本實用新型涉及一種電氣終端用戶的智能配電設備，具體涉及一種家用智能配電安全系統。

背景技術：

現有電氣終端用戶的配電箱大多數都是用空氣開關和漏電保護器拼裝而成，不僅安裝麻煩，而且保護功能單一，很容易引發電氣安全事故和電氣火災。中國專利201420709331.8雖然對上述問題進行了改進，但沒有智能控制功能，特別是不能對各負載支路進行智能控制，而且成本太高，使用太復雜，非專業人員不會操作使用，推廣應用很困難。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：解決上述現有技術存在的問題，而提供一種具有一路輸入多路輸出、總回路和各個支路的控制和保護都高度集成為一體的家用智能配電安全系統，本實用新型安裝使用簡單，保護功能全面，智能化程度高，性價比好。

本實用新型采用的技術方案是：

一種家用智能配電安全系統，總回路因總控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負載端，每個支路的負載端都經各自的支路控制電路并接在總回路的總負載端上，變壓整流濾波電路輸入端連接總電源端，過電壓欠電壓保護電路的采樣端連接變壓整流濾波電路的輸出端，過電壓欠電壓保護電路的輸出端連接總控制電路的輸入端，總控制電路控制總回路中總電源端與總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都分別接在各個支路負載端的中流互感器上，而各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出端則分別接至各個支路控制電路，各個支路控制電路控制總負載端與各個支路負載端的通斷。

上述技術方案中，所述的過電壓欠電壓保護電路包括分壓電路、電壓檢測電路、與非門電路和過電壓欠電壓故障指示電路，分壓電路連接在變壓整流濾波電路的輸出端上，分別進行過電壓和欠電壓取樣，過電壓欠電壓保護電路的兩路輸出分別連接總控制電路第一個三極管的基極和第二個三極管的基極，第一個三極管串接在報警閃光回路中，第二個三極管串接在第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電繼電器的通斷，而第二繼電器又控制總回路中總電源端和總負載端的通斷。

上述技術方案中，所述的總控制電路包括電阻R₉、R₁₁、R₁₂、R₁₄、R₁₅、電容C₃、C₄、C₅、二極管D₆、D₇、閃光報警二極管FD₄、FD₅、FD₆、三極管V₁、V₂、繼電器J₁、J₂、報警蜂鳴器Y和電源按鈕AN₁，閃光報警二極管FD₆經第十五電阻后和報警蜂鳴器Y并聯，其下端并聯三個二極管 ，第五個二極管 和第六二極管的負端分別接至各支路的控制電路輸出端，同時還接至和WIFI模塊對接的第一個插座CP_1-17和CP_1-18；第七個二極管負端接至第一個三極管的集電極，第一個三極管的基極接至過電壓欠電壓保護電路的一個輸出端，第二繼電器的兩組觸點分別串接在總回路的火線中間和零線中間。

上述技術方案中，所述的每一個支路都有一個控制電路，每個支路控制電路都完全相同，第一支路控制電路包括電阻1R₁、電容1C₁、1C₂、二極管1D₁至1D₆，可控硅1T₁、1T₂、1T₃、按鈕1AN₁、1AN₂、繼電器1J₁和1J₂，1J₂的一組觸頭串接在第一支路火線的中間，控制第一支路負載端和總回路總負載端的通斷，其它支路和第一支路的控制電路完全相同。

上述技術方案中，所述的每個支路都有一個過流短路保護電路，每一個過流短路保護電路都完全相同，第一支路的過流短路保護電路包括電流互感器1CL₁、電阻1R₃、1R₄、1W、電容1C₅、1C₆、二極管1D₉和1D₁₀，電流互感器安裝在第一支路負載端的火線上，電流互感器次級經整流，濾波，分壓后連接至第一支路控制電路的第三可控硅控制極，第三可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器1J₁回路中，而第一繼電器1J₁又控制第二繼電器1J₂的工作狀態，第二繼電器1J₂控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷，其它各支路和第一支路的過流短路保護電路完全相同。

上述技術分案中，所述的每個支路都有一個漏電保護電路，每個漏電保護電路都完全相同，第一支路的漏電保護電路包括零序電流互感器1CL₂、電阻1R₂、電容1C₃、1C₄、二極管1D₇和1D₈連接構成，第一支路負載端的火線和零線同時穿過1CL₂初級，1CL₂次級輸出經整流后接至第一支路控制電路的第二可控硅控制極，而第二可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電器的工作狀態，第二繼電器則控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷；其它各支路和第一支路的漏電保護電路結構完全相同。

優點及效果：

本實用新型對總回路發生的過電壓故障，欠電壓故障進行自恢復式斷路保護，對各個支路發生的過流，短路故障，漏電故障，分別進行斷路保護，在總回路和各個支路發生故障時能現場報警，告知故障內容。本實用新型智能化程度高，保護功能全面，安裝簡單，性價比高，值得大力推廣應用。

附圖說明

圖1為本實用新型電原理框圖；

圖2為本實用新型箱體蓋板裝配圖；

圖3為本實用新型底座裝配圖；

圖4為本實用新型實施例電路圖。

圖中所用集成電路的型號為

IC₁、IC₂：HT7033A-1；IC₃：CD₄₀₁₁；IC₄：LM₂₅₇₆；IC₅、IC6:74HC573；IC₇：STC15W404S;IC8:ESP-12E。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施作進一步說明：

參見圖1，一種家用智能配電安全系統，總回路因總控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負載端，每個支路的負載端都經各自的支路控制電路并接在總回路的總負載端上，變壓整流濾波電路輸入端連接至總電源端，過、欠電壓保護電路的采樣端連接至變壓整流濾波電路的輸出端，過電壓欠電壓保護電路的輸出端連接總控制電路的輸入端，總控制電路控制總回路中總電源端與總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都分別接在各個支路負載端的電流互感器上，而各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出端則分別接至各個支路控制電路，各個支路控制電路控制總負載端與各個支路負載端的通斷。

參見圖2、圖3，本實用新型是一種具有過電壓、欠壓保護，過流、短路保護、漏電保護、故障聲光報警，既能現場監控家庭的用電情況，還能遠程監控家庭的用電情況等功能的家用智能配電箱。它主要由箱體，箱體上的總電源控制開關、各支路電源控制開關、WIFI初始化按鈕、復位按鈕、電壓表、指示燈、蜂鳴器、電流互感器、零序電流互感器、磁保持繼電器、進出接線端子和智能電控板電聯接構成。它的特點是：箱體蓋1上設有電壓表2、電源指示燈3、報警閃光燈4、欠壓故障指示燈5、過壓故障指示燈6、漏電故障指示燈7、過流、短路故障指示燈8、信號指示燈9、初始綁定按鈕10、復位按鈕11、各支路接通電源的輕觸開關12、各支路斷開電源的輕觸開關13、總電源控制開關14、箱體底座15內設有電源進線端子16、各支路電流互感器18、各支路磁保持繼電器19、各支路零序電流互感器20、各支路出線端子21、蜂鳴器22、總回路磁保持繼電器23和智能電控板17、智能電控板17上設有變壓整流濾波電路，過電壓欠電壓保護電路，總控制電路，各支路控制電路，各支路過流、短路保護電路，各支路漏電保護電路。

參見圖4，本實用新型實施例的電路組成是：過、欠電壓保護電路由電阻R₁至R₁₀，電容C₁至C₂，發光二極管FD₂、FD₃，電壓檢測器IC₁、IC₂和與非門電路IC₃構成，過、欠電壓保護電路的采樣端接至變壓整流濾波電路的輸出端，總控制電路由電阻R₁₁、R₁₂、R₁₄、R₁₅、電容C₃、C₄、C₅，二極管D₇，發光二極管FD₄、FD₅、閃光二極管FD₆、蜂鳴器Y、三極管V₁、V₂，繼電器J₁、J₂構成，J₂的兩組觸點J_2-1和J_2-2分別串接在總回路的火線中間和零線中間；第一支路的控制電路由電阻1R₁、電容1C₁、1C₂，二極管1D₁至1D₆，可控硅1T₁、1T₂、1T₃，繼電器1J₁、1J₂,輕觸開關1AN₁、1AN₂構成，其它各支路和第一支路的控制電路相同。第一支路的過流、短路保護電路由電阻1R₃、1R₄，可調電阻1W、電容1C₅、1C₆，二極管1D₉、1D₁₀，電流互感器1CL₁構成，其它各支路和第一支路的過流短路保護電路相同。交流電壓表U并聯在總電源端，電源變壓器B的初級經總電源控制開關K接至總電源端，次級接至整流濾波電路，電源指示燈FD₁經限流電阻R₁后跨接在變壓整流濾波電路的輸出端。

當合上總電源控制開關K后，變壓器B通電工作，B次級輸出的交流低電壓經二極管D1-D4整流，電容C₆ 濾波后給本實用新型提供直流工作電源，在總回路總電源端無過、欠電壓故障的情況下，用于欠電壓保護的電壓檢測器IC₁第1輸入腳電壓高于IC₁的轉換電壓，IC₁第2輸出腳為高電平，與非門IC_3b第6腳也為高電平，用于過電壓保護的電壓檢測器IC₂第1輸入腳電壓低于IC₂的轉換電壓，IC₂第2輸出腳為低電壓，與非門IC3a第8、第9輸入腳為低電平，第10輸出腳為高電平，IC_3b第5輸入腳也為高電平，第4輸出腳為低電平，與非門IC3c第1、第2輸入腳都為低電平，第3輸出腳為高電平，此高電平經電阻R₁₀對電容C₃充電，再經電阻R₁₁對電容C₄充電，隨著C₃、C₄上端電壓的上升，三極管V2延時導通，繼電器J₁通電吸合，J₁的兩組觸點J_1-1和J_1-2轉換，J_1-1的常開觸點閉合，電容C₃經電阻R₁₂快速放電，為下一次充電使三極管V₂延時導通做好準備，J_1-2的常開觸點閉合，第二繼電器J₂因加上正脈充電壓而轉換為閉合狀態，J₂的兩組觸點J_2-1和J_2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，在J2沒有加負脈沖電壓之前將一直保持這一閉合狀態，總回路的總電源端和總負載端接通，與非門IC3c第3輸出為高電壓時，IC3d第11輸出腳為低電平，三極管V₁處于截止狀態。當合上總電源控制開關K后，第一支在沒有輕觸1AN₁觸發可控哇1T₁導通之前，繼電器1J₁沒有導通吸合，其常閉觸1J_1-1使磁保持繼電器1J₂加上正脈沖電壓，1J₂的常開觸點1J_2-1閉合，將第一支路負載端和總負載端接通，在總負載端和總電源端接通后，第一支路負載開始通電運行，其它各個路和第一支路的工作原理相同。

具體的電路工作原理如下：

過電壓欠電壓自恢復式保護，合上總電源控制開關K時，如總回路存在過，欠電壓故障，本實用新型將拒絕給總負載端合閘送電，在總負端接通總電源端運行后，總回路發生過，欠電壓故障，本實用新型將立即切斷總負載端的電源，以保證總負載端的用電設備不因電壓過低或過高而損壞，從而避負因過，欠電壓故障造成的電氣安全事故和電氣火災事故，當總回路電壓恢復正常后，本實用新型將在15S內自動將總負載端和總電源端接通，以確保正常用電，其工作原理是:當總電源端電壓過低時，變壓器B次級電壓也隨之過低，經D₁-D₄.C₆整流濾波后的電壓也跟著過低，電壓檢測器IC₁第1輸入腳的電壓同樣跟著過低，當IC₁第1輸入腳電壓低于IC₁的轉換電壓時，IC₁第2輸出腳由高電平變為低電平，欠壓故障指示燈FD2通電變亮，與非門IC3b第4輸出腳由低電平變為高電平，IC3c第3輸出腳由高電平變為低電平，IC3d第11輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管V₁導通，報警閃光二極管FD6通電閃光報警，蜂鳴器Y也通電發出報警聲，在IC3c第3輸出腳變為低電平之前，如果第二個三極管V2還未導通，總負載端也未接通總電源端，則使V₂繼續保持在截上狀態，如果V2已處于導通狀態，總負載端已接通總電源端，則使V₂由導通狀態變為截上狀態，第一繼電器J₁斷電釋放，J₁的兩組觸點J_1-1和J_1-2轉換，J_1-1常閉觸點閉合，將延時電容C₃通過電阻R₁₁接入V₂的基報，J_1-2的常閉觸點閉合，電容C₅給第二繼電器J2放電，J2因加上負脈沖電壓而轉換狀態，J₂的兩組觸點J_2-1和J_2-2由閉合狀態轉換為斷開狀態，本實用新型將總電源端和總負載端切斷，根據實際需要確定欠電壓動作設定值，再根據欠電壓動作設定值合理選擇電阻R2、R4的阻值和電壓檢測器IC₁的轉換電壓值，當總電源端電壓上升到恢復值時，變壓整流濾波電路的輸出值也隨之上升，當電壓檢測器IC1第1輸入腳的電壓上升到IC1的轉換電壓值時，IC₁第2輸出腳由低電平變為高電平，欠電壓故障指示燈FD₂熄滅，與非門IC3b第4輸出腳由高電平變為低電平，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平，IC3d第11輸出腳由高電平變為低電平，第一個三極管V₁由導通變為截上，閃光報警二極管FD₆斷電熄滅，蜂鳴器Y斷電停止報警，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平后，第二個三極管V₂延時導通，第一個繼電器J₁通電吸合 ，J₁的兩組觸點J_1-1和J_1-2轉換，J_1-1的常開觸點閉合，使電容C₃經電阻R12放電，J_1-2的常開觸點閉合，使第二繼電器J₂加上正脈沖電壓而轉換狀態，J₂的兩組觸點J_2-1和J_2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，將總負載端和總電源端接通，當總電源端電壓過高時，變壓器B次極電壓也隨之過高，經二極管D₁-D₄、電容C₆整流濾波后的電壓也跟著高,用于過電壓檢測的電壓檢測器IC2第1輸入腳的電壓也同樣跟著過高，當IC2第一腳電壓高于IC₂的轉換電壓值時，IC₂第2輸出腳由低電平變為高電平，與非門IC3a第10輸出腳由高電平變為低電平，過電壓故障指示燈FD₃通電變亮。IC3b第4輸出腳由低電平變為高電平，IC3c第3輸出腳高電平變為低電平， IC3d第11輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管V1導通，閃光報警二極管FD₆通電閃光，蜂鳴器Y通電發出報警聲，在IC3c第3輸出腳由高變為低電平之前，如果第二個三極管V2還未導通，總負載端也未接通總電源端，則使V₂繼續保持在截止狀態，如果V₂已處于導通狀態，總負載端已接通電源端，則使V₂由導通狀態變為截止狀態，第一繼電器J₁斷電釋放，J₁的兩組觸點J_1-1和J_1-2轉換，J_1-1的常閉觸點閉合，將延時電容C₃通過電阻R₁₁接入V₂的基極，J_1-2的常閉觸點閉合，第二繼電器J2因加上負脈沖電壓而轉換狀態，J2的兩組觸點J_2-1和J_2-2由閉合狀態轉換為斷開狀態，本實用新型將總電源端和總負載端切斷。根據實際需要確定過電壓動作設定值，再根據過壓動作設定值合理選擇電阻R1、R3的電阻值和電壓檢測器IC2的轉換電壓值。當總電源端電壓下降到恢復值時，電壓檢測器IC2第1輸入腳電壓低于IC2的轉換電壓值，IC2第2輸出腳由高電平變為低電平，與非門IC3a第10輸出腳由低電平變為高電平，過電壓故障指示燈FD3斷電熄滅，IC3b第4輸出腳由高電平變為低電平，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管V1由導通變為截止，閃光報警二極管FD₆斷電熄滅，蜂鳴器Y斷電停止報警。第二個三極管V2延時導通，第一繼電器J1通電吸合，第二繼電器J2因上正脈沖電壓轉換狀態，J2的兩組觸點J2-1和J2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，將總負載端和總電源端接通。

過流短路保護：以第一支路為例，在第一支路通電運行中，如出現過電流、短路故障，第一支路的電流互感器1CL1產生的感應電流就會增大到動作值，此電流經二極管1D₉、1D₁₀、電阻1R₃、1R₄、可調電阻1W、電容1C5、1C6觸發第一支路控制電路中第三可控硅1T3導通，過流短路故障指示燈FD5通電發光，蜂鳴器Y通電發出報警聲，同時第一繼電器1J1通電吸合，1J1的兩組觸點1J1-1和1J1-2轉換，1J_1-2的常開觸點閉合，電容1C2對第二繼電器1J2放電，1J2因加上負脈沖電壓而改變狀態，1J2的觸點1J2-1由閉合狀態變為斷開狀態，將第一支路負載端和總負載端切斷，1J1-2的常開觸點閉合，改變可調電阻1W的阻值。就可調整第一支路負載端過電流動作設定值。其它各支路和第一支路的過流、短路保護電路的工作原理完全一樣。

漏電保護：以第一支路為例，當第一支路通電運行中發生漏電故障時，第一支路零序電流互感器ICL2產生的感應電流就會增大到動作值，此電流經二極管1D7、1D8、電容1C3、IC4、電阻IR2觸發可控硅IT2通導，漏電故障指示燈FD4通電變亮，蜂鳴器Y通電發出報警聲，同時第一繼電器1J1通電吸合，1J1的兩組觸點1J1-1和1J1-2轉換，1J_1-1的常開觸點閉合，1J2因加上負脈沖電壓而改變狀態，1J2的觸點1J2-1由閉合狀態變為斷開狀態，將第一支路負載端和總負載端切斷，1J1-2的常開觸點閉合，將第一支路負載端已關斷的信號送到鏈接WIFI模塊的插座CP1-3，合理選擇電阻1R的阻值，就可確定第一支路負載端漏電動作值設定值。其它各支路和第一支路漏電保護電路的工作原理完全一樣。

各支路的控制電路：以第一支路為例，在第一支路負載端接通總負載端運行后，當需要關斷第一支路負載端電源時，輕觸一下輕觸開關IAN₁，可控硅1T₁導通，繼電器1J₁通電吸合，1J₁的兩組觸點1J_1-1和1J_1-2轉換，1J_1-2的常開觸點閉合，1J₂因加上負脈沖電壓而改變狀態，將第一支路負載端和總負載端斷開，1J_I-2的常開觸點閉合，將第一支路負載端已關斷的信號送到連接WIFI的插座CP_1-3，當需要接通第一支路負載端電源時，輕觸一下輕觸開關1AN₂，可控硅1T₁由導通狀態變為關斷狀態，繼電器1J1斷電釋放，1J₁的兩組觸點1J_1-1和1J_1-2轉換，1J₂因加上正脈沖電壓而改變狀態，1J₂的觸點1J_2-1由斷開狀態變為閉合狀態，將第一支路負載端和總負載端接通，1J1-2的常閉觸點閉合，其它各支路和第一支路的控制電路的工作原理完全相同。

一種家用智能配電方法：將總控制電路串接在電源總回路中而將電源總回路分為總電源端和總負載端，每個支路的負載端分別經由各自的控制電路控制連接在總回路中的總負載端上；變壓整流濾波電路的輸入端連接總回路中的總電源端，變壓整流濾波電路的輸出電壓除了作為整個電路的工作電源外，還作為過電壓欠電壓保護電路的采樣電壓，過電壓欠電壓保護電路輸出連接控制總控制電路，總控制電路則控制總回路中總電源端和總負載端的通斷；各個支路的控制電路、過流短路保護電路和漏洞保護電路的結構、連接關系完全相同，各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都是分別連接在各個支路負載端上的電流互感器和零序電流互感器，各過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出連接控制各支路控制電路，各支路控制電路輸出控制總負載端與各支路負載端的通斷。