CN209911469U - 用电设备故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用电设备故障检测装置。该装置包括：交流接触器，设置在交流电源和用电设备之间，用于控制所述交流电源与所述用电设备之间的连接和断开；电流互感器，设置在所述用电设备的主电源线路上，用于检测流经所述主电源线路的电流；主控制器，分别与所述交流接触器和所述电流互感器连接，用于控制所述交流接触器的运行，接收所述电流互感器的检测结果以进行故障判断。该装置可以通过根据电流互感器判断用电设备是否有电流通过，通过控制交流接触器连接后用电设备的状态进一步确定用电设备是否故障，从而实现了智能并且实时地检测，在无人看守的情况下，仍然能及时发现用电设备的故障。

Description

用电设备故障检测装置

技术领域

本申请涉及故障检测技术领域，特别是涉及一种用电设备故障检测装置。

背景技术

目前，在工业场合、制造行业、家电设备以及其他用电场合，用电设备的正常运转关乎整个系统的平稳运行。如果用电设备故障没有被及时发现，将带来严重后果。例如，在酒店、宾馆、医院等存在热水供应需求的场所，热水供给系统的安全性和稳定性尤为重要。热水供给系统的用电设备，例如，电加热器在发生故障的情况下，将影响热水的供应，严重时会影响生产生活和用户体验。在北方的寒冷季节和昼夜温差大的地区，一旦电加热器发生故障，将导致热水供给系统以及其他与之相连接的系统的管路发生冻裂，带来不可挽回的经济损失。目前，用电设备的运行情况通常需要人为监测。在系统发生故障时，需要人工进行排查，从而确定故障位置和故障原因，该方法不能确保检测的实时性和管理维修的快速性。

实用新型内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请提供了一种用电设备故障检测装置，包括：

交流接触器，设置在交流电源和用电设备之间，用于控制所述交流电源与所述用电设备之间的连接和断开；

电流互感器，设置在所述用电设备的主电源线路上，用于检测流经所述主电源线路的电流；

主控制器，分别与所述交流接触器和所述电流互感器连接，用于控制所述交流接触器的运行，接收所述电流互感器的检测结果以进行故障判断。

本申请提供的装置可以通过根据电流互感器判断用电设备是否有电流通过，通过控制交流接触器连接后用电设备的状态进一步确定用电设备是否故障，从而实现了智能并且实时地检测，在无人看守的情况下，仍然能及时发现用电设备的故障。

可选地，该装置还包括：蜂鸣器，与所述主控制器连接，用于发出故障提示音。

该装置能够通过发出报警提示音的方式提醒相关人员的注意，对用电设备进行检修，从而大大提高了检测效率，降低了损失扩大的风险。

可选地，该装置还包括：无线收发模块，与所述主控制器连接，用于将故障判断的结果发送到用户终端。

该装置能够通过无线方式将故障结果远程发送给相关人员，以便通知相关人员故障地点和故障时间，便于相关人员及时进行检修。因此，在无人看守的情况下，该装置能够实时检测用电设备故障，节省了人力成本，并且能够提高工作效率。

可选地，所述交流接触器包括：

第一常开触点、第二常开触点和第三常开触点，分别与在所述交流电源的两条火线和一条零线连接；

辅助触点，分别与所述主控制器和所述交流电源连接；

线圈，分别与所述辅助触点、所述第一常开触点、所述第二常开触点和所述第三常开触点连接，用于控制所述第一常开触点、所述第二常开触点和所述第三常开触点的断开和闭合。

可选地，所述电流互感器包括：

二次绕组，与所述主控制器连接；

铁芯，所述铁芯上缠绕有所述用电设备的主电源线路和所述二次绕组。

可选地，所述装置还包括：

电压转换模块，分别与所述交流电源和所述主控制器连接，用于将交流电压转换为直流电压并给所述主控制器供电。

可选地，所述电压转换模块包括：

交流输入模块，与所述交流电源连接；

降压变压器，与所述交流输入模块连接，用于将所述交流电源的交流电压转换为低压交流电压；

整流桥，与所述降压变压器连接，用于将所述低压交流电压转换为直流电压；

线性稳压电源芯片，与所述整流桥连接，用于将直流电压降到所述主控制器的所需电压；

线性稳压器，分别与所述线性稳压电源芯片和所述主控制器连接，用于对所述所需电压进行稳压并给所述主控制器供电。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的用电设备故障检测装置的示意性框图；

图2是用电设备故障检测装置的交流接触器的示意性电路图；

图3是用电设备故障检测装置的电流互感器的示意性电路图；

图4是用电设备故障检测装置的主控制器的示意性电路图。

图5是用电设备故障检测装置的电压转换模块的示意性框图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

本申请的一个实施方案提供了一种用电设备故障检测装置。图1是根据本申请一个实施例的用电设备故障检测装置的示意性框图。该装置可以包括交流接触器110、电流互感器120和主控制器130。

其中，交流接触器110设置在交流电源200和用电设备300之间，用于控制所述交流电源与所述用电设备之间的连接和断开。

图2是用电设备故障检测装置的交流接触器的示意性电路图。该交流接触器110包括：线圈101、第一常开触点K1、第二常开触点K2和第三常开触点K3和辅助触点。其中，第一常开触点K1、第二常开触点K2和第三常开触点K3分别与在所述交流电源的两条火线和一条零线连接；辅助触点K4和K5分别与所述主控制器130和所述交流电源连接；线圈101分别与所述辅助触点K4和K5、所述第一常开触点K1、所述第二常开触点K2和所述第三常开触点K3连接，用于控制所述第一常开触点K1、所述第二常开触点K2和所述第三常开触点K3连接的断开和闭合。

在一个可选的实施方案中，当辅助触点连接时，交流电源给线圈101通电，线圈101能够控制第一常开触点K1、第二常开触点K2和第三常开触点K3闭合，从而交流电源与用电设备连接，用电设备工作。当辅助触点断开时，线圈101失电，线圈101能够控制第一常开触点K1、第二常开触点K2和第三常开触点K3断开，从而交流电源与用电设备断开。

电流互感器120设置在所述用电设备300的主电源线路上，用于检测流经所述主电源线路的电流。

图3是用电设备故障检测装置的电流互感器的示意性电路图。该电流互感器120可以包括：铁芯121和二次绕组122。其中，二次绕组122与所述主控制器130连接；所述铁芯121上缠绕有所述用电设备300的主电源线路和所述二次绕组122。

所述电流互感器120的工作原理是：用电设备300的主电源线路缠绕而成的一次绕组为电流输入端，二次绕组为电流输出端。电流互感器120是依据电磁感应原理将一次绕组侧的大电流转换成二次绕组侧的小电流来测量的仪器。其中，一次绕组侧的绕组匝数无需很多，串接在需要测量的电流的线路中。

主控制器130分别与所述交流接触器110和所述电流互感器120连接，用于控制所述交流接触器110的运行，接收所述电流互感器120的检测结果以进行故障判断。

图4是用电设备故障检测装置的主控制器的示意性电路图。该主控制器130可以是STM系列微控制器，例如，STM32、STM8等。该主控制器130的输入端GPIO_PB10可以用于接收所述电流互感器120发送的电流信号；复位端NRST通过第一电容C1与电源VCC连接并且通过第一电阻R1接地；通信接口UART_TX和UART_RX与无线收发模块131，例如，GSM模块连接；通用输入输出端GPIO_PA10与报警器，例如蜂鸣器132连接；地端GND接地。该主控制器130的输入端GPIO_PC10与交流控制器110连接，用于控制交流接触器110的运行。主控制器130的输入端XI和输出端XO可以与晶振模块连接，晶振模块包括由电容和晶振OCXO组成的回路，其中，输入端XI通过第二电容C2接地，输出端XO通过第三电容C3接地，晶振OCXO的两端分别连接输入端XI和输出端XO。

该装置还可以包括：无线收发模块131，该无线收发模块131与所述主控制器130连接，用于将故障判断的结果发送到用户终端。

该无线收发模块可以是GSM模块，该模块将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能。GSM模块具有发送SMS短信、语音通话、GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。该模块能够将报警信号通过短信、语音等方式传送给指定的用户，例如，维修人员、场所的管理人员等。用户也可以通过该模块向主控制器130发送控制指令，例如，查询指令和控制指令等。

所述用户终端可以是任何一种可与用户通过键盘、鼠标、触摸屏、声控设备或手写设备等方式进行人机交互的电子产品，例如手机、智能手机、PDA、可穿戴设备、掌上电脑PPC或平板电脑等。

该装置还可以包括：蜂鸣器132，该蜂鸣器132与所述主控制器130连接，用于发出故障提示音。

所述装置还包括：电压转换模块133，该电压转换模块133分别与所述交流电源200和所述主控制器130连接，用于将交流电压转换为直流电压并给所述主控制器130供电。

图5是用电设备故障检测装置的电压转换模块的示意性框图。该电压转换模块133可以包括：交流输入模块1331、降压变压器1332、交流输入模块1331、整流桥1333、线性稳压电源芯片1334和线性稳压器1335。其中，交流输入模块1331与所述交流电源连接；降压变压器1332与所述交流输入模块连接，用于将所述交流电源的交流电压转换为低压交流电压；整流桥1333与所述降压变压器连接，用于将所述低压交流电压转换为直流电压；线性稳压电源芯片1334与所述整流桥连接，用于将直流电压降到所述主控制器130的所需电压；线性稳压器1335分别与所述线性稳压电源芯片和所述主控制器130连接，用于对所述所需电压进行稳压并给所述主控制器130供电。

该装置还可以包括：控制面板，与所述主控制器130连接，用于显示所述报警信号和/或对所述报警信号发送的用户终端进行设置。用户可以通过该控制面板设置报警信号的发送对象，可以查看用电设备等部件的工作状态。

可选地，在有多个用电设备的情况下，每个用电设备均与对应的交流接触器110连接，主控制器130可以对多个用电设备同时进行检测，对整个系统的运行情况进行监测和控制，从而提高了用电设备的安全性，降低了故障风险带来的损失。

该装置的工作原理包括：在正常工作状态下，主控制器控制交流接触器的辅助触点，控制交流接触器的运行，在交流接触器启动的情况下，用电设备上电并开始工作。当用电设备正常工作时，电流互感器能够检测到流过主线路的电流，并发送给主控制器。主控制器可以设置检测阈值或者阈值区间，在该电流大于或等于阈值或者介于阈值区间时，则证明用电设备处于正常工作的状态。当电流互感器的二级绕组感应出的电流小于阈值或者在阈值区间之外，则证明用电设备可能出现故障。此时，主控制器可以控制交流控制器的辅助触点闭合，将交流电源与用电设备接通，如果主控制器仍然得到非正常的检测结果，则证明用电设备出现了故障。主控制器可以将故障检测结果通过无线转发模块通知给相应的维修人员或者管理人员；或者控制蜂鸣器报警，以引起相关人员的注意。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用电设备故障检测装置，其特征在于，包括：

交流接触器，设置在交流电源和用电设备之间，用于控制所述交流电源与所述用电设备之间的连接和断开；

电流互感器，设置在所述用电设备的主电源线路上，用于检测流经所述主电源线路的电流；和

主控制器，分别与所述交流接触器和所述电流互感器连接，用于控制所述交流接触器的运行，接收所述电流互感器的检测结果以进行故障判断。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

蜂鸣器，与所述主控制器连接，用于发出故障提示音。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

无线收发模块，与所述主控制器连接，用于将故障判断的结果发送到用户终端。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述交流接触器包括：

第一常开触点、第二常开触点和第三常开触点，分别与在所述交流电源的两条火线和一条零线连接；

辅助触点，分别与所述主控制器和所述交流电源连接；和

线圈，分别与所述辅助触点、所述第一常开触点、所述第二常开触点和所述第三常开触点连接，用于控制所述第一常开触点、所述第二常开触点和所述第三常开触点的断开和闭合。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流互感器包括：

二次绕组，与所述主控制器连接；和

铁芯，所述铁芯上缠绕有所述用电设备的主电源线路和所述二次绕组。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电压转换模块，分别与所述交流电源和所述主控制器连接，用于将交流电压转换为直流电压并给所述主控制器供电。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电压转换模块包括：

交流输入模块，与所述交流电源连接；

降压变压器，与所述交流输入模块连接，用于将所述交流电源的交流电压转换为低压交流电压；

整流桥，与所述降压变压器连接，用于将所述低压交流电压转换为直流电压；

线性稳压电源芯片，与所述整流桥连接，用于将直流电压降到所述主控制器的所需电压；和

线性稳压器，分别与所述线性稳压电源芯片和所述主控制器连接，用于对所述所需电压进行稳压并给所述主控制器供电。

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