CN116207700A - 用电回路的保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用电回路的保护电路，保护电路包括第一开关电路、第二开关电路、控制单元以及信息采集单元；第二开关电路的通断响应时长短于第一开关电路的通断响应时长。在正常用电状态下，第一开关电路处于导通状态，第二开关电路处于断开状态；信息采集单元采集用电回路的电参数，并将电参数传输至控制单元；控制单元在根据电参数判断用电回路出现故障时，控制第一开关电路断开和/或控制第二开关电路导通。本身保护电路通过在用电主回路上设置第一开关电路，在用电主回路的旁路上设置第二开关电路，以实现利用两个开关电路保证在用电回路发生故障时，高速切断用电回路，以达到保护负载或人体的目的。

Description

用电回路的保护电路

技术领域

本申请涉及用电保护技术领域，特别是涉及用电回路的保护电路。

背景技术

随着用电管理技术领域的发展，关于用电回路的安全运行成为了人们重点研究的问题。一般的用电回路中，断路器(即开关电路)与负载(比如，灯)串联连接，在用电回路中可通过断路器控制回路的导通和断开。然而在使用过程中，若用电发生用电故障时(比如，故障包括漏电、短路、浪涌冲击等)，会对用电回路中的负载造成损害。尤其是在用电回路发生漏电时还容易导致人体触电事件的发生。因此，为了保护用电回路上的负债以及避免人体触电事故的发生，在用电回路发生故障时，则需要通过断路器及时断开负载侧的导通。

然而，目前常用的断路器断开控制时间相对较长(无论是机械式断路器还是永磁式断路器，断开动作反应时间都为毫秒级的)，无法实现高速断开，导致在用电回路发生故障时无法及时对负载或人体进行保护。

发明内容

基于此，有必要针对用电回路发生故障时无法及时对负载或人体进行保护的问题，提供一种用电回路的保护电路。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种用电回路的保护电路，包括第一开关电路、第二开关电路、控制单元以及信息采集单元；第二开关电路的通断响应时长短于第一开关电路的通断响应时长；

第一开关电路的第一端连接控制单元，第二端用于连接用电回路中的电源，第三端用于连接用电回路中的火线；控制单元连接信息采集单元；

第二开关电路的第一端连接控制单元，第二端连接在第一开关电路的第三端和用电回路中的负载之间，第三端用于分别连接用电回路中的零线和用电回路中的负载，或者，第二开关电路的第三端用于接地；

其中，在正常用电状态下，第一开关电路处于导通状态，第二开关电路处于断开状态；信息采集单元采集用电回路的电参数，并将电参数传输至控制单元；控制单元在根据电参数判断用电回路出现故障时，控制第一开关电路断开和/或控制第二开关电路导通。

在其中一个实施例中，控制单元在根据电参数判断用电回路出现故障时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长时，控制单元根据电参数判断用电回路仍为故障状态，则控制第一开关电路断开和/或控制第二开关电路导通；

在第一计时时长小于第一预设时长时，控制单元根据电参数判断用电回路恢复正常，则维持第一开关电路处于导通状态和维持第二开关电路处于断开状态。

在其中一个实施例中，将用电回路中的电流超出安全电流阈值的范围分成多个电流区间，并为电流区间设置对应的第一预设时长，且电流区间越大，第一预设时长越短。

在其中一个实施例中，控制单元在控制第二开关电路导通时开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，控制单元根据电参数判断用电回路仍为故障状态，则维持第二开关电路处于导通状态，并控制第一开关电路断开；

在第二计时时长小于第二预设时长时，控制单元根据电参数判断用电回路恢复正常，则控制第二开关电路断开，并维持第一开关电路处于导通状态。

在其中一个实施例中，控制单元在判断电参数小于第一预设值且大于第二预设值时，控制第一开关电路断开；

控制单元在判断电参数大于或等于第一预设值时，控制第一开关电路断开和第二开关电路导通。

在其中一个实施例中，控制单元在判断电参数小于第一预设值且大于第二预设值时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长，控制单元判断电参数仍小于第一预设值且大于第二预设值，则控制第一开关电路断开；

控制单元在判断电参数大于或等于第一预设值开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长，控制单元判断电参数仍大于或等于第一预设值，则控制第一开关电路断开和第二开关电路导通。

在其中一个实施例中，控制单元在判断电参数大于或等于第一预设值时，控制第二开关电路导通并开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，控制单元在判断电参数仍大于或等于第一预设值时，则控制第一开关电路断开；

在第二计时时长小于第二预设时长时，控制单元在判断电参数小于第二预设值时，则维持第一开关电路处于导通状态，并控制第二开关电路断开。

在其中一个实施例中，第二开关电路的数量至少为两个，其中，至少一个第二开关电路的第三端用于接地；

控制单元在控制第二开关电路导通时，控制所有的第二开关电路导通；

或者

控制单元在控制第二开关电路导通时，控制其中一个第二开关电路导通，且在不同次控制过程中，交替控制第二开关电路导通。

在其中一个实施例中，控制单元记录控制第一开关电路切换状态的第一执行次数，并依据时间顺序对第一执行次数进行编号，得到第一序列，并将第一序列中的编号与对应的电参数进行关联对应；

控制单元记录控制第二开关电路切换状态的第二执行次数，并依据时间顺序对第二执行次数进行编号，得到第二序列，且第二序列中的编号与对应的电参数进行关联对应；

控制单元按照预设试验周期，根据第一执行次数、第一序列、与第一序列关联的电参数、第二执行次数、第二序列以及与第二序列关联的电参数，生成用电回路的安全评估报告。

在其中一个实施例中，控制单元包括无线模块；无线模块用于无线连接服务单元；控制单元通过无线模块向服务单元传输监控信息；监控信息至少包括故障时间信息、故障位置信息、故障类型信息、第一开关电路的编号信息、第二开关电路的编号信息和控制信息。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请各实施例提供的保护电路包括第一开关电路、第二开关电路、控制单元以及信息采集单元。其中，第二开关电路的通断响应时长短于第一开关电路的通断响应时长，且在正常用电状态下，第一开关电路处于导通状态，第二开关电路处于断开状态。在用电过程中，信息采集单元采集用电回路的电参数，并将电参数传输至控制单元；控制单元在根据电参数判断用电回路出现故障时，控制第一开关电路断开和/或控制第二开关电路导通。本身保护电路通过在用电主回路上设置第一开关电路，在用电主回路的旁路上设置第二开关电路，以实现利用两个开关电路保证在用电回路发生故障时，高速切断用电回路，以达到保护负载或人体的目的。

附图说明

图1为本申请实施提供保护电路的一种结构示意图。

图2为本申请实施提供保护电路的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统技术中断路器断开控制时间相对较长，无法实现高速断开，导致在用电回路发生故障时无法及时对负载19或人体进行保护的问题。如图1所示，提供了一种用电回路的保护电路，包括第一开关电路11、第二开关电路13、控制单元15以及信息采集单元17。其中，第一开关电路11连接在用电回路的主回路上，用于控制用电回路的主回路的导通和断开。在一个示例中，第一开关电路11为机械式断路器或者永磁式断路器，第一开关电路11的具体类型可根据实际需求选定，在此不做具体限定。第二开关电路13设置在用电回路的旁路，用于控制用电回路的旁路的导通和断开。需要说明的是，第二开关电路13的通断响应时长短于第一开关电路11的通断响应时长，从而在同时向第一开关电路11和第二开关电路13发送控制指令时，第二开关电路13会比第一开关电路11更快制定控制指令。通断响应时长是指开关电路在接收到控制指令后，响应该控制指令所需要的时长。

为此满足第二开关电路13的通断响应时长短于第一开关电路11的通断响应时长，在一个示例中，如图2所示，第二开关电路13包括第一MOS管M1和第二MOS管M2；第一MOS管M1的栅极和第二MOS管M2的栅极连接控制单元15；第一MOS管M1的漏极连接第一开关电路11的第三端，源极连接第二MOS管M2的源极；第二MOS管M2的漏极分别连接用电回路中的电源和用电回路中的负载19，或者第二MOS管M2的漏极用于接地。在一个示例中，MOS管可以为N型MOS管，也可以为P型MOS管。

本申请用电回路的保护电路的具体连接关系为：第一开关电路11的第一端连接控制单元15，第二端用于连接用电回路中的火线，第三端用于连接用电回路中的负载19。在一个示例中，负载19可以灯泡、电视、电脑、洗衣机等用电设备。

第二开关电路13的第一端连接控制单元15，第二端连接在第一开关电路11的第三端和用电回路中的负载19之间，第三端用于分别连接用电回路中的零线和用电回路中的负载19，或者，第二开关电路13的第三端用于接地。

控制单元15分别连接第一开关电路11、第二开关电路13和信息采集单元17。在一个示例中，控制单元15可以为单片机、可编程逻辑控制单元15或者片上系统。

其中，在正常用电状态下，第一开关电路11处于导通状态，第二开关电路13处于断开状态。此时，电流由火线出发，经第一开关电路11，经负载19，再流回零线，或电流由零线出发，经负载19，经第一开关电路11，再流回火线，构成用电回路的主回路。第二开关电路13构成用电回路的旁路，在正常用电状态下，第二开关电路13处于断开状态，无电流流经第二开关电路13。

信息采集单元17采集用电回路的电参数，并将电参数传输至控制单元15。需要说明的是，信息采集单元17采集的电参数可以为电流值、电压值、电磁强度中的一种或者任意组合。例如，当电参数为电流值，当电流值大于安全电流阈值时，则说明用电回路发生故障。当电参数为电磁强度，当电磁强度大于安全电磁强度阈值时，则说明用电回路发生故障。当电参数为电压值，当电压值大于安全电压阈值时，则说明用电回路发生故障。

在一个示例中，信息采集单元17包括漏电流检测单元。漏电流检测单元的第一端连接控制单元15，第二端连接在第二开关电路13的第二端和用电回路中的负载19之间，第三端连接在第二开关电路13的第三端和用电回路中的负载19之间。需要说明的是，漏电流检测单元为但不限于霍尔传感单元、磁通门传感单元。漏电流检测单元检测负载19侧的剩余电流，若剩余电流大于第一预设安全电流阈值，则说明用电回路出现故障。

值得一提的是，第一预设安全电流阈值可以根据产品实际的漏电防护类型来进行具体设置，漏电防护类型产品包括AC型、A型、B型等类型的产品，而针对不同漏电防护类型的可以设计不同的第一预设安全电流阈值。其中，AC型漏电防护产品主要应用于一般的交流电路中，而A型漏电防护产品主要应用于交流配电线路及脉动直流配电线路中，B型漏电防护产品主要应用于交流配电线路、脉动直流配电线路及产生平滑直流电流的电气设备中。

而不同国家针对不同漏电防护类型有不同的漏电防护要求，比如，在一些实施例中，以AC型漏电防护产品为例，上述的第一预设安全电流阈值在中国按照CCC标准需要设置为30mA，即，当剩余电流大于30mA时，则说明用电回路出现故障；而第一预设安全电流阈值在欧洲按照CE标准需要设置为10mA，而在第一预设安全电流阈值在欧洲按照UL标准需要设置为6mA。

同理，针对A型和B型的漏电防护产品对第一预设安全电流阈值的设置要求在此不再一一展开赘述。

在一个示例中，信息采集单元17还包括短路检测单元。短路检测单元的第一端连接控制单元15，第二端连接第二开关电路13的第二端，第三端连接漏电流检测单元的第二端。在一个示例中，短路检测单元为但不限于：电流互感单元。在另一个示例中，短路检测单元包括分流电阻，分流电阻连接在第二开关电路13的第二端和负载19之间。短路检测单元检测通过输入负载19侧的支路电流，若支路电流大于第二预设安全电流阈值，则说明用电回路出现故障。

具体的，上述的第二预设安全电流阈值是根据实际额定工作电流来具体设置的，比如，在一些实施例中，按照两倍的额定工作电流来设置第二预设安全电流阈值。更具体的，常见的额定工作电流包括但不限于10A、16A、32A、63A、125A等电流值，比如，在额定工作电流设定为10A时，则第二预设安全电流阈值则设置为20A，当支路电流大于20A时，则说明用电回路出现短路故障。同理，当额定工作电流为其他值时，依次类推，在此不再一一展开赘述。

当然，在其他实施例中，根据实际防护的需求，第二预设安全电流阈值不限于按照两倍的额定工作电流来设置，也可以是其他大于额定工作电流的数值，在此不在一一赘述。

在一个示例中，信息采集单元17还包括浪涌检测单元。浪涌检测单元的第一端连接控制单元15，第二端连接第一开关电路11的第一端，第三端连接第二开关电路13的第三端。需要说明的是，浪涌检测单元用于检测用电回路所处的用电环境下的电磁强度，例如，当雷电击打在用电回路周边，会生成强度极大的电磁场，导致用电回路的电流或电压发生骤增，从而产生浪涌电流或浪涌电压，浪涌检测单元能够检测当前环境下用电回路的浪涌电流或浪涌电压，若用电回路的电流值大于预设的浪涌电流阈值，则说明存在浪涌电流，若用电回路的电压值大于预设的浪涌电压阈值，则说明存在浪涌电压，当存在浪涌电流或浪涌电压时容易导致用电回路中负载侧的负载19损坏。

具体的，在一些实施例中，可以利用包括但不限于压敏电阻、TVS管和气体放电管中的至少一种作为浪涌检测单元的电压检测器件。其中，浪涌电压阈值的设置是不限的，将浪涌电压阈值设定为大于额定电压阈值即可，比如，在一些实施例中，可以将浪涌电压阈值设定为大于或等于额定电压阈值的两倍，如若额定电压阈值为220V时，则浪涌电压阈值≥440V(如设定为470V)，当用电回路的电压值大于470V时，则说明存在浪涌电压。

值得一提的是，额定电压阈值可以根据实际的用电情况来进行具体的设置，同理，浪涌电压阈值亦是如此。

具体的，在一些实施例中，可以利用包括但不限于互感器、分流电阻、TMR传感器、霍尔传感器中的至少一种作为浪涌检测单元的电流检测器件。其中，浪涌电流阈值的设置是不限的，比如，在一些实施例中，可以将浪涌电流阈值设定为额定电流阈值的100倍，如若额定电流阈值为10A时，则浪涌电流阈值设置为1000A，当用电回路的电流值大于1000A时，则说明存在浪涌电流。

值得一提的是，额定电流阈值可以根据实际的用电情况来进行具体的设置，同理，浪涌电流阈值亦是如此。控制单元15在根据电参数判断用电回路出现故障(例如，故障为短路、漏电流、雷电等)时，控制单元15可以单独控制第一开关电路11断开，切断用电回路的主回路，从而切断负载19的电流。可以单独控制第二开关电路13导通，导通用电回路的旁路，从而电流由火线，经第一开关电路11，经第二开关电路13，再流回零线，或者流由零线，经第二开关电路13，经第一开关电路11，再流回火线，或者当第二开关电路13接地时，电流从火线出发，经第二开关电路13流向底端，从而切断负载19的电流。也可以同时控制第一开关电路11断开和控制第二开关电路13导通，以切断用电回路的主回路和导通用电回路的旁路。

用电回路的某些故障可能是瞬时故障，瞬间可以恢复，此种故障无需断开用电主回路的主回路。如果对于此种故障，反复断开用电回路的主回路，一方面对第一开关电路11和第二开关电路13造成负担，另一方面会造成负载19用电的不便。为了解决该问题，在一个示例中，控制单元15在根据电参数判断用电回路出现故障时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长时，控制单元15根据电参数判断用电回路仍为故障状态，则控制第一开关电路11断开和/或控制第二开关电路13导通；在第一计时时长大于或等于第一预设时长时，控制单元15根据电参数判断用电回路恢复正常，则维持第一开关电路11处于导通状态和维持第二开关电路13处于断开状态。

需要说明的是，控制单元15利用其内的定时单元进行定时，控制单元15通过信息采集单元17实时采集第一开关电路11和第二开关电路13的电参数，当根据当前时刻的电参数判断出故障时，则控制单元15控制定时单元从该当前时刻开始计时。在一个示例中，第一预设时长根据可以负载19或人体抵抗用电回路故障的最长时长来设定，第一预设时长小于该最长时长。在一个示例中，第一预设时长可根据第一开关电路11的通断响应时长来设定，第一预设时长小于第一开关电路11的通断响应时长。在一个示例中，第一预设时长可根据第二开关电路13的通断响应时长来设定，第一预设时长小于第二开关电路13的通断响应时长。

在用电回路漏电时，为了保证人身安全，第一预设时长设置应该考虑人体能够承受漏电流的时长，第一预设时长设置应该低于上述人体承受时长。在一个示例中，将用电回路中的电流超出安全电流阈值的范围分成多个电流区间，并为电流区间设置对应的第一预设时长，且电流区间越大，第一预设时长越短。举例说明，安全电流阈值为20A(安培)，将每超出安全电流阈值划分为一个电流区间，具体的，20A-30A一个电流区间，30A-40A一个电流区间，40A-50A一个电流区间，以此类推，对应的，20A-30A的电流区间对应的第一预设时长为1微秒至1毫秒，30A-40A的电流区间对应的第一预设时长为1微秒至5微秒，40A-60A的电流区间对应的第一预设时长为1微秒至2微秒。

若用电回路的故障持续等于或超过第一预设时长，控制单元15可只控制第一开关电路11断开，直接切断用电回路的主回路，控制单元15也可只控制第二开关电路13导通，直接导通用电回路的旁路，控制单元15还可以同时控制第一开关电路11断开和第二开关电路13导通。然而若用电回路的故障持续未超过第一预设时长就恢复正常，控制单元15对第一开关电路11和第二开关电路13无控制动作，第一开关电路11维持导通状态和第二开关电路13维持断开状态。

第一开关电路11处于用电回路的主回路上，为了避免第一开关电路11出现故障而造成供电故障的问题。在控制第二开关电路13导通的实施例中，区别以下情况对第一开关电路11进行控制，以减轻频繁的开关动作对第一开关电路11造成损害，避免加速第一开关电路11的老化：

控制单元15在控制第二开关电路13导通时开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，控制单元15根据电参数判断用电回路仍为故障状态，则维持第二开关电路13处于导通状态，并控制第一开关电路11断开。在第二计时时长小于第二预设时长时，控制单元15根据电参数判断用电回路恢复正常，则控制第二开关电路13断开，并维持第一开关电路11处于导通状态。

在用电回路的故障持续等于或超过第一预设时长，控制单元15通过控制第二开关电路13导通作为临时避免负载19或人体受到损害的措施时，控制单元15控制第二开关电路13导通的时刻，控制定时单元开始计时，计时第二计时时长，并通过信息采集单元17实时采集第一开关电路11和第二开关电路13的电参数，以判断用电回路是否仍处于故障状态，当用电回路的故障继续持续等于或超过第二预设时长，则控制单元15控制第一开关电路11断开，切断用电回路的主回路，以消除故障对负载19或人体造成的风险，和第二开关电路13构成双保险，提升切断电源的响应速度，增加用电安全性。当用电回路的故障未继续持续超过第二预设时长就恢复正常，则此时控制单元15对第一开关电路11无控制动作，维持第一开关电路11导通，并且控制第二开关电路13断开。需要说明的是，在定时单元计时第二计时时长的过程中，仍然计时第一计时时长。在一个示例中，第二预设时长根据可以负载19或人体抵抗用电回路故障的最长时长来设定，第二预设时长小于该最长时长，且第一预设时长与第二预设时长之和小于该最长时长。在一个示例中，第二预设时长可根据第一开关电路11的通断响应时长来设定，第二预设时长小于第一开关电路11的通断响应时长，且第一预设时长与第二预设时长之和小于第一开关电路11的通断响应时长。在一个示例中，第二预设时长可根据第二开关电路13的通断响应时长来设定，第二预设时长小于第二开关电路13的通断响应时长，且第一预设时长与第二预设时长之和小于第二开关电路13的通断响应时长。

在用电回路漏电时，为了保证人身安全，第一预设时长设置应该考虑人体能够承受漏电流的时长，第一预设时长设置应该低于上述人体承受时长。在一个示例中，将用电回路中的电流超出安全电流阈值的范围分成多个电流区间，并为电流区间设置对应的第一预设时长与第二预设时长的和值，且电流区间越大，第一预设时长和第二预设时长越短。举例说明，安全电流阈值为20A(安培)，将每超出安全电流阈值划分为一个电流区间，具体的，20A-30A一个电流区间，30A-40A一个电流区间，40A-50A一个电流区间，以此类推，对应的，20A-30A的电流区间对应的第一预设时长与第二预设时长的和值为1微秒至1毫秒，30A-40A的电流区间对应的第一预设时长与第二预设时长的和值为1微秒至5微秒，40A-60A的电流区间对应的第一预设时长与第二预设时长的和值为1微秒至2微秒，其中，第一预设时长与第二预设时长分配可根据实际需求而定，例如第一预设时长大于第二预设时长，或者第一预设时长小于第二预设时长。

本申请不仅可通过上述计时时长来增加对第一开关电路11和第二开关电路13的保护以及增加切断用电回路的灵活性，还可以通过故障的大小来增加对第一开关电路11和第二开关电路13的保护以及增加切断用电回路的灵活性。在某些情况下，虽然用电回路发生的故障，但是该故障并不大，不足以对负载19或人体造成影响，或者处于负载19或人体能够接受的范围内，此时无需断开用电回路，避免频繁控制第一开关电路11通断和第二开关电路13通断，缩减第一开关电路11和第二开关电路13的使用寿命。在一个示例中，控制单元15向外界(例如，工作人员电脑、服务单元等)发出检修维修信号，提醒工作人员维修检修。

该种情况下，在一个示例中，控制单元15在判断电参数小于第一预设值且大于第二预设值时，控制第一开关电路11断开。控制单元15在判断电参数大于或等于第一预设值时，控制第一开关电路11断开和第二开关电路13导通。需要说明的是，第一预设值大于第二预设值。在一个示例中，第一预设值根据负载19或人体能够接受的极限来设定，第二预设值为第一预设值的30％至60％，例如，第二预设值为第一预设值的40％，第二预设值为第一预设值的50％。第一预设值和第二预设值与电参数的类型相对应，当电参数为电流值，第一预设值和第二预设值也为电流值，当电参数为电磁强度，第一预设值和第二预设值也为电磁强度。当电参数在第二预设值与第一预设值之间，则说明故障不大，通过控制第一开关电路11断开可以应付。当电参数超过第一预设值时，则说明故障比较大，会对负载19或人体造成伤害，因此控制单元15控制第一开关电路11断开，切断用电回路的主回路和第二开关电路13导通，导通用电回路的旁路，实现双保险，加快切断电源的响应速度。

本申请还可以通过上述计时时长和故障的大小的组合来增加对第一开关电路11和第二开关电路13的保护以及增加切断用电回路的灵活性。

在一个示例中，控制单元15在判断电参数小于第一预设值且大于第二预设值时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长，控制单元15判断电参数仍小于第一预设值且大于第二预设值，则控制第一开关电路11断开。需要说明的是，在第一计时时长小于第一预设时长时，控制单元15判断电参数变成小于第二预设值，则控制第一开关电路11导通。

控制单元15在判断电参数大于或等于第一预设值开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长，控制单元15判断电参数仍大于或等于第一预设值，则控制第一开关电路11断开和第二开关电路13导通。需要说明的是，在第一计时时长小于第一预设时长时，控制单元15判断电参数变成小于第二预设值，则控制第一开关电路11导通和第二开关电路13断开。

在一个示例中，控制单元15在判断电参数大于或等于第一预设值时，控制第二开关电路13导通并开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，控制单元15在判断电参数仍大于或等于第一预设值时，则控制第一开关电路11断开。在第二计时时长小于第二预设时长时，控制单元15在判断电参数小于第二预设值时，则维持第一开关电路11处于导通状态，并控制第二开关电路13断开。

为了进一步提高用电安全性能，在一个示例中，第二开关电路13的数量至少为两个，其中，至少一个第二开关电路13的第三端用于接地。例如，第二开关电路13的数量为两个、三个、四个，具体数量可根据实际需要而定，通过在旁路上设置至少两个第二开关电路13，以增强保险功能，避免只有一个第二开关电路13时第二开关电路13损害导致无法切断电源的风险。

第一种控制方式：控制单元15在控制第二开关电路13导通时，控制所有的第二开关电路13导通。第二种控制方式：控制单元15在控制第二开关电路13导通时，控制其中一个第二开关电路13导通，且在不同次控制过程中，交替控制第二开关电路13导通，换言之，在每一次用电回路出现故障时，在需要控制第二开关电路13导通时，控制其中一个第二开关电路13导通，且同一个第二开关电路13不连续使用。

为了确保第二开关电路13在切断电源过程中起到作用，避免因第二开关电路13出现故障而导致切断电源的响应速度变慢的风险，在一个示例中，控制单元15检查第二开关电路13是否出现故障，若检查第二开关电路13出现故障，则发出警告信号。需要说明的是，警告信号至少包括故障的第二开关电路13对应的编号信息、位置信息和故障类型。控制单元15可向工作人员的移动终端、电脑终端，或者服务单元发出警告信号，以提醒工作人员进行维修。在一个示例中，控制单元15在用电回路不供电的时候，向第二开关电路13发送控制指令，并监测第二开关电路13是否响应该控制指令，以判断第二开关电路13是否出现故障，如果不响应控制指令，则第二开关电路13出现故障。

为了对控制单元15的控制情况进行记录，并利用记录的数据进行分析。在一个示例中，控制单元15包括无线模块；无线模块用于无线连接服务单元；控制单元15通过无线模块向服务单元传输监控信息。需要说明的是，监控信息至少包括故障时间信息、故障位置信息、故障类型信息、第一开关电路11的编号信息、第二开关电路13的编号信息和控制信息。在一个示例中，控制单元15固定周期通过无线模块向服务单元传输监控信息。在一个示例中，固定周期为7天、15天或30天。

为了避免用电回路在瞬间电流过大而导致其损坏的情况，在一个示例中，用电回路的保护电路还包括电抗保护单元。电抗保护单元的第一端连接在第一开关电路11的第二端，第二端连接在第二开关电路13的第三端。需要说明的，在瞬间电流过大时，电抗保护单元用于吸收部分电流，以降低瞬间电流过大对用电回路的冲击。

为了对开关电路的安全性能进行预估和预警，提前对存在安全隐患的开关电路进行维修，在未发生事故之前消除安全隐患。在一个示例中，控制单元记录控制第一开关电路切换状态的第一执行次数，并依据时间顺序对第一执行次数进行编号，得到第一序列，并将第一序列中的编号与对应的电参数进行关联对应。控制单元记录控制第二开关电路切换状态的第二执行次数，并依据时间顺序对第二执行次数进行编号，得到第二序列，且第二序列中的编号与对应的电参数进行关联对应。控制单元按照预设试验周期，根据第一执行次数、第一序列、与第一序列关联的电参数、第二执行次数、第二序列以及与第二序列关联的电参数，生成用电回路的安全评估报告。

需要说明的是，控制单元每控制一次第一开关电路切换状态(断开状态到导通状态，或导通状态到断开状态)，对控制动作进行记录，并进行编号(例如，采用001、002、003……的形式进行编号)，将编号与导致此次状态切换的电参数进行关联对应，即通过编号就可查询到控制单元此次控制所依据的电参数。

同理，控制单元每控制一次第二开关电路切换状态(断开状态到导通状态，或导通状态到断开状态)，对控制动作进行记录，并进行编号(例如，采用0001、0002、0003……的形式进行编号)，将编号与导致此次状态切换的电参数进行关联对应，即通过编号就可查询到控制单元此次控制所依据的电参数。

在一个示例中，控制单元通过分析第一开关电路和第二开关电路切换状态的次数，可以预估第一开关电路和第二开关电路的剩余使用寿命。通过分析第一开关电路和第二开关电路切换状态的序列以及关联的电参数，可以分析导致第一开关电路和第二开关电路切换状态的诱因，以及诱因对第一开关电路和第二开关电路的损害情况，从而生成用电回路的安全评估报告。

在一个示例中，电抗保护单元包括电抗单元、第一电阻、第二电阻以及电容单元。电抗单元的第一端分别连接用电回路中的火线和第一电阻的第一端，第二端分别连接第一开关电路11的第二端和第二电阻的第一端。电容单元的第一端连接第一电阻的第二端，第二端连接第二电阻的第二端，第三端连接在第二开关电路13的第三端和用电回路中的零线之间。

当第二开关电路13闭合后，负载19侧被短路，而用电回路的电流迅速流向第二开关电路13，此时，电抗单元能够将用电回路中的部分电流吸收，并通过电容单元将所吸收的电流进行释放，避免了第二开关电路13闭合导通的瞬间电流过大而导致其损坏的情况，能够有效地保护第二开关电路13的正常工作。

本申请保护电路包括第一开关电路11、第二开关电路13、控制单元15以及信息采集单元17。其中，第二开关电路13的通断响应时长短于第一开关电路11的通断响应时长，且在正常用电状态下，第一开关电路11处于导通状态，第二开关电路13处于断开状态。在用电过程中，信息采集单元17采集用电回路的电参数，并将电参数传输至控制单元15；控制单元15在根据电参数判断用电回路出现故障时，控制第一开关电路11断开和/或控制第二开关电路13导通。本身保护电路通过在用电主回路上设置第一开关电路11，在用电主回路的旁路上设置第二开关电路13，以实现利用两个开关电路保证在用电回路发生故障时，高速切断用电回路，以达到保护负载19或人体的目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用电回路的保护电路，其特征在于，包括第一开关电路、第二开关电路、控制单元以及信息采集单元；所述第二开关电路的通断响应时长短于所述第一开关电路的通断响应时长；

所述第一开关电路的第一端连接所述控制单元，第二端用于连接所述用电回路中的火线，第三端用于连接所述用电回路中的负载；所述控制单元连接所述信息采集单元；

所述第二开关电路的第一端连接所述控制单元，第二端连接在所述第一开关电路的第三端和所述用电回路中的负载之间，第三端用于分别连接所述用电回路中的零线和所述用电回路中的负载，或者，所述第二开关电路的第三端用于接地；

其中，在正常用电状态下，所述第一开关电路处于导通状态，所述第二开关电路处于断开状态；所述信息采集单元采集所述用电回路的电参数，并将所述电参数传输至所述控制单元；所述控制单元在根据所述电参数判断所述用电回路出现故障时，控制所述第一开关电路断开和/或控制所述第二开关电路导通。

2.根据权利要求1所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元在根据所述电参数判断所述用电回路出现故障时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长时，所述控制单元根据所述电参数判断所述用电回路仍为故障状态，则控制所述第一开关电路断开和/或控制所述第二开关电路导通；

在所述第一计时时长小于所述第一预设时长时，所述控制单元根据所述电参数判断所述用电回路恢复正常，则维持所述第一开关电路处于导通状态和维持所述第二开关电路处于断开状态。

3.根据权利要求2所述的用电回路的保护电路，其特征在于，将所述用电回路中的电流超出安全电流阈值的范围分成多个电流区间，并为所述电流区间设置对应的所述第一预设时长，且所述电流区间越大，所述第一预设时长越短。

4.根据权利要求2所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元在控制第二开关电路导通时开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，所述控制单元根据所述电参数判断所述用电回路仍为故障状态，则维持所述第二开关电路处于导通状态，并控制所述第一开关电路断开；

在第二计时时长小于第二预设时长时，所述控制单元根据所述电参数判断所述用电回路恢复正常，则控制所述第二开关电路断开，并维持所述第一开关电路处于导通状态。

5.根据权利要求1所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元在判断所述电参数小于第一预设值且大于第二预设值时，控制所述第一开关电路断开；

所述控制单元在判断所述电参数大于或等于所述第一预设值时，控制所述第一开关电路断开和所述第二开关电路导通。

6.根据权利要求5所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元在判断所述电参数小于所述第一预设值且大于所述第二预设值时开始计时，在第一计时时长大于或等于第一预设时长，所述控制单元判断所述电参数仍小于所述第一预设值且大于所述第二预设值，则控制所述第一开关电路断开；

所述控制单元在判断所述电参数大于或等于所述第一预设值开始计时，在第一计时时长大于或等于所述第一预设时长，所述控制单元判断所述电参数仍大于或等于所述第一预设值，则控制所述第一开关电路断开和所述第二开关电路导通。

7.根据权利要求5所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元在判断所述电参数大于或等于所述第一预设值时，控制所述第二开关电路导通并开始计时，在第二计时时长大于或等于第二预设时长时，所述控制单元在判断所述电参数仍大于或等于所述第一预设值时，则控制所述第一开关电路断开；

在所述第二计时时长小于第二预设时长时，所述控制单元在判断所述电参数小于所述第二预设值时，则维持所述第一开关电路处于导通状态，并控制所述第二开关电路断开。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述第二开关电路的数量至少为两个，其中，至少一个所述第二开关电路的第三端用于接地；

所述控制单元在控制所述第二开关电路导通时，控制所有的所述第二开关电路导通；

或者

所述控制单元在控制所述第二开关电路导通时，控制其中一个所述第二开关电路导通，且在不同次控制过程中，交替控制所述第二开关电路导通。

9.根据权利要求8所述的用电回路的保护电路，其特征在于，

所述控制单元记录控制所述第一开关电路切换状态的第一执行次数，并依据时间顺序对所述第一执行次数进行编号，得到第一序列，并将所述第一序列中的编号与对应的所述电参数进行关联对应；

所述控制单元记录控制所述第二开关电路切换状态的第二执行次数，并依据时间顺序对所述第二执行次数进行编号，得到第二序列，且所述第二序列中的编号与对应的所述电参数进行关联对应；

所述控制单元按照预设试验周期，根据所述第一执行次数、所述第一序列、与所述第一序列关联的所述电参数、所述第二执行次数、所述第二序列以及与所述第二序列关联的所述电参数，生成所述用电回路的安全评估报告。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的用电回路的保护电路，其特征在于，所述控制单元包括无线模块；所述无线模块用于无线连接服务单元；所述控制单元通过所述无线模块向所述服务单元传输监控信息；所述监控信息至少包括故障时间信息、故障位置信息、故障类型信息、所述第一开关电路的编号信息、所述第二开关电路的编号信息和控制信息。

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