实施例的流程示意图。本实施例中，所述电路安全管理方法包括以下步骤：

步骤S10，通过内置传感器采集电路参数；

本实施例中，断路器内安装有多个多种类型的传感器，优选包括：电流传感器、电压传感器、零序电流传感器、开关触点温度传感器、开关触点位置传感器。本实施例对于各传感器的安装结构及形式不限，具体根据实际需要进行设置。

本实施例中，断路器通过内置传感器可采集多种电路参数，具体包括：通过电流传感器采集当前用电回路中的电流值、通过电压传感器采集当前用电回路中的电压值、通过零序电流传感器采集当前用电回路中的漏电检测电流值，此外，还通过温度传感器采集开关触点温度值、通过开关触点位置传感器采集开关触点位置以分辨电闸开关的开闭状态。

步骤S20，基于所述电路参数，分析当前电路用电情况，得到分析结果；

本实施例中，断路器可基于采集的各种电路参数，对当前电路用电情况进行分析：

(1)基于当前用电回路中的所述电流值与预置电流阈值，判断当前用电回路是否存在过流故障；过流故障可用于预测短路事件、触电情况等异常事件。

(2)基于当前用电回路中的所述电压值与预置电压预置，判断当前用电回路是否存在过压故障；此外，还可以进一步判断当前用电回路是否存在欠压故障。

(3)基于当前用电回路中的所述电流值与所述电压值，得到当前用电回路功率值，并累计当前用电回路的用电电能；基于用电回路功率值可了解当前电路中的设备运转情况、耗电情况。

(4)基于当前用电回路中的所述漏电检测电流值，判断当前用电回路是否存在超过安全范围的漏电情况；基于漏电情况可以了解当前回路中是否存在触电事故或设备损坏。

(5)基于所述开关触点温度值与预置温度阈值，判断当前开关触点是否存在过热故障；过热故障可以预测或检测短路事件。

(6)基于所述开关触点位置，检测当前用电回路与外部电源之间的通断情况。开关触点位置可以检测断路器自动执行开关通断处理的执行结果。

步骤S30，采用预置的通信数据结构，对所述电路参数与所述分析结果进行编码；

为提升数据的传输与解码速度，从而实现对电路异常事件的快速响应与介入，进而提高用电安全性，本实施例提出了一种适用于本发明特殊要求下的通信数据结构，该通信数据结构由多个数据位组成，一个数据位对应表示一种或多种功能参数，同一个数据位采用不同的数值表示不同的电路参数值或不同的分析结果，比如各种不同的告警状态等。

本实施例中，断路器采用上述预置的通信数据结构，对采集的电路参数、分析得到的用电情况进行编码。

步骤S40，通过内置通信模块，将编码后的数据上传互联网终端，以供所述互联网终端对当前电路进行安全管理。

本实施例中，断路器在完成数据编码后，通过内置通信模块，将编码后的数据上传互联网终端，比如云服务器、手机等，互联网终端再将接收到的数据进行解码以及相关预处理后显示出来，以便于管理人员对当前用电回路的用电情况进行在线监控。

本实施例中，互联网终端对当前电路进行安全管理内容不限，比如向断路器下发各种用电参数数据的查询指令、下发断电指令、下发通电指令等。

本实施例中，通过断路器的内置传感器，可以实时或定时采集断路器所在用电回路中的各种电路参数，进而利用采集到的各种电路参数可以分析当前电路的用电情况并得到分析结果；然后采用预置的通信数据结构对各电路参数与分析结果进行编码，并通过内置通信模块将编码后的数据上传互联网终端，以供互联网终端对当前电路进行远程、实时、动态的用电安全管理，提升用电安全性。

参照图4，图4为本发明电路安全管理方法第二实施例的流程示意图。本实施例中，所述电路安全管理方法还包括：

步骤S50，若当前用电回路存在过流故障/过压故障/过热故障，则控制内置电机驱动电闸操纵机构运转，以断开当前用电回路与外部电源之间电路。

考虑到用电涉及到用户的生命财产安全，因此，为快速响应，提高用电故障的处理速度，本实施例中，当用电回路存在过流故障/过压故障/过热故障时，断路器不仅将故障信息反馈给互联网终端，同时自身也控制内置电机驱动电闸操纵机构运转，比如将电闸从闭合调整为断开，从而及时断开当前用电回路与外部电源之间电路，进而保障用户的生命财产安全。

参照图5，图5为本发明电路安全管理方法第三实施例的流程示意图。本实施例中，所述电路安全管理方法还包括：

步骤S60，通过所述通信模块接收所述互联网终端下发的管理指令并执行，其中，所述管理指令包括数据查询指令、电路通断控制指令。

本实施例中，断路器实时或定时向互联网终端上报数据，用户基于互联网终端(比如云服务器、手机等)可以了解或监控断路器所在电路的用电情况，比如实时电流、实时电压、实时功率、是否有告警、累计用电量等。

此外，用户通过互联网终端还可以进一步向断路器下发用电管理指令，并由断路器执行指令，比如，查询某一条线路的电流、电压、功率；当某一线路存在故障时，下发断电指令，断路器执行断电指令，控制内置电机驱动电闸操纵机构运转以断开电路；当某一线路故障恢复或需要接通电源时，下发通电指令，断路器执行通电指令，控制内置电机驱动电闸操作机构运转以合上电闸、接通电路。

为提升数据的传输与解码速度，从而实现对电路异常事件的快速响应与介入，进而提高用电安全性，本发明还提出了一种适用于本发明特殊要求下的通信数据结构，该通信数据结构由多个数据位组成，一个数据位对应表示一种或多种功能参数，同一个数据位采用不同的数值表示不同的电路参数值或不同的分析结果，比如各种不同的告警状态等。

在一实施例中，断路器用于向互联网终端上传数据的通信数据结构由多个连续的数据位组成，每一个数据位对应表示一种或多种功能参数，如下表1所示。

表1

需要进一步说明的是，上述数据位与功能参数的对应关系不限于上述表1所示，上述表1仅用于举例说明。其中，为降低数据传输冗余，对于状态选项较少的功能参数可以通过同一个数据位的不同数值进行表示，比如若开关状态所在数据位的数值为0x5A则表示合闸，若数值为0xA5则表示分闸。

在本发明另一实施例中，所述告警状态包括：电流预警、漏电预警、欠压预警、过压预警、欠压报警、过压报警、打火报警、过流报警、漏电报警、温度报警、过载报警、浪涌报警、短路报警、输入缺相、漏电保护自检异常、漏电保护功能正常，其中，不同的告警状态采用不同的数值进行表示。

所述开关状态包括断路器合闸、断路器分闸；所述网络控制使能状态包括：禁止网络控制、允许网络控制；

所述三相电附加功能状态包括：相序ABC、相序ACB、三相负载平衡、三相负载不平衡报警、禁止相序保护、允许相序保护、禁止三相负载不平衡保护、允许三相负载不平衡、禁止缺相保护、允许缺项保护；

所述A/B/C相告警状态包括：电流预警、欠压预警、过压预警、欠压报警、过压报警、打火报警、过流报警、过载报警、短路报警、输入缺相，其中，不同的告警状态采用不同的数值进行表示。

本发明还提供一种计算机可读存储介质。

本发明计算机可读存储介质上存储有电路安全管理程序，所述电路安全管理程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中所述的电路安全管理方法的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，这些均属于本发明的保护之内。