CN108461361A - 空气开关和空气开关控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气开关和空气开关控制方法，涉及电气安全消防领域，其中，空气开关包括故障电弧检测模块、主控模块和脱扣动作执行模块，其中，故障电弧检测模块检测当前负载电路中是否包含故障电弧，在当前负载电路中包含故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号；主控模块在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。因此，本发明的空气开关能够检测出故障电弧，并在检测出故障电弧后进行脱扣操作，从而能够保护负载电路的安全。
Description
技术领域
本发明涉及电气安全消防领域，尤其涉及一种空气开关和空气开关控制方法。
背景技术
空气开关是断路器的一种，主要功能为一旦电路中电流超过额定电流就会自动断开开关，从而保护后续电网。但现有空气开关对过欠压、故障电弧等没有检测和保护功能。
其中，电弧是两个电极之间跨越某种介质譬如空气的一种放电现象，电弧所消耗掉的电能同时转化为光、声音、热能、电磁辐射等能量方式，电弧中心温度至少在1000℃、极端情况下甚至超过15000℃。一般电弧放电特指在有电压差的两个电极之间击穿空气所产生的放电现象。
在现有的电气回路当中，有所谓的正常电弧和故障电弧之分，其中正常电弧又分为单次电弧和周期电弧。单次电弧主要是电路开关动作所产生，其特点是发生时间随机、不连续，一般仅仅在一个或几个交流电半波内产生，单次电弧的总能量特别是生成总热量比较小、并且是可控的不会引发灾害性后果，对这种单次电弧，应当不作为有害电弧来处理。周期电弧是指某些靠电弧放电来工作的电气设备，譬如电弧焊、电弧炉、电弧放电灯等或者工作于高速周期性开关状态下的电气设备，譬如内部带有有刷电机的手电钻、冲击钻、电锤等电气设备所产生的电弧，这类电弧也是在可控状态，不会引发灾害性后果。对于这种电弧也不应当作为有害电弧来处理，否则这些用电设备要么被错误地保护性断电而不能正常工作，要么就会在电气回路当中产生了故障电弧后而不受保护。
有害电弧一般产生于电气回路当中绝缘层老化、外力冲击或老鼠啃食等绝缘层破损、电气连接松动、电气连接件锈蚀、电气零件损坏、外来导电杂物进入。这些故障所产生的电弧发生都有很强的随机性和危害性，电弧产生的光和热碳化绝缘层，融化甚至气化导电金属，更加剧短路事故的发生。在没有保护的电气环境当中，故障电弧所引发的火灾事故占电气火灾的40％以上，特别在某些易燃易爆的场合，引发的灾难性事故更加恐怖。因此在电气设备当中安装故障电弧检测与保护装置非常有必要。
但已有的故障电弧检测设备往往外形特殊，体积过大，很难直接替换已有的空气开关或漏电保护开关。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种能够支持故障电弧检测的空气开关和空气开关控制方法。
根据本发明一方面，提出一种空气开关，包括：故障电弧检测模块，用于检测当前负载电路中是否包含故障电弧，在当前负载电路中包含故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号；主控模块，用于在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；脱扣动作执行模块，用于将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
进一步地，故障电弧检测模块用于提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。
进一步地，故障电弧检测模块还用于提取负载电路中电流的低频分量信号，在电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。
进一步地，故障电弧检测模块还用于在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号。
进一步地，该空气开关还包括过欠压检测模块，其中：过欠压检测模块用于检测当前负载电路输入电压，在当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值的情况下，向主控模块发送过欠压信号；主控模块还用于在根据过欠压信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该空气开关还包括过流检测模块，其中：过流检测模块用于检测当前负载电路的电流，在当前负载电路的电流高于过流阈值的情况下，向主控模块发送过流信号；主控模块还用于在根据过流信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该空气开关还包括漏电检测模块，其中：漏电检测模块用于检测当前负载电路是否漏电，在当前负载电路漏电的情况下，向主控模块发送漏电信号；主控模块还用于在根据漏电信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该空气开关还包括过温检测模块，其中：过温检测模块用于检测当前空气开关内部温度，在当前空气开关内部温度高于过温阈值的情况下，向主控模块发送过温信号；主控模块还用于在根据过温信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该空气开关还包括通讯模块，其中：通讯模块用于将主控单元所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。
进一步地，无线通信方式采用WIFI或Zigbee协议。
进一步地，空气开关为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关。
根据本发明的另一方面，还提出一种空气开关控制方法，包括：故障电弧检测模块在检测到当前负载电路中包含故障电弧后向主控模块发送故障信号；主控模块在根据故障信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
进一步地，故障电弧检测模块检测当前负载电路中的故障电弧包括：故障电弧检测模块提取负载电路中电流的高频分量信号；根据高频分量信号获得电流的尺度参数；在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。
进一步地，该方法还包括：故障电弧检测模块提取负载电路中电流的低频分量信号；在电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。
进一步地，该方法还包括：在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，故障电弧检测模块向主控模块发送故障信号。
进一步地，该方法还包括：过欠压检测模块在检测到当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值后，向主控模块发送过欠压信号；主控模块在根据过欠压信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该方法还包括：过流检测模块在检测到当前负载电路的电流高于过流阈值后，向主控模块发送过流信号；主控模块在根据过流信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该方法还包括：漏电检测模块在检测到当前负载电路漏电后，向主控模块发送漏电信号；主控模块在根据漏电信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该方法还包括：过温检测模块在检测到当前空气开关内部温度高于过温阈值后，向主控模块发送过温信号；主控模块在根据过温信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
进一步地，该方法还包括：通讯模块将主控单元所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。
进一步地，无线通信方式采用WIFI或Zigbee协议。
进一步地，空气开关为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关。
与现有技术相比，本发明空气开关故障电弧检测模块检测当前负载电路中是否包含故障电弧，在当前负载电路中包含故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号；主控模块在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。因此，本发明的空气开关能够检测出故障电弧，并在检测出故障电弧后进行脱扣操作，从而能够保护负载电路的安全。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1为本发明空气开关的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明空气开关的另一个实施例的结构示意图。
图3A为本发明1P空气开关的产品外形形态示意图。
图3B为本发明2P空气开关的产品外形形态示意图。
图3C为本发明3P空气开关的产品外形形态示意图。
图3D为本发明3P空气开关的产品外形形态示意图。
图4为本发明空气开关控制方法的一个实施例的流程示意图。
图5为本发明空气开关控制方法的另一个实施例的流程示意图。
图6为本发明空气开关控制方法的再一个实施例的流程示意图。
图7为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。
图8为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。
图9为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明空气开关的一个实施例的结构示意图。该空气开关包括故障电弧检测模块110、主控模块120和脱扣动作执行模块130，其中：
故障电弧检测模块110用于检测当前负载电路中是否包含故障电弧，在当前负载电路中包含故障电弧的情况下，向主控模块120发送故障信号。其中，故障电弧检测模块110可以利用谐波分量法、小波变换法、时域特征法、高频特征法、FFT+神经网络法检测电路中的故障电弧。也可以先提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。
主控模块120用于在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块130发送脱扣控制信号。例如，主控模块120仅接收到一次故障信号，此时可能是判断不需要进行脱扣操作，则不向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；如果连续多次收到故障信号，则可能判断需要进行脱扣操作，则向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。本领域的技术人员应当理解，此处仅用于举例，可以根据实际情况设置主控模块120的判断条件。
脱扣动作执行模块130用于将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。脱扣操作完成后，可以保护负载电路中的电流。
该实施例中的空气开关能够检测出故障电弧，并在检测出故障电弧后进行脱扣操作，从而能够保护负载电路的安全。
在本发明的另一个实施例中，故障电弧检测模块110提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。例如，采集负载电路中的电流后，将电流通过滤波整形电路，就能获得电流的高频分量信号，进而获得高频分量信号的尺度参数，其中，可以根据高斯分布算法计算采样后的电流的高频分量信号的位置信息尺度参数或能量信息尺度参数。在一个实施例中，尺度参数为高频分量信号的标准差σ。由于故障电弧在完全击穿空气形成稳定电弧(形成了周期性电弧)之前，电弧产生机理存在着很多因素，在这些因素的共同作用之下，就使得所产生电弧的时间、位置、大小等参数基本上都符合高斯分布的特性，而在没有电弧发生或产生正常电弧时则不符合这个规律，例如单次电弧只产生一次，就不再产生；周期性电弧则是有规律产生的。因此，只需要检测负载电路中电流高频波动的位置信息或能量信息的尺度参数σ的大小即可判断有害电弧，即当一定采样时间内的采样点所计算出的σ＞σ设定时，则可以判断在本采样周期内负载电路当中产生了有害电弧。
在该实施例中，空气开关的故障电弧检测模块提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧，大大降低了检测不同负载情况下的故障电弧误报的几率，提高了检测负载电路中故障电弧的灵敏度，并且抗干扰能力很强，从而使得空气开关具备故障电弧检测和保护功能。
在本发明的另一个实施例中，故障电弧检测模块110还用于提取负载电路中电流的低频分量信号，经过算法计算后在电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。其中，电流中的高频分量用于分析负载电路中是否包含故障电弧，低频分量用于测量负载电路中电流的大小，这个电流大小用于界定故障电弧的能量是否满足国标GB14287.4规定的指标。故障电弧检测模块110在检测出负载电路中包含故障电弧的情况下，继续判断电流的低频分量信号的尺度参数是否大于尺度阈值，若低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值，则确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧，即负载电路中的故障电弧满足UL1699或等价标准规定的指标。
故障电弧检测模块110还用于在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，向主控模块120发送故障信号。主控模块120在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块130发送脱扣控制信号。脱扣动作执行模块130将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关能够实时准确的识别负载电路里面故障电弧，并在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下完成脱扣操作，从而可以更好的保护负载电路。
图2为本发明空气开关的另一个实施例的结构示意图。该空气开关除了包括故障电弧检测模块210、主控模块220和脱扣动作执行模块230外，还包括过欠压检测模块240，其中，故障电弧检测模块210已在上述实施例中进行了详细介绍。过欠压检测模块240用于检测当前负载电路输入电压，在当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值的情况下，向主控模块220发送过欠压信号。例如，某一条支路上，过压阈值为220V，当过欠压检测模块240检测到当前电网输入电压为超过220V时，则向主控模块发送过压信号。本领域的技术人员应当理解，此电压仅用于举例，在实际应用中，可以根据电路的承压情况设置不同的阈值。主控模块220还用于在根据过欠压信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块230发送脱扣控制信号。脱扣动作执行模块230用于将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关不仅能够检测出故障电弧，还能检测出过欠压情况，并在出现故障电弧或过电压情况下完成脱扣操作，从而提高电路的保护功能。
在本发明的另一个实施例中，该空气开关还可以包括过流检测模块250，其中，过流检测模块250用于检测当前负载电路的电流，在当前负载电路的电流高于过流阈值的情况下，向主控模块220发送过流信号。主控模块220还用于在根据过流信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块230发送脱扣控制信号。
在该实施例中，空气开关还能够进一步实现过流检测和保护功能，在当前负载电路的电流高于过流阈值的情况下完成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
在本发明的另一个实施例中，该空气开关还可以包括漏电检测模块260，其中，漏电检测模块260用于检测当前负载电路是否漏电，在当前负载电路漏电的情况下，向主控模块220发送漏电信号；主控模块220还用于在根据漏电信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块230发送脱扣控制信号。
在该实施例中，空气开关还能够进一步实现漏电检测和保护功能，在当前负载电路漏电的情况下完成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
在本发明的另一个实施例中，该空气开关还可以包括过温检测模块270，其中：过温检测模块270用于检测当前空气开关内部温度，在当前空气开关内部温度高于过温阈值的情况下，向主控模块220发送过温信号；主控模块220还用于在根据过温信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在该实施例中，气开关还能够进一步实现过温检测和保护功能，在当前空气开关内部温度高于过温阈值的情况下成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
在本发明的另一个实施例中，该空气开关还可以包括通讯模块280，其中：通讯模块280用于将主控单元220所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。例如，采用WIFI或Zigbee协议把当前***内的状态和故障信息发送至安防***，以便完成整个安防***的信息交换。
在上述实施例中，该空气开关具有故障电弧检测和保护、过欠压检测和保护、过流检测和保护、漏电检测和保护、过温保护等诸多实用功能，增强了空气开关的功能范围，并且该空气开关还具有无线数据通信能力，能够完成状态及故障信息与家用安防***的无缝连接。
在本发明的另一个实施例中，空气开关可以为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关，即，本发明的空气开关支持220V和230V电压***，具有1P、2P、3P、4P多种空开断路控制形式。1P为220V电压***只有火线断开功能的空开，2P为220V电压***零火线同时断开功能的空开，3P为380V电压***只用火线断开功能的空开，4P为380V电压***零火线同时断开功能的空开。其中，如图3A-3D所示，该空气开关的产品外形中可以包括通断状态指示310、漏电测试按钮320、***指示灯和功能按钮330以及开关340等。
另外，本发明的空气开关还具有多种电流规格，例如，10A、16A、20A、25A、32A、40A、63A以及100A的规格。
在该实施例中，在满足现有空气开关体积要求的情况下，具备诸多安全保护功能。体积等同于现有具备漏电保护功能的空气开关，可无缝替换现有民用及商用的空气开关。同时，保护功能大大多于现有的空气开关，具有更高的保护安全级别，为民用和商用提供了完善的用电保护功能。
图4为本发明空气开关控制方法的一个实施例的流程示意图。该方法包括以下步骤：
在步骤410，故障电弧检测模块在检测到当前负载电路中包含故障电弧后向主控模块发送故障信号。其中，故障电弧检测模块可以利用谐波分量法、小波变换法、时域特征法、高频特征法、FFT+神经网络法检测电路中的故障电弧。也可以先提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。
在步骤420，主控模块在根据故障信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤430，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
该实施例中的空气开关能够检测出故障电弧，并在检测出故障电弧后进行脱扣操作，从而能够保护负载电路的安全。
图5为本发明空气开关控制方法的另一个实施例的流程示意图。该方法包括以下步骤：
在步骤510，故障电弧检测模块提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧。
例如，采集负载电路中的电流后，将电流通过滤波整形电路，就能获得电流的高频分量信号，进而获得高频分量信号的尺度参数，其中，可以根据高斯分布算法计算采样后的电流的高频分量信号的位置信息尺度参数或能量信息尺度参数。在一个实施例中，尺度参数为高频分量信号的标准差σ。由于故障电弧在完全击穿空气形成稳定电弧(形成了周期性电弧)之前，电弧产生机理存在着很多因素，在这些因素的共同作用之下，就使得所产生电弧的时间、位置、大小等参数基本上都符合高斯分布的特性，而在没有电弧发生或产生正常电弧时则不符合这个规律，例如单次电弧只产生一次，就不再产生；周期性电弧则是有规律产生的。因此，只需要检测负载电路中电流高频波动的位置信息或能量信息的尺度参数σ的大小即可判断有害电弧，即当一定采样时间内的采样点所计算出的σ＞σ设定时，则可以判断在本采样周期内负载电路当中产生了有害电弧。
在步骤520，故障电弧检测模块提取负载电路中电流的低频分量信号，在电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。其中，电流中的高频分量用于分析负载电路中是否包含故障电弧，低频分量用于测量负载电路中电流的大小，这个电流大小用于界定故障电弧的能量是否满足国标GB14287.4规定的指标。故障电弧检测模块在检测出负载电路中包含故障电弧的情况下，继续判断电流的低频分量信号的尺度参数是否大于尺度阈值，若低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值，则确定负载电路中的故障电弧为标准故障电弧，即负载电路中的故障电弧满足UL1699或等价标准规定的指标。
在步骤530，在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，故障电弧检测模块向主控模块发送故障信号。
在步骤540，主控模块在根据故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤550，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关的故障电弧检测模块提取负载电路中电流的高频分量信号，根据高频分量信号获得电流的尺度参数，在尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定负载电路中包含故障电弧，并在负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下完成脱扣操作，大大降低了检测不同负载情况下的故障电弧误报的几率，提高了检测负载电路中故障电弧的灵敏度，并且抗干扰能力很强，从而使得空气开关具备故障电弧检测和保护功能。
图6为本发明空气开关控制方法的再一个实施例的流程示意图。该方法还可以包括以下步骤：
在步骤610，过欠压检测模块在检测到当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值后，向主控模块发送过欠压信号。其中，过欠压检测模块可以检测当前负载电路输入电压。
在步骤620，主控模块在根据过欠压信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤630，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关还能检测出过欠压情况，并在出现故障电弧或过电压情况下完成脱扣操作，从而提高电路的保护功能。
图7为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。该方法还可以包括以下步骤：
在步骤710，过流检测模块在检测到当前负载电路的电流高于过流阈值后，向主控模块发送过流信号。其中，过流检测模块可以检测当前负载电路的电流。
在步骤720，主控模块在根据过流信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤730，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关还能够进一步实现过流检测和保护功能，在当前负载电路的电流高于过流阈值的情况下完成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
图8为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。该方法还可以包括以下步骤：
在步骤810，漏电检测模块在检测到当前负载电路漏电后，向主控模块发送漏电信号。其中，漏电检测模块可以检测当前负载电路是否漏电。
在步骤820，主控模块在根据漏电信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤830，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，空气开关还能够进一步实现漏电检测和保护功能，在当前负载电路漏电的情况下完成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
图9为本发明空气开关控制方法的又一个实施例的流程示意图。该方法还可以包括以下步骤：
在步骤910，过温检测模块在检测到当前空气开关内部温度高于过温阈值后，向主控模块发送过温信号。其中，过温检测模块可以检测当前空气开关内部温度。
在步骤920，主控模块在根据过温信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
在步骤930，脱扣动作执行模块将脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
在该实施例中，气开关还能够进一步实现过温检测和保护功能，在当前空气开关内部温度高于过温阈值的情况下成脱扣操作，因此可以实现电路保护功能。
在上述实施例中，空气开关的通讯模块可以将主控单元所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。例如，采用WIFI或Zigbee协议把当前***内的状态和故障信息发送至安防***，以便完成整个安防***的信息交换。
本发明的空气开关可以为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关，即本发明的空气开关支持220V和230V电压***。另外，本发明的空气开关还具有多种电流规格，例如，10A、16A、20A、25A、32A、40A、63A以及100A的规格。
在上述实施例中，该空气开关具有故障电弧检测和保护、过欠压检测和保护、过流检测和保护、漏电检测和保护、过温保护等诸多实用功能，增强了空气开关的功能范围，并且该空气开关还具有无线数据通信能力，能够完成状态及故障信息与家用安防***的无缝连接。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (22)
1.一种空气开关，其特征在于，包括：
故障电弧检测模块，用于检测当前负载电路中是否包含故障电弧，在当前负载电路中包含故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号；
主控模块，用于在根据所述故障信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；
脱扣动作执行模块，用于将所述脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
2.根据权利要求1所述的空气开关，其特征在于，
故障电弧检测模块用于提取所述负载电路中电流的高频分量信号，根据所述高频分量信号获得所述电流的尺度参数，在所述尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定所述负载电路中包含故障电弧。
3.根据权利要求2所述的空气开关，其特征在于，
故障电弧检测模块还用于提取所述负载电路中电流的低频分量信号，在所述电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定所述负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。
4.根据权利要求3所述的空气开关，其特征在于，
故障电弧检测模块还用于在所述负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，向主控模块发送故障信号。
5.根据权利要求1所述的空气开关，其特征在于，还包括过欠压检测模块，其中：
过欠压检测模块用于检测当前负载电路输入电压，在当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值的情况下，向主控模块发送过欠压信号；
主控模块还用于在根据所述过欠压信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
6.根据权利要求1所述的空气开关，其特征在于，还包括过流检测模块，其中：
过流检测模块用于检测当前负载电路的电流，在当前负载电路的电流高于过流阈值的情况下，向主控模块发送过流信号；
主控模块还用于在根据所述过流信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
7.根据权利要求1所述的空气开关，其特征在于，还包括漏电检测模块，其中：
漏电检测模块用于检测当前负载电路是否漏电，在当前负载电路漏电的情况下，向主控模块发送漏电信号；
主控模块还用于在根据所述漏电信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
8.根据权利要求1所述的空气开关，其特征在于，还包括过温检测模块，其中：
过温检测模块用于检测当前空气开关内部温度，在当前空气开关内部温度高于过温阈值的情况下，向主控模块发送过温信号；
主控模块还用于在根据所述过温信号判断需要进行脱扣操作的情况下，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
9.根据权利要求1-8任一所述的空气开关，其特征在于，还包括通讯模块，其中：
通讯模块用于将主控单元所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。
10.根据权利要求9所述的空气开关，其特征在于，
无线通信方式采用WIFI或Zigbee协议。
11.根据权利要求1-8任一所述的空气开关，其特征在于，所述空气开关为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关。
12.一种空气开关控制方法，其特征在于，包括：
故障电弧检测模块在检测到当前负载电路中包含故障电弧后向主控模块发送故障信号；
主控模块在根据所述故障信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号；
脱扣动作执行模块将所述脱扣控制信号转换为电磁线圈的执行动作，以便完成脱扣操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，故障电弧检测模块检测当前负载电路中的故障电弧包括：
故障电弧检测模块提取所述负载电路中电流的高频分量信号；
根据所述高频分量信号获得所述电流的尺度参数；
在所述尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定所述负载电路中包含故障电弧。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
故障电弧检测模块提取所述负载电路中电流的低频分量信号；
在所述电流的低频分量信号的尺度参数大于尺度阈值的情况下，确定所述负载电路中的故障电弧为标准故障电弧。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述负载电路中的故障电弧满足预定标准故障电弧的情况下，故障电弧检测模块向主控模块发送故障信号。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
过欠压检测模块在检测到当前负载电路输入电压高于过压阈值或低于欠压阈值后，向主控模块发送过欠压信号；
主控模块在根据所述过欠压信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
过流检测模块在检测到当前负载电路的电流高于过流阈值后，向主控模块发送过流信号；
主控模块在根据所述过流信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
漏电检测模块在检测到当前负载电路漏电后，向主控模块发送漏电信号；
主控模块在根据所述漏电信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
过温检测模块在检测到当前空气开关内部温度高于过温阈值后，向主控模块发送过温信号；
主控模块在根据所述过温信号判断需要进行脱扣操作后，向脱扣动作执行模块发送脱扣控制信号。
20.根据权利要求12-19任一所述的方法，其特征在于，还包括：
通讯模块将主控单元所接收到的信号和当前负载电路的状态信息通过无线通信方式发送给网络侧设备。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
无线通信方式采用WIFI或Zigbee协议。
22.根据权利要求12-19任一所述的方法，其特征在于，所述空气开关为1P空气开关、2P空气开关、3P空气开关或4P空气开关。
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