一种智能排插的安全控制方法及系统与流程

本发明涉及智能电器，具体涉及一种智能排插的安全控制方法及系统。

背景技术：

1、排插（又称插座、接线板）是日常生活中不可或缺的电力分配装置。然而，传统排插在使用过程中存在诸多安全隐患，主要体现在以下几个方面：

2、一、插头插脚在刚接触插孔金属簧片时，由于尚未完全插入，接触电阻较大，局部电流集中，产生电弧打火现象。长期使用此类排插，容易导致簧片氧化、接触不良，甚至可能引发火灾。现有部分排插虽设有延时通电功能，但其延时机制与插头插入事件无关，空载插孔始终带电，未能从根本上解决插入瞬间打火的问题。

3、二、儿童用金属丝、发夹等导电物件插入单个插孔时，若该插孔恰好为火线孔且排插处于通电状态，将直接导致触电事故。传统排插多采用机械保护门（安全门）进行物理防护，其原理是通过弹簧机构实现双插脚同步插入时方可推开保护门。然而，机械保护门长期使用后弹簧易疲劳、磨损卡滞，导致防护失效。此外，机械保护门仅提供物理阻挡，无法输出电气反馈信号，无法实现远程告警或智能化控制。

4、三、排插在使用过程中，因插头自身重量较大或排插竖直安装等原因，插头可能在重力作用下逐渐下坠松动。此时插脚部分外露，若尖锐金属物体碰触暴露的插脚，极易引发触电或短路事故。现有排插均不具备插头松动脱落检测及自动断电功能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能排插的安全控制方法及系统，克服了现有技术的不足。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明提供了一种智能排插的安全控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1：检测同一插孔组内插脚的插入数量和插入时间差，根据所述插入数量和插入时间差、以及预设同步时间窗口阈值判断该插孔组的插入行为属于正常插头插入或异物插入；若属于异物插入，则保持该插孔组断电；

5、步骤2：在判断为正常插头插入后，唤醒该插孔组对应的光传感器，通过所述光传感器检测插头外壳与排插面板之间的距离，根据所述距离与预设贴合距离阈值的比较结果，判断插头是否有效插入；

6、步骤3：在判断为插头有效插入后，经预设通电延时时间控制该插孔组得电输出；

7、步骤4：在该插孔组得电输出期间，通过所述光传感器持续检测所述距离，根据所述距离与所述预设贴合距离阈值的比较结果，控制该插孔组通断电；

8、步骤5：在该插孔组得电输出期间，持续采样该插孔组输出回路的负载功率，当所述负载功率小于或等于预设待机功率阈值且持续超过预设待机确认时间时，控制该插孔组断电；

9、步骤6：该插孔组断电后，周期性输出微弱探测脉冲，同时通过所述光传感器检测所述距离，根据所述距离判断插头是否保持在位，若保持在位则保留配置记忆并在负载接入条件满足时自动恢复供电，若已拔出则清除配置记忆并将所述光传感器恢复至待机休眠状态。

10、优选地，所述步骤1中，若检测到同一插孔组内插入的插脚数量少于两个，则判定为异物插入；

11、若检测到同一插孔组内插入的插脚数量为两个或三个，则记录各插脚的插入时刻，计算第一个被检测到的插脚与最后一个被检测到的插脚之间的插入时间差；

12、若所述插入时间差大于所述预设同步时间窗口阈值，则判定为异物插入；

13、若所述插入时间差小于或等于所述预设同步时间窗口阈值，则判定为正常插头插入。

14、优选地，所述步骤2中，所述光传感器默认处于待机休眠状态，不输出检测信号；仅在判定为正常插头插入后，才向所述光传感器发出唤醒信号，使所述光传感器进入工作状态；

15、所述光传感器进入工作状态后，向排插面板外侧发射检测光束，并接收经插头外壳端面反射回来的反射光；

16、若所述距离小于或等于所述预设贴合距离阈值，则判定为插头有效插入；

17、若所述距离大于所述预设贴合距离阈值，则判定为插头未有效插入，保持该插孔组断电。

18、优选地，所述步骤3中，该插孔组得电输出后，所述光传感器保持工作状态，持续检测所述距离。

19、优选地，所述步骤4中，当所述距离大于所述预设贴合距离阈值时，判定为插头发生松动或脱落，立即控制该插孔组断电；

20、当所述距离恢复至小于或等于所述预设贴合距离阈值时，重新启动延时通电计时，经所述预设通电延时时间后控制该插孔组恢复供电。

21、优选地，所述的智能排插的安全控制方法，还包括远程管理步骤：

22、通过无线通信模块接收远程管理终端的配置指令或控制指令，执行以下至少一项操作：

23、（a）根据所述配置指令更新所述预设通电延时时间或预设待机确认时间，更新后的参数用于后续步骤3或步骤5的执行；

24、（b）根据所述控制指令远程控制指定插孔组或全部插孔组的通断电；

25、（c）根据所述控制指令向远程管理终端上报该智能排插的能耗统计数据。

26、优选地，所述步骤4中，当所述距离大于所述预设贴合距离阈值且持续超过预设松动确认时间时，触发本地声光预警或向远程管理终端上报松动预警事件，再控制该插孔组断电。

27、本发明还提供一种智能排插的安全控制系统，执行上述所述的安全控制方法，包括：

28、排插主体，其面板上并排设有若干组插孔组件，各组插孔组件之间相互独立供电；

29、电源输入端，设于所述排插主体上，用于接入市电；

30、电源模块，设于所述排插主体内部，与所述电源输入端电连接，用于为系统各用电部件提供工作电压；

31、可复位挡板，设于每组所述插孔组件的各插孔后方，各插孔对应的挡板相互独立设置；单个插孔对应的挡板在被插入时能够独立产生位移，但只有同一插孔组内的至少两个插孔在预设同步时间窗口阈值内被同步插入时，各插孔对应的挡板分别产生位移并触发各自对应的触发开关同时切换至导通状态；各挡板在插脚拔出后复位至初始位置，各触发开关同步恢复至断开状态；

32、触发开关，安装于所述排插主体内部，位于所述可复位挡板的位移路径上，随所述可复位挡板的位移而切换通断状态；

33、光传感器，每组所述插孔组件对应设置一个反射式光电传感器，安装于排插面板内侧，用于检测插头外壳与排插面板之间的距离；所述光传感器默认处于待机休眠状态，仅在所述触发开关切换至导通状态后被唤醒进入工作状态；

34、继电器开关单元，与每组所述插孔组件一一对应，串接于对应插孔组件的供电回路中，用于独立控制各组插孔组件的通断电；

35、电流功率采样电路，设于所述排插主体内部的总供电线路上，用于采样所述智能排插的总负载功率；

36、mcu控制单元，分别与所述触发开关、所述光传感器、各所述继电器开关单元、所述电流功率采样电路、所述无线通信模块电连接，用于执行权利要求1至7中任一项所述的方法步骤；

37、无线通信模块，与所述mcu控制单元建立双向数据通信连接，用于与远程管理终端进行数据交互。

38、优选地，所述可复位挡板为弹性复位挡板，各插孔对应的挡板在插脚拔出后依靠弹性力恢复至初始位置，所述触发开关同步恢复至断开状态。

39、优选地，所述mcu控制单元包括计时模块和存储单元；

40、所述存储单元用于存储以下控制参数：所述预设通电延时时间、预设待机功率阈值、所述预设待机确认时间；

41、所述存储单元还用于存储各插孔组的配置记忆以及所述能耗统计数据。

42、本发明提供了一种智能排插的安全控制方法及系统。具备以下有益效果：

43、首先，针对插头插入瞬间产生电弧打火的问题，本方案通过异物识别→有效插入判定→延时通电的三级判断机制，确保插头完全插到位、插脚与簧片完全接触后才供电，从根源上消除了插入瞬间的电弧打火现象。

44、其次，针对异物单孔插入导致触电风险的问题，本方案通过多挡板同步触发+插脚数量检测+同步时间差判断三重保障，同一插孔组内各插孔后方的挡板相互独立设置，单孔插入异物时仅单个挡板产生位移，无法满足至少两个触发开关同时导通的电气判断条件，插孔始终保持完全断电状态，安全性远优于传统机械保护门。

45、再次，针对插头松动导致插脚外露引发触电风险的问题，本方案在通电后通过光传感器持续监测插头外壳与面板之间的距离，一旦检测到插头松动或脱落立即断电，有效防止插脚外露引发的触电或短路事故。

46、同时，光传感器常态处于待机休眠状态，仅在触发开关被触发（即正常插头插入）后才被唤醒工作，待机功耗极低，符合绿色节能要求；断电后通过在位记忆功能，无需重新拔插插头即可自动恢复供电，使用便捷；每插孔组仅配置一个光传感器，支持远程参数配置（通电延时时间、待机确认时间）、远程通断控制和负载功率数据上报，满足智能化管理需求。

47、最终，本方案通过异物识别、插头插入检测及延时通电、插头松动脱落即时断电、低功耗待机及在位记忆恢复等多重机制的有机结合，解决了传统排插存在的插入打火、异物单孔插入触电、插头松动脱落触电、传感器功耗高、断电后恢复操作繁琐等技术问题，显著提升了排插的使用安全性和用户体验感。