安全用电控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及电力领域，具体涉及一种安全用电控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着国民经济的快速发展，电力需求增加，用电负载增长迅猛，用电安全问题日益突出，尤其是在老旧小区、城中村、群租房及人口密集公共区域，用电情况复杂，安全隐患多。目前现有的安全用电监控系统是依托剩余电流式电气火灾监控探测器发展而来，主要面向输配电行业对剩余电流引起电气火灾的防范和监管，其功能核心为剩余电流检测，并扩展了电压电流及线缆温度检测，平台监控等相关功能，系统功能简单，模式单一，使用场景有限，尤其在应对设备漏电，人体触电，用电不规范等情形时，无法有效提供报警和保护。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的用电安全系统无法有效提供报警和保护的技术问题，本发明提供一种解决上述问题的安全用电控制系统及其控制方法。
4.一种安全用电控制系统，包括安全智能插座，所述安全智能插座包括负载插座，设于所述负载插座外的操作面板，设于所述负载插座内的主控mcu，以及设于所述负载插座内并与所述主控mcu连接的接地电压采样电路、输入电压采样电路、负载电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、负载开关、按键电路、报警指示电路、通信电路；所述接地电压采样电路与所述负载插座的l线和pe线连接，所述输入电压采样电路、所述剩余电流传感器、所述负载开关均与所述负载插座的n线和l线连接，所述负载开关控制所述负载插座的n线和l线通断，所述负载电流传感器与所述负载插座的n线连接，所述按键电路和所述报警指示电路均与所述操作面板连接。
5.在本发明提供的安全用电控制系统的一种较佳实施例中，所述操作面板设有操作按键，与所述按键电路连接。所述操作面板设有报警指示灯，与所述报警指示电路连接。
6.在本发明提供的安全用电控制系统的一种较佳实施例中，所述安全智能插座还包括与所述主控mcu连接的存储电路。所述安全用电控制系统还包括服务器和用户终端，所述通信电路通过网络与所述服务器和所述用户终端依次连接。
7.一种安全用电控制系统的控制方法，包括检测功能、报警功能、复位功能；所述检测功能包括交流欠压、过压、负载过流、漏电、接地、过温、以及用电行为检测，异常时激活所述报警功能；所述报警功能激活时发出报警信号并断电；所述复位功能重置报警信号并恢复到异常前状态。
8.在本发明提供的安全用电控制系统的控制方法的一种较佳实施例中，所述主控mcu通过所述输入电压采样电路和所述负载电流传感器实现交流欠压、过压、负载过流及功率超限检测，在交流欠压、过压、负载过流及功率超限时激活所述报警功能；所述主控mcu通过所述剩余电流传感器实现漏电检测，电流超限时激活所述报警功能；所述主控mcu通过所述接地电压采样电路实现接地状态检测，异常时激活所述报警功能；所述主控mcu通过所述
温度传感器实现过温检测，温度异常时激活所述报警功能；所述主控mcu通过所述输入电压采样电路和所述负载电流传感器的检测数据，分析识别用电设备类型，结合用电时间，分析用电行为风险，实现用电行为检测，在异常时激活所述报警功能。
9.所述报警功能激活时向所述操作面板、所述通信电路、所述主控mcu发出报警信号，所述主控mcu控制所述负载开关断电。通过所述操作面板和所述按键电路，或所述通信电路向所述主控mcu发出复位信号，所述主控mcu控制所述负载开关恢复到异常前状态。
10.在本发明提供的安全用电控制系统的控制方法的一种较佳实施例中，基于所述检测功能、所述报警功能、所述复位功能形成普通模式、限时模式、定时模式、共享模式，四种工作模式：所述普通模式下，所述主控mcu默认闭合所述负载开关；所述限时模式下，所述主控mcu预设有计时器，并默认断开所述负载开关，通过所述操作面板和所述按键电路，或所述通信电路向所述主控mcu发出工作信号，控制所述负载开关闭合并开始计时，达到预设限制时长后，所述主控mcu控制所述负载开关断开；所述定时模式下，所述主控mcu预设有计时器，并默认断开所述负载开关，仅在当前时间在预设用电时间段内时，所述主控mcu控制所述负载开关闭合，否则控制所述负载开关断开；所述共享模式下，所述主控mcu预设有计时器，并默认断开所述负载开关，由用户与服务器产生信息交互，再由服务器通过所述通信电路向所述主控mcu发出工作信号，控制所述负载开关闭合，同时所述主控mcu一方面开始计时，另一方面利用所述检测功能计算用电量，当达到预设限制时长后或预设用电量后，所述主控mcu控制所述负载开关断开。
11.相较于现有技术，本发明提供的所述安全用电控制系统内置了接地电压采样电路，交流电压采样电路，电流传感器，剩余电流传感器，温度传感器，具有完善的安全保护功能，实现插座级的精细用电保护，全面提高配电用电各层级安全综合监管能力，大大简化传统安全用电监控装置接线和安装工作，更加便捷灵活，相比传统安全用电监控系统，本发明的安全用电控制方法提供了多种工作模式选择，能够适用不同的应用场景，提高监控效率，有利于安全用电监控系统的普及，为用户提供安全便捷的用电体验。
附图说明
12.图1是本发明提供的安全用电控制系统的电路结构图；图2是本发明提供的安全用电控制系统的结构图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
14.请同时参阅图1和图2，分别是本发明提供的安全用电控制系统1的电路结构图和结构图。所述安全用电控制系统1包括安全智能插座2、服务器3、用户终端4。
15.所述安全智能插座2包括负载插座21。所述负载插座21采用标准86外壳，正面设有插座孔、操作面板22、二维码，所述操作面板22为组合式触控板，包括半透明的触控按键板
221和内置于所述触控按键板221内的报警指示灯222。
16.所述负载插座21背面设有与所述插座孔对接的导电片和n端、l端和pe端三个接线端子。还设有主控mcu22，以及与所述主控mcu22连接的接地电压采样电路23、输入电压采样电路24、负载电流传感器25、剩余电流传感器26、温度传感器27、负载开关28、按键电路29、报警指示电路30、通信电路31、存储电路32。
17.所述接地电压采样电路23与所述负载插座21的l端和pe端连接。所述输入电压采样电路24、所述剩余电流传感器26、所述负载开28关均与所述负载插座21的n端和l端连接，所述负载开关28控制所述负载插座21的n端和l端通断。所述负载电流传感器25与所述负载插座21的l端连接。所述按键电路29与所述触控按键板221连接，所述报警指示电路30与所述报警指示灯222连接。
18.所述通信电路31通过无线网络与所述服务器3实现网络连接。所述存储电路32起缓存数据的作用。所述用户终端4包括手机终端和pc终端，均通过网络与所述服务器3连接。
19.基于上述结构，所述安全用电控制系统1可以实现对交流欠压、过压、负载过流、漏电、接地、过温、以及用电行为的检测功能，在检测异常时的报警功能，和人为复位的复位功能。
20.所述主控mcu22内置数据比对程序，通过将所述输入电压采样电路24和所述负载电流传感器25采集的数据与预设数据对比，实现交流欠压、过压、负载过流及功率超限检测，在交流欠压、过压、负载过流及功率超限时激活所述报警功能。
21.通过将所述剩余电流传感器26采集的数据与预设数据对比，实现漏电检测，漏电电流超限时激活所述报警功能。
22.通过将所述接地电压采样电路23采集的数据与预设数据对比，实现接地状态检测，接地异常时激活所述报警功能。
23.通过将所述温度传感器27采集的数据与预设数据对比，实现过温检测，温度异常时激活所述报警功能。
24.所述主控mcu22还内置分析匹配程序，基于所述输入电压采样电路24和所述负载电流传感器25的检测数据，可以分析识别出用电设备的类型。结合用电时间、地点等数据，分析出用电行为风险，实现用电行为检测，在异常时激活所述报警功能。
25.所述报警功能激活时，所述主控mcu22通过所述报警指示电路30启动所述报警指示灯222，并通过所述通信电路31将报警信号发送至所述服务器3，再由所述服务器3将信号发送及所述用户终端4。同时，所述主控mcu22控制所述负载开关28断电。
26.用户在看到所述报警指示灯222闪烁或在所述用户终端4接收到报警信号之后，可以通过所述触控按键板221经由所述按键电路29向所述主控mcu22发出复位信号，控制所述负载开关28恢复到故障前状态。或通过所述服务器3经由所述通信电路31向所述主控mcu22发出复位信号，控制所述负载开关28恢复到故障前状态。
27.基于上述结构，所述所述安全用电控制系统1又可以实现普通模式、限时模式、定时模式、共享模式，四种工作模式。四种工作模式下均正常实施所述检测功能、所述报警功能、所述复位功能。
28.所述普通模式下，所述主控mcu22默认闭合所述负载开关28通电。
29.所述限时模式下，所述主控mcu22预设有计时器，并默认断开所述负载开关28断
电。
30.用户可通过所述触控按键板221经由所述按键电路29向所述主控mcu22发出工作信号，控制所述负载开关28闭合并开始计时。用户也可以操作所述用户终端4，通过所述服务器3经由所述通信电路31向所述主控mcu22发出工作信号，控制所述负载开关28闭合通电并开始计时。通电时间达到预设的限制时长后，所述主控mcu22控制所述负载开关28断开。
31.所述定时模式下，所述主控mcu22预设有计时器，还通过所述通信电路31连接所述服务器3取当前时间，并默认断开所述负载开关28断电。
32.仅在当前时间在预设用电时间段内时，所述主控mcu22控制所述负载开关28闭合通电。预设用电时间段结束后，所述主控mcu22控制所述负载开关28断开。
33.所述共享模式下，所述主控mcu22预设有计时器，还通过所述检测功能计算用电量，并默认断开所述负载28开关。
34.用户通过所述用户终端4定位某一所述安全智能插座2，例如通过所述手机终端扫描设于所述安全智能插座2正面的二维码。定位后与所述服务器3产生信息交互，完成付费或其他授权识别功能，获得对应的所述安全智能插座2的使用权限。使用权限中包括使用时长和使用电量的限制。
35.所述服务器3经由所述通信电路31向所述主控mcu22发出使用权限中所包括的使用时长和使用电量限制的工作信号控制所述负载开关28闭合通电并开始计时和计用电量。当通电时长或用电量超出预设的限制后，所述主控mcu22控制所述负载开关28断开。
36.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。