CN108427059A - 室内配电线质量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种室内配电线质量检测装置,包括电源输入模块、开关电路、负载电路及检测模块。电源输入模块经由室内配电线接收交流电源。开关电路受控于开关信号以将交流电源传送至负载电路。检测模块产生开关信号以控制开关电路的启闭。检测模块于开关电路导通时检测负载电路的电压值及流经负载电路的电流值,以分别做为第一电压值及第一电流值。检测模块于开关电路关断时检测交流电源的电压值以做为第二电压值。检测模块根据第一电压值、第一电流值以及第二电压值取得室内配电线的测量电阻值,并根据测量电阻值来判断室内配电线的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置,尤其涉及一种室内配电线质量检测装置。
背景技术
一般来说,建筑物的使用寿命通常可长达数十年。由于室内配电线长期埋设在建筑物内部(例如墙壁内),室内配电线可能会因建筑物的因素(例如长期受潮)或是电力使用因素而有老化的情形发生,然而一般的使用者无法从建筑物的外观而清楚得知室内配电线是否已经老化。在室内配电线已老化的情况之下,一旦室内配电线的电力负荷过高,极容易产生电线走火而发生火灾。除此之外,当室内配电线铺设完成之后,使用者也无法得知室内配电线是否铺设妥当,例如是否有零线接地不良或是火线被接地等等的问题。上述种种情况都会让建筑物的使用者对室内配电线的质量及状态有所疑虑,因此,如何可检测出室内配电线的质量及状态乃是本领域的重要课题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种室内配电线质量检测装置,可用来检测建筑物的室内配电线的电线质量及目前状态。
本发明的室内配电线质量检测装置包括电源输入模块、开关电路、负载电路以及检测模块。电源输入模块用以经由室内配电线接收由市电系统所提供的交流电源。开关电路耦接在电源输入模块的第一端与负载电路的第一端之间,用以自电源输入模块接收交流电源,且受控于开关信号以传送交流电源至负载电路。检测模块耦接在电源输入模块与负载电路的第二端之间,且产生开关信号以控制开关电路的启闭。检测模块于开关电路导通时检测负载电路的电压值及流经负载电路的电流值,以分别做为第一电压值及第一电流值。检测模块于开关电路关断时检测交流电源的电压值以做为第二电压值。检测模块根据第一电压值、第一电流值以及第二电压值而取得室内配电线的测量电阻值,并根据测量电阻值来判断室内配电线的质量。
在本发明的一实施例中,上述的检测模块包括测量电路以及处理电路。测量电路用以测量并取得第一电压值、第一电流值以及第二电压值。处理电路耦接测量电路以接收第一电压值、第一电流值以及第二电压值,且产生开关信号以控制开关电路的启闭。处理电路根据第一电压值、第一电流值以及第二电压值计算室内配电线的测量电阻值,并根据测量电阻值来判断室内配电线的质量。
在本发明的一实施例中,上述的处理电路将测量电阻值与参考电阻值进行比较。当测量电阻值大于参考电阻值时,处理电路判断室内配电线的质量为不良。
在本发明的一实施例中,当测量电阻值小于参考电阻值时,处理电路判断室内配电线的质量为良好。
在本发明的一实施例中,上述的电源输入模块包括火线端、零线端以及地线端。测量电路还用以测量零线端的电压值以及地线端的电压值,以分别做为零线电压值以及地线电压值。处理电路对零线电压值与地线电压值进行比较。若零线电压值不等于地线电压值,则处理电路判断室内配电线的零线为接地不良。
在本发明的一实施例中,若零线电压值等于地线电压值,则处理电路判断室内配电线的零线为接地良好。
在本发明的一实施例中,上述的测量电路还用以测量火线端的电压值以及地线端的电压值,以分别做为火线电压值以及地线电压值。处理电路对火线电压值与地线电压值进行比较。若火线电压值等于地线电压值,则处理电路判断室内配电线的火线与零线为彼此错误配置。
在本发明的一实施例中,上述的室内配电线质量检测装置还包括电源转换电路。电源转换电路耦接电源输入模块以接收交流电源,且对交流电源进行转换以产生直流电源,以对检测模块供电。
在本发明的一实施例中,上述的室内配电线质量检测装置还包括显示器。显示器耦接所述检测模块。检测模块将第一电压值、第一电流值、第二电压值、测量电阻值与室内配电线的质量至少其中之一显示在显示器上。
在本发明的一实施例中,上述的室内配电线质量检测装置还包括通信模块。通信模块耦接检测模块。检测模块通过通信模块将第一电压值、第一电流值、第二电压值、测量电阻值与室内配电线的质量至少其中之一传送至外部电子装置。
基于上述,本发明实施例所提出的室内配电线质量检测装置可检测出室内配电线的电线质量及目前状态。如此一来,使用者不仅可清楚得知室内配电线是否已有老化的现象,以做为是否更换室内配电线的参考依据,还可清楚得知室内配电线是否铺设妥当。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分,显示了本发明的示例实施例,附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1是依照本发明一实施例所显示的室内配电线质量检测装置的应用示意图;
图2是依照本发明一实施例所显示的室内配电线质量检测装置的电路方块示意图;
图3是依照本发明一实施例所显示的检测模块的电路方块示意图;
图4是依照本发明另一实施例所显示的室内配电线质量检测装置的电路方块示意图。
附图标记说明:
100、400:室内配电线质量检测装置
110:电源输入模块
110E:地线端
110L:火线端
110N:零线端
120:开关电路
130:负载电路
140:检测模块
341:测量电路
342:处理电路
450:电源转换电路
460:显示器
470:通信模块
910:插座
930:断路器
950:室内配电线
950L:火线
950N:零线
CS:开关信号
I1:第一电流值
P_AC:交流电源
P_DC:直流电源
PG:市电系统
Rf:参考电阻
Rm:测量电阻值
V1:第一电压值
V2:第二电压值
VE:地线电压值
VL:火线电压值
VN:零线电压值
具体实施方式
为了使本发明之内容可以被更容易明了,以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件,系代表相同或类似部件。
以下请参照图1,图1是依照本发明一实施例所显示的室内配电线质量检测装置100的应用示意图。室内配电线质量检测装置100可插接至插座910,以接收来自市电系统PG的交流电源P_AC,并据以检测出配置在断路器(Circuit Breaker)930与插座910之间的室内配电线950的质量及目前状态,其中室内配电线950可包括火线(Live Wire)950L、零线(Neutral wire)950N及地线(Earth Wire,未显示)。另外,断路器930用以做为市电系统PG与室内配电线950之间的电源开关。断路器930可在室内配电线950发生短路或是电力超载时跳脱,以中断市电系统PG与室内配电线950间的电流路径,从而确保用电上的安全性。
以下请同时参照图1及图2,图2是依照本发明一实施例所显示的室内配电线质量检测装置100的电路方块示意图。室内配电线质量检测装置100可包括电源输入模块110、开关电路120、负载电路130以及检测模块140。电源输入模块110可插接至插座910,以接收由市电系统PG所提供的交流电源P_AC。电源输入模块110可将交流电源P_AC传送至开关电路120。在本发明的一实施例中,电源输入模块110可以是室内配电线质量检测装置100的插头,但本发明不限于此,其中上述的插头可为任何规格的插头,以便与相应规格的插座910插接。
开关电路120耦接在电源输入模块110的第一端(例如火线端或是零线端)与负载电路130的第一端之间。开关电路120可自电源输入模块110接收交流电源P_AC,且受控于开关信号CS以传送交流电源P_AC至负载电路130。在本发明的一实施例中,开关电路120可为各种类型的继电器,例如电磁式继电器(Electromagnetic Relay,EMR)或是固态继电器(Solid state Relay,SSR),但不限于此。另外,在本发明的一实施例中,负载电路130可为电阻器,但本发明不限于此。
检测模块140耦接在电源输入模块110与负载电路130的第二端之间。检测模块140可产生开关信号CS以控制开关电路120的启闭。
当开关电路120被导通时,市电系统PG、断路器930、室内配电线950、电源输入模块110、开关电路120、负载电路130与检测模块140将形成一封闭回路而有交流电流流通。一般来说,由于市电系统PG与断路器930之间的市电配电线的线径较大,阻抗极低,故上述的交流电流流经此市电配电线而产生的压降可忽略不计。而上述的交流电流在流经室内配电线950时将产生压降,且上述的交流电流在流经室内配电线质量检测装置100时,将在负载电路130产生压降。另一方面,当开关电路120被断开时,室内配电线950上将不会有交流电流流过。此时,电源输入模块110所接收到的交流电压即为交流电源P_AC的交流电压。
因此,检测模块140可于开关电路120导通时检测负载电路130的电压值及流经负载电路130的电流值,以分别做为第一电压值V1及第一电流值I1。除此之外,检测模块140可于开关电路120关断时检测出交流电源P_AC的电压值以做为第二电压值V2。检测模块140可根据第一电压值V1以及第二电压值V2而取得室内配电线950的电压值,并可根据室内配电线950的电压值以及第一电流值I1而得到室内配电线950的测量电阻值Rm,其中测量电阻值Rm即为火线950L的电阻值与零线950N的电阻值之和,如下列式(1)所示。接着,检测模块140便可根据测量电阻值Rm的大小来判断室内配电线950的质量,稍后会进行详细说明。
Rm=(V2-V1)÷I1 式(1)
附带一提的是,为了降低杂讯对测量电阻值Rm的影响,以便检测出较精确的测量电阻值Rm,第一电压值V1及第一电流值I1可分别为开关电路120导通的一段时间区间内,所检测到的负载电路130的平均电压值及平均电流值;而第二电压值V2可为开关电路120关断的一段时间区间内,所检测到的交流电源P_AC的平均电压值。其中上述的时间区间的长短,可依实际应用或设计需求而自行设定。
以下请同时参照图1至图3,图3是依照本发明一实施例所显示的检测模块140的电路方块示意图。检测模块140可包括测量电路341以及处理电路342。测量电路341耦接到电源输入模块110以及负载电路130。测量电路341用以测量并取得第一电压值V1、第一电流值I1以及第二电压值V2。处理电路342耦接测量电路341以接收第一电压值V1、第一电流值I1以及第二电压值V2,且产生开关信号CS以控制开关电路120的启闭。处理电路342可根据第一电压值V1、第一电流值I1以及第二电压值V2计算出室内配电线950的测量电阻值Rm,并根据测量电阻值Rm来判断室内配电线950的质量。
详言之,处理电路342可将测量电阻值Rm与参考电阻值Rf进行比较。当测量电阻值Rm大于参考电阻值Rf时,表示室内配电线950已老化或有受损,故处理电路342判断室内配电线950的质量为不良。相对地,当测量电阻值Rm小于参考电阻值Rf时,表示室内配电线950未老化或未受损,处理电路342可判断室内配电线950的质量为良好。在本发明的一实施例中,参考电阻值Rf可依实际应用或设计需求来决定,例如可依据室内配电线950的长度、线径或材质来决定。
在本发明的一实施例中,测量电路341可采用现有的电流感测器、电压感测器或是功率计量器(power meter)来实现,但本发明不限于此。
在本发明的一实施例中,处理电路342可以是硬件、韧体或是储存在存储器而由微处理器或是数码信号处理器所载入执行的软件或机器可执行程序码。若是采用硬件来实现,则处理电路342可以是由单一整合电路芯片所达成,也可以由多个电路芯片所完成,但本发明并不以此为限制。上述多个电路芯片或单一整合电路芯片可采用特殊功能积体电路(ASIC)或可程序化逻辑闸阵列(FPGA)来实现。而上述存储器可以是例如随机存取存储器、唯读存储器或是快闪存储器等等。
一般来说,室内配电线950的零线950N通常会耦接地线。因此,在本发明的一实施例中,测量电路341还可用以测量电源输入模块110的零线端110N的电压值以及电源输入模块110的地线端110E的电压值,以分别做为零线电压值VN以及地线电压值VE。处理电路342可对零线电压值VN与地线电压值VE进行比较。倘若零线电压值VN不等于地线电压值VE,则处理电路342可判断室内配电线950的零线950N为接地不良。相对地,倘若零线电压值VN等于地线电压值VE,则处理电路342可判断室内配电线950的零线950N为接地良好。因此,室内配电线质量检测装置100可用来检测零线950N是否接地不良。
另外,在铺设室内配电线950时,可能会不小心将火线950L误当零线950N,而将火线950L耦接地线,从而产生漏电。因此,在本发明的一实施例中,测量电路341还用以测量电源输入模块110的火线端110L的电压值以及地线端110E的电压值,以分别做为火线电压值VL以及地线电压值VE。处理电路342可对火线电压值VL与地线电压值VE进行比较。倘若火线电压值VL等于地线电压值VE,则处理电路342可判断室内配电线950的火线950L与零线950N为彼此错误配置。
有别于上一示范性实施例,图4是依照本发明另一实施例所显示的室内配电线质量检测装置400的电路方块示意图。以下请合并参照图2与图4,图4所示的室内配电线质量检测装置400同样可包括电源输入模块110、开关电路120、负载电路130以及检测模块140。其中图4的电源输入模块110、开关电路120、负载电路130以及检测模块140分别类似于图2的电源输入模块110、开关电路120、负载电路130以及检测模块140,故可参酌上述的相关说明,在此不再赘述。
相较于图2的室内配电线质量检测装置100,图4的室内配电线质量检测装置400还可包括电源转换电路450、显示器460及通信模块470至少其中之一。电源转换电路450耦接电源输入模块110以接收交流电源P_AC,且对交流电源P_AC进行转换以产生直流电源P_DC,以对检测模块140、显示器460及通信模块470供电。在本发明的一实施例中,电源转换电路450可采用现有的交流至直流转换电路来实现,故在此不再赘述。
显示器460耦接检测模块140。检测模块140可将第一电压值V1、第一电流值I1、第二电压值V2、测量电阻值Rm与室内配电线950的质量(例如是否老化)至少其中之一显示在显示器450上。除此之外,检测模块140还可将火线950L与零线950N是否彼此错误配置、零线950N是否接地良好等等的状态显示在显示器450上。如此一来,使用者只要通过显示器450所显示的资讯,即可对室内配电线950的质量及铺设状态一目了然。
另外,通信模块470耦接检测模块140。检测模块140可通过通信模块470将第一电压值V1、第一电流值I1、第二电压值V2、测量电阻值Rm与室内配电线950的质量至少其中之一传送至外部电子装置(未显示),以供使用者查看。除此之外,检测模块140还可将火线950L与零线950N是否彼此错误配置、零线950N是否接地良好等等的状态传送至上述的外部电子装置。
在本发明的一实施例中,通信模块470可例如是蓝牙(blue-tooth)模块、无线保真(Wi-Fi)模块、紫蜂(ZigBee)模块、全球移动系统(global system for mobilecommunication,GSM)模块、分码多工存取(code division multiple access,CDMA)模块、宽频分码多工存取(wideband CDMA,WCDMA)模块、CDMA-2000模块、分时多工存取(timedivision multiple access,TDMA)模块、全球微波互通(worldwide interoperabilityfor microwave access,WiMAX)模块、长期演进(long term evolution,LTE)模块、无线区域网络(wireless local area network,WLAN)模块或超宽频(ultra wideband,UWB)模块等等,但本发明并不限于此。
在本发明的一实施例中,上述的外部行动装置可例如是智能手机或是平板电脑等等,但本发明不限于此。上述的外部行动装置可安装室内配电线质量检测装置400专用的行动应用程序(APP)。使用者可通过点选此行动应用程序的图案(icon)以使外部行动装置执行此行动应用程序,从而使外部行动装置的萤幕显示此行动应用程序的使用者介面(userinterface,UI)。其中,此行动应用程序的使用者介面可包括室内配电线质量检测装置400的状态显示区域。室内配电线质量检测装置400可将第一电压值V1、第一电流值I1、第二电压值V2、测量电阻值Rm与室内配电线950的质量至少其中之一传送至外部行动装置。外部行动装置可将所接收到的室内配电线950的上述资讯显示在上述的状态显示区域。如此一来,使用者只要通过行动应用程序所显示的资讯,即可对室内配电线950的质量及铺设状态一目了然。
综上所述,本发明实施例所提出的室内配电线质量检测装置可插接至插座,并以市电系统所提供的交流电源做为检测用的电力来源,以检测出室内配电线的电线质量及目前状态。如此一来,使用者不仅可清楚得知室内配电线是否已有老化的现象,以做为是否更换室内配电线的参考依据,还可清楚得知室内配电线是否铺设妥当。
虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种室内配电线质量检测装置,其特征在于,包括:
负载电路;
电源输入模块,用以经由室内配电线接收由市电系统所提供的交流电源;
开关电路,耦接在所述电源输入模块的第一端与所述负载电路的第一端之间,用以自所述电源输入模块接收所述交流电源,且受控于开关信号以传送所述交流电源至所述负载电路;以及
检测模块,耦接在所述电源输入模块与所述负载电路的第二端之间,且产生所述开关信号以控制所述开关电路的启闭,
其中所述检测模块于所述开关电路导通时检测所述负载电路的电压值及流经所述负载电路的电流值,以分别做为第一电压值及第一电流值,且所述检测模块于所述开关电路关断时检测所述交流电源的电压值以做为第二电压值,
其中所述检测模块根据所述第一电压值、所述第一电流值以及所述第二电压值而取得所述室内配电线的测量电阻值,并根据所述测量电阻值来判断所述室内配电线的质量。
2.根据权利要求1所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,所述检测模块包括:
测量电路,用以测量并取得所述第一电压值、所述第一电流值以及所述第二电压值;以及
处理电路,耦接所述测量电路以接收所述第一电压值、所述第一电流值以及所述第二电压值,且产生所述开关信号以控制所述开关电路的启闭,
其中所述处理电路根据所述第一电压值、所述第一电流值以及所述第二电压值计算所述室内配电线的所述测量电阻值,并根据所述测量电阻值来判断所述室内配电线的质量。
3.根据权利要求2所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,所述处理电路将所述测量电阻值与参考电阻值进行比较,当所述测量电阻值大于所述参考电阻值时,所述处理电路判断所述室内配电线的质量为不良。
4.根据权利要求3所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,当所述测量电阻值小于所述参考电阻值时,所述处理电路判断所述室内配电线的质量为良好。
5.根据权利要求2所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,所述电源输入模块包括火线端、零线端以及地线端,其中:
所述测量电路还用以测量所述零线端的电压值以及所述地线端的电压值,以分别做为零线电压值以及地线电压值;以及
所述处理电路对所述零线电压值与所述地线电压值进行比较,若所述零线电压值不等于所述地线电压值,所述处理电路判断所述室内配电线的零线为接地不良。
6.根据权利要求5所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,若所述零线电压值等于所述地线电压值,所述处理电路判断所述室内配电线的所述零线为接地良好。
7.根据权利要求2所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,所述电源输入模块包括火线端、零线端以及地线端,其中:
所述测量电路还用以测量所述火线端的电压值以及所述地线端的电压值,以分别做为火线电压值以及地线电压值;以及
所述处理电路对所述火线电压值与所述地线电压值进行比较,若所述火线电压值等于所述地线电压值,所述处理电路判断所述室内配电线的火线与零线为彼此错误配置。
8.根据权利要求1所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,还包括:
电源转换电路,耦接所述电源输入模块以接收所述交流电源,且对所述交流电源进行转换以产生直流电源,以对所述检测模块供电。
9.根据权利要求1所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,还包括:
显示器,耦接所述检测模块,
其中所述检测模块将所述第一电压值、所述第一电流值、所述第二电压值、所述测量电阻值与所述室内配电线的质量至少其中之一显示在所述显示器上。
10.根据权利要求1所述的室内配电线质量检测装置,其特征在于,还包括:
通信模块,耦接所述检测模块,
其中所述检测模块通过所述通信模块将所述第一电压值、所述第一电流值、所述第二电压值、所述测量电阻值与所述室内配电线的质量至少其中之一传送至外部电子装置。
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