CN208158090U - 一种用电保护器 - Google Patents

Abstract

一种用电保护器，包括壳体、设置在壳体上的外界电源接入接线端子和输出电源接线端子、设置在壳体内的用电保护电路，其特征在于用电保护电路采用的是带有断电继电器及电源线的高精度计量用电和漏电值的集成电路，断电继电器的电源开关连接在电源线上，电源线的其中一端与外界电源接入接线端子连接，另一端与输出电源接线端子连接，端子上设置有温度传感器，壳体上设置有数据及驱动电源接口，高精度计量用电和漏电值的集成电路的数据交换端及驱动电源输入端与数据及驱动电源接口相连。电流的检测计量通过云端服务器的数据进行校准。本实用新型与已有技术相比，具有能实时准确地监测电流大小、漏电电流、线缆温度并在发生过大的电流及过高的温度时发出警示以便使用者及时采取预防措施避免危险发生并在超出设定电流或者温度时切断电源的优点。

Description

一种用电保护器

技术领域：

本实用新型涉及一种安全用电的保护技术。

背景技术：

现有的用电保护器，一般分三种：漏电保护、过载保护、欠压保护。这些保护器基本都是固定参数，在生产时就预设好目标值，比如01型号产品就是漏电5mA时自动跳闸，02型号就是漏电30mA时跳闸；过载保护和欠压保护产品也是类似这样的设计。用户在用电环境变化时，无法灵活调节。而且，在线路用电电流检测的精度问题上，也往往受制于采样电阻的精度，一旦安装为成品，调整起来，需要拆装，非常麻烦。

当前的用电保护设备中，保护器件与器件之间欠缺信息沟通机制，用户无法清晰知道线路中的具体安全情况，比如只知道房间中有漏电，但不知道具体哪个房间、哪条支路在漏电，漏电的值是多少，用户都无法知晓，无法快速、提前纠正。需要一个一个用电设备来检查。需要等漏电值超过设计阈值跳闸了之后，才知道漏电。无法在未发生跳闸前，提前排除隐患。

现有过载保护器中，同时，在实际用电过程中，由于用电人和线路设计安装人并不是同一人，用电人并不一定按设计人所设计的方式用电，比如设计人设计了30A的过载保护，但用电人使用时接了一根最大负载20A的线路，后果就是即使线路熔化起火，过载保护开关都不会跳闸。这将导致保护机制失灵。这也证明当前的过载保护器的过载监测机制不够完善。

已有技术均是在危险发生时才做出反应，而危险的发生往往都是由预兆的，由于已有技术对危险发生前的电流状况进行有效的检测，因此，是不能依据电流状况做出预防的措施，以避免危险的发生。

发明内容：

本实用新型的发明目的在于提供一种能实时准确监测用电电流大小、漏电多少、线缆温度等指标、保护器之间可以级联，并在发生过大的异常电流及过高的温度时发出警示以便使用者及时采取预防措施避免危险发生并在超出设定电流或者温度时切断电源的用电保护器。

本实用新型是这样实现的，包括壳体、设置在壳体上的外界电源接入接线端子和输出电源接线端子、设置在壳体内的过流保护电路，其特别之处在于过流保护电路采用的是带有断电继电器及电源线的高精度计量用电和漏电值的集成电路，断电继电器的电源开关连接在电源线上，电源线的其中一端与外界电源接入接线端子连接，另一端与输出电源接线端子连接，壳体上设置有数据及驱动电源接口，高精度计量用电和漏电值的集成电路的数据交换端及驱动电源输入端与数据及驱动电源接口相连。

使用时，通过外界电源接入接线端子与外接电源相连（如火线外界电源接入接线端子与外接火线相连，零线外界电源接入接线端子与外接零相连），而输出电源接线端子与用户电源接入端连接（如火线输出电源接线端子与用户电源接入端的火线相连，零输出电源接线端子与用户电源接入端的零相连），通过数据线（如USB数据线）与具有数据接收（传输）及输出驱动电源的设备（如wifi设备）连接，这样，高精度计量用电和漏电值的集成电路检测获得的电流数据、温度数据就能发送出去，以便监控者实时监控用电情况，当电流过大或者温度过高时，可通过相应的设备向监控者发出警告，以便监控者及时进行处理或者发出控制信号控制用电保护器断电，当有漏电等情况出现导致电流超出设定安全值或者温度高出设定值时，高精度计量用电和漏电值的集成电路控制继电器动作，断开电源。

这里，在外界电源接入接线端子、输出电源接线端子中的至少一个上设置有温度检测装置，温度检测装置的电信号输出与高精度计量用电和漏电值的集成电路的电信号输入相连。

已有技术由于仅检测电流，而在电流过大时，往往伴随电线温度的升高的，已有技术是不能感知温度的变化进而采取相应的安全措施的。

使用时，高精度计量用电和漏电值的集成电路检测获得的温度数据就能发送出去，以便监控者实时监控用电情况，当电流过大导致温度过高时，可通过相应的设备向监控者发出警告，以便监控者及时进行处理或者发出控制信号控制用电保护器断电，当有漏电等情况出现导致温度高出设定值时，高精度计量用电和漏电值的集成电路控制继电器动作，断开电源。

这里，设置有无线收发装置及电源电路，电源电路的电源输出端与高精度计量用电和漏电值的集成电路的电源输入端相连，无线收发装置的数据输出输入端与高精度计量用电和漏电值的集成电路的数据输出输入端相连，以便构成总用电保护器。使用时，电源电路将外界电源经过整流变压后，形成低电压驱动电源，以驱动高精度计量用电和漏电值的集成电路工作，高精度计量用电和漏电值的集成电路所获得的用电情况数据及温度数据通过无线收发装置（如wifi装置）发送出去，以便用户实时获得用电情况，并方便用户根据用电情况通过无线收发装置控制用电保护器的工作。

这里，无线收发装置上设置有一个以上的数据交换接口，相应的电源电路上设置有一个以上的电源输出接口，这样就构成了总用电保护器。使用时，没带有无线收发装置及电源电路的用电保护器通过带有连接端子的数据线及电源线与带有无线收发装置及电源电路的用电保护器连接，这样，这些没带有无线收发装置及电源电路的用电保护器就能获得工作用驱动电源，其所获得的用电情况数据就能通过带有无线收发装置及电源电路的用电保护器的无线收发装置发送出去。

本实用新型与已有技术相比，具有能实时监测电流大小及温度并在发生过大的电流及过高的温度时发出警示以便使用者及时采取预防措施避免危险发生并在超出设定电流或者温度时切断电源的优点。

附图说明：

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图;

图3为电箱的结构示意图；

图4为大数据网络结构示意图；

图5为实施例1的电路原理图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：

实施例1：如图1所示，本实用新型包括壳体1、设置在壳体1上的外界电源接入接线端子2（若两相交流电源则两个，若三相交流电源则三个）和输出电源接线端子3（若两相交流电源则两个，若三相交流电源则三个）、设置在壳体内的过流保护电路A，其特别之处在于过流保护电路A采用的是中国专利申请201810152332X的带有断电继电器J及电源线（若两相交流电源则电源线有火线L和零线O两条，若三相交流电源则电源线有三条）的高精度计量用电和漏电值的集成电路的技术（如图5所示，包括集成了电压检测电信号放大器a、电流检测电信号放大器b、带有内存的微处理器c的芯片d，微处理器c内设置有电压信号及电流信号处理程序，芯片d上带有通信端口s，以便与外界进行数据交换，微处理器c内设置有电流校正处理程序，在电流检测电信号放大器b的两信号输入脚上并接一低阻值电流采样电阻R，通过校正器将一标准电流B（包括高精度标准直流电流和高精度标准交流电流）施加在该低阻值电流采样电阻R上，并通过校正器i供芯片d的工作电源vcc，使电流检测电信号放大器b的信号输入端获得一检测信号，该检测信号放大后经过微处理器c的电压信号及电流信号处理程序处理后再由电流校正处理程序后形成一校正电流值C并通过校正器输出到芯片d的校正确定控制信号使该校正电流值C固化在微处理器c内的内存上，设置有两股分别与负荷及电源相连的电源线L、O，其中一股电源线（如与火线连接的电源线L）与低阻值电流采样电阻R并接，电流互感器M套接在两股电源线L、O上，电流互感器M的两输出端通过集成在芯片c上的放大器e与微处理器c的电信号输入相连，芯片c的控制电信号通过开关电路f控制断电继电器J工作），断电继电器J上设置有短路测试电路，以便通过测试按钮4测试断电继电器J是否正常工作，断电继电器J的电源开关连接在电源线的火线L上，电源线（火线L和零线O）的其中一端与外界电源接入接线端子2连接，另一端与输出电源接线端子3连接，壳体1上设置有数据及驱动电源接口5，数据及驱动电源接口7采用的是数据接口，高精度计量用电和漏电值的集成电路A的数据交换端及驱动电源输入端与数据及驱动电源接口相连。

这里，为了提高本发明对用电电流和漏电电流的监测精度，在本发明出厂前，使本发明通过一个高精度标准值的用电电流作为参考值，比如100mA，本发明将会把当前监测出来的电流值Ij（比如检测值为101mA）上传云端服务器，云端服务器记录此差异，做好计算修正处理，并把修正算法反馈到微处理器c内的内存上。在该本发明投入使用后，每次测量都加上此偏差值。在漏电电流的检测计算技术上，也同样使用这种方法。这样将能显著提高本发明的测量精度。

断电继电器J采用的是手动复位断电继电器，采用手动复位断电继电器J，一旦断开后，只有通过手动复位，手动复位断电继电器才恢复通路。

在外界电源接入接线端子2、输出电源接线端子3中的至少一个上设置有温度检测装置6，温度检测装置6的电信号输出与高精度计量用电和漏电值的集成电路A的电信号输入相连。当线路过载时，线缆温度必然上升，接线端子上的温度检测装置6将能检测到这种变化，传递给中央处理器后做出相应的动作响应。

实施例2：如2所示，本实施例是在实施例1的基础上，设置有无线收发装置7及电源电路8，无线收发装置7采用的是wifi无线收发装置，电源电路8的电源输出端与高精度计量用电和漏电值的集成电路A及无线收发装置7的电源输入端相连，高精度计量用电和漏电值的集成电路A的数据输出输入端s有数个，无线收发装置7的数据输出输入端与高精度计量用电和漏电值的集成电路A的其中一数据输出输入端s相连，与高精度计量用电和漏电值的集成电路A的其他的数据输出输入端s数量对应的数据接口有数个，每个数据接口与1个高精度计量用电和漏电值的集成电路A的其他的数据输出输入端s及电源电路8的电源输出端相连，构成总用电保护器。

实施例3：如图3所示，本实施例是在实施例1、2的基础上，将实施例1的数个用电保护器和实施例2的总用电保护器装设在一电箱9内，通过带有分别连接在用电保护器10的数据插口及总用电保护器11的数据插口的数据接头的数据线12获得驱动电源及与总用电保护器11进行数据交换。使用时，总用电保护器11的外界电源接入接线端子与外接电源相连（如火线外界电源接入接线端子与外接火线相连，零线外界电源接入接线端子与外接零相连），而总用电保护器的输出电源接线端子与各用电保护器的相应的外界电源接入接线端子相连，各用电保护器的输出电源接线端子与相应的用电单元的电源接入端连接（如火线输出电源接线端子与相应的用电单元的电源接入端的火线相连，零输出电源接线端子与相应的用电单元的电源接入端的零线相连），这样，高精度计量用电和漏电值的集成电路检测获得的电流数据、电压数据、温度数据就能通过总用电保护器的无线收发装置9发送出去，以便监控者实时监控用电情况，当电流过大或者温度过高或者有漏电情况发生时，可通过相应的设备向监控者发出警告，以便监控者及时进行处理或者发出控制信号控制用电保护器断电，当有漏电等情况出现导致电流超出设定安全值或者温度高出设定值时，高精度计量用电和漏电值的集成电路控制继电器动作，断开电源。

实施例4：本实施例是在上述实施例的基础上，通过标准的APP操作程序，将用电保护器10、总用电保护器11所收集的电流、电压及温度数据通过总用电保护器11上的wifi及与网络相连的wifi设备12、网络传输到云端服务器13上，使用者就能通过授权通过联网的手机14或者电脑15获取这些数据并通过授权通过网络向用电保护器10、总用电保护器11发出控制指令，以便在发生危险情况时，通过用电保护器10、总用电保护器11断开电源。安全监测单位16、供电局17也可以从服务器13上获取用户的电流、电压及温度数据，以便准确检测用户用电情况以及安全用电情况。

Claims (5)

1.一种用电保护器，包括壳体、设置在壳体上的外界电源接入接线端子和输出电源接线端子、设置在壳体内的过流保护电路，其特征在于过流保护电路采用的是带有断电继电器及电源线的高精度计量用电和漏电值的集成电路，断电继电器的电源开关连接在电源线上，电源线的其中一端与外界电源接入接线端子连接，另一端与输出电源接线端子连接，壳体上设置有数据及驱动电源接口，高精度计量用电和漏电值的集成电路的数据交换端及驱动电源输入端与数据及驱动电源接口相连。

2.根据权利要求1所述的用电保护器，其特征在于在外界电源接入接线端子、输出电源接线端子中的至少一个以上设置有温度检测装置，温度检测装置的电信号输出与高精度计量用电和漏电值的电路的电信号输入相连。

3.根据权利要求1或2所述的用电保护器，其特征在于设置有无线收发装置及电源电路，电源电路的电源输出端与高精度计量用电和漏电值的集成电路的电源输入端相连，无线收发装置的数据输出输入端与高精度计量用电和漏电值的集成电路的数据输出输入端相连。

4.根据权利要求3所述的用电保护器，其特征在于无线收发装置上设置有一个以上的数据交换接口，相应的电源电路上设置有一个以上的电源输出接口，这样就构成了总用电保护器。

5.根据权利要求4所述的用电保护器，其特征在于数据交换接口、电源输出接口集成在数据接口上，数个用电保护器和总用电保护器装设在一电箱内，通过带有分别连接在用电保护器的数据插口及总用电保护器的插口的数据接头的数据线获得驱动电源及与总用电保护器进行数据交换。