CN103969618A - 一种智能插座的检定装置及其检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能插座的检定装置及其检定方法，该检定装置具有多个检测表位，每个检测表位对应检定一个智能插座，针对每个检测表位配设一个智能插座专用接口，各个检测表位的智能插座专用接口共用一电压源、一多路隔离互感器和一电流源，该电压源和电流源模拟出智能插座的虚拟负载；藉由采通过独立电压源和电流源来模拟智能插座的整个用电过程，检测时，将智能插座插入对应的智能插座专用接口，便可以仿真出智能插座的用电情况，能够简单的检测通过智能插座的电流和电压，以检定智能插座的电能计量功能，为智能插座出厂前或安装前提供检定证书或使用许可测试报告。

Description

一种智能插座的检定装置及其检定方法

技术领域

本发明涉及智能插座领域技术，尤其是指一种智能插座的检定装置及其检定方法。

背景技术

随着智能家居越来越普及，跟智能家居配合使用的智能插座市场容量巨大，智能插座具备一定的电能计量功能，方便使用者实时掌握用电设备的实际用电情况；另外一个方面就是避免由于由智能插座的计量功能引起的用户与供电部门之间产生纠纷，为双方提供第三方检定方法。由于智能插座为最新开发产品，目前暂无关于智能插座的相关检定方法；该发明意在检定智能插座的电能计量功能，为智能插座出厂前或安装前提供检定证书或使用许可测试报告。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在的缺失，其主要目的是提供一种智能插座的检定装置及其检定方法，其能够检定智能插座的电能计量功能，采用虚拟负载模式来检定智能插座，虚拟负载能够进行任意调整，不受其他外部环境干扰，能够模拟智能插座在实际使用所有现象，同时采用串联方式同时为多个检测表位供应电流，能够实现所有检测表位同时进行检定，提高检定效率。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种智能插座的检定装置，具有多个检测表位，每个检测表位对应检定一个智能插座，针对每个检测表位配设一个智能插座专用接口，该智能插座专用接口具有火线接口L、零线接口N、地线接口G；

各个检测表位的智能插座专用接口共用一电压源、一多路隔离互感器和一电流源，该电压源和电流源模拟出智能插座的虚拟负载；

当接入电压时，该电压源电连接于多路隔离互感器的电压输入端，多路隔离互感器每一路电压输出端分别连接各个检测表位的智能插座专用接口的火线接口L、零线接口N，由该电压源输出可调节电压，经过多路隔离互感器来给各表位的智能插座专用接口进行电压供电；

当接入电流时，将电流源的正极端用导线接入首个检测表位的智能插座专用接口的火线接口L作为电流接入点，再用连接线路将首个检测表位的电流接到下一个检测表位中智能插座专用接口的火线接口L，以串联的方式为下一个检测表位的智能插座专用接口接入电流，直至串联最后一个智能插座专用接口，最后通过导线返回至电流源的负极端，形成电流回路。

优选的，针对每个检测表位进一步配设一电流转接头，该电流转接头至少具有一个电流转接点L；当接入电流时，对应检测表位上的智能插座专用接口的火线接口L通过电流转接线转接到电流转接头的电流转接点L，输出电流。

优选的，针对每个检测表位进一步配设一个智能电表挂表座，该智能电表挂表座上至少具有3个接点，第1接点是系统电流电压接入点，第2接点是电流检定接入点，第3接点是电压检定接入点；

接入电压时，多路隔离互感器每一路电压输出端先接入智能电表挂表座的第1接点和第3接点，再使智能插座专用接口的火线接口L接于第1接点、零线接口N接于第3接点；

接入电流时，电流源先接入首个检测表位的智能电表挂表座的第1接点，第1接点与智能插座专用接口的火线接口L接触供电流，采用电流转接线实现电流转接后，首个检测表位的电流转接头的接点L相接于首个检测表位的智能电表挂表座的第2接点，并且该首个检测表位的智能电表挂表座的第2接点与下一个检测表位智能电表挂表座的第1接点建立线路连接，直至串联最后一个智能插座。

优选的，所述多路隔离互感器为60表位仪用电压隔离互感器，具有60路独立电压输出端，每路电压输出端连接一个智能电表挂表座，以同时检定1至60个智能插座。

一种智能插座的检定方法，采用所述智能插座的检定装置一次检测多个智能插座，检测时，将多个智能插座对应插接在各检测表位的智能插座专用接口上，并分成电压检测和电流检测两步对智能插座的电能计量性能进行检定，

(a)电压检测：用标准电压表或万用表的红表笔和黑表笔以并联的方式依次分别检测各个智能插座所对应的智能插座专用接口的火线接口L、零线接口N的间电压值；

(b)电流检测：用标准电流表或万用表串联的方式接在电流回路中，检测电流回路中的电流值；

当标准电压表或万用表检测出电压，以及标准电流表或万用表检测出电流，则检定各智能插座能实现计量功能，否则检定同时进行检测的多个智能插座中至少有一个智能插座不能实现计量功能。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是设计出一种智能插座的检定装置，该检定装置采用虚负载仿真来模拟智能插座的实际工作情况，通过独立电压源和电流源来模拟智能插座的整个用电过程，采用虚拟负载模式来检定智能插座，能够对电压和电流进行任意调整，不受其他外部环境干扰，以模拟出智能插座在实际使用所有现象。检测时，将智能插座插入对应的智能插座专用接口，便可以仿真出智能插座的用电情况，能够简单的用标准电流表检测电流、用标准电压表检测电压，通过检测的电流电、压值确定电流和电压的存在，再依据检测的电流、电压值判断智能插座的电能计量功能。此外，为了提高检定效率，实现多个智能插座的并行同步检定，本发明选用多路隔离互感器，可以同时为几十个智能插座供电压。

以及，本发明为电流转接线设计了电流转接头，采用电流转接线作为电流连接装置，能够实现所有检测表位的智能插座一起供应电流，实现多个智能插座同时进行检定，有效提高检定效率。以电流转接头和电流转接线来衔接相邻检测表位的间的电流，使上一个检测表位的智能插座方便地与下一个检测表位串联供电流，这样将各个智能插座的电流进行串联形成回路，充分考虑了智能插座的电流特性，能有效避免检定过程中电流出现开路现象，保证检定效果。

再者，本发明的多路隔离互感器选用60表位仪用隔离电压互感器，能够输出60路独立电压，最大能够达到同时检定60个智能插座的要求，检定效率非常高。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的智能插座的正面示意图；

图2是本发明的智能插座的反面示意图；

图3是智能插座用电环境模拟示意图；

图4是智能插座检定所需搭建的检定模拟仿真系统在电压环境示意图；

图5是智能插座检定所需搭建的检定模拟仿真系统在电流环境示意图。

附图标识说明。

10、智能插座 11、壳体

12、供电侧接口 13、用电侧接口

14、电流监测模块 15、CPU模块

16、显示屏 171、菜单按钮

172、上翻按钮 173、下翻按钮

18、总开关

20、智能插座检定装 21、电压源

22、多路隔离互感器 221、电压输入端

222、电压输出端 23、电流源

24、智能电表挂表座 25、智能插座专用接口

26、电流转接头 27、电流转接线

28、标准电压表或万用表 29、标准电流表或万用表

具体实施方式

本发明公开一种智能插座的检定装置及方法，该检定方法是以该智能插座检定装置为基础，通过测量智能插座的电压和电流，进而判定智能插座是否能够实现电能计量功能。在此之前先公开这种待检测的智能插座10的结构特征如下。

请参照图1、图2所示，图1是本发明的智能插座的正面示意图，图2是本发明的智能插座的反面示意图。图1和图2显示出了本发明的智能插座10的具体结构。该智能插座10包括有一个壳体11、一个实现电压输入的供电侧接口12、一个实现电压输出的用电侧接口13、一个电流监测模块14(用虚线表示设于壳体内部的结构)和一个CPU模块15(用虚线表示)。该供电侧接口12是三脚插头，设置于壳体11的反面，用于插接在供电插座上，电接通市电供电电源。该用电侧接口13是三孔插座，设置于壳体11的正面，用于电连接用电负荷。该电流监测模块14安装于壳体11内，且电连接于供电侧接口12和用电侧接口13之间，用于实时监控电流。该CPU模块15安装于壳体11内且连接电流监测模块14，通过接收电流监测模块14所检测的电流数值计算出用电负荷实时使用的电能。此外，所述壳体11的正面设有显示屏16和数个功能按钮，功能按钮至少有菜单按钮171、上翻按钮172和下翻按钮173，该显示屏16和各功能按钮均电连接于CPU模块15，通过功能按钮选择显示屏16的显示内容；在壳体11的正面还设有一个总开关18，该总开关18用于切断和接通供电侧接口12、用电侧接口13之间的电路。

使用时，把智能插座10的一头(供电侧接口12)接入连接于电网的供电插座中，另外一头(用电侧接口13)接入用电设备。由于在输入电压和输出电压之间存在一个电流监测模块14，当用电设备接入用电侧接口13工作时，该电流监测模块14就开始工作，实时监视电流情况，通过内部CPU模块15计算出当前实时电能，计算公式为W＝UIt，从而实现电能计量的功能。此外，该电流检测模块14还能够被单独供电，不受负载影响。

如图3-5所示，图3是智能插座用电环境模拟示意图，图4是智能插座检定所需搭建的检定模拟仿真系统在电压环境示意图，图5是智能插座检定所需搭建的检定模拟仿真系统在电流环境示意图。通过对智能插座10的上述分析，该智能插座10要能够实现计量功能，需要电压、电流两个物理量，实际使用中采用实际负荷在电压上产生电流。本发明设计一种智能插座检定装置20，可以检定这种智能插座10是否能实现电能计量功能，鉴于在检定中采用实际负荷实现起来相当复杂，因此本发明采用虚负荷方式来满足智能插座10正常工作，并且能满足一次检测多个智能插座10的要求。

如图3-5所示，本发明从选材、接线两个步骤建立这种智能插座检定装置20，具体搭建过程如下：

首先，在选材方面，该智能插座检定装置20所需材料包括：配设一个电压源21、一个多路隔离互感器22、一个电流源23、以及为每个智能插座10配设一个智能电表挂表座24、一个智能插座专用接口25和一个电流转接头26。该多路隔离互感器22为60表位仪用电压隔离互感器，具有正负两极形成的电压输入端221和60路独立电压输出端222，实现同时60路独立输出电压，可一次性检定1至60个智能插座10。该智能电表挂表座24上至少具有3个接点，第1接点是系统电流电压接入点，第2接点是电流检定接入点，第3接点是电压检定接入点，当然该智能电表挂表座24可以增加第4接点作为预留接点，做其它连接使用。该智能插座专用接口25具有火线接口L、零线接口N、地线接口G共三个接口端子；电流转接头26至少具有一个电流转接点L。

搭建智能插座检定装置20时，分成接入电压和接入电流两部分进行：

(a)接入电压：如图4所示，将多路隔离互感器22的电压输入端221通过导线电连接电压源21，多路隔离互感器22每一路电压输出端222先接入智能电表挂表座24的第1接点和第3接点。如图5所示，再使智能插座专用接口25的火线接口L接于第1接点、零线接口N接于第3接点；在每个智能插座专用接口25的火线接口L、零线接口N和多路隔离互感器22所对应的两路电压输出端222之间。由该电压源21输出可调节电压，经过多路隔离互感器22来给每个智能插座专用接口25进行电压供电。

(b)接入电流：如图5所示，将电流源23的正极输出端用导线接入首个检测表位的智能电表挂表座24的第1接点，第1接点与智能插座专用接口25的火线接口L接触作为电流接入点，再通过电流转接线27将该智能插座专用接口25的火线接口L转接到电流转接头26的接点L，首个检测表位的电流转接头26的接点L相接于首个检测表位的智能电表挂表座24的第2接点，并且该首个检测表位的智能电表挂表座24的第2接点与下一个检测表位智能电表挂表座24的第1接点建立线路连接，使首个检测表位的智能插座专用接口25和下一个检测表位的智能插座专用接口25之间建立连接线路，该连接线路导通首个检测表位的电流转接头26的接点L与下一个检测表位智能插座专用接口25的火线接口L，以串联的方式为下一个检测表位智能插座专用接口25接入电流，直至串联最后一个待检测的智能插座专用接口25，最后通过导线返回至电流源23的负极输出端，形成电流回路。这样，电流在智能插座10之间通过电流转接线27建立电流串行回路，从而实现同时完成多个智能插座10的并行测试的目的，藉此，完成智能插座检定装置20的搭建过程。

承上，根据智能插座10的电路特性，在智能插座检定装置20所形成的模拟仿真系统中，通过独立电压源21输出可调节电压，电压源21输出后经过多路隔离互感器22来给被测试智能插座10进行电压供电，实现多智能插座同时检定的目的。电流进入被检智能插座10的电流回路，采用电流转接线27为电流串接连接线，在智能插座10输出端与下一个检测表位智能插座专用接口25的输入端建立线路连接，实现电流能够正常传递到下一个检测表位智能插座10，依次类推，进而实现多个智能插座10电流串接的目的。这样，将电压、电流有效分离，从而实现对进入智能插座10电流大小的精确控制，实现智能插座10电流全量程模拟，并且采用多路隔离互感器22实现一次为1至60个智能插座10供电压，能够达到同时检定60个智能插座10，有效提高检定效率。

本实施例中，电流和电压接线时，所述多路隔离互感器22与各智能电表挂表座24之间最好用2.5mm₂的红黑两色导线并联相接；所述电流回路最好用4mm₂的红色导线串联相接，可以通过导线的粗细不同及颜色不同方便人们对不同线路进行分辨，能够降抵误接线的概率。

采用上述智能插座检定装置20所形成的检定模拟仿真系统检测智能插座10时，首先需要将智能插座10对应插接在智能插座专用接口25上，该智能插座专用接口25既能够提供智能插座10工作电压，同时还能够为智能插座10提供独立电流，该电流不同于智能插座10实际使用时由实际负载产生的电流，而是通过独立的电流源23来提供，如此可以实现对智能插座10所需的电流大小进行控制，实现智能插座10在全量程的工作环境仿真。另外一点通过仿真环境内部以及外部线路设计，实现多个智能插座10的并行检定，即一次性完成多个智能插座10的同时检定，提高检定工作效率。

将测智能插座10插入智能插座专用接口25后，再分成电压检测和电流检测两步进行检定：

(a)电压检测：用标准电压表或万用表28的红表笔和黑表笔进行检定上，依次分别检测各个智能插座10所对应的智能插座专用接口25的火线接口L、零线接口N之间电压值。

(b)电流检测：用标准电流表或万用表29串接在电流回路中，红表笔和黑表笔感应电流回路的电路，检测出电流回路中的电流值。

当标准电压表或万用表28检测出电压，以及标准电流表或万用表29检测出电流，则检定各智能插座10能实现计量功能，否则可以判断出同时进行检测的多个智能插座10中至少有一个智能插座不能实现计量功能。

藉此，由上述检定方法可知，搭建智能插座检定装置20的检定模拟仿真系统是采用虚负荷提供一组相互独立的电压、电流信号，通过多路隔离互感器22使改组信号能够任意调整，满足智能插座10满量程、全范围测量检定。用虚负荷进行供电时，采用多路隔离互感器22实现一次为1至60个智能插座10供电压，且每个智能插座10的电压是独立供给的，智能插座10中电流采样在智能插座专用接口25的火线接口L和电流转接头26的电流转接点L之间进行，所以模拟供电时考虑到智能插座10的电流特性，本发明制作了一个电流转接头26，来衔接相邻表位之间的电流，如图3、5所示，电流转接线27用于给下一个检测表位检测表位提供输入电流，以此将各个智能插座10电流回路进行串联，可以避免检定过程中电流出现开路现象。

综上所述，本发明的设计重点在于，通过对智能插座10的分析发现，智能插座10实际工作环境是将智能插座的供电侧接口13插装于实际电网线路中，通过插接于智能插座正面用电侧接口12的实际负载产生电流，进而用电流监测模块14实时监控电流，由内部的CPU模块15接收所检测的电流数值计算出实时使用电能，达到电能计量的功能；有鉴于此，智能插座的检定方法采用虚负载仿真来模拟智能插座10的实际工作情况，为此，本发明建立智能插座检定装置20，并通过独立电压源21和电流源23来模拟整个用电过程，采用虚拟负载模式来检定智能插座，虚拟负载能够进行任意调整，不受其他外部环境干扰，能够模拟智能插座在实际使用所有现象；同时为了提高检定效率，实现多个智能插座10的并行同步检定，选用多路隔离互感器22可以同时为几十个智能插座10供电压，此外采用电流转接线27作为电流连接装置，能够实现所有检定位置的智能插座一起供应电流，实现多个智能插座同时进行检定，有效提高检定效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种智能插座的检定装置，其特征在于：具有多个检测表位，每个检测表位对应检定一个智能插座，针对每个检测表位配设一个智能插座专用接口，该智能插座专用接口具有火线接口L、零线接口N、地线接口G；

各个检测表位的智能插座专用接口共用一电压源、一多路隔离互感器和一电流源，该电压源和电流源模拟出智能插座的虚拟负载；

当接入电压时，该电压源电连接于多路隔离互感器的电压输入端，多路隔离互感器每一路电压输出端分别连接各个检测表位的智能插座专用接口的火线接口L、零线接口N，由该电压源输出可调节电压，经过多路隔离互感器来给各表位的智能插座专用接口进行电压供电；

当接入电流时，将电流源的正极端用导线接入首个检测表位的智能插座专用接口的火线接口L作为电流接入点，再用连接线路将首个检测表位的电流接到下一个检测表位中智能插座专用接口的火线接口L，以串联的方式为下一个检测表位的智能插座专用接口接入电流，直至串联最后一个智能插座专用接口，最后通过导线返回至电流源的负极端，形成电流回路。

2.根据权利要求1所述的智能插座的检定装置，其特征在于：针对每个检测表位进一步配设一电流转接头，该电流转接头至少具有一个电流转接点L；当接入电流时，对应检测表位上的智能插座专用接口的火线接口L通过电流转接线转接到电流转接头的电流转接点L，输出电流。

3.根据权利要求2所述的智能插座的检定装置，其特征在于：针对每个检测表位进一步配设一个智能电表挂表座，该智能电表挂表座上至少具有3个接点，第1接点是系统电流电压接入点，第2接点是电流检定接入点，第3接点是电压检定接入点；

接入电压时，多路隔离互感器每一路电压输出端先接入智能电表挂表座的第1接点和第3接点，再使智能插座专用接口的火线接口L接于第1接点、零线接口N接于第3接点；

接入电流时，电流源先接入首个检测表位的智能电表挂表座的第1接点，第1接点与智能插座专用接口的火线接口L接触供电流，采用电流转接线实现电流转接后，首个检测表位的电流转接头的接点L相接于首个检测表位的智能电表挂表座的第2接点，并且该首个检测表位的智能电表挂表座的第2接点与下一个检测表位智能电表挂表座的第1接点建立线路连接，直至串联最后一个智能插座。

4.根据权利要求1所述的智能插座的检定装置，其特征在于：所述多路隔离互感器为60表位仪用电压隔离互感器，具有60路独立电压输出端，每路电压输出端连接一个智能电表挂表座，以同时检定1至60个智能插座。

5.一种智能插座的检定方法，其特征在于：采用如权利要求1至4任一项所述的智能插座的检定装置一次检测多个智能插座，检测时，将多个智能插座对应插接在各检测表位的智能插座专用接口上，并分成电压检测和电流检测两步对智能插座的电能计量性能进行检定，

(a)电压检测：用标准电压表或万用表的红表笔和黑表笔以并联的方式依次分别检测各个智能插座所对应的智能插座专用接口的火线接口L、零线接口N的间电压值；

(b)电流检测：用标准电流表或万用表串联的方式接在电流回路中，检测电流回路中的电流值；

当标准电压表或万用表检测出电压，以及标准电流表或万用表检测出电流，则检定各智能插座能实现计量功能，否则检定同时进行检测的多个智能插座中至少有一个智能插座不能实现计量功能。