CN112946535A - 供电插座异常检测装置、用电保护装置、充电保护装置 - Google Patents

供电插座异常检测装置、用电保护装置、充电保护装置 Download PDF

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Abstract

供电插座异常检测装置、用电保护装置、充电保护装置，涉及电动汽车充电技术领域，供电插座异常检测装置，包括第一电容、第二电容、第一电压检测单元、第二电压检测单元、可与供电插座配合的插头，所述插头包括火线插脚、零线插脚和地线插脚，第一电容两端分别与火线插脚、地线插脚连接，第二电容两端分别与零线插脚、地线插脚连接，第一电压检测单元测量零线插脚与地线插脚之间的电压，若U1=U2/2，则判定所述供电插座未接地；若U1＞U2/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接。第一电压检测单元与第二电压检测单元通过检测U1、U2。可以对插座的异常状态进行检测，以做出不同的应对措施。更安全地对电动汽车进行充电。

Description

供电插座异常检测装置、用电保护装置、充电保护装置
技术领域
本发明创造涉及到电动汽车充电技术领域。
背景技术
电动车是近年来大受推广的新能源汽车之一，电动车日常充电，通常是通过三脚插头插入市电的三脚的供电插座从而接入市电来充电。目前，电动车的充电系统，大部分未对供电插座火线零线反接的情况进行检测。而我国目前家用使用交流220V市电，是单相交流电。虽然在火线零线反接的情况下，用电设备仍然可以正常工作。但对于安全用电来说，存在隐患。通常用电设备的开关用来控制火线，如果供电插座的火线零线反接了，在开关断开的情况下，电器内部仍然带电，存在触电危险。对电动汽车充电来说，如果充电时供给电源的插座在异常的情况下，例如未接地（或接地不良）、火线零线反接等，容易发生人员触电等安全事故。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明创造提供供电插座异常检测装置及供电插座用电保护装置，其应用后能够更安全地使用供电插座。
本发明创造还提供充电保护装置，可让电动汽车更安全地充电。
为实现以上目的，本发明提出以下技术方案。
1. 供电插座异常检测装置，包括第一电容、第二电容、第一电压检测单元、第二电压检测单元、可与供电插座配合的插头，所述插头包括火线插脚、零线插脚和地线插脚，第一电容两端分别与火线插脚、地线插脚连接，第二电容两端分别与零线插脚、地线插脚连接，第一电压检测单元测量零线插脚与地线插脚之间的电压，取整后记为U1，第二电压检测单元测量火线插脚与零线插脚之间的电压，取整后记为U2，
若U1=U2/2，则判定所述供电插座未接地；
若U1＞U2/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接。
当供电插座未接地时，因为第一电容和第二电容相等，因此其分压也相等，因此在U1=U2/2时，表明了所述供电插座出现未接地的异常。如果供电插座的火线和零线没有接反时零线插脚和地线插脚之间的U1通常很小，如果U1＞U2/2时，则表明了所述供电插座出现了火线和零线反接的异常。因此通过第一电容、第二电容的巧妙配合，第一电压检测单元与第二电压检测单元通过检测U1、U2可以对插座的异常状态进行检测，以做出不同的应对措施。能及时检测出供电故障并依据检测结果做出不同的应对措施，更安全地对电动汽车进行充电。
2.根据技术方案1所述的供电插座异常检测装置，
若U1+αmin=（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座未接地；
若U1+αmin＞（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接；
αmin为U1的检测误差下限值，βmax为U2的检测误差上限值。
3.根据技术方案2所述的供电插座异常检测装置，
明确第一电压检测单元中对U1有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U1的计算值U1j，α=U1j-U1L，U1L为U1的理论设定值，αmin为能够计算得出的α的最小值；
明确第二电压检测单元中对U2有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U2的计算值U2j，β=U2j-U2L，U2L为U2的理论设定值，βmax为能够计算得出的β的最大值。
4.根据技术方案1-3任一项所述的供电插座异常检测装置，在所述供电插座的火线和零线反接的情况下，若U1>U0，则判定所述供电插座接地良好，否则判定所述供电插座接地不良，U0为预设的安全阈值。
5.供电插座用电保护装置，本供电插座用电保护装置包括技术方案4所述的供电插座异常检测装置，用电设备经由本供电插座用电保护装置连接供电插座，
若同时满足以下两个条件，本用电保护装置则断开供电插座向用电设备的供电：
（1）所述检测装置判定所述供电插座火线和零线反接；
（2）所述检测装置判定所述供电插座未接地或接地不良。
因为在供电插座无地线的情况下，不符合安全标准，容易在汽车充电的过程中导致安全事故，所以在检测到未接地的情况下拒绝为用电器提供用电。而在接地良好的情况下，即使火线零线反接也不会造成安全事故，只需要给出提示即可，接到提示可通知工程人员处理隐患。而在供电插座未接地（或接地不良）且火线零线反接时，就容易在汽车充电的过程中导致安全事故，所以在这种情况下不充电。通过上述措施能最大避免因为供电插座异常导致的安全事故，可以更安全地对电动汽车进行充电。
6.充电保护装置，包括技术方案5所述的供电插座用电保护装置。
附图说明
图1为本发明创造的供电插座用电保护装置在供电插座火零正接时的电路原理图；
图2为本发明创造的供电插座用电保护装置在供电插座火零反接时的路原理图；
图3为本发明创造的供电插座保护转接装置方法特征的流程示意图；
附图标记包括：
插头1、火线插脚11、零线插脚12、地线插脚13；
供电插座用电保护装置2、供电插座异常检测装置21。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。
如图1、图2所示，供电插座用电保护装置2包括供电插座异常检测装置21和供电开关K1。用电设备经由供电插座用电保护装置2连接供电插座。
供电插座异常检测装置21包括第一电容C1、第二电容C2、第一电压检测单元V1、第二电压检测单元V2、可与供电插座配合的插头1，所述插头1包括火线插脚11、零线插脚12和地线插脚13。
第一电容C1两端分别与火线插脚11、地线插脚13连接，第二电容C2两端分别与零线插脚12、地线插脚13连接，第一电压检测单元V1测量零线插脚12与地线插脚13之间的电压，取整后记为U1，第二电压检测单元V2测量火线插脚11与零线插脚12之间的电压，取整后记为U2，
若U1+αmin=（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座未接地；
若U1+αmin＞（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接；
αmin为U1的检测误差下限值，βmax为U2的检测误差上限值。
αmin通过以下步骤计算得出，首先明确第一电压检测单元V1中对U1有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U1的计算值U1j，α=U1j-U1L，U1L为U1的理论设定值，即各个电子器件为典型值时U1的计算值，αmin为能够计算得出的α的最小值；
βmax通过以下步骤计算得出，首先明确第二电压检测单元V2中对U2有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U2的计算值U2j，β=U2j-U2L，U2L为U2的理论设定值，即各个电子器件为典型值时U2的计算值，βmax为能够计算得出的β的最大值。
当供电插座未接地时，因为第一电容C1和第二电容C2相等，因此其分压也相等，因此在U1+αmin=（U2+βmax）/2时，表明了所述供电插座出现未接地的异常。如果供电插座的火线和零线没有接反时零线插脚12和地线插脚13之间的U1通常很小，如果U1+αmin＞（U2+βmax）/2时，则表明了所述供电插座出现了火线和零线反接的异常。因此通过第一电容C1、第二电容C2的巧妙配合，第一电压检测单元V1与第二电压检测单元V2通过检测U1、U2。可以对插座的异常状态进行检测，以做出不同的应对措施。能及时检测出供电故障并依据检测结果做出不同的应对措施，更安全地对电动汽车进行充电。
所述供电插座的火线和零线反接的情况下，若U1>U0，则判定为接地良好，否则判定为接地不良，安全阈值U0为通过实验测定的当接地不良时地线和零线之间的电压。
结合图3所示，若所述检测装置检测到供电插座接地但火线零线反接时，用电保护装置会对用户进行提示。
若同时满足以下两个条件，用电保护装置则断开供电开关K1以断开供电插座向用电设备的供电：
（1）所述检测装置判定所述供电插座火线和零线反接；
（2）所述检测装置判定所述供电插座未接地或接地不良。
充电保护装置，包括供电插座用电保护装置2。在接地良好的情况下，即使火线零线反接也不会造成安全事故，只需要给出火线零线接反的提示即可，接到提示可通知工程人员处理隐患。而在供电插座接地不良且供电插座火线零线反接时或供电插座火线零线反接且供电插座无地线的情况下，会造成开关断开的情况下，电器内部是带电的，就容易在汽车充电的过程中导致安全事故，所以在这种情况下拒绝为用电器提供用电。通过上述措施能最大避免因为供电插座故障导致的安全事故，可以更安全地对电动汽车进行充电。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.供电插座异常检测装置，其特征在于，包括第一电容、第二电容、第一电压检测单元、第二电压检测单元、可与供电插座配合的插头，所述插头包括火线插脚、零线插脚和地线插脚，第一电容两端分别与火线插脚、地线插脚连接，第二电容两端分别与零线插脚、地线插脚连接，第一电压检测单元测量零线插脚与地线插脚之间的电压，取整后记为U1，第二电压检测单元测量火线插脚与零线插脚之间的电压，取整后记为U2，
若U1=U2/2，则判定所述供电插座未接地；
若U1＞U2/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接。
2.根据权利要求1所述的供电插座异常检测装置，其特征在于，
若U1+αmin=（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座未接地；
若U1+αmin＞（U2+βmax）/2，则判定所述供电插座的火线和零线反接；
αmin为U1的检测误差下限值，βmax为U2的检测误差上限值。
3.根据权利要求2所述的供电插座异常检测装置，其特征在于，
明确第一电压检测单元中对U1有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U1的计算值U1j，α=U1j-U1L，U1L为U1的理论设定值，αmin为能够计算得出的α的最小值；
明确第二电压检测单元中对U2有影响的电子器件，依据各个所述电子器件在规格书中定义的该电子器件的偏差值范围计算U2的计算值U2j，β=U2j-U2L，U2L为U2的理论设定值，βmax为能够计算得出的β的最大值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的供电插座异常检测装置，其特征在于，在所述供电插座的火线和零线反接的情况下，若U1>U0，则判定所述供电插座接地良好，否则判定所述供电插座接地不良，U0为预设的安全阈值。
5.供电插座用电保护装置，其特征在于，本供电插座用电保护装置包括权利要求4所述的供电插座异常检测装置，用电设备经由本供电插座用电保护装置连接供电插座，
若同时满足以下两个条件，本用电保护装置则断开供电插座向用电设备的供电：
（1）所述检测装置判定所述供电插座火线和零线反接；
（2）所述检测装置判定所述供电插座未接地或接地不良。
6.充电保护装置，其特征在于，包括权利要求5所述的供电插座用电保护装置。
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