一种智能空气开关电路的监控系统及方法与流程

1.本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种智能空气开关电路的监控系统及方法。


背景技术：

2.空气开关，又名空气断路器，是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。
3.由于空气开关是通过检测电流是否超过设定的额定电流来控制的，当超过时自动断开；当电源电压恢复正常后，需要重新合闸才能正常工作。部分大功率电器在启动时会产生较大的电流，并在进入稳定工作后，电流恢复至额定电流以下。在此过程中，电器瞬间启动所产生的高于额定电流的电流可能会让空气开关误判该电路中的电流过大而切断电路，从而影响电器的正常使用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能空气开关电路的监控系统及方法，以减少在大功率电器启动时对电流的误判。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种智能空气开关电路的监控系统，包括：
6.控制子端，包括设置于各个分支电路和主电路上的空气开关，用于切断电源与用电器之间的连接；
7.数据采集模块，用于采集各分支电路和主电路的电流；
8.数据分析模块，用于提取各分支电路和主电路的电流并与额定电流进行比对，根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态；
9.检测验证模块，包括一检测回路，所述检测回路至少包含一个电流检测设备用于检测电路中电流，所述检测验证模块用于在分支电路处于初始超载状态时将所述分支电路短路，直接将所述分支电路上的用电器连接至主电路中；
10.电路控制模块，用于实时监控所述检测回路中的电流，如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值一直大于其所在分支电路的额定电流值时，判定为真
·
超载状态，并在关闭所述分支电路的控制子端后切断所述检测回路；如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值下降至等于其所在分支电路的额定电流值时，判定为伪
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满载状态，切断所述检测回路并恢复至原先状态；如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值下降至小于其所在分支电路的额定电流值时，判定为伪
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超载状态，切断所述检测回路并恢复至原先状态。
11.进一步地，所述数据分析模块根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态，具体是：如果所提取的各分支电路
和主电路的电流数据小于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始负载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据等于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始满载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据大于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始超载状态。
12.进一步地，所述监控系统还包括计时模块，用于提取处于满载状态或者伪
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满载状态下的分支电路的信息，并在其后对所述分支电路的用电情况进行计时；所述电路控制模块用于将所述计时模块获得的持续时长与设定的安全满载时长进行对比，一旦所述持续时长等于设定的安全满载时长，则切断所述分支电路的控制子端。
13.进一步地，如果处于所述伪
·
满载状态的分支电路在运行过程中多次出现电流超出额定电流，并在所述检测验证模块的验证下重新回到伪
·
满载状态时，所述电路控制模块用于判定所述分支电路为不稳定电路，等同于真
·
超载状态下的分支电路。
14.进一步地，如果所述分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间小于或者等于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时是在上一满载状态的持续时长的基础上进行叠加；如果所述的分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间大于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时从0开始。
15.本发明还提供一种智能空气开关电路的监控方法，包括：
16.步骤s101，采集各分支电路和主电路的电流；
17.步骤s102，提取各分支电路和主电路的电流并与额定电流进行比对，根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态；
18.步骤s103，建立一检测回路，所述检测回路至少包含一个电流检测设备用于检测电路中电流，所述检测回路在分支电路处于初始超载状态时将所述分支电路短路，直接将所述分支电路上的用电器连接至主电路中；
19.步骤s104，实时监控检测回路中的电流数据，如果在设定时间内，该检测回路中的电流值一直大于所属分支电路的额定电流值时，判定为真
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超载状态，并在关闭所述的分支电路的控制子端后切断检测回路；如果在设定时间内，该检测回路中的电流值下降至等于所属分支电路的额定电流值时，判定为伪
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满载状态，切断检测回路并恢复至原先状态；如果在设定时间内，该检测回路中的电流值下降至小于所属分支电路的额定电流值时，判定为伪
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超载状态，切断检测回路并恢复至原先状态。
20.进一步地，所述步骤s102根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态，具体是：如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据小于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始负载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据等于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始满载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据大于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始超载状态。
21.进一步地，所述监控方法还包括：
22.步骤s105，提取处于满载状态或者伪
·
满载状态下的分支电路的信息，并在其后对所述分支电路的用电情况进行计时；
23.步骤s106，将获得的持续时长与设定的安全满载时长进行对比，一旦所述持续时长等于设定的安全满载时长，则切断所述分支电路的控制子端。
24.上述计时是指分支电路处于满载状态下的持续时长，持续时长应该理解为从达到满载状态到退出满载状态所持续的时间。
25.进一步地，如果处于所述伪
·
满载状态的分支电路在运行过程中多次出现电流超出额定电流，并在所述检测回路的验证下重新回到伪
·
满载状态时，则判定所述分支电路为不稳定电路，等同于真
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超载状态下的分支电路。
26.进一步地，如果所述分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间小于或者等于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时是在上一满载状态的持续时长的基础上进行叠加；如果所述的分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间大于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时从0开始。
27.实施本发明具有如下有益效果：通过设置数据采集模块和数据分析模块来对各分支电路的实时电流情况进行监察，并在其超出额定数值时进行检测，而检测验证模块中设置的检测回路可以在该分支电路超过额定电流的情况下仍然能够保证该分支电路上用电器的正常通电并在后续的运行中进一步对检测回路的电流情况进行监察，以确定是因为电器瞬间启动所产生的高于额定的电流还是其他原因使得分支电路导致分支电路超载，并在电流回归正常之后切换到分支电路，从而有效防止电器瞬间启动所产生的高于额定的电流可能会让空气开关误判该电路中的电流过大而切断电路的问题，避免影响电器的正常使用。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例一种智能空气开关电路的监控系统的结构示意图。
30.图2为本发明实施例一种智能空气开关电路的监控系统的另一结构示意图。
31.图3为本发明实施例二一种智能空气开关电路的监控方法的流程示意图。
32.图4为本发明实施例二一种智能空气开关电路的监控方法的具体流程示意图。
33.图5为本发明实施例中计时方法的流程示意图。
具体实施方式
34.以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
35.请参照图1所示，本发明实施例提供一种智能空气开关电路的监控系统，包括：
36.控制子端100，包括设置于各个分支电路和主电路上的空气开关，用于切断电源与用电器之间的连接；
37.数据采集模块200，用于采集各分支电路和主电路的电流；
38.数据分析模块300，用于提取各分支电路和主电路的电流并与额定电流进行比对，
根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态；
39.检测验证模块400，包括一检测回路，所述检测回路至少包含一个电流检测设备用于检测电路中电流，所述检测验证模块400用于在分支电路处于初始超载状态时将所述分支电路短路，直接将所述分支电路上的用电器连接至主电路中；
40.电路控制模块500，用于实时监控所述检测回路中的电流，如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值一直大于其所在分支电路的额定电流值时，判定为真
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超载状态，并在关闭所述分支电路的控制子端100后切断所述检测回路；如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值下降至等于其所在分支电路的额定电流值时，判定为伪
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满载状态，切断所述检测回路并恢复至原先状态；如果在设定时间内，所述检测回路中的电流值下降至小于其所在分支电路的额定电流值时，判定为伪
·
超载状态，切断所述检测回路并恢复至原先状态。
41.具体地，额定电流是各分支电路或主电路所能允许的最大电流值，在比对过程中，如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据小于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始负载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据等于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始满载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据大于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始超载状态。
42.如前所述，各分支电路和主电路的电流超过额定电流，有可能是部分大功率电器在启动时所产生的，进入稳定工作后，电流会恢复至额定电流以下，并不是真正的持续处于高于额定电流情况，因此，为避免空气开关误判，本实施例设置检测验证模块400，通过检测回路来加以验证，判断初始超载状态、初始满载状态是否是真正的超载或满载。
43.需要说明的是，切断所述检测回路并恢复至原先状态，“原先状态”系指检测回路将所在分支电路短路前的状态，用电器不再连接至主电路中，而是恢复原有连接在所在分支电路上。
44.另外，如图2中所示，本实施例一种智能空气开关电路的监控系统还包括计时模块600，所述计时模块600用于提取处于满载状态或者伪
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满载状态下的分支电路的信息，并在其后对所述分支电路的用电情况进行计时。电路控制模块500将计时模块600获得的持续时长与设定的安全满载时长进行对比，一旦所述持续时长等于设定的安全满载时长，则切断所述分支电路的控制子端100。本实施例中，计时模块600的计时是指所述分支电路处于满载状态下的持续时长，持续时长应该理解为从达到满载状态到退出满载状态所持续的时间。
45.可以理解的是，在本实施例另一种情况中，如果处于所述的伪
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满载状态的分支电路在运行过程中多次出现电流超出额定电流，并在检测验证模块的验证下重新回到伪
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满载状态时，则认定该分支电路为不稳定电路，等同于真
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超载状态下的分支电路。
46.在本发明另一种优选的实施例中，如果所述的分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间小于或者等于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时是在上一满载状态的持续时长的基础上进行叠加。
47.相应地，如果所述的分支电路在退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间大于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时从0开始。
48.再如图3所示，本发明实施例二提供一种智能空气开关电路的监控方法，包括：
49.步骤s101，采集各分支电路和主电路的电流；
50.步骤s102，提取各分支电路和主电路的电流并与额定电流进行比对，根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态；
51.步骤s103，建立一检测回路，所述检测回路至少包含一个电流检测设备用于检测电路中电流，所述检测回路在分支电路处于初始超载状态时将所述分支电路短路，直接将所述分支电路上的用电器连接至主电路中；
52.步骤s104，实时监控检测回路中的电流数据，如果在设定时间内，该检测回路中的电流值一直大于所属分支电路的额定电流值时，判定为真
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超载状态，并在关闭所述的分支电路的控制子端后切断检测回路；如果在设定时间内，该检测回路中的电流值下降至等于所属分支电路的额定电流值时，判定为伪
·
满载状态，切断检测回路并恢复至原先状态；如果在设定时间内，该检测回路中的电流值下降至小于所属分支电路的额定电流值时，判定为伪
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超载状态，切断检测回路并恢复至原先状态。
53.请结合图4、图5所示，步骤s102根据比对结果判定各分支电路和主电路处于初始负载状态、初始满载状态、初始超载状态中的哪一种状态，具体是：如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据小于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始负载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据等于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始满载状态；如果所提取的各分支电路和主电路的电流数据大于该分支电路或主电路的额定电流时，判定为初始超载状态。
54.在本实施例另一种情况中，还包括：
55.步骤s105，提取处于满载状态或者伪
·
满载状态下的分支电路的信息，并在其后对所述分支电路的用电情况进行计时；
56.步骤s106，将获得的持续时长与设定的安全满载时长进行对比，一旦所述持续时长等于设定的安全满载时长，则切断所述分支电路的控制子端。
57.上述计时是指分支电路处于满载状态下的持续时长，持续时长应该理解为从达到满载状态到退出满载状态所持续的时间。
58.在本发明其中一个优选的实施例中，处于所述的伪
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满载状态的分支电路在运行过程中多次出现电流超出额定电流，并在检测回路的验证下重新回到伪
·
满载状态时，则认定该分支电路为不稳定电路，等同于真
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超载状态下的分支电路。
59.如果所述的分支电路再退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间小于或者等于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时是在上一满载状态的持续时长的基础上进行叠加。
60.在本发明另一种情况中，如果所述的分支电路再退出满载状态之后又重新进入满载状态，并且两个过程所间隔的时间大于所设定的安全间隔时间时，则本次满载状态计时从0开始。
61.通过上述说明可知，本发明带来的有益效果在于：通过设置数据采集模块和数据分析模块来对各分支电路的实时电流情况进行监察，并在其超出额定数值时进行检测，而检测验证模块中设置的检测回路可以在该分支电路超过额定电流的情况下仍然能够保证
该分支电路上用电器的正常通电并在后续的运行中进一步对检测回路的电流情况进行监察，以确定是因为电器瞬间启动所产生的高于额定的电流还是其他原因使得分支电路导致分支电路超载，并在电流回归正常之后切换到分支电路，从而有效防止电器瞬间启动所产生的高于额定的电流可能会让空气开关误判该电路中的电流过大而切断电路的问题，避免影响电器的正常使用。
62.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。