[实用新型]一种用于居民配电的安全控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及居民用电安全的监测和计量技术，主要是针对居民用电安全进行智能监控和保护的装置，本装置能监测用户总线路及各个支路的负荷电流、剩余电流、失压、过压等安全情况，并根据限值设置智能控制电路的断电和闭合，并具有远程管理的能力，确保居民用电的安全可靠。

背景技术

目前大多数居民家中都是有个小配电箱，电力线通过这个带断路器的配电箱分成几个支路分配给照明、空调（电热水器）、冰箱以及各个房间插座供电，由于现在家庭空调、电脑、电热水器、冰箱等家电数量多，用电量大，因此经常出现超负荷而跳电问题。

很多旧居民楼，由于埋设在墙体内的电线老化，容易产生导线单相接地故障，如单相断线、导线搭接接地体，而其中大部分故障现象是隐蔽的，这是因为导线的绝缘层的绝缘电阻不合格，由于绝缘电阻过小产生泄漏电流。在泄漏电流集中流入大地点(接地体)便会发生高热，一旦在流入大地点有易燃物，经高温作用便会产生燃烧。导线的泄漏电流一般为mA级，线路的过电流保护(过负荷保护和短路保护)无法动作发挥保护作用。会引起防火和电气安全问题，如果进户零线烧坏、电压不稳容易导致居民家中电器被烧。

发明内容

一种用于居民配电的安全控制装置，其结构包括测量单元、MCU控制单元、分流器、触控屏显示单元、WiFi通信单元、剩余电流保护单元、磁保持继电器部分。其特征在于测量单元、剩余电流保护单元分别连接到MCU控制单元，各个支路分流器也连接到MCU控制单元，MCU控制单元通过继电器驱动电路可以分别对各个磁保持继电器进行控制，MCU控制单元连接WiFi通信单元实现系统的网络传输，MCU控制单元连接触控屏显示单元实现状态显示及参数设置。

 一种用于居民配电的安全控制装置，其特征在于剩余电流保护单元采用罗氏线圈检测剩余电流，罗氏线圈检测到的剩余电流信息传送到MCU控制单元，由MCU控制单元与内部存储的设置限值比对，超过限值即发送控制指令到磁保持继电器实现电路的切断，保护人身安全。

 本实用新型是对用户总进户线进行监测，对各个支路线路的所有电参量进行实时采集，并可对各项参量设置报警限值，对负荷超过限制，漏电流数值超过限定，都可以报警，并可以自动切断电路。

本实用新型采用触控屏进行人机界面操作，通过MCU实现和触控屏的通信和对各个支路测量模块和总测量模块的控制。

本实用新型采用锰铜分流器对各个支路电流进行取样，分流器最大电流可以到60安，然后经过电阻限流、电容滤波、移相位，最后送入计量单元。

本实用新型通过MCU同时的P1口同时接收多路分流器的信号，对采集电流数据量，并累加与计量芯片的总电流量进行比对，误差如大于2%，这发出报警信息。

本实用新型采用单相双电流采样电能计量芯片HG7211监控总电路，并得到所有电气参数，包括电流、电压、有功功率、视在功率、相角、频率。

本实用新型采用剩余电流检测能力，能够防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏。

本实用新型采用磁保持继电器分别对各个支路进行自动开关控制，磁保持继电器体积小、可靠性高、切断电流能力强，耗电量低。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

1、测量单元：通过对居民进户电力线的采样完成所有电参量的测试和存储，并将电流、电压、功率、电能、频率等参量发送给MCU控制单元；

2、触控屏是人机接口，实现各种限值得设置，报警信息的设置，以及读取各种用电数据；

3、电流数据采集电路，各个支路的电流取样值通过A/D转换进入到MCU控制单元不同的IO口，各支路电流和进户电压乘法得到功率以及电能消耗量，并随时将电流和限值比对，发现有超过部分就会报警；

4、剩余电流保护功能，本实用新型将进户的电力线零、火线同时穿入一个电流互感器，检测剩余电流大小，正常情况电流互感器没有感应输出，当漏电时，火线与地线构成回路，此时零线中没有或者有很小电流，该电流与MCU控制单元额定设置保护电流进行比较，超出限值将发送断开指令，并显示报警信息；

5、MCU控制单元是核心，主要进行对支路电流数据进行分析处理，控制磁保持继电器进行负荷管理，同时对总进户电力线和支路进行必要监控和能源管理，同时接收触控屏发过来的指令实现参数设置；

6、通信单元：主要是将接收通过WIFI网络来的用户指令，将报警信息自动发送给用户，并实现用户对家里配电情况的访问，如负荷状态、能源消耗、电压波动等情况等。

本实用新型为现有居民家庭用电建立了智能配电自动化系统，提高了安全可靠水平，消除了由于电气原因引起的消防安全事故，通过该系统还能远程控制各个支路的供电，进而实现家庭能效管理。