一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法
2023-07-27 19:19:36 2
一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法
【專利摘要】本發明公開一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法，該檢定裝置具有多個檢測表位，每個檢測表位對應檢定一個智能插座，針對每個檢測表位配設一個智能插座專用接口，各個檢測表位的智能插座專用接口共用一電壓源、一多路隔離互感器和一電流源，該電壓源和電流源模擬出智能插座的虛擬負載；藉由採通過獨立電壓源和電流源來模擬智能插座的整個用電過程，檢測時，將智能插座插入對應的智能插座專用接口，便可以仿真出智能插座的用電情況，能夠簡單的檢測通過智能插座的電流和電壓，以檢定智能插座的電能計量功能，為智能插座出廠前或安裝前提供檢定證書或使用許可測試報告。
【專利說明】一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能插座領域技術，尤其是指一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法。
【背景技術】
[0002]隨著智能家居越來越普及，跟智能家居配合使用的智能插座市場容量巨大，智能插座具備一定的電能計量功能，方便使用者實時掌握用電設備的實際用電情況；另外一個方面就是避免由於由智能插座的計量功能引起的用戶與供電部門之間產生糾紛，為雙方提供第三方檢定方法。由於智能插座為最新開發產品，目前暫無關於智能插座的相關檢定方法；該發明意在檢定智能插座的電能計量功能，為智能插座出廠前或安裝前提供檢定證書或使用許可測試報告。
【發明內容】
[0003]有鑑於此，本發明針對現有技術存在的缺失，其主要目的是提供一種智能插座的檢定裝置及其檢定方法，其能夠檢定智能插座的電能計量功能，採用虛擬負載模式來檢定智能插座，虛擬負載能夠進行任意調整，不受其他外部環境幹擾，能夠模擬智能插座在實際使用所有現象，同時採用串聯方式同時為多個檢測表位供應電流，能夠實現所有檢測表位同時進行檢定，提聞檢定效率。
[0004]為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0005]—種智能插座的檢定裝置，具有多個檢測表位，每個檢測表位對應檢定一個智能插座，針對每個檢測表位配設一個智能插座專用接口，該智能插座專用接口具有火線接口L、零線接口 N、地線接口 G ；
[0006]各個檢測表位的智能插座專用接口共用一電壓源、一多路隔離互感器和一電流源，該電壓源和電流源模擬出智能插座的虛擬負載；
[0007]當接入電壓時，該電壓源電連接於多路隔離互感器的電壓輸入端，多路隔離互感器每一路電壓輸出端分別連接各個檢測表位的智能插座專用接口的火線接口 L、零線接口N，由該電壓源輸出可調節電壓，經過多路隔離互感器來給各表位的智能插座專用接口進行電壓供電；
[0008]當接入電流時，將電流源的正極端用導線接入首個檢測表位的智能插座專用接口的火線接口 L作為電流接入點，再用連接線路將首個檢測表位的電流接到下一個檢測表位中智能插座專用接口的火線接口 L，以串聯的方式為下一個檢測表位的智能插座專用接口接入電流，直至串聯最後一個智能插座專用接口，最後通過導線返回至電流源的負極端，形成電流迴路。
[0009]優選的，針對每個檢測表位進一步配設一電流轉接頭，該電流轉接頭至少具有一個電流轉接點L ;當接入電流時,對應檢測表位上的智能插座專用接口的火線接口 L通過電流轉接線轉接到電流轉接頭的電流轉接點L，輸出電流。[0010]優選的，針對每個檢測表位進一步配設一個智能電錶掛表座，該智能電錶掛表座上至少具有3個接點，第I接點是系統電流電壓接入點，第2接點是電流檢定接入點，第3接點是電壓檢定接入點；
[0011]接入電壓時，多路隔離互感器每一路電壓輸出端先接入智能電錶掛表座的第I接點和第3接點，再使智能插座專用接口的火線接口 L接於第I接點、零線接口 N接於第3接
佔.[0012]接入電流時，電流源先接入首個檢測表位的智能電錶掛表座的第I接點，第I接點與智能插座專用接口的火線接口 L接觸供電流，採用電流轉接線實現電流轉接後，首個檢測表位的電流轉接頭的接點L相接於首個檢測表位的智能電錶掛表座的第2接點，並且該首個檢測表位的智能電錶掛表座的第2接點與下一個檢測表位智能電錶掛表座的第I接點建立線路連接，直至串聯最後一個智能插座。
[0013]優選的，所述多路隔離互感器為60表位儀用電壓隔離互感器，具有60路獨立電壓輸出端，每路電壓輸出端連接一個智能電錶掛表座，以同時檢定I至60個智能插座。
[0014]—種智能插座的檢定方法,採用所述智能插座的檢定裝置一次檢測多個智能插座，檢測時，將多個智能插座對應插接在各檢測表位的智能插座專用接口上，並分成電壓檢測和電流檢測兩步對智能插座的電能計量性能進行檢定，
[0015](a)電壓檢測:用標準電壓表或萬用表的紅表筆和黑表筆以並聯的方式依次分別檢測各個智能插座所對應的智能插座專用接口的火線接口 L、零線接口 N的間電壓值；
[0016](b)電流檢測:用標準電流表或萬用表串聯的方式接在電流迴路中，檢測電流迴路中的電流值；
[0017]當標準電壓表或萬用表檢測出電壓，以及標準電流表或萬用表檢測出電流，則檢定各智能插座能實現計量功能，否則檢定同時進行檢測的多個智能插座中至少有一個智能插座不能實現計量功能。
[0018]本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知，其主要是設計出一種智能插座的檢定裝置，該檢定裝置採用虛負載仿真來模擬智能插座的實際工作情況，通過獨立電壓源和電流源來模擬智能插座的整個用電過程，採用虛擬負載模式來檢定智能插座，能夠對電壓和電流進行任意調整，不受其他外部環境幹擾，以模擬出智能插座在實際使用所有現象。檢測時，將智能插座插入對應的智能插座專用接口，便可以仿真出智能插座的用電情況，能夠簡單的用標準電流表檢測電流、用標準電壓表檢測電壓，通過檢測的電流電、壓值確定電流和電壓的存在，再依據檢測的電流、電壓值判斷智能插座的電能計量功能。此外，為了提高檢定效率，實現多個智能插座的並行同步檢定，本發明選用多路隔離互感器，可以同時為幾十個智能插座供電壓。
[0019]以及，本發明為電流轉接線設計了電流轉接頭，採用電流轉接線作為電流連接裝置，能夠實現所有檢測表位的智能插座一起供應電流，實現多個智能插座同時進行檢定，有效提高檢定效率。以電流轉接頭和電流轉接線來銜接相鄰檢測表位的間的電流，使上一個檢測表位的智能插座方便地與下一個檢測表位串聯供電流,這樣將各個智能插座的電流進行串聯形成迴路，充分考慮了智能插座的電流特性，能有效避免檢定過程中電流出現開路現象，保證檢定效果。
[0020]再者，本發明的多路隔離互感器選用60表位儀用隔離電壓互感器，能夠輸出60路獨立電壓，最大能夠達到同時檢定60個智能插座的要求,檢定效率非常高。
[0021]為更清楚地闡述本發明的結構特徵和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本發明進行詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的智能插座的正面示意圖；
[0023]圖2是本發明的智能插座的反面示意圖；
[0024]圖3是智能插座用電環境模擬示意圖；
[0025]圖4是智能插座檢定所需搭建的檢定模擬仿真系統在電壓環境示意圖；
[0026]圖5是智能插座檢定所需搭建的檢定模擬仿真系統在電流環境示意圖。
[0027]附圖標識說明。
[0028]10、智能插座11、殼體
[0029]12、供電側接口13、用電側接口
[0030]14、電流監測模塊15、CPU模塊
[0031]16、顯示屏171、菜單按鈕
[0032]172、上翻按鈕173、下翻按鈕
[0033]18、總開關
[0034]20、智能插座檢定裝 21、電壓源
[0035]22、多路隔離互感器 221、電壓輸入端
[0036]222、電壓輸出端23、電流源
[0037]24、智能電錶掛表座 25、智能插座專用接口
[0038]26、電流轉接頭27、電流轉接線
[0039]28、標準電壓表或萬用表29、標準電流表或萬用表
【具體實施方式】
[0040]本發明公開一種智能插座的檢定裝置及方法,該檢定方法是以該智能插座檢定裝置為基礎，通過測量智能插座的電壓和電流，進而判定智能插座是否能夠實現電能計量功能。在此之前先公開這種待檢測的智能插座10的結構特徵如下。
[0041] 請參照圖1、圖2所示，圖1是本發明的智能插座的正面示意圖，圖2是本發明的智能插座的反面示意圖。圖1和圖2顯示出了本發明的智能插座10的具體結構。該智能插座10包括有一個殼體11、一個實現電壓輸入的供電側接口 12、一個實現電壓輸出的用電側接口 13、一個電流監測模塊14 (用虛線表不設於殼體內部的結構)和一個CPU模塊15 (用虛線表示)。該供電側接口 12是三腳插頭，設置於殼體11的反面，用於插接在供電插座上，電接通市電供電電源。該用電側接口 13是三孔插座，設置於殼體11的正面，用於電連接用電負荷。該電流監測模塊14安裝於殼體11內，且電連接於供電側接口 12和用電側接口 13之間，用於實時監控電流。該CPU模塊15安裝於殼體11內且連接電流監測模塊14，通過接收電流監測模塊14所檢測的電流數值計算出用電負荷實時使用的電能。此外，所述殼體11的正面設有顯示屏16和數個功能按鈕，功能按鈕至少有菜單按鈕171、上翻按鈕172和下翻按鈕173，該顯示屏16和各功能按鈕均電連接於CPU模塊15，通過功能按鈕選擇顯示屏16的顯示內容；在殼體11的正面還設有一個總開關18，該總開關18用於切斷和接通供電側接口 12、用電側接口 13之間的電路。
[0042]使用時，把智能插座10的一頭(供電側接口 12)接入連接於電網的供電插座中，另外一頭(用電側接口 13)接入用電設備。由於在輸入電壓和輸出電壓之間存在一個電流監測模塊14，當用電設備接入用電側接口 13工作時，該電流監測模塊14就開始工作，實時監視電流情況，通過內部CPU模塊15計算出當前實時電能,計算公式為W = UIt,從而實現電能計量的功能。此外，該電流檢測模塊14還能夠被單獨供電，不受負載影響。
[0043]如圖3_5所7]^，圖3是智能插座用電環境模擬意圖，圖4是智能插座檢定所需搭建的檢定模擬仿真系統在電壓環境示意圖，圖5是智能插座檢定所需搭建的檢定模擬仿真系統在電流環境示意圖。通過對智能插座10的上述分析，該智能插座10要能夠實現計量功能，需要電壓、電流兩個物理量，實際使用中採用實際負荷在電壓上產生電流。本發明設計一種智能插座檢定裝置20，可以檢定這種智能插座10是否能實現電能計量功能，鑑於在檢定中採用實際負荷實現起來相當複雜，因此本發明採用虛負荷方式來滿足智能插座10正常工作，並且能滿足一次檢測多個智能插座10的要求。
[0044]如圖3-5所示 ，本發明從選材、接線兩個步驟建立這種智能插座檢定裝置20，具體搭建過程如下:
[0045]首先，在選材方面，該智能插座檢定裝置20所需材料包括:配設一個電壓源21、一個多路隔離互感器22、一個電流源23、以及為每個智能插座10配設一個智能電錶掛表座
24、一個智能插座專用接口 25和一個電流轉接頭26。該多路隔離互感器22為60表位儀用電壓隔離互感器，具有正負兩極形成的電壓輸入端221和60路獨立電壓輸出端222，實現同時60路獨立輸出電壓,可一次性檢定I至60個智能插座10。該智能電錶掛表座24上至少具有3個接點，第I接點是系統電流電壓接入點，第2接點是電流檢定接入點，第3接點是電壓檢定接入點，當然該智能電錶掛表座24可以增加第4接點作為預留接點，做其它連接使用。該智能插座專用接口 25具有火線接口 L、零線接口 N、地線接口 G共三個接口端子；電流轉接頭26至少具有一個電流轉接點L。
[0046]搭建智能插座檢定裝置20時，分成接入電壓和接入電流兩部分進行:
[0047](a)接入電壓:如圖4所示，將多路隔離互感器22的電壓輸入端221通過導線電連接電壓源21，多路隔離互感器22每一路電壓輸出端222先接入智能電錶掛表座24的第I接點和第3接點。如圖5所示，再使智能插座專用接口 25的火線接口 L接於第I接點、零線接口 N接於第3接點；在每個智能插座專用接口 25的火線接口 L、零線接口 N和多路隔離互感器22所對應的兩路電壓輸出端222之間。由該電壓源21輸出可調節電壓，經過多路隔離互感器22來給每個智能插座專用接口 25進行電壓供電。
[0048](b)接入電流:如圖5所示，將電流源23的正極輸出端用導線接入首個檢測表位的智能電錶掛表座24的第I接點，第I接點與智能插座專用接口 25的火線接口 L接觸作為電流接入點，再通過電流轉接線27將該智能插座專用接口 25的火線接口 L轉接到電流轉接頭26的接點L，首個檢測表位的電流轉接頭26的接點L相接於首個檢測表位的智能電錶掛表座24的第2接點，並且該首個檢測表位的智能電錶掛表座24的第2接點與下一個檢測表位智能電錶掛表座24的第I接點建立線路連接，使首個檢測表位的智能插座專用接口 25和下一個檢測表位的智能插座專用接口 25之間建立連接線路，該連接線路導通首個檢測表位的電流轉接頭26的接點L與下一個檢測表位智能插座專用接口 25的火線接口 L，以串聯的方式為下一個檢測表位智能插座專用接口 25接入電流，直至串聯最後一個待檢測的智能插座專用接口 25，最後通過導線返回至電流源23的負極輸出端，形成電流迴路。這樣，電流在智能插座10之間通過電流轉接線27建立電流串行迴路，從而實現同時完成多個智能插座10的並行測試的目的，藉此，完成智能插座檢定裝置20的搭建過程。
[0049]承上，根據智能插座10的電路特性，在智能插座檢定裝置20所形成的模擬仿真系統中，通過獨立電壓源21輸出可調節電壓，電壓源21輸出後經過多路隔離互感器22來給被測試智能插座10進行電壓供電,實現多智能插座同時檢定的目的。電流進入被檢智能插座10的電流迴路，採用電流轉接線27為電流串接連接線，在智能插座10輸出端與下一個檢測表位智能插座專用接口 25的輸入端建立線路連接，實現電流能夠正常傳遞到下一個檢測表位智能插座10，依次類推，進而實現多個智能插座10電流串接的目的。這樣,將電壓、電流有效分離，從而實現對進入智能插座10電流大小的精確控制，實現智能插座10電流全量程模擬，並且採用多路隔離互感器22實現一次為I至60個智能插座10供電壓，能夠達到同時檢定60個智能插座10，有效提高檢定效率。
[0050]本實施例中，電流和電壓接線時，所述多路隔離互感器22與各智能電錶掛表座24之間最好用2.5mm2的紅黑兩色導線並聯相接；所述電流迴路最好用4_2的紅色導線串聯相接，可以通過導線的粗細不同及顏色不同方便人們對不同線路進行分辨，能夠降抵誤接線的概率。
[0051]採用上述智能插座檢定裝置20所形成的檢定模擬仿真系統檢測智能插座10時，首先需要將智能插座10對應插接在智能插座專用接口 25上，該智能插座專用接口 25既能夠提供智能插座10工作電壓，同時還能夠為智能插座10提供獨立電流，該電流不同於智能插座10實際使用時由實際負載產生的電流，而是通過獨立的電流源23來提供，如此可以實現對智能插座10所需的電流大小進行控制，實現智能插座10在全量程的工作環境仿真。另外一點通過仿真環境內部以及外部線路設計，實現多個智能插座10的並行檢定，即一次性完成多個智能插座10的同時檢定，提高檢定工作效率。
[0052]將測智能插座10插入智能插座專用接口 25後，再分成電壓檢測和電流檢測兩步進行檢定:
[0053](a)電壓檢測:用標準電壓表或萬用表28的紅表筆和黑表筆進行檢定上，依次分別檢測各個智能插座10所對應的智能插座專用接口 25的火線接口 L、零線接口 N之間電壓值。
[0054](b)電流檢測:用標準電流表或萬用表29串接在電流迴路中，紅表筆和黑表筆感應電流迴路的電路，檢測出電流迴路中的電流值。
[0055]當標準電壓表或萬用表28檢測出電壓，以及標準電流表或萬用表29檢測出電流，則檢定各智能插座10能實現計量功能，否則可以判斷出同時進行檢測的多個智能插座10中至少有一個智能插座不能實現計量功能。
[0056]藉此，由上述檢定方法可知，搭建智能插座檢定裝置20的檢定模擬仿真系統是採用虛負荷提供一組相互獨立的電壓、電流信號，通過多路隔離互感器22使改組信號能夠任意調整，滿足智能插座10滿量程、全範圍測量檢定。用虛負荷進行供電時，採用多路隔離互感器22實現一次為I至60個智能插座10供電壓，且每個智能插座10的電壓是獨立供給的，智能插座10中電流採樣在智能插座專用接口 25的火線接口 L和電流轉接頭26的電流轉接點L之間進行，所以模擬供電時考慮到智能插座10的電流特性，本發明製作了一個電流轉接頭26，來銜接相鄰表位之間的電流，如圖3、5所示，電流轉接線27用於給下一個檢測表位檢測表位提供輸入電流，以此將各個智能插座10電流迴路進行串聯，可以避免檢定過程中電流出現開路現象。
[0057]綜上所述，本發明的設計重點在於，通過對智能插座10的分析發現，智能插座10實際工作環境是將智能插座的供電側接口 13插裝於實際電網線路中，通過插接於智能插座正面用電側接口 12的實際負載產生電流，進而用電流監測模塊14實時監控電流，由內部的CPU模塊15接收所檢測的電流數值計算出實時使用電能，達到電能計量的功能；有鑑於此，智能插座的檢定方法採用虛負載仿真來模擬智能插座10的實際工作情況，為此，本發明建立智能插座檢定裝置20，並通過獨立電壓源21和電流源23來模擬整個用電過程，採用虛擬負載模式來檢定智能插座，虛擬負載能夠進行任意調整，不受其他外部環境幹擾，能夠模擬智能插座在實際使用所有現象；同時為了提高檢定效率，實現多個智能插座10的並行同步檢定，選用多路隔離互感器22可以同時為幾十個智能插座10供電壓，此外採用電流轉接線27作為電流連接裝置，能夠實現所有檢定位置的智能插座一起供應電流，實現多個智能插座同時進行檢定，有效提聞檢定效率。
[0058]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的技術範圍作任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種智能插座的檢定裝置，其特徵在於:具有多個檢測表位，每個檢測表位對應檢定一個智能插座，針對每個檢測表位配設一個智能插座專用接口，該智能插座專用接口具有火線接口 L、零線接口 N、地線接口 G ； 各個檢測表位的智能插座專用接口共用一電壓源、一多路隔離互感器和一電流源，該電壓源和電流源模擬出智能插座的虛擬負載； 當接入電壓時，該電壓源電連接於多路隔離互感器的電壓輸入端，多路隔離互感器每一路電壓輸出端分別連接各個檢測表位的智能插座專用接口的火線接口 L、零線接口 N，由該電壓源輸出可調節電壓，經過多路隔離互感器來給各表位的智能插座專用接口進行電壓供電； 當接入電流時，將電流源的正極端用導線接入首個檢測表位的智能插座專用接口的火線接口 L作為電流接入點，再用連接線路將首個檢測表位的電流接到下一個檢測表位中智能插座專用接口的火線接口 L，以串聯的方式為下一個檢測表位的智能插座專用接口接入電流，直至串聯最後一個智能插座專用接口，最後通過導線返回至電流源的負極端，形成電流迴路。
2.根據權利要求1所述的智能插座的檢定裝置，其特徵在於:針對每個檢測表位進一步配設一電流轉接頭，該電流轉接頭至少具有一個電流轉接點L ;當接入電流時，對應檢測表位上的智能插座專用接口的火線接口 L通過電流轉接線轉接到電流轉接頭的電流轉接點L，輸出電流。
3.根據權利要求2所述的智能插座的檢定裝置，其特徵在於:針對每個檢測表位進一步配設一個智能電錶掛表座，該智能電錶掛表座上至少具有3個接點，第I接點是系統電流電壓接入點，第2接點是電流檢定接入點，第3接點是電壓檢定接入點； 接入電壓時，多路隔離互感器每一路電壓輸出端先接入智能電錶掛表座的第I接點和第3接點，再使智能插座專用接口的火線接口 L接於第I接點、零線接口 N接於第3接點； 接入電流時，電流源先接入首個檢測表位的智能電錶掛表座的第I接點，第I接點與智能插座專用接口的火線接口 L接觸供電流，採用電流轉接線實現電流轉接後，首個檢測表位的電流轉接頭的接點L相接於首個檢測表位的智能電錶掛表座的第2接點，並且該首個檢測表位的智能電錶掛表座的第2接點與下一個檢測表位智能電錶掛表座的第I接點建立線路連接，直至串聯最後一個智能插座。
4.根據權利要求1所述的智能插座的檢定裝置，其特徵在於:所述多路隔離互感器為60表位儀用電壓隔離互感器，具有60路獨立電壓輸出端，每路電壓輸出端連接一個智能電錶掛表座，以同時檢定I至60個智能插座。
5.一種智能插座的檢定方法，其特徵在於:採用如權利要求1至4任一項所述的智能插座的檢定裝置一次檢測多個智能插座，檢測時，將多個智能插座對應插接在各檢測表位的智能插座專用接口上，並分成電壓檢測和電流檢測兩步對智能插座的電能計量性能進行檢定， (a)電壓檢測:用標準電壓表或萬用表的紅表筆和黑表筆以並聯的方式依次分別檢測各個智能插座所對應的智能插座專用接口的火線接口 L、零線接口 N的間電壓值； (b)電流檢測:用標準電流表或萬用表串聯的方式接在電流迴路中，檢測電流迴路中的電流值；當標準電壓表或萬用表檢測出電壓，以及標準電流表或萬用表檢測出電流，則檢定各智能插座能實現計量功能，否則檢定同時進行檢測的多個智能插座中至少有一個智能插座不能實現計量功能。
【文檔編號】G01R31/00GK103969618SQ201310503446
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】餘金濤, 李剛 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司, 廣西電網公司電力科學研究院