一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置，其包括：总线断路器、剩余电流检测模块、总线断路器电气位置前的电源隔离变压器及电压相序检测模块、对各个分路进行电流检测的负载电流检测模块以及负载电流检测模块检测的信号进行放大调离的模拟信号调理模块、起主控作用的MCU系统及电源模块、通信模块、能控制分路通断的分路断路控制器以及报警控制驱动模块，安装于通用配电箱内的整体低压电器产品，实现住宅内单相或三相交流电源的智能配电、智能用电保护、智能监测和控制。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置
本专利技术涉及住宅配电及低压用电保护
，特别是涉及将低压用电的多种保护技术集成并构成一个智能的具有家用配电功能的低压电器装置的电子
，同时也涉及智能家居领域。
技术介绍
当前家庭的住宅配电一般是首先在住宅配电箱箱内安装导轨，然后在导轨上安装单相或三相的进线总空气开关（断路器），再用不同颜色不同规格的导线连接至规格不同的各个单相或三相的分路空气开关。进线总断路器常常配漏电保护器，因此，常使用一体漏电断路器作为进线总断路器。这样的配电箱在技术日益进步、安全要求不断提高的今天，其存在着愈来愈不容忽视的不足之处：(1)虽然配电箱是按国标生产的，但配电箱内断路器和导线是人工安装的，存在质量不稳定的因素；(2)现在配电箱内所采用的小型断路器大多为磁饱和式断路器，无论瞬时脱扣整定电流还是过载保护的整定电流和整定时间的精度都不高，误差大，而且产品参数离散性大，有些产品只有过载保护功能；(3)现行配电方式中没有配电线路电气火灾监测与保护，只有在进线总线处装有保护人身的电击漏电保护器，也就是说在目前的住宅配电中没有实现剩余电流的分级保护，容易引起误动作或保护不到位造成人员、设备的危险和损失，而且大多是AC型剩余电流保护器，面对愈来愈多的变频电器和高频电器，常常不能确保万无一失；(4)现行配电方式无法实现智能配电和智能控制，常常是一幢楼一套配电方案。如果某一分路的负载发生变化，需要使断路器起到切实的用电保护就必须更换相应分路上的断路器。这就需要花费额外的时间成本和材料成本，因此，目前绝大多数住户都是不管用电负载的变化将就着用，这就存在着安全隐患；(5)如果使用现行的住宅配电方案，如住户要实现住宅智能化，实现监视、控制电器设备，必须另配住宅智能系统，这样会造成布线和设备的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是制造一个具有智能配电、用电保护和分路控制功能的低压电器产品，取代现在采用不同规格的分立空气断路器和导线在住宅配电箱内构成的住宅配电系统。本专利技术提供一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置，其作为一个整体的低压电器产品安装于通用家居配电箱内，所述智能家用配电装置将接入的一路单相或三相交流电源分配成多个单相或三相交流输出分路；所述智能家用配电装置包括：总线断路器、剩余电流检测模块、安装在总线断路器电气前端位置的电源隔离变压器及电压相序检测模块、对各个分路进行电流检测的负载电流检测模块、对负载电流检测模块检测的信号进行放大调离的模拟信号调理模块、起主控作用的MCU系统及电源模块、通信模块、能控制分路通断的分路断路控制器以及报警控制驱动模块；所述剩余电流检测模块分为设置在总线上的用于线路火灾监测的第一级剩余电流检测模块和在分路上的用于防止人体触电的第二级剩余电流检测模块。所述电源隔离变压器及电压相序检测模块包括隔离变压器或隔离电源模块，并安装于总线断路器电气前端位置。所述通信模块包括任意一种或多种EIB、RS485、Wifi、蓝牙、电力载波通信、Zigbee通信方式。多个智能家用配电装置通过电力线进行并联或级联时组成的大型住宅配电系统和控制网络，并在其中具有路由功能。所述MCU系统及电源模块、通信模块和模拟信号调理模块组成一个SELV系统。专利技术的有益效果是：安装于通用配电箱内的整体低压电器产品，实现住宅内单相或三相交流电源的智能配电、智能用电保护、智能监测和控制；设置在总线上的剩余电流检测模块检查住宅内电源线的漏电，用以防止因配电线路漏电引起的电气火灾，在墙壁电源插座和连接容易触及电器外壳的输出分路上安装的剩余电流检测模块其主要功能是防止人体触电危险的发生；易于拓展为智能家居系统。附图说明图1是本专利技术的内部结构示意图。图2是较大型住宅中本专利技术的并联与级联的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作进一步说明：如图1所示，本专利技术提供一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置，其作为一个整体的低压电器产品安装于通用家居配电箱0内，所述智能家用配电装置10将接入的一路单相或三相交流电源分配成多个单相或三相交流输出分路，所述智能家用配电装置10包括：总线断路器2、剩余电流检测模块3、在总线断路器2电气前端位置的电源隔离变压器及电压相序检测模块11、对各个分路进行电流检测的负载电流检测模块8以及负载电流检测模块检测的信号进行放大调离的模拟信号调理模块4、起主控作用的MCU系统及电源模块6、能控制分路通断的分路断路控制器7以及报警控制驱动模块9。电源隔离变压器及电压相序检测模块11提供的电压信号、剩余电流检测模块3提供的电流信号和从负载电流检测模块8获取负载电流信号都进入模拟信号调理模块4，信号进放大调理至适合电平连接到MCU系统6的ADC输入端，同时，模拟信号调理模块4还包含了对各个分路负载电流信号进行阈值比较的比较器，此比较器的输出可以链接到MCU系统6的中断输入端，也可以与MCU系统6中输出驱动信号进行逻辑运算操作后驱动分路断路控制器7。经过模拟信号调理模块4后连接到ADC输入端的各分路负载电流信号、总线及分路剩余电流信号、各AC电压信号的波形都是全波整流后的呈半个交流波形的脉动直流波形。MCU系统对这些波形进行AD采样，转换成数字信号，并计算这些电信号的有效值及应用快速方法识别瞬时故障电流和畸变剩余电流，从而实现对分路上的用电器和人身进行各种保护。各个分路的额定电流以及过载保护、短路保护、瞬时保护的整定参数都可以由本装置的MCU系统6使用通信模块5中的任一介质与外部计算机或智能设备进行通信来设定。本专利技术增加了现行的依靠小型热磁空气断路器构成的住宅配电系统所没有的瞬时保护功能，并纠正了其各种保护参数离散性大、常常不能正确进行分级保护的缺陷。所述电源隔离变压器及电压相序检测模块11包括隔离变压器或隔离电源模块。电源隔离变压器及电压相序检测模块11使用一个隔离变压器（单相或三相）或隔离电源模块为整个装置提供浮地的直流电源系统（包括为EIB总线提供所需的24V直流电源），同时，为过压欠压保护、缺相与相序保护提供AC电压信号。本专利技术在模拟信号调理模块4中取自隔离变压器或隔离电源模块的电压信号并进行相序判断，这对于大型住宅中越来越多三相的电器显得尤为重要，并增加了现行住宅配电系统中所没有的欠压过压保护功能。通过单相或三相的总线断路电器2和单相或三相的输出分路断路控制器7以及本装置内部线路实现住宅家用配电功能；在总线断路电器2的电气后端和各输出分路上都接有剩余电流检测模块3，各个分路的相线上均有负载电流检测模块8。所述剩余电流检测模块3分别设置在总线上的用于线路火灾监测的第一级剩余电流检测模块以及分路上的用于防止人体触电的负载电流检测模块。总线上的剩余电流检测主要功能是负责检查住宅内电源线的漏电，用以防止因配电线路漏电引起的电气火灾，其剩余不动作电流设置在不大于300mA。在墙壁电源插座和连接容易触及电器外壳的输出分路上安装的剩余电流检测其主要功能是防止人体触电危险的发生，其剩余不动作电流设置在不大于30mA。在剩余电流有效值的识别算法上，针对由于家庭中变频电器和高频电器愈来愈多剩余电流波形呈现出正弦脉动直流波形或残缺不规则的脉动直流波形等情况，采用了直流跟踪、差分阈值判断和平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置，其特征在于：其作为一个整体的低压电器产品安装于通用家居配电箱(0)内，所述智能家用配电装置（10）将接入的一路单相或三相交流电源分配成多个单相或三相交流输出分路；所述智能家用配电装置（10）包括：总线断路器（2）、剩余电流检测模块（3）、安装在总线断路器电气前端位置的电源隔离变压器及电压相序检测模块（11）、对各个分路进行电流检测的负载电流检测模块（8）、对负载电流检测模块检测的信号进行放大调离的模拟信号调理模块（4）、起主控作用的MCU系统及电源模块（6）、通信模块（5）、能控制分路通断的分路断路控制器（7）以及报警控制驱动模块（9）；所述剩余电流检测模块（3）分为设置在总线上的用于线路火灾监测的第一级剩余电流检测模块和在分路上的用于防止人体触电的第二级剩余电流检测模块。

【技术特征摘要】
1.一种具有多种用电保护功能的智能家用配电装置，其特征在于：其作为一个整体的低压电器产品安装于通用家居配电箱(0)内，所述智能家用配电装置（10）将接入的一路单相或三相交流电源分配成多个单相或三相交流输出分路；所述智能家用配电装置（10）包括：总线断路器（2）、剩余电流检测模块（3）、安装在总线断路器电气前端位置的电源隔离变压器及电压相序检测模块（11）、对各个分路进行电流检测的负载电流检测模块（8）、对负载电流检测模块检测的信号进行放大调离的模拟信号调理模块（4）、起主控作用的MCU系统及电源模块（6）、通信模块（5）、能控制分路通断的分路断路控制器（7）以及报警控制驱动模块（9）；所述剩余电流检测模块（3）分为设置在总线上的用于线路火灾监测的第一级剩余电流检测模块和在分路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炜，尤佳，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33