CN209149525U - 一种安全用电设备 - Google Patents

Abstract

一种安全用电设备，具有远程控制机构、温度检测机构、光检测探头、报警机构，开关电源、远程控制机构、温度检测机构、单片机设备、光检测探头、报警机构安装在电路板上，电路板和蓄电池安装在元件盒内，元件盒安装在配电箱右上端内，电路之间经导线连接。本新型应用中，光检测探头能对电气火灾发生产生的光弧信号进行有效探测，剩余电流互感器能对家中电气设备是否发生漏电进行探测，温度检测机构能对电气火灾或其他原因导致的火灾产生的温度进行探测，各种信号经单片机设备处理后，当数据超过设定范围时，报警机构能给用户发送短信息提示及时对故障进行排除，用户还能根据需要在远端关闭家中、单位中等总电源，有效防止了事故扩大化。

Description

一种安全用电设备

技术领域

本实用新型涉及安全用电监控装置领域，特别是一种安全用电设备。

背景技术

当今社会电能的应用越来越广泛，安全用电是保证人们生命财产安全的必要手段。电能由于其具有的特殊性，在使用中受到用电规范不合规定、线路老化、周围环境影响、用电设备功率过大以及自身工作状况等等因素影响，有导致人体触电事故和电气火灾等的风险，因此在发生漏电、电气火灾前能给予用电用户及时提示，无疑是减少事故影响的最佳方法(比如用户发现漏电后不主动接触用电设备、发生火灾后及时通知相关人员或自己进行处理)。

现有的技术中，还没有一种设备具有在家中、单位等室内发生漏电、电气火灾时，第一时间给予用户提示的功能，因此在发生电气引起的漏电、火灾时，用电用户往往不能第一时间了解到情况，这样由于用户不知情接触到漏电的用电设备时容易造成触电事故；当电气火灾时，如果用户在户外，家里、单位中等没人时会导致火灾事故的扩大化。

基于上述，提供一种能有效监测家中、单位中等剩余电流数据(也就是是否发生漏电)、家中电气火灾情况，并能在发生漏电及火灾时，第一时间给予用电用户提示的设备显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有家庭、单位等用电中无一种可靠有效的漏电、电气火灾探测设备由此导致的弊端，本实用新型提供了在应用中，光检测探头能对电气火灾发生产生的光弧信号进行有效探测并输出信号、剩余电流互感器能对家中电气设备是否发生漏电进行探测、漏电时输出信号，温度检测机构能对电气火灾或其他原因导致的火灾产生的温度进行探测、并输出信号，各种信号经单片机设备处理后，当数据超过设定范围时，报警机构能给用户发送短信息提示及时对故障进行排除，用户还能根据需要在远端关闭家中、单位中等总电源，有效防止了事故扩大化的一种安全用电设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种安全用电设备，包括配电箱、开关电源、剩余电流互感器、蓄电池、单片机设备，剩余电流互感器安装在配电箱内，配电箱的输入电源导线经剩余电流互感器中间检测口内穿过后和配电箱内总电源开关电源输入端相连，其特征在于还具有远程控制机构、温度检测机构、光检测探头、报警机构，开关电源、远程控制机构、温度检测机构、单片机设备、光检测探头、报警机构安装在电路板上，电路板和蓄电池安装在元件盒内，元件盒安装在配电箱右上端内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极分别经导线连接，开关电源的电源输出两端分别和蓄电池正负两极通过导线连接，蓄电池正负两极和温度检测机构、远程控制机构、报警机构、单片机设备的电源输入两端分别经导线连接，剩余电流互感器、温度检测机构、光检测探头的信号输出端和单片机设备的三路信号输入端分别经信号线连接，单片机设备的控制电源输出端和报警机构的信号电源输入端经导线连接，蓄电池正极和光检测探头一端经导线连接，远程控制机构的信号输出端和配电箱内的漏电保护器实验按钮下两个电源触点分别经导线连接。

所述开关电源是220V交流电源转直流开关电源模块。

所述单片机设备是主控芯片为STC12C5A60S2的单片机模块。

所述远程控制机构包括GPRS无线远程控制器和继电器，其间经电路板布线连接，GPRS无线远程控制器控制电源输出接线端3脚和继电器正极电源输入端连接，GPRS无线远程控制器负极电源输入端和继电器负极电源输入端连接。

所述温度检测机构是一体化温度变送器。

所述光检测探头是一只光敏电阻。

所述报警机构包括短信提示模块、讯响器和继电器，其间经电路板布线连接，短信提示模块是GSM短信报警模块，继电器的常开触点端和讯响器、短信提示模块正极电源输入端连接，继电器负极电源输入端和讯响器、短信提示模块负极电源输入端及控制触发端连接。

本实用新型有益效果是：本新型使用中，当配电箱内部电气故障后产生火灾出现明火，或经配电箱供电的用电设备发生故障负荷过大导致配电箱火灾产生明火，光检测探头能对电气火灾产生的光弧进行有效探测并输出电流信号进入单片机设备第三路信号输入端；当配电箱内部电气故障后产生高温，或经配电箱供电的用电设备发生故障负荷过大导致配电箱内部温度过高，温度检测机构能对电气火灾或其他原因导致的火灾产生的温度进行探测、并输出电流信号进入单片机设备第二路信号输入端；剩余电流互感器能对家中电气设备是否发生漏电进行探测、漏电时输出信号进入单片机设备第一路信号输入端。温度、光线信号以及漏电信号经单片机设备处理后，当数据超过设定范围时，单片机设备的控制电源输出端会输出控制电源进入报警机构的信号电源输入端，于是，报警机构的讯响器会发生声音给在现场的人员提示，用电设备漏电或用电设备负荷过大、或者发生火灾了，同时短信提示模块在其自身功能作用下，能给户外使用者发送一条短信提示家中、单位中等发生漏电或者火灾了，用电方接收到短信后能及时赶到现场进行故障排除，同时在不具备相应专业知识前提下，还可通知供电部门进行故障的排除。实际情况下，使用者在户外时还能根据需要经远程控制机构在远端关闭家中、单位中等的总电源，有效防止了事故扩大化。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种安全用电设备，包括配电箱1、开关电源2、剩余电流互感器3、蓄电池4、单片机设备5，剩余电流互感器3的下部通过螺杆螺母安装在配电箱1左上部内，配电箱1的输入电源导线经剩余电流互感器中间检测口3-1内穿过后和配电箱内总电源开关1-1电源输入端相连，还具有远程控制机构6、温度检测机构7、光检测探头8、报警机构9，开关电源2、远程控制机构6、温度检测机构7、单片机设备5、光检测探头8、报警机构9安装在电路板上，电路板和蓄电池4安装在元件盒10内，元件盒10的后端四周通过螺杆螺母安装在配电箱1右上端内。温度检测机构7的感温面7-1位于元件盒前中部第一个开孔外侧端。光检测探头8的受光面位于元件盒前中部第二个开孔外侧端。

图2中所示，剩余电流互感器U1品牌是CINLINELE，型号是Y65，当其检测口内穿入导线，导线后端的用电设备发生漏电后，剩余电流互感器信号输出端1及2脚会输出0-2.5mA的电流信号(2脚接地)。开关电源U6是品牌明纬的220V交流电源转12.8V直流开关电源模块成品，其具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚。蓄电池G是型号12V/10Ah的锂蓄电池。单片机设备U3是主控芯片为STC12C5A60S2的单片机模块成品，单片机模块成品U3自身内部具有稳压电路，能将输入的12V直流电源转为5V直流电源为其主控芯片供电，单片机模块成品U3具有三路信号输入端1及2脚、3及4脚、5及6脚和一个控制电源输出端7脚，在单片机模块成品U3自身功能作用下，单片机模块成品U3三个信号输入端输入不同的信号电流时，单片机模块成品U3的控制电源输出端7脚会输出正极电源。远程控制机构包括品牌逢源智能、型号FY-GPRS-AB-12V的GPRS无线远程控制器成品U5和继电器J2，其间经电路板布线连接，GPRS无线远程控制器成品U5具有两个电源输入端1及2脚，四路控制电源输出接线端，工作电压是直流12V，GPRS无线远程控制器成品U5内有手机SIM卡，使用中，通过现有成熟的手机APP技术，使用者可在远端经手机APP通过无线移动网络分别发送出控制指令，GPRS无线远程控制器成品U5接收到控制指令后，会分别控制四路控制电源输出端输出或不输出电源,控制电源输出接线端3脚和继电器J2正极电源输入端连接，GPRS无线远程控制器成品U5负极电源输入端2脚和继电器J2负极电源输入端连接。温度检测机构U2是品牌源诚的一体化温度变送器，其工作电压是直流12V，检测范围是0-100℃，工作时根据外界温度的不同，其信号输出端3及4脚会输出4-20mA的电流信号(4脚接地)，温度变送器U2的感温面位于元件盒前中部第一个开孔外侧端。光检测探头是一只光敏电阻RL，光敏电阻RL的受光面位于元件盒前中部第二个开孔外侧端。报警机构包括短信提示模块U4、讯响器B和继电器J1，其间经电路板布线连接，短信提示模块U4是安利达品牌、型号AGS600的GSM短信报警模块成品，继电器J1的常开触点端和讯响器B、短信提示模块U4正极电源输入端1脚连接，继电器J1负极电源输入端和讯响器B、短信提示模块U4负极电源输入端2脚及控制触发端3脚连接，短信提示模块U4内有手机SIM卡，短信提示模块U4内预先存有短信，短信提示模块U4负极电源输入端及控制触发端连接后，短信提示模块U4每次得电工作后在其内部电路作用下，会自动将内部储存的短信发送一次。

图2中所示，开关电源U6的电源输入端1及2脚和220V交流电源两极分别经导线连接，开关电源的电源输出两端3及4脚分别和蓄电池G正负两极通过导线连接，蓄电池G正负两极和温度检测机构U2电源输入两端1及2脚、远程控制机构电源输入两端GPRS无线远程控制器成品U5的1及2脚、报警机构电源输入两端继电器J1控制电源输入端及继电器J1负极电源输入端、单片机设备U3的电源输入两端8及9脚分别经导线连接，剩余电流互感器U1的信号输出端1及2脚(2脚接地)、温度检测机构U2的信号输出端3及4脚(4脚接地)、光检测探头信号输出端光敏电阻RL另一端和单片机设备的三路信号输入端端1及2脚(2脚接地)、3及4脚(4脚接地)、5脚(6脚接地)分别经信号线连接，单片机设备U3的控制电源输出端7脚和报警机构的信号电源输入端继电器J1正极电源输入端经导线连接，蓄电池正极G和光检测探头光敏电阻RL一端经导线连接，远程控制机构的信号输出端继电器J2控制触点端及常开触点端和配电箱内的漏电保护器K实验按钮S下两个电源触点分别经导线连接。

图2中所示，220V交流电源进入开关电源U6的电源输入端1及2脚后，在开关电源U6内部电路作用下，开关电源U6的3及4脚输出稳定的12.8V左右电源进入蓄电池G正负两极、为蓄电池G长期进行浮充电，保证蓄电池G一直处于有电状态且不会过充而损坏，蓄电池G正负两极输出的12V电源进入温度检测机构电源输入两端、远程控制机构电源输入两端、报警机构电源输入两端、单片机设备电源输入两端后，蓄电池G输出的正极电源还会进入光检测探头一端，于是，温度检测机构、远程控制机构、报警机构、单片机设备和光检测探头一端处于得电工作状。温度检测机构中：当配电箱内部电气故障后产生高温，或经配电箱供电的用电设备发生故障负荷过大导致配电箱内部温度过高，温度变送器U2在其自身功能作用下，其信号输出端3及4脚会输出4-20mA的电流信号进入单片机模块成品U3第二路信号输入端3及4脚，温度越高时电流信号越大，温度越低时电流信号越低。光检测探头中：由于光检测探头位于配电箱内，配电箱门平时关闭，其内部光线差光敏电阻RL的电阻值大，这样经光敏电阻RL限流降压后电流进入单片机模块成品U3第三路信号输入5脚(6脚接地)的电流信号极低，当配电箱内部电气故障后火灾产生明火，或经配电箱供电的用电设备发生故障负荷过大导致配电箱内火灾产生明火，光敏电阻RL的受光面受到光照作用其电阻值会变低，这样，配电箱内有明火时进入单片机模块成品U3第三路信号输入5脚的电流信号会变大，配电箱内无明火时进入单片机模块成品U3第三路信号输入5脚的电流信号会降得很低。剩余电流互感器U1得电工作后，其信号输出端1及2脚会输出0-2.5mA的电流信号(2脚接地)进入单片机模块U3的第一路信号输入端1及2脚，家中或单位等用电设备无漏电现象时，电流信号为零，当有漏电情况发生时，剩余电流互感器U1信号输出端1及2脚会输出不高于2.5mA的电流信号进入单片机模块U3的第一路信号输入端1及2脚，漏电情况越严重，输入至单片机模块U3的第一路信号输入端1及2脚的电流信号越大。单片机设备和报警机构中：当单片机设备得电工作后，单片机模块U3在其内部电路作用下，会对三路输入的电流信号进行判定，当配电箱内温度因火灾超过50℃时，此刻温度变送器U2信号输出端3及4脚输出9-10mA左右的电流信号进入单片机模块成品U3第二路信号输入端3及4脚，9-10mA电流信号超过单片机模块U3内部预设的第二路电流信号输入强度(单片机模块U3内部预设的第二路电流信号输入上限是9mA)，于是，单片机模块U3在其内部电路作用下，其7脚输出高电平信号进入继电器J1正极电源输入端，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；当配电箱内部电气故障后产生火灾明火，或经配电箱供电的用电设备发生故障负荷过大导致配电箱火灾产生明火，光敏电阻RL的受光面受到光照作用其电阻值变低，蓄电池G正极经光敏电阻RL进入单片机模块成品U3第三路信号输入5脚的电流信号大于0.1mA时，电流信号超过单片机模块U3内部预设的第三路电流信号输入强度(单片机模块U3内部预设的第三路电流信号输入上限是0.1mA)，于是，单片机模块U3在其内部电路作用下，其7脚输出高电平信号进入继电器J1正极电源输入端，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；当有漏电情况发生，剩余电流互感器信号输出端1及2脚输出0.1mA左右电流信号进入单片机模块U3的第一路信号输入端1及2脚时，电流信号超过单片机模块U3内部预设的第一路电流信号输入强度(单片机模块U3内部预设的第一路电流信号输入上限是0.1mA)，于是，单片机模块U2得7脚输出高电平信号进入继电器J1正极电源输入端，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于报警机构的讯响器B正极电源输入端、短信提示设备U4正极电源输入端和继电器J1常开触点端连接，所以，发生漏电、配电箱内或室内发生火灾导致周围环境、配电箱内温度升高，以及配电箱内产生明火，继电器J1得电吸合后，讯响器B会发出声音给在现场的人员提示，用电设备漏电或用电设备负荷过大温度超高、或者发生火灾了，同时短信提示设备U4在其自身功能作用下，能自动给户外使用者发送一条短信提示家中、单位中等发生漏电或者火灾了，短信内容是“家中电气火灾或漏电”，用电方接收到短信后能及时到现场进行故障排除，同时在不具备相应专业知识前提下，还可通知供电部门进行故障的排除。远程控制电路中：当使用者在户外接收到家中火灾或漏电情况短信后，使用者在远端通过现有成熟的手机APP技术，可在远端经手机APP通过无线移动网络发送出控制指令，当操作者经手机APP操作手机界面发送出第一路无线闭合信号后，GPRS无线远程控制器成品U5的第一路控制电源输出端3脚会输出直流电源进入继电器J2正极电源输入端，于是，继电器J2得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，由于，继电器J2控制触点端及常开触点端和配电箱内的漏电保护器K实验按钮S下两个电源触点分别经导线连接,此刻在配电箱内的漏电保护器K自身功能作用下，漏电保护器K会跳闸，于是将户内总电源开关输入至用电设备的电源关闭，防止发生漏电或火灾情况下，用电设备继续用电工作导致火灾情况更为严重，或者使用者进入户内后接触用电设备而导致触电。

图2中，继电器J1、J2是型号DC4100的12V小型继电器。讯响器B是型号TMB09A的有源蜂鸣器，工作电压是直流12V。光敏电阻RL型号是MD45。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种安全用电设备，包括配电箱、开关电源、剩余电流互感器、蓄电池、单片机设备，剩余电流互感器安装在配电箱内，配电箱的输入电源导线经剩余电流互感器中间检测口内穿过后和配电箱内总电源开关电源输入端相连，其特征在于还具有远程控制机构、温度检测机构、光检测探头、报警机构，开关电源、远程控制机构、温度检测机构、单片机设备、光检测探头、报警机构安装在电路板上，电路板和蓄电池安装在元件盒内，元件盒安装在配电箱右上端内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极分别经导线连接，开关电源的电源输出两端分别和蓄电池正负两极通过导线连接，蓄电池正负两极和温度检测机构、远程控制机构、报警机构、单片机设备的电源输入两端分别经导线连接，剩余电流互感器、温度检测机构、光检测探头的信号输出端和单片机设备的三路信号输入端分别经信号线连接，单片机设备的控制电源输出端和报警机构的信号电源输入端经导线连接，蓄电池正极和光检测探头一端经导线连接，远程控制机构的信号输出端和配电箱内的漏电保护器实验按钮下两个电源触点分别经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于开关电源是220V交流电源转直流开关电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于单片机设备是主控芯片为STC12C5A60S2的单片机模块。

4.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于远程控制机构包括GPRS无线远程控制器和继电器，其间经电路板布线连接，GPRS无线远程控制器控制电源输出接线端3脚和继电器正极电源输入端连接，GPRS无线远程控制器负极电源输入端和继电器负极电源输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于温度检测机构是一体化温度变送器。

6.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于光检测探头是一只光敏电阻。

7.根据权利要求1所述的一种安全用电设备，其特征在于报警机构包括短信提示模块、讯响器和继电器，其间经电路板布线连接，短信提示模块是GSM短信报警模块，继电器的常开触点端和讯响器、短信提示模块正极电源输入端连接，继电器负极电源输入端和讯响器、短信提示模块负极电源输入端及控制触发端连接。