CN205899312U - 全参数可配智能安全控制开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及全参数可配智能安全控制开关，属于电力电子技术领域。其解决了现有技术存在的安全控制开关功能有限、只能手动操作等问题。本实用新型电流采样模块、电压采样模块、放大模块、电量计量模块、漏电测试模块、漏电采样模块、漏电检测模块、温度采样及过温保护模块、中央处理器、比较器模块、反向器驱动模块、磁保持继电器、智能通讯模块。本实用新型将过压保护、欠压保护、漏电保护、过流保护、短路保护、电量计量等集于一体，用户可以通过终端设备调整智能安全控制开关的过压、欠压、漏电、过流、短路等参数，并能查看智能安全控制开关回路上的用电情况及远程控制智能安全控制开关的通断，避免了手动进行复位和拉合闸操作。

Description

全参数可配智能安全控制开关

技术领域

本实用新型涉及全参数可配智能安全控制开关，属于电力电子技术领域。

背景技术

安全控制开关是终端配电装置使用最广泛的一种终端保护电器。安全控制开关只是一种机械开关电器，装置功能有限，正常操作只能是手动的，不能满足配电系统信息化、网络化、智能化和多功能化的程度不断提高的要求。现有的控制开关不能将所有的过压保护、欠压保护、漏电保护、过流保护、短路保护、电量计量等安装于一体，也不能对控制开关的用电进行检测、监视、控制、优化和调节参数。如果安全控制开关毁坏，手动进行复位势必十分危险，已经不能满足现代生活对智能化的需求。在物联网到来的时代，智能家居逐渐走进普通百姓家庭，亟需要发展性能可靠、结构简单、制造简便、成本低廉，既满足普通百姓使用习惯，又能提供智能控制的安全控制开关。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有安全控制开关的上述缺陷，提出了一种全参数可配智能安全控制开关，能随时随地通过手机、IPAD等终端设备查看智能安全控制开关回路上的实时用电情况及远程控制智能安全控制开关的通断，避免了手动进行复位和拉合闸操作，并且实现了在线升级。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种全参数可配智能安全控制开关，包括壳体和设置在壳体内的电流采样模块、电压采样模块、放大模块、电量计量模块、漏电测试模块、漏电采样模块、漏电检测模块、温度采样及过温保护模块、中央处理器、比较器模块、反向器驱动模块、磁保持继电器、智能通讯模块；电流采样模块经放大模块与中央处理器和比较器模块连接，电流采样模块和电压采样模块通过电量计量模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过放大模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过漏电检测模块与比较器模块连接，中央处理器依次通过比较器模块、反向器驱动模块与磁保持继电器连接，或者中央处理器通过反向器驱动模块与磁保持继电器直接连接，中央处理器分别与漏电测试模块、智能通讯模块、温度采样及过温控制保护模块和LED灯连接。

进一步地，所述电流采样模块采用安全电流互感器，安全电流互感器采用电阻网络将其电流输出信号转换成电量计量模块需要的电压信号，安全电流互感器将其采样信号经过放大模块给中央处理器。

进一步地，所述电压采样模块采用安全电压互感器，用于获取电量计量模块需要的电压 信号。

优选地，所述放大模块采用LM324、LM2902或MC33174芯片进行内部模拟信号的放大。

优选地，所述电量计量模块采用BL6523B或RN8209计量芯片，其输入端连接电流采样模块和电压采样模块的输出端。电量计量模块用于计量功率、电压、电流数据并发送给中央处理器。

进一步地，所述漏电采样模块采用零序电流互感器，其采样信号经过放大模块给中央处理器。

进一步地，所述温度采样及过温保护模块采用NTC电阻，将测温信号给中央处理器。

进一步地，所述中央处理器采用STM32F系列单片机，用于实现数据处理并通过智能通讯模块并采用RS-485通信连接网络，用户可以通过手机、IPAD等外部终端设备设定或更改智能安全控制开关的所有保护动作的阈值。当全参数可配智能安全控制开关内部程序出现BUG时，可以通过远程在线升级，不需要线下维护。中央处理器输出的弱电压信号经过比较器模块可以输出高低电平信号给反向器驱动模块，反向器驱动模块具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点。

需要说明的是：所述漏电测试模块用于漏电线路自检测试，漏电测试模块输出模拟交流电流，漏电采样模块通过互感线圈感应并采样输出给漏电检测模块检测，控制磁保持继电器断开。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的全参数可配智能安全控制开关，与现有技术相比，本实用新型将过压保护、欠压保护、漏电保护、过流保护、短路保护、电量计量等集于一体，具有权限的用户可以通过手机、IPAD等外部终端设备调整智能安全控制开关的过压、欠压、漏电、过流、短路等参数。用户能够随时随地通过终端设备查看智能安全控制开关回路上的实时用电情况及远程控制智能安全控制开关的通断，避免了手动进行复位和拉合闸操作，并且实现了在线升级。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述的全参数可配智能安全控制开关，包括壳体和设置在壳体内的电流采样模块、电压采样模块、放大模块、电量计量模块、漏电测试模块、漏电采样模块、漏电检测模块、温度采样及过温保护模块、中央处理器、比较器模块、反向器驱动模块、磁保持继电器、智能通讯模块；电流采样模块经放大模块与中央处理器和比较器模块连接， 电流采样模块和电压采样模块通过电量计量模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过放大模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过漏电检测模块与比较器模块连接，中央处理器依次通过比较器模块、反向器驱动模块与磁保持继电器连接，或者中央处理器通过反向器驱动模块与磁保持继电器直接连接，中央处理器分别与漏电测试模块、智能通讯模块、温度采样及过温控制保护模块和LED灯连接，其中，智能通讯模块是与中央处理器的通信端连接。

所述电流采样模块采用安全电流互感器，安全电流互感器采用电阻网络将其电流输出信号转换成电量计量模块需要的电压信号，安全电流互感器将其采样信号经过放大模块给中央处理器，当电流超过设定电流的时候，智能安全控制开关自动断电，以保护设备。

电压采样模块采用安全电压互感器，用于获取电量计量模块需要的电压信号。

放大模块采用LM324、LM2902或MC33174芯片进行内部模拟信号的放大。

电量计量模块采用BL6523B或RN8209计量芯片，其输入端连接电流采样模块和电压采样模块的输出端。电量计量模块用于计量功率、电压、电流数据并发送给中央处理器。电流采样模块和电压采样模块通过电量计量模块传输给中央处理器实时功率数据，电量计量模块将电信号转化成中央处理器能读取的数据，电量计量模块内部通常集成了模数转换模块、数字处理模块，并把电参数储存参数输出寄存器中，通过通讯接口实现与中央处理器的信息交流。

漏电采样模块采用零序电流互感器，其采样信号经过放大模块给中央处理器。漏电采样模块通过放大模块给中央处理器传输实时漏电数据，当被保护线路发生漏电故障时，以及发生有致命危险的人身触电时，剩余电流大于一定数值，磁保持继电器迅速切断该线路，保证人身财产安全。

温度采样及过温保护模块采用NTC电阻，将测温信号给中央处理器。当全参数可配智能安全控制开关内部温度升高时可以切断该线路，保证人身财产安全。

中央处理器采用STM32F系列单片机，用于实现数据处理并通过智能通讯模块并采用RS-485通信连接网络，用户可以通过手机、IPAD等外部终端设备设定或更改智能安全控制开关的所有保护动作的阈值。当全参数可配智能安全控制开关内部程序出现BUG时，可以通过远程在线升级，不需要线下维护。中央处理器输出的弱电压信号经过比较器模块可以输出高低电平信号给反向器驱动模块，反向器驱动模块具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点。

漏电测试模块用于漏电线路自检测试，漏电测试模块输出模拟交流电流，漏电采样模块通过互感线圈感应并采样输出给漏电检测模块检测，控制磁保持继电器断开。

智能安全控制开关外接电源模块，电源模块用于向壳体内的模块供电。

实施例一：

当智能安全控制开关回路上的电器设备工作时，若发生线路过压、欠压、过流、短路、漏电时，中央处理器能够快速的触发磁保持继电器动作，切断电源，保护回路及其上的设备安全和保护人身安全。并且将故障原因通过网路发送到手机、IPAD等外部终端设备，提醒用户。

用户在手机、IPAD等终端设备上对智能安全控制开关可操作断电和送电，中央处理器控制信号输出端输出信号通过反向器驱动模块驱动磁保持继电器分闸或者合闸。通过安全电流互感器和安全电压互感器、零序电流互感器，起到强弱电隔离，采集的回路工作电压、电流、漏电流、温度等信息实时传给中央处理器处理，中央处理器将处理后的信息提供给终端设备上，手机、IPAD等终端设备上便将各个用电回路上的工作电压、电流、漏电流、温度、运行时间、功率、故障等信息实时显示出来；同时中央处理器对采集放大的用电信息进行分析、判断处理，如果回路用电信息超过设定值，中央处理器通过反向器驱动模块，控制磁保持继电器断开，切断用电回路，保证回路上的用电设备安全或人身安全；通过智能通讯模块接口可使中央处理器通过路由器连接互联网完成数据的交换、指令的上传下达，这样用户只要能上网，就能方便快捷的监控用电回路信息。

智能通讯模块经通过网络连接云服务器，全参数可配智能安全控制开关可将回路的用电数据经网络上传到云服务器保存，这样用户可方便的查看用电回路中的历史用电信息记录，同时在云服务器上也可对用电信息进行统计分析。

中央处理器还连接LED灯，当全参数可配智能安全控制开关异常时，智能安全控制开关向手机、IPAD等终端设备发送故障报警信息以及显示智能安全控制开关的通断状态，提示用户及时发现故障，及早处理并排除故障，让用户及时避免损失。

此外，具有权限的用户可以通过手机、IPAD等终端设备调整智能安全控制开关的过压、欠压、漏电、过流、短路等参数。用户将终端设备连网，通过终端设备上安装的智能控制软件，向云服务器发送指令，云服务器将指令传输至全参数可配智能安全控制开关，全参数可配智能安全控制开关接收指令，完成操作。用户可根据不同地区配置与当地实际情况相符的电压，根据用户个性化用电需求，选择不同电流模块的配置等，实现全参数可配置。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：包括壳体和设置在壳体内的电流采样模块、电压采样模块、放大模块、电量计量模块、漏电测试模块、漏电采样模块、漏电检测模块、温度采样及过温保护模块、中央处理器、比较器模块、反向器驱动模块、磁保持继电器、智能通讯模块；电流采样模块经放大模块与中央处理器和比较器模块连接，电流采样模块和电压采样模块通过电量计量模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过放大模块与中央处理器连接，漏电采样模块通过漏电检测模块与比较器模块连接，中央处理器依次通过比较器模块、反向器驱动模块与磁保持继电器连接，或者中央处理器通过反向器驱动模块与磁保持继电器直接连接，中央处理器分别与漏电测试模块、智能通讯模块、温度采样及过温控制保护模块和LED灯连接。

2.根据权利要求1所述的全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：所述电流采样模块采用安全电流互感器。

3.根据权利要求1所述的全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：所述电压采样模块采用安全电压互感器。

4.根据权利要求1所述的全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：所述漏电采样模块采用零序电流互感器。

5.根据权利要求1所述的全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：所述温度采样及过温保护模块采用NTC电阻。

6.根据权利要求1所述的全参数可配智能安全控制开关，其特征在于：所述中央处理器采用STM32F系列单片机。