一種智能安全插座的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及安全用電技術領域，具體為一種智能安全插座。
【背景技術】
[0002]隨著生產生活水品不斷提高，用電產品日益增多，安全用電和智能用電成為了首要問題。由于用電安全產生的火災、造成的人員傷亡、電器設備損壞等安全事故時有發(fā)生，給生產生活帶來巨大影響。用電設備的增多，人為管理難度加大，整體安全可靠性能降低。因而安全用電、智能用電已受到越來越多人的關注。
[0003]目前已經有的智能安全插座，例如公告專利號為CN103715566A，公告時間2014.04.09，公告專利名為“一種智能控制的安全插座”的發(fā)明專利，其插座需要配套的專用插頭，插入時無消火花處理，通電后只有電流檢測，未能實時進行漏電、短路檢測，依舊存在安全隱患，且只能用配套插頭，使用范圍狹窄。又如公告專利號為CN103022823A，公告時間為2013.04.03，專利名為“智能安全插座”的發(fā)明專利，插入時未能檢測雙孔插入還是單孔插入，僅簡單判斷電阻阻抗為零或無窮大，即使外部負載短路，因阻抗是材料本身屬性，除低溫超導情況，常溫下阻抗不為零，不能達到安全防護目的。阻抗無窮大時，不做進一步判斷，直接讓輸出電路不工作，實際應用中，具有機械開關的用電設備，例如風扇，不能啟動。又如現(xiàn)在設備用電插座拔插時，大都是帶電拔插，有很大的安全隱患:一是拔插時，可能發(fā)生觸電危險；二是有電弧產生，影響電網穩(wěn)定，減少插座及插板的使用壽命。再如故障發(fā)生后，無自檢自恢復，影響使用體驗，未能達到智能目的。
【實用新型內容】
[0004]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠實時監(jiān)測/檢測插入狀態(tài)、能消除拔插電弧和電火花、故障排除自恢復的智能安全插座，技術方案如下:
[0005]一種智能安全插座，包括第一雙刀繼電器、插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊、微處理器和報警單元；所述第一雙刀繼電器包括線圈Q1、閘刀Kl和K2，以及與閘刀Kl和K2分別對應的第一觸點和第二觸點，所述微處理器連接到線圈Q1，用于控制線圈Ql通斷電，閘刀Kl和K2分別與插座的N相插孔和L相插孔連接，第一觸點和第二觸點分別連接到輸電線的N相和L相；所述插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊連接到插座的插孔；所述微處理器還分別連接插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊和報警單元。
[0006]進一步的，還包括第二雙刀繼電器、阻抗特性檢測模塊和電流及波形檢測模塊；所述第一雙刀繼電器為雙刀雙擲繼電器，還包括與閘刀Kl和K2分別對應的第三觸點和第四觸點；所述第二雙刀繼電器包括線圈Q2、閘刀K5和K6，以及與閘刀K5和K6分別對應的第五觸點和第六觸點，所述微處理器連接到線圈Q2，用于控制線圈Q2通斷電，閘刀K5連接第三觸點，閘刀K6連接第四觸點，第五觸點和第六觸點連接到阻抗特性檢測模塊；所述電流及波形檢測模塊耦合連接到輸電線的N相和L相；所述微處理器還分別連接到阻抗特性檢測模塊和電流及波形檢測模塊。
[0007]更進一步的，還包括無線模塊，所述無線模塊的信號傳輸端連接到微處理器，電源輸入端連接到電源模塊。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型僅在檢測到插頭插入狀態(tài)正常且負載阻抗特性滿足設定時才會合閘通電，并能夠對插頭插入狀態(tài)進行實時監(jiān)測，更加安全可靠；根據(jù)負載阻抗特性進行合閘和分閘，消除電弧和電火花，保證用電及人身安全，并減少電流噪聲、實現(xiàn)綠色用電；異常情況發(fā)生后，再次自檢啟動，當異常情況移除時，自恢復正常工作狀態(tài)，達到自恢復目的。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型智能安全插座的電路結構示意圖。
[0010]圖2為本實用新型智能安全插座的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0012]如圖1所示，一種智能安全插座，包括第一雙刀繼電器、第二雙刀繼電器、插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊、阻抗特性檢測模塊、電流及波形檢測模塊、微處理器(MPU)、報警單元、無線模塊和AC/DC模塊。
[0013]第一雙刀繼電器為雙刀雙擲繼電器，包括線圈Q1、閘刀Kl和K2，以及與閘刀Kl和K2分別對應的位于高壓交流端的第一觸點和第二觸點，以及位于低壓交流端的第三觸點和第四觸點。閘刀Kl和K2分別與插座的N相插孔和L相插孔電氣連接，第一觸點和第二觸點分別連接到輸電線的N相和L相。微處理器連接到線圈Q1，通過控制信號Ctrl I控制線圈Ql的通斷電，繼而控制閘刀Kl和Kl的位置狀態(tài)。初始狀態(tài)時，Ctrl I控制線圈Ql電流斷路，閘刀Kl和K2分別與低壓交流端的第三觸點和第四觸點合閘，當需要與高壓交流端合閘時，微處理器通過控制信號Ctrl I控制線圈Ql電流導通，進而控制閘刀Kl和K2與低壓側分閘，同時分別與高壓交流端的第一觸點和第二觸點合閘。
[0014]第二雙刀繼電器包括線圈Q2、閘刀K5和K6，以及與閘刀K5和K6分別對應的第五觸點和第六觸點，微處理器連接到線圈Q2，通過控制信號Ctrl 2，控制線圈Q2的通斷電，繼而控制閘刀K5和K6的位置狀態(tài)。閘刀K5與第一雙刀繼電器的第三觸點電氣相連，閘刀K6與第一雙刀繼電器的第四觸點電氣相連。第五觸點和第六觸點連接到阻抗特性檢測模塊。初始狀態(tài)時，控制信號Ctrl 2控制線圈Q2電流斷路，閘刀K5和K6與第五觸點和第六觸點分閘；當微處理器通過控制信號Ctrl 2控制線圈Q2電流導通，閘刀K5和K6與第五觸點和第六觸點合閘。
[0015]插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊物理連接到插座的插孔，接收微處理器的控制信號Ctrl4進行插頭的插入狀態(tài)檢測。具體的，每個插孔口設有安全擋板，每個安全擋板與一個微動開關或金屬霍爾接近開關相連，當插頭的插片插入插孔時，安全擋板被擠壓，從而觸動與安全擋板聯(lián)動的微動開關或金屬霍爾接近開關。每個插孔內部設有用于與插頭插片連接的磷銅彈片，磷銅彈片的彈性形變側與另一個微動開關或金屬霍爾接近開關相連。當插頭的插片繼續(xù)深入插孔內部后，磷銅彈片受到擠壓發(fā)生形變，從而迫使與磷銅彈片聯(lián)動的微動開關或金屬霍爾接近開關觸發(fā)，改變開關狀態(tài)。當插頭的插片未能完全與磷銅彈片接觸時，磷銅彈片因形變不夠，聯(lián)動的微動開關或金屬霍爾接近開關就不能觸發(fā)改變狀態(tài)?？蓪相插孔安全擋板聯(lián)動的微動開關或金屬霍爾接近開關命名為N(top)，N相插孔內部的磷銅彈片聯(lián)動的微動開關或霍爾金屬接近開關命名為N (bottom)，同樣命名規(guī)則命名L相有L (top)和L (bottom)，當某個開關被觸動時，該開關的電平邏輯記為I，未被觸動電平則邏輯記為O。在檢測插入狀態(tài)時，邏輯上有:N(top) & N (bottom) & L(top) & L(bottom),即兩個插孔安全擋板的微動開關或金屬霍爾接近開關的電平邏輯與磷銅彈片聯(lián)動的微動開關或霍爾金屬接近開關的電平邏輯與運算，當四個開關都被觸動時，邏輯運算結果為1，檢測結果為雙孔插入良好，插入狀態(tài)正常；若某個開關未被觸動，則邏輯運算結果為0，檢測結果為插入狀態(tài)異常，如單孔插入，雙孔半插入，單孔插入良好單孔插入異常等。運算結果通過信號Sign7發(fā)送至微處理器。
[0016]阻抗特性檢測模塊用于檢測外部負載的阻抗特性及阻抗值。具體過程為:控制第一雙刀繼電器閘刀Kl和K2分別擲于低壓交流端的第三觸點和第四觸點，第二雙刀繼電器閘刀K5和K6分別擲于第五觸點和第六觸點，再通過控制信號Ctrl 3啟動阻抗特性檢測模塊。
[0017]電流及波形檢測模塊通過電壓互感器和電流互感器耦合連接到輸電線的N相和L相，通過AD采樣從電壓互感器二次側檢測高壓交流端的電壓波形；從電流互感器二次側采集各相電路的相電流，并將采集到的信號發(fā)送給微處理器。
[0018]報警單元可采用聲光報警裝置，在插頭插入狀態(tài)異?；蜇撦d電路異常時，接收微處理器的信號Sign2，發(fā)出聲光報警，提醒用戶及時排除故障。
[0019]無線模塊用于接收微處理器的信號Sign3將異常告警信息及負載阻抗信息等數(shù)據(jù)發(fā)送至移動終端設備，以及接收控制終端命令參數(shù)信號，并通過信號Sign 5傳輸至微處理器。
[0020]AC/DC模塊為電源模塊，用于給第一雙刀繼電器的線圈Q1、第二雙刀繼電器的線圈Q2、插入狀態(tài)監(jiān)測/檢測模塊、阻抗特性檢測模塊、電流及波形檢測模塊、微處理器(MPU)、報警單元和無線模塊提供直流電源。AC/DC模塊的輸入端連接到輸電線的N相和L相，輸出端分別連接第一雙刀