一种智能安全插座及主动断电与自动灭火控制方法与流程

本发明涉及一种安全插座，具体涉及一种智能安全插座及主动断电与自动灭火控制方法。

背景技术：

1、插座作为家庭、办公、商业场所及工业场景中常用的电气连接设备，其主要用于实现外部电源与用电负载之间的电连接。随着各类用电设备数量增加以及充电设备、高功率电器的广泛使用，插座长期处于高负载、高频率工作状态。当出现线路老化、插头与插孔接触不良、内部导电件松动、负载功率过大、短路、电弧、过流、过压以及局部温度异常升高等情况时，均可能造成插座内部异常发热，严重时甚至引发电气火灾。

2、现有普通插座的功能主要集中于电源接通和电能输送，部分产品虽然设置有保险丝、过载保护器或其他断电保护结构，但其判断参数通常较为单一，主要依据电流大小进行保护。当插座出现插接部位接触不良、导电件局部发热、温度短时间快速升高或者不同位置产生明显温差时，上述异常状态并不一定伴随明显的过电流现象，因此传统单一过流或过载保护方式难以及时发现此类潜在风险。

3、同时，现有部分智能插座虽然能够实现电量统计、远程开关或者网络控制，但是安全保护功能与远程通信功能之间通常相对独立。当网络连接中断时，若保护参数或者判断逻辑依赖云端，容易影响插座的持续安全保护能力。此外，现有插座与烟雾报警器、可燃气体报警器、温度报警器以及水浸传感器等外部安全设备之间的联动能力仍然不足，难以在外部环境发生火灾、燃气泄漏或者水浸等风险时主动切断负载供电。

4、更为重要的是，现有插座所采用的电气安全保护通常以切断电源为最终保护动作。当插座内部因短路、电弧、接触不良或者器件故障已经产生明火或者形成较高温度时，即使供电回路被及时切断，插座内部仍可能存在残余热量、局部燃烧以及复燃风险，仅依靠断电并不能保证火源立即熄灭，火焰还可能进一步引燃插座壳体周围的可燃物。

5、因此，如何在插座发生火灾之前通过多维度电气参数及温度参数对潜在风险进行识别并主动切断供电，同时在插座内部已经出现明火或异常高温时进一步实施无需人工操作的自动灭火，并兼顾远程报警、断网独立保护以及外部安全设备联动，成为现有智能插座安全技术中有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种智能安全插座及主动断电与自动灭火控制方法，能够有效解决现有技术中的不足。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的：一种智能安全插座，包括：

3、插座壳体，用于形成所述智能安全插座的安装及容纳空间；

4、供电插接组件，设置于所述插座壳体，与外部电源和用电负载连接，用于形成向所述用电负载供电的供电回路；

5、电量检测模块，设置于所述供电回路中，用于采集所述用电负载的电气参数；

6、温度检测模块，设置于所述插座壳体内部，用于采集所述插座壳体内部的温度参数；

7、控制模块，分别与所述电量检测模块和所述温度检测模块电连接，用于接收所述电气参数和所述温度参数，并根据预设保护阈值判断所述智能安全插座是否处于异常工作状态；

8、断电执行模块，设置于所述供电回路中并与所述控制模块电连接，用于根据所述控制模块输出的断电控制信号切断所述用电负载的供电；

9、自动灭火层，设置于所述插座壳体的内部表面，所述自动灭火层包括全氟己酮微胶囊涂层，用于在受到明火作用和/或达到微胶囊破裂触发温度时释放全氟己酮；

10、其中，当所述控制模块根据所述电气参数和/或所述温度参数判断所述智能安全插座处于异常工作状态时，控制所述断电执行模块切断所述用电负载的供电；当所述插座壳体内部产生明火或异常高温时，所述全氟己酮微胶囊涂层受热破裂并释放全氟己酮，以对所述插座壳体内部的火源进行灭火或抑制。

11、作为优选的技术方案，所述电气参数包括电压、电流、功率、功率因数和电能消耗量中的一种或多种；所述温度参数包括所述插座壳体内部的实时温度、预设时间内的温度变化率以及不同检测位置之间的温差中的一种或多种。

12、作为优选的技术方案，所述温度检测模块包括一个或多个温度传感器，所述温度传感器设置于导电件附近、供电插接组件附近、断电执行模块附近、电路板附近和插座壳体内壁中的一个或多个位置；所述控制模块根据不同温度传感器采集的温度参数获得不同检测位置之间的温差，并根据连续采集的温度参数获得预设时间内的温度变化率。

13、作为优选的技术方案，所述异常工作状态包括过流状态、过载状态、过压状态、超温状态、局部异常发热状态、快速升温异常状态和超电量状态中的一种或多种；所述控制模块用于将采集的电流、功率、电压、温度、温差、温度变化率及电能消耗量分别与对应的预设保护阈值进行比较，并在其中至少一项达到对应异常工作状态的判断条件时控制所述断电执行模块切断所述供电回路。

14、作为优选的技术方案，还包括通信模块和本地存储模块，所述通信模块和所述本地存储模块分别与所述控制模块电连接，所述通信模块用于与云端管理平台和/或移动终端进行数据通信，所述本地存储模块用于存储由所述云端管理平台和/或移动终端下发的预设保护阈值；当所述通信模块处于通信中断状态时，所述控制模块根据所述本地存储模块中存储的预设保护阈值继续执行异常工作状态判断及主动断电保护。

15、作为优选的技术方案，所述全氟己酮微胶囊涂层覆盖于所述插座壳体的内壁表面，并至少设置于所述供电插接组件周边、导电件周边、断电执行模块周边和电路板周边中的一个或多个区域；所述全氟己酮微胶囊涂层的厚度为0.2mm至3mm。

16、作为优选的技术方案，所述控制模块还用于根据所述电量检测模块采集的功率变化数据判断所述用电负载是否进入微功耗状态，当所述用电负载的功率低于预设微功耗阈值且持续达到预设时间时，控制所述断电执行模块切断所述用电负载的供电；和/或，所述控制模块用于接收外部联动传感器发送的报警信号，并根据所述报警信号控制所述断电执行模块切断所述用电负载的供电，所述外部联动传感器包括智能烟感、可燃气体报警器、温度报警器和水浸传感器中的一种或多种。

17、本发明的一种智能安全插座的主动断电与自动灭火控制方法，包括：

18、采集用电负载的电气参数；

19、采集智能安全插座内部的温度参数；

20、将所述电气参数和所述温度参数与预设保护阈值进行比较，根据比较结果判断所述智能安全插座是否处于异常工作状态；

21、当所述智能安全插座处于异常工作状态时，向设置于供电回路中的断电执行模块输出断电控制信号，通过所述断电执行模块切断所述用电负载的供电；

22、当所述智能安全插座内部产生明火和/或异常高温时，使设置于插座壳体内部表面的全氟己酮微胶囊涂层受热破裂并释放全氟己酮，对所述智能安全插座内部的火源进行灭火或抑制。

23、作为优选的技术方案，所述异常工作状态的判断包括：当采集的电流大于电流阈值时，判断为过流状态；当采集的功率大于功率阈值时，判断为过载状态；当采集的电压大于电压阈值时，判断为过压状态；当采集的温度大于温度阈值时，判断为超温状态；当不同检测位置之间的温差大于温差阈值时，判断为局部异常发热状态；当预设时间内的温度变化率大于温度变化率阈值时，判断为快速升温异常状态；当累计电能消耗量大于电能消耗阈值时，判断为超电量状态；在满足上述至少一种异常工作状态的判断条件时，控制所述断电执行模块切断供电。

24、作为优选的技术方案，还包括：接收云端管理平台和/或移动终端下发的保护阈值配置参数，将所述保护阈值配置参数存储于本地存储模块；当通信正常时，根据接收的保护阈值配置参数执行异常工作状态判断，当通信中断时，根据所述本地存储模块中存储的保护阈值配置参数继续执行异常工作状态判断及主动断电保护，并在通信恢复后将通信中断期间产生的报警记录和/或用电记录上传至所述云端管理平台。

25、本发明的有益效果是：1.本发明通过电量检测模块和温度检测模块分别对用电负载的电气参数以及插座内部的温度参数进行采集，使控制模块不仅能够依据电流、功率、电压等参数判断过流、过载及过压状态，还能够依据实时温度、不同检测位置之间的温差以及温度变化率识别局部异常发热和快速升温状态，从而扩大插座异常状态的监测维度，提高对接触不良、局部发热等电气火灾前兆的识别能力。

26、2.本发明在供电回路中设置与控制模块连接的断电执行模块，当任一电气参数或者温度参数满足异常工作状态的判断条件时，控制模块能够及时输出断电控制信号并切断用电负载供电，使危险状态能够在进一步发展为短路、电弧或者明火之前得到抑制，形成针对电气火灾风险的第一道主动安全防线。

27、3.本发明在插座壳体内部设置包括全氟己酮微胶囊涂层的自动灭火层，当插座内部产生明火或者异常高温时，微胶囊受热破裂并释放全氟己酮，使灭火介质直接作用于插座内部的火源区域，通过吸热降温、抑制燃烧以及覆盖火源区域实现灭火或抑制复燃，从而在主动断电之后进一步对已经形成的火源进行处理，构成第二道安全防线。

28、4.本发明将电气异常监测与主动断电保护和自动灭火层相结合，使主动断电用于降低电气故障继续发展的可能性，而自动灭火层用于处理断电后仍然存在的残余高温、局部燃烧及复燃风险，二者形成前端预防和后端灭火相配合的双重防护体系，相较于仅具有过流保护或者单纯断电功能的插座，能够进一步降低由插座内部故障引发电气火灾的风险。

29、5.本发明通过通信模块实现智能安全插座与云端管理平台和移动终端之间的数据通信，并通过本地存储模块保存保护阈值，使保护参数能够由外部进行配置，同时在通信中断情况下，控制模块仍能够依据本地存储的保护阈值独立完成异常判断和主动断电，避免插座安全保护功能过度依赖网络连接，提高系统运行的连续性和可靠性。

30、6.本发明还能够根据用电负载的功率变化识别微功耗状态，并在微功耗状态持续达到预设时间后主动切断供电，从而减少充电器等设备长期低功耗待机造成的能耗及安全隐患；同时还能够接收智能烟感、可燃气体报警器、温度报警器和水浸传感器等外部联动传感器的报警信号，在外部环境出现风险时主动执行断电保护，进一步扩展智能安全插座的综合安全防护能力。