CN103063960A - 一种家用电能质量监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家用电能质量监控装置，通过为监控单元设置一壳体，并且在壳体基底上设置于PZ30配电箱内部的导轨相配合的固定件来实现将其方便的安装在PZ30配电箱内部，适于现有家庭用户所用的配电箱标准，使得PZ30配电箱用户仅用较低的成本即可实现配电箱与用电监控设备的结合。并且，由于监控单元整体设置于壳体内，壳体对其起到保护作用，可以有效防止用于对其误操作或者损坏显示屏。

Description

一种家用电能质量监控装置

技术领域

本发明涉及家庭用电的监控设备，具体地说是一种适于安装在家用PZ30配电箱中的家用电能质量监控装置。

背景技术

随着经济的迅速发展与居民生活水平的不断提高，各种家用电器设备和数码电子产品进入家庭。由于供电质量和供电可靠性直接作用于用电设备上，如电压波动幅度，频率、电流异常等原因会直接影响到用电设备的安全性，因此对供电质量和供电可靠性的要求也愈来愈高。一旦用电设备发生故障，若不能及时发现并进行处理，有可能造成极大的经济损失，甚至会危害人身安全。为了保证家庭供电的质量与可靠性，避免事故的发生，需要对处于电力系统终端的家庭用电质量进行监控，以便及时发现问题，杜绝事故的发生。

现有专利文献CN201289989Y公开了一种智能家庭用电监控管理装置，包括配电箱体及安装在箱体内部的漏电开关，低压断路器，智能监控设备和继电器电路。其中公开的智能监控设备包括单片机及与单片机连接的存储器、时钟电路、计量电路、显示电路、触摸屏电路、指示灯电路，为各电路提供工作电源的电源转换电路，时钟电路用于为单片机提供工作频率及时间参数；存储器用于存储电量数据；计量电路可实时计量配电线路的电压、电流、功率及所消耗的电能等数据提供给单片机；显示、触摸屏电路作为人机交互界面，用户可使用触摸屏对该装置进行参数设定和数据查询，看各配电线路的工作参数和用电方案等。

上述的智能家庭用电监控管理装置，可设计成配电箱的形式，集成了家庭配电箱的配电、漏电保护和电能计量的功能。但是上述方案还存在如下问题：

上述方案中给出的是一种具有电能计量功能的配电箱，而配电箱及其内部低压电器的设计、制造与安装分别必须遵循GB7251.1-2005《低压成套开关设备和控制设备》、GB1497《低压电器基本标准》等相关的技术标准。按照国家标准的规定，当前家庭用户所用配电箱是PZ30配电箱，在PZ30配电箱内部的漏电开关、低压断路器、继电器等的安装方式也已经固化下来，即在配电箱内设置统一规格的导轨，将断漏电开关、低压断路器和继电器等固定于导轨上。而上述的智能用电监控装置只适用于上述方案中所提出的智能家庭用电监控管理装置，如果要在PZ30配电箱内部附加上述的智能用电监控装置并不方便，且上述方案中并没有给出如何将智能用电监控装置安装于PZ30配电箱中；而如果要用户全部更换配电箱的成本又非常高。

另外，上述技术方案中采用的智能用电监控装置，直接安装于箱体内，没有对其进行保护的部件，触摸液晶屏直接暴露在外部，当用户打开箱体对漏电开关、低压断路器等部件进行操作时，容易碰到触摸液晶屏引起误操作，严重时有可能给触摸液晶屏带来损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中家庭用电监控装置，不能与现有用户使用的PZ30配电箱相匹配，给安装和使用带来不便，从而提供一种能够方便的安装在PZ30配电箱内部的家庭用电监控装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种家用电能质量监控装置，

 复现权利要求内容

本发明的上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本发明所述的家用电能质量监控装置，通过为监控单元设置一壳体，并且在壳体基底上设置于PZ30配电箱内部的导轨相配合的固定件来实现将其方便的安装在PZ30配电箱内部，适于现有家庭用户所用的配电箱标准，使得PZ30配电箱用户仅用较低的成本即可实现配电箱与用电监控设备的结合。并且，由于监控单元整体设置于壳体内，壳体对其起到保护作用，可以有效防止用于对其误操作或者损坏显示屏。

（2）本发明所述的家用电能质量监控装置，其设置有切换开关，当切换开关被触发时，可以对输入的信号进行电压采样或者电流采样，因为检测电压时需要检测电路与被检测电路之间为并联关系，而检测电流时，需要检测电路与被检测电路之间为串联关系，所以可以通过切换开关对采样电路进行切换。

（3）本发明所述的家用电能质量监控装置，在处理器内部设置电压上限阈值和电压下限阈值，因此能够对电压值的过电压和欠电压进行监控并报警；通过在处理器内设置频率上限阈值和频率下限阈值，可以对电压信号频率和电流信号频率进行监控，对频率异常情况进行监控并报警。

（4）本发明所述的家用电能质量监控装置，设置通信接口，可以实现远程控制监控装置或者远程读取家用电能的情况。

（5）本发明所述的家用电能质量监控装置，其包括电源指示灯可以实现对电源工作状态进行指示；还包括蜂鸣器报警电路，能够对异常情况进行报警。

（6）本发明所述的家用电能质量监控装置，壳体的长度为85mm，宽度为36mm；高度为65mm。这一结构与安装在PZ30配电箱中的漏电开关、断路器等的长度和高度相同，安装在PZ30配电箱中，很好的利用了其中的安装空间，使PZ30配电箱内具有最为合理的空间布局。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1  是本发明所述监控单元的结构框图；

图2  是本发明所述家用电能质量监控装置壳体的结果示意图；

图3  是本发明所述家用电能质量监控装置与导轨配合的结构示意图；

图4  是PZ30配电箱内安装了本发明所述家用电能质量监控装置后的结构示意图；

图5  是PZ30配电箱内安装了本发明所述家用电能质量监控装置后的爆炸图；

图中附图标记表示为：1-进线端，2-接线观察孔，3-基底，4-壳盖，5-滑槽，6-观察窗，7-触发部，8-指示灯观察孔，9-按键触发部，10-导轨，11-报警指示灯观察孔，201-PZ30配电箱箱体，202-透明盖，203-漏电开关，204-家用电能质量监控装置，205-继电器。

具体实施方式

本实施例提供一种家用电能质量监控装置，安装于PZ30配电箱内，其包括壳体与设置于所述壳体内的监控单元，所述壳体上设置有进线端1和出线端，如图2所示，所述壳体包括相互扣合的基底3和壳盖4；所述基底3内壁固定所述监控单元，所述基底3外壁固定设置有与所述PZ30配电箱内的导轨10适配的固定件。其中的固定件可以选择能够将所述家用电能质量监控装置固定于所述导轨10上的任何部件即可，作为优选的实施方式，如图3所示，所述固定件为与所述导轨配合的滑槽5。

图1给出了本发明所述监控单元的原理框图，其包括：切换开关，所述切换开关可选择单刀双掷开关，其一端与所述进线端1接入的导线连接，另一端可分别与电压采样电路连接或电流采样电路连接，触发所述切换开关进行电流采样电路与电压采样电路的切换；电压信号处理电路，与所述电压采样电路连接，提取电压值及电压信号频率并将其转换为数字信号后输入至处理器；电流信号处理电路，与所述电流采样电路连接，提取电流值及电流信号频率并将其转换为数字信号后输入至处理器；显示屏，与所述处理器连接，显示所述处理器检测到的电压值和电压信号频率或电流值和电流信号频率；结合图2可知，所述壳盖4上与所述显示屏相对的位置设置有观察窗6；所述壳盖4上与所述切换开关相对的位置设置有触发部7，对所述触发部7施加压力可触发所述切换开关。并且，为了能够确定所述进线端1进入的导线是否与所述切换开关有效连接，在所述壳盖4上开设接线观察孔2，可以观察到导线与所述切换开关是否连接成功。

由于在实际检测过程中，如果要检测电压需要将检测电路与被检测电路并联连接，如果要检测电流需要将检测电路与被检测电路串联连接，因此本实施例中设置所述切换开关，用于切换电流采样电路与电压采样电路。

本实施例中所述家用电能质量监控装置，所述处理器内预存有电压上限阈值和电压下限阈值；所述处理器比较检测到的电压值，若所述电压值超过所述电压上限阈值，则所述显示屏显示过电压报警信息；若所述电压值低于所述电压下限阈值，则所述显示屏显示欠电压报警信息。同理，所述处理器内预存有频率上限阈值和频率下限阈值；所述处理器比较检测到的电压信号频率和电流信号频率，若有一个大于所述频率上限阈值或小于所述频率下限阈值，则所述显示屏显示工作频率异常信息。为了确保家用电器设备的正常工作及安全性能，所述频率上限阈值为68Hz；所述频率下限阈值为42Hz。

作为优选的方案，所述监控单元还包括：通信接口，与所述处理器的一个信号输出端相连，实现所述处理器与上位机之间的数据通信；所述壳盖4上与所述通信接口相对的位置设置有通信端口。可以选择所述通讯接口为RS485通讯接口，采用通用Modbus协议，可以将所述家用电能质量监控装置做为智能电网的终端模块。上位机可以通过所述通讯接口读取相关电能信息或由远程控制执行控制所述家用电能质量监控装置。

所述监控单元还包括供电电源，用于提供电能；电源指示灯，与所述处理器连接，提示所述供电电源的工作状态；所述壳盖4与所述电源指示灯相对的位置设置有指示灯观察孔8。为了丰富所述监控单元的功能，所述监控单元还包括：键盘输入电路，与所述处理器的一个信号输入端相连；所述壳盖4上与所述键盘输入电路上的按键相对的位置设置有按键触发部9，对所述按键触发部9施加压力可触发所述按键。并且，所述监控单元还包括与所述处理器连接的报警指示灯电路及蜂鸣器报警电路；所述壳盖4上与所述报警指示灯电路相对应的位置设置有报警指示灯观察孔11。

如图4和图5所述，在PZ30配电箱箱体201内设置有导轨10，所述导轨10选择TH35型的导轨，在所述导轨10上依次安装有漏电开关203、家用电能质量监控装置204和一组继电器205，在PZ30配电箱盖上设置有透明盖202。优选地，所述壳体的长度为：85mm，宽度为：36mm；高度为：65mm。这一结构与安装在PZ30配电箱中的漏电开关、断路器等的长度和高度相同，安装在PZ30配电箱中，很好的利用了其中的安装空间，使PZ30配电箱内具有最为合理的空间布局。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种家用电能质量监控装置，安装于PZ30配电箱内，其包括壳体与设置于所述壳体内的监控单元，所述壳体上设置有进线端（1）和出线端，其特征在于：

所述壳体包括相互扣合的基底（3）和壳盖（4）；

所述基底（3）内壁固定所述监控单元，所述基底（3）外壁固定设置有与所述PZ30配电箱内的导轨（10）适配的固定件。

2.根据权利要求1所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述固定件为与所述导轨（10）配合的滑槽（5）。

3.根据权利要求1或2所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述监控单元包括：

切换开关，一端与所述进线端（1）接入的导线连接，另一端可分别与电压采样电路连接或电流采样电路连接，触发所述切换开关进行电流采样电路与电压采样电路的切换；

电压信号处理电路，与所述电压采样电路连接，提取电压值及电压信号频率并将其转换为数字信号后输入至处理器；

电流信号处理电路，与所述电流采样电路连接，提取电流值及电流信号频率并将其转换为数字信号后输入至处理器；

显示屏，与所述处理器连接，显示所述处理器检测到的电压值和电压信号频率或电流值和电流信号频率；

所述壳盖（4）上与所述显示屏相对的位置设置有观察窗（6）；

所述壳盖（4）上与所述切换开关相对的位置设置有触发部（7），对所述触发部（7）施加压力可触发所述切换开关。

4.根据权利要求3所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述处理器内预存有电压上限阈值和电压下限阈值；

所述处理器比较检测到的电压值，若所述电压值超过所述电压上限阈值，则所述显示屏显示过电压报警信息；若所述电压值低于所述电压下限阈值，则所述显示屏显示欠电压报警信息。

5.根据权利要求3或4所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述处理器内预存有频率上限阈值和频率下限阈值；

所述处理器比较检测到的电压信号频率和电流信号频率，若有一个大于所述频率上限阈值或小于所述频率下限阈值，则所述显示屏显示工作频率异常信息。

6.根据权利要求5所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述频率上限阈值为68Hz；

所述频率下限阈值为42Hz。

7.根据权利要求3-6任一所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述监控单元还包括：

通信接口，与所述处理器的一个信号输出端相连，实现所述处理器与上位机之间的数据通信；

所述壳盖（4）上与所述通信接口相对的位置设置有通信端口。

8.根据权利要求7所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述通讯接口为RS485通讯接口。

9.根据权利要求3-8任一所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述监控单元还包括：

供电电源，用于提供电能；

电源指示灯，与所述处理器连接，提示所述供电电源的工作状态；

所述壳盖（4）与所述电源指示灯相对的位置设置有指示灯观察孔（8）。

10.根据权利要求3-9任一所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述监控单元还包括：

键盘输入电路，与所述处理器的一个信号输入端相连；

所述壳盖（4）上与所述键盘输入电路上的按键相对的位置设置有按键触发部（9），对所述按键触发部（9）施加压力可触发所述按键。

11.根据权利要求3-10任一所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述监控单元还包括与所述处理器连接的报警指示灯电路及蜂鸣器报警电路；

所述壳盖（4）上与所述报警指示灯电路相对应的位置设置有报警指示灯观察孔（11）。

12.根据权利要求1-11任一所述的家用电能质量监控装置，其特征在于：

所述壳体的长度为：85mm，宽度为：36mm；高度为：65mm。

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