CN206807149U - 一种基于宽带电力线载波的用电安全控制*** - Google Patents

一种基于宽带电力线载波的用电安全控制*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***。基于宽带电力线载波的用电安全控制***包括用电安全控制中心模块、以及分别与用电安全控制中心模块相连接的用户界面装置和至少一个终端控制模块；用电安全控制中心模块用于安装在室内供电总线即主路上，终端控制模块用于安装在供电终端接口上，供电终端接口所在的终端线路与主路相连接。本实用新型不仅实现了对整个线路的用电安全控制，而且还能根据实际的环境情况对线路的安全情况进行判断，从而做出有效的控制措施。

Description

一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***
技术领域
本实用新型涉及一种用电安全控制***，尤其是一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***。
背景技术
实际生活中，火灾等用电安全问题大多是功率过大、温度过高等用电不当操作引起的。
现有技术中的用电安全控制装置主要有保险装置以及单一的功率或电流检测装置，其缺陷在于：(1)只能对某一线路进行安全控制，无法统筹规划，根据实际情况对整个线路进行控制；(2)室内的线路在不同的季节所处的温度并不同，此外由于线路的老化，运用单一的功率或者电流检测、保险丝等方法，无法根据实际的环境情况做出判断并提供有效的控制措施，安全系数低，存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型提出了一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***，其目的是：(1)实现对整个线路的用电安全控制；(2)根据实际的环境情况对线路的安全情况进行判断，从而做出有效的控制措施。
本实用新型技术方案如下：
一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***，包括用电安全控制中心模块、以及分别与用电安全控制中心模块相连接的用户界面装置和至少一个终端控制模块；
用电安全控制中心模块用于安装在室内供电总线即主路上，终端控制模块用于安装在供电终端接口上，供电终端接口所在的终端线路与主路相连接。
作为上述***的进一步改进：用电安全控制中心模块包括中心控制器、中心控制器缓存、中心存储器、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一温度检测模块以及第一载波模块；中心控制器缓存、中心存储器以及第一载波模块分别与中心控制器连接，第一电压检测模块、第一电流检测模块以及第一温度检测模块分别与中心控制器缓存连接；
用户界面装置与中心控制器连接；
终端控制模块包括终端控制器、终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关、终端电压检测模块、终端电流检测模块、终端温度检测模块以及终端载波模块；终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关以及终端载波模块分别与终端控制器连接，终端电压检测模块、终端电流检测模块以及终端温度检测模块分别与终端缓存连接；用电安全控制中心模块的第一载波模块与终端控制模块的终端载波模块通过室内供电线连接。
作为上述***的进一步改进：所述第一电压检测模块、第一电流检测模块和第一温度检测模块分别用于检测主路的电压U0、电流I0以及主路线缆的外皮温度T0，并将检测数据传送至中心控制器缓存，进而输送至中心控制器；
所述终端电压检测模块、终端电流检测模块和终端温度检测模块分别用于检测终端线路的电压Un、电流In以及终端线路线缆外皮温度Tn，并将检测数据传送至终端缓存，进而输送至终端控制器，终端控制器通过终端载波模块和第一载波模块将数据传送至中心控制器；所述Un、In和Tn表示第n个终端控制模块检测到的电压、电流和温度数据；
所述终端开关用于连接于终端线路中以控制终端线路的通断；
所述终端电力接口用于连接外部电器设备；
所述终端手动开关用于连接于终端线路中以通过手动方式控制终端线路的通断。
作为上述***的进一步改进：中心控制器还通过无线发射模块与用户终端设备连接。
相对于现有技术，本实用新型具有以下积极效果：(1)本实用新型包含用电安全控制中心模块和至少一个终端控制模块，能够对主路和终端线路进行统筹规划，对整个线路进行用电安全控制；(2)对电压、电流、温度进行监测，构建功率-温度关系，根据当前功率或未来预计功率值结合功率-温度关系对温度进行预判，从而及时做出有效的安全控制措施；(3)本实用新型设备基于宽带电力线载波通信，不必单独架设连接线路，且信号传输不用担心墙体遮挡；(4)本实用新型自动根据最近的功率温度数据构建功率-温度关系，可以避免室内外温度变化和电线老化因素等带来的误差；(5)本实用新型通过电流、电压、温度多种参数同时进行监测，最大限度地保证了线路的工作安全。
附图说明
图1为本实用新型当终端模块数量为两个时的结构示意图。
图2本实用新型调试终端的结构示意图。
具体实施方式
下面详细说明本实用新型的技术方案：
如图1所示，一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***，包括用电安全控制中心模块、以及分别与用电安全控制中心模块相连接的用户界面装置和至少一个终端控制模块，本实施例中为两个终端控制模块；
用电安全控制中心模块用于安装在室内供电总线即主路上，终端控制模块用于安装在供电终端接口上，供电终端接口所在的终端线路与主路相连接。所述供电终端接口是墙面插座或墙面开关。
所述用电安全控制中心模块包括中心控制器、中心控制器缓存、中心存储器、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一温度检测模块以及第一载波模块；中心控制器缓存、中心存储器以及第一载波模块分别与中心控制器连接，第一电压检测模块、第一电流检测模块以及第一温度检测模块分别与中心控制器缓存连接；
用户界面装置与中心控制器连接，用于显示用电安全控制中心模块工作状态和终端控制模块的工作状态，设置和显示控制***工作参数。
终端控制模块包括终端控制器、终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关、终端电压检测模块、终端电流检测模块、终端温度检测模块以及终端载波模块；终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关以及终端载波模块分别与终端控制器连接，终端电压检测模块、终端电流检测模块以及终端温度检测模块分别与终端缓存连接；用电安全控制中心模块的第一载波模块与终端控制模块的终端载波模块通过室内供电线直接连接。
电力载波通讯即PLC，是英文PoWer line CommUnicaTion的简称。电力载波是电力***特有的通信方式，指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，其最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
同时宽带电力线载波技术与传统的窄带电力线载波技术相比，具有传输速率更高，抗干扰能力更强的特点，保证了信号传输的实时性及可靠性。相对于无线通信技术，载波通信不用担心室内墙体阻挡导致的信号减弱，而且PLC调制解调模块的成本也远低于无线模块。
所述第一电压检测模块、第一电流检测模块和第一温度检测模块分别用于检测主路的电压U0、电流I0以及主路线缆的外皮温度T0，并将检测数据传送至中心控制器缓存，进而输送至中心控制器；
所述终端电压检测模块、终端电流检测模块和终端温度检测模块分别用于检测终端线路的电压Un、电流In以及终端线路线缆外皮温度Tn，并将检测数据传送至终端缓存，进而输送至终端控制器，终端控制器通过终端载波模块和第一载波模块将数据传送至中心控制器；所述Un、In和Tn表示第n个终端控制模块检测到的电压、电流和温度数据；
所述终端开关用于连接于终端线路中以控制终端线路的通断；
所述终端电力接口用于连接外部电器设备；
所述终端手动开关用于连接于终端线路中以通过手动方式控制终端线路的通断。
所述中心控制器周期收集U0、I0、T0以及各终端控制模块的Un、In和Tn，并计算W0＝U0×I0、及各个Wn＝Un×In，并将W0、T0、Wn和Tn储存至中心存储器，中心控制器根据最近若干次的W0、T0、Wn和Tn中功率数据与温度数据之间的对应关系构造功率-温度曲线；优选地，数据收集周期为10分钟，曲线构造以最近10次的数据为基础，或者，数据收集周期为1分钟，曲线构造以最近30次的数据为基础。曲线的横坐标为功率，纵坐标为温度。
中心控制器对功率进行监测，将当前主路功率W0代入功率-温度曲线求解出所对应的温度：当求解出的温度大于预设的温度阈值Tmax时，发出警报，提示用户通过用户界面装置控制中心控制器向终端控制器发送开关命令；
中心控制器在向终端控制器发送开启命令之前，先计算该终端线路接通后主路将达到的预计总功率，并将预计总功率代入功率-温度曲线求解出所对应的预计温度：当求解出的预计温度大于Tmax时，中心控制器通过用户界面装置发出提醒，并由用户决定是否为该终端对应的设备供电。
中心控制器还通过无线发射模块与用户终端设备连接，所述用户终端设备可以是PC机、智能手机或智能平板电脑。
一种基于上述基于宽带电力线载波的用电安全控制***的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：设置功率阈值Wmax、温度阈值Tmax，压降阈值ΔUmax；
步骤2：控制***执行监测：用电安全控制中心模块监测主路功率W0、电压U0以及主路线缆外皮温度T0，终端控制模块监测各终端电路的功率Wn、电压Wn以及终端线路线缆外皮温度Tn，计算主路与各终端线路之间的压降ΔU＝U0-Un，当下列条件满足任意一个时，用电安全控制中心模块控制用户界面装置发出警报并转至步骤3：
1)W0大于等于Wmax，
2)T0大于等于Tmax，
3)ΔU大于等于ΔUmax；
同时，所述用电安全控制中心模块周期收集W0和T0、以及各终端控制模块的Wn和Tn，再根据最近若干次的W0、T0、Wn、Tn中功率数据与温度数据之间的对应关系构造功率-温度曲线；
步骤3：用户通过用户界面装置控制用电安全控制中心模块向终端控制模块发送开关命令以控制终端线路的通断，用电安全控制中心模块向终端控制模块发送开启命令之前，先计算该终端线路接通后主路将达到的预计总功率，并将预计总功率代入功率-温度曲线求解出所对应的预计温度：当求解出的预计温度大于Tmax时，用电安全控制中心模块通过用户界面装置发出提醒。
所述步骤3执行时先暂停步骤2的执行，当步骤3执行完毕时步骤2继续执行。
Tmax的优选设定范围是50-70℃，ΔUmax的优选设定范围是10-30V。
如图2，还具有一调试终端，调试终端除具有与终端控制模块的结构相同以外还具有一功率控制器，功率控制器连接在终端电力接口上，功率控制器的功率调节范围为5W-2000W，在使用时为了校准功率温度曲线，可设定功率控制器以不同的功率工作，从而使线路工作在不同的功率条件下，使得构造的功率温度曲线更准确。

Claims (4)

1.一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***，其特征在于：包括用电安全控制中心模块、以及分别与用电安全控制中心模块相连接的用户界面装置和至少一个终端控制模块；
用电安全控制中心模块用于安装在室内供电总线即主路上，终端控制模块用于安装在供电终端接口上，供电终端接口所在的终端线路与主路相连接。
2.如权利要求1所述的基于宽带电力线载波的用电安全控制***，其特征在于：用电安全控制中心模块包括中心控制器、中心控制器缓存、中心存储器、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一温度检测模块以及第一载波模块；中心控制器缓存、中心存储器以及第一载波模块分别与中心控制器连接，第一电压检测模块、第一电流检测模块以及第一温度检测模块分别与中心控制器缓存连接；
用户界面装置与中心控制器连接；
终端控制模块包括终端控制器、终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关、终端电压检测模块、终端电流检测模块、终端温度检测模块以及终端载波模块；终端缓存、终端开关、终端电力接口、终端手动开关以及终端载波模块分别与终端控制器连接，终端电压检测模块、终端电流检测模块以及终端温度检测模块分别与终端缓存连接；用电安全控制中心模块的第一载波模块与终端控制模块的终端载波模块通过室内供电线连接。
3.如权利要求2所述的基于宽带电力线载波的用电安全控制***，其特征在于：所述第一电压检测模块、第一电流检测模块和第一温度检测模块分别用于检测主路的电压U0、电流I0以及主路线缆的外皮温度T0；
所述终端电压检测模块、终端电流检测模块和终端温度检测模块分别用于检测终端线路的电压Un、电流In以及终端线路线缆外皮温度Tn；
所述终端开关用于连接于终端线路中以控制终端线路的通断；
所述终端电力接口用于连接外部电器设备；
所述终端手动开关用于连接于终端线路中以通过手动方式控制终端线路的通断。
4.如权利要求2或3所述的基于宽带电力线载波的用电安全控制***，其特征在于：中心控制器还通过无线发射模块与用户终端设备连接。
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CN107181322A (zh) * 2017-06-28 2017-09-19 烟台东方威思顿电气有限公司 一种基于宽带电力线载波的用电安全控制***及方法
TWI769674B (zh) * 2021-01-21 2022-07-01 中興保全科技股份有限公司 具有電力導線傳導與感知的監測裝置

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