箱故障检测系统及其检测方法

申请号 CN201710516007.2 申请日 2017-06-29 公开(公告)号 CN107314610A 公开(公告)日 2017-11-03
申请人 青岛海尔股份有限公司; 发明人 何胜涛; 娄喜才; 苗建林; 王铭;
摘要 本 发明 提供了一种 冰 箱 故障检测系统及其检测方法,用于检测冰箱的强电元器件由于绝缘老化而引起的 电弧 故障。该方法主要包括:在每个负载工作的预设时间段内,记录电容器两端的 电压 超过预设电压的次数。在次数超过第一预设次数的情况下发出警报,提示冰箱内部当前工作的负载出现电弧故障。当冰箱负载的绝缘性能下降至一定程度时,检测系统的电容器两端的电压将超过预设电压。本发明的方法记录预设时间段内电容器两端电压超过预设电压的次数,当次数超过规定值时,则表示负载对地打火的频度较高,可能发生严重电弧故障,从而发出报警以及采取相应保护措施。
权利要求

1.一种箱故障检测系统,包括:
磁环,向所述冰箱负载供电的火线和零线以相反方向缠绕在所述磁环上;
感应线圈,缠绕在所述磁环上;
电容器,直接或间接并接于所述感应线圈的两端;
电压检测模,并接于所述电容器两端,用于检测所述电容器两端的电压;和计数模块,在所述负载工作的预设时间段内记录所述电容器两端的电压超过预设电压的次数。
2.根据权利要求1所述的冰箱故障检测系统,还包括:
晶闸管,其阳极连接电源,其阴极连接第一电阻的一端,其极连接所述电容器的一端;和
所述第一电阻,其一端连接所述晶闸管的阴极,其另一端连接所述电容器的另一端;其中
所述电压检测模块,还并接于所述第一电阻的两端,用于检测所述第一电阻两端的电压。
3.根据权利要求2所述的冰箱故障检测系统,还包括:
报警模块,配置成当所述计数模块的计数次数超过第一预设次数或第二预设次数时发出警报。
4.根据权利要求3所述的冰箱故障检测系统,其中
所述报警模块,还配置成当所述第一电阻的两端电压达到所述电源电压时,发出警报。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冰箱故障检测系统,还包括:
第二电阻,并接于所述感应线圈的两端;
第三电阻,与所述电容器串接共同并接于所述感应线圈的两端。
6.一种冰箱故障检测方法,所述冰箱具有至少一个负载,所述方法包括:
冰箱启动,所述至少一个负载依次开始工作;
在每个负载工作的预设时间段内,记录所述电容器两端的电压超过预设电压的次数;
判断所述次数是否超过第一预设次数;
若是,发出警报,提示冰箱内部当前工作的负载出现电弧故障。
7.根据权利要求6所述的检测方法,所述冰箱具有多个负载,所述检测方法还包括:
记录多个负载在各自工作的预设时间段内,所述电容器两端的电压超过预设电压的次数的累计总和;
判断所述次数的累计总和是否超过第二预设次数;
若是,发出警报,提示冰箱内部出现电弧故障。
8.根据权利要求7所述的检测方法,还包括:
在每个负载工作的预设时间段内,检测第一电阻两端的电压是否达到电源电压;
若是,发出警报,提示冰箱内部当前负载出现电弧故障,并停止当前负载工作。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的检测方法,还包括:
根据所述次数超过第一预设次数发生的时间点和/或第一电阻两端的电压达到电源电压时的时间点确定发生电弧故障的负载。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的检测方法,其中
所述预设时间段在所述负载工作预定时间后开始计算。

说明书全文

箱故障检测系统及其检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冰箱领域,特别涉及一种冰箱故障检测系统及其检测方法。

背景技术

[0002] 冰箱作为家用冷藏冷冻设备已被广泛使用。现有的冰箱内部除了制冷系统以外,还存在一些使用强电的元器件。强电这一概念是相对于弱电而言,强电与弱电是以电压分界的,工作电压在220V以上为强电,以下为弱电。例如设置于蒸发器上的化霜加热丝等器件使用220V交流电,即为强电元器件。
[0003] 一般而言,在强电元器件的外壳表面和连接电线的表面均设置有绝缘层,以避免造成漏电,形成安全隐患。但是,随着冰箱使用时间越来越长,电气绝缘层会逐渐老化,甚至破损。在空气潮湿的时候容易引起的空气击穿,严重时还会发生短路起火,极容易出现用电安全等问题。然而,现有的冰箱不具有电弧故障检测装置,不能及时检测出出现绝缘老化的元器件,因而无法消除上述安全隐患。

发明内容

[0004] 鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冰箱故障检测系统及其检测方法。
[0005] 本发明的一个目的是为了检测冰箱的电弧故障。
[0006] 本发明的另一个目的是为了确定发生电弧故障的负载。
[0007] 一方面,本发明提供了一种冰箱故障检测系统,包括:磁环,向冰箱负载供电的火线和零线以相反方向缠绕在磁环上;感应线圈,缠绕在磁环上;电容器,直接或间接并接于感应线圈的两端;电压检测模,并接于电容器两端,用于检测电容器两端的电压;和计数模块,在负载工作的预设时间段内记录电容器两端的电压超过预设电压的次数。
[0008] 可选地,上述检测系统还包括:晶闸管,其阳极连接电源,其阴极连接第一电阻的一端,其极连接电容器的一端;和第一电阻,其一端连接晶闸管的阴极,其另一端连接电容器的另一端;其中电压检测模块,还并接于第一电阻的两端,用于检测第一电阻两端的电压。
[0009] 可选地,上述检测系统还包括:报警模块,配置成当计数模块的计数次数超过第一预设次数或第二预设次数时发出警报。
[0010] 可选地,报警模块,还配置成当第一电阻的两端电压达到电源电压时,发出警报。
[0011] 可选地,上述检测系统还包括:第二电阻,并接于感应线圈的两端;第三电阻,与电容器串接共同并接于感应线圈的两端。
[0012] 另一方面,本发明还提供了一种冰箱的故障检测方法,冰箱具有至少一个负载,方法包括:冰箱启动,至少一个负载依次开始工作;在每个负载工作的预设时间段内,记录电容器两端的电压超过预设电压的次数;判断次数是否超过第一预设次数;若是,发出警报,提示冰箱内部当前工作的负载出现电弧故障。
[0013] 可选地,冰箱具有多个负载,方法还包括:记录多个负载在各自工作的预设时间段内,电容器两端的电压超过预设电压的次数的累计总和;判断次数的累计总和是否超过第二预设次数;若是,发出警报,提示冰箱内部出现电弧故障。
[0014] 可选地,上述方法还包括:在每个负载工作的预设时间段内,检测第一电阻两端的电压是否达到电源电压;若是,发出警报,提示冰箱内部当前负载出现电弧故障,并停止当前负载工作。
[0015] 可选地,上述方法还包括:根据次数超过第一预设次数发生的时间点和/或第一电阻两端的电压达到电源电压时的时间点确定发生电弧故障的负载。
[0016] 可选地,预设时间段在负载工作预定时间后开始计算。
[0017] 本发明提供了一种冰箱的故障检测方法,以用于检测冰箱的强电元器件由于绝缘老化而引起的电弧故障。该方法主要包括:在每个负载工作的预设时间段内,记录电容器两端的电压超过预设电压的次数。在次数超过第一预设次数的情况下发出警报,提示冰箱内部当前工作的负载出现电弧故障。电气部件的绝缘性能下降是一个缓慢的过程,电气部件工作时对地电弧故障产生的电流随着绝缘性能的下降逐渐增大,因此当绝缘性能下降至一定程度时,电容器两端的电压将超过预设电压。偶然的少数几次的电压升高还不能完全确定负载发生电弧故障,因此本发明的方法还记录预设时间段内电容器两端电压超过预设电压的次数,当次数超过规定值时,则表示负载对地打火的频度较高,可能发生严重电弧故障,从而发出报警以及采取相应保护措施。
[0018] 进一步地,本发明的方法还包括:根据次数超过第一预设次数发生的时间点和/或第一电阻两端的电压达到电源电压时的时间点确定发生电弧故障的负载。在一般冰箱启动时,其内部的多个负载是按照时间顺序依次启动的,也就是说,每个负载都会在事先预定的时间点启动。因此,根据检测到的第一电阻两端的电压升高到接近电源电压的时间点或第一电阻两端的电压达到电源电压时的时间点可以确定出具体是哪个负载发生了电弧故障,进而可以暂停该负载工作。
[0019] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0020] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0021] 图1是根据本发明一个实施例的冰箱故障检测系统的示意图;
[0022] 图2是根据本发明一个实施例的冰箱故障检测系统的示意性框图
[0023] 图3是根据本发明一个实施例的冰箱故障检测方法的示意图;
[0024] 图4是根据本发明一个实施例的冰箱故障检测方法的流程图

具体实施方式

[0025] 本发明实施例首先提供了一种冰箱故障检测系统,如图1、图2所示,其包括:磁环10、感应线圈30、电容器40、电压检测模块70以及计数模块80。冰箱内部具有至少一个冰箱负载20,上述负载20是指冰箱内部的用电设备,例如包括:化霜加热器、压缩机等强电器件。
本实施例的故障检测系统用于检测负载20是否出现电弧故障。
[0026] 本实施例的故障检测系统的电路如图1所示。向冰箱负载20供电的火线L和零线N以相反方向缠绕在磁环10上,而且火线和零线的缠绕数相同。感应线圈30缠绕在磁环10上。电容器40与第三电阻63串接共同并接于感应线圈30的两端。第二电阻62并接于感应线圈30的两端。电压检测模块70并接于电容器40两端,用于检测电容器40两端的电压。计数模块80在预设时间段内记录电容器40两端的电压超过预设电压的次数。上述第二电阻62和第三电阻63的阻值可以根据电容器40和感应线圈30的型号进行确定,以确保达到最佳的检测效果。
[0027] 本实施例的故障检测系统的工作原理为:当冰箱正常工作时,经过火线L、零线N的电流相等,磁环10产生的磁场抵消,感应线圈30两端电压为0。当冰箱负载20发生对地打火时,由于通过火线L、零线N的电流不相等,导致L、N在磁环10上产生的磁场不能相互抵消,磁场瞬间发生突变,从而在电路的感应线圈30两端产生电场,电容器40两端的电压升高。负载20的电弧故障越严重,磁环10上的磁场突变越强,电容两端产生的瞬间电压就越高。当电容器40两端的电压超过预设电压时,计数模块80的计算次数增加1,表示发生过比较严重的对地打火。上述对地打火过程发生时间极短,在对地打火结束后,电容器40两端的电压恢复为
0。
[0028] 上述冰箱故障检测系统还包括:晶闸管50和第一电阻61。晶闸管50的阳极连接电源,其阴极连接第一电阻61的一端,其门极连接电容器40的一端。第一电阻61的一端连接晶闸管50的阴极,另一端连接电容器40的另一端。上述电压检测模块70,还并接于第一电阻61的两端,用于检测第一电阻61两端的电压。当上述电容器40两端的电压高到一定程度时,将触发晶闸管50导通,从而第一电阻61两端的电压升高到接近电源电压。在这种情况下,表示当前运行的负载20的电弧故障已经非常严重,存在漏电的危险,需要暂停该负载20工作,以确保冰箱的用电安全。
[0029] 上述冰箱故障检测系统,还包括:报警模块90,用于在检测到某一负载20出现电弧故障时,发出警报,提示用户冰箱可能发生短路。具体地,报警模块90配置成当计数模块80的计数次数超过第一预设次数或第二预设次数时发出警报。也就是在某个负载20的工作的预设时间段内,发生对地打火的次数过多,报警模块90就会发出警报。
[0030] 报警模块90还配置成当第一电阻61的两端电压达到电源电压时,发出警报。当上述电容器40两端的电压高到一定程度时,将触发晶闸管50导通,从而第一电阻61两端的电压升高到接近电源电压。在这种情况下,当前运行的负载20的电弧故障十分严重,报警模块90将发出警报,提示用户出现严重的电弧故障。
[0031] 上述报警模块90可以为蜂鸣器,在出现故障时,蜂鸣器发声报警。报警模块90还可以为设置于冰箱门体表面的显示屏,当冰箱出现故障时,显示屏上出现提示信息。
[0032] 本实施例还提供了一种冰箱的故障检测方法,以用于检测冰箱的强电元器件由于绝缘老化而引起的电弧故障。图3是根据本发明一个实施例的冰箱故障检测方法的示意图。冰箱具有至少一个负载20,上述方法一般性地包括:
[0033] 步骤S302,冰箱启动,至少一个负载20依次开始工作。本实施例的冰箱可以具有一个或多个冰箱负载20,上述负载20是指冰箱内部的强电器件。
[0034] 步骤S304,在每个负载20工作的预设时间段内,记录电容器40两端的电压超过预设电压的次数。随着负载20使用时间越来越长,某些负载20和电线的电器绝缘会逐渐老化,在潮湿的环境下会出现空气击穿,对地打火的情况。当冰箱负载20发生对地打火时,由于通过火线L、零线N的电流不相等,导致L、N在磁环10上产生的磁场不能相互抵消,磁场瞬间发生突变,从而在电路的感应线圈30两端产生电场,电容两端的电压升高。一般而言,上述对地打火的持续时间极短。如果该负载20的电器绝缘老化,那么会高频率出现对地打火的情况,因此,可以通过记录某负载20工作的预设时间段内,电容器40两端电压超多预设电压的次数确定该负载20是否出现电弧故障。上述预设时间段在负载20工作预定时间后开始计算。也就是说,在负载20刚开始工作时,不进行计数,而是等待负载20工作若干秒,待负载20工作稳定之后,再进行计数操作。例如,在负载20工作两秒后,进入预设时间段并进行上述计数操作,上述预设时间段可以持续5s。
[0035] 步骤S306,判断次数是否超过第一预设次数;当电容器40两端的电压超过预设电压时,计数模块80的计算次数增加1,表示发生过比较严重的对地打火,并判断上述次数是否超过第一预设次数。上述第一预设次数可以根据负载20工作的预设时间段的长短进行设定。
[0036] 步骤S308,若步骤S306判断结果为是,发出警报,提示冰箱内部当前工作的负载20出现故障。在负载20工作的预设时间段内,若严重的打火次数超过上述第一预设次数,那么向用户发出警报提示:冰箱内部可能发生电弧故障。
[0037] 图4是本发明一个实施例的冰箱故障检测方法的流程图,本实施例的冰箱具有多个负载20,该方法依次执行以下步骤:
[0038] 步骤S402,冰箱启动。在本实施例中,冰箱启动时,多个负载20是按照时间顺序依次启动冰箱负载20的。例如:冰箱具有三个负载20,是按照负载A、负载B和负载C的特定顺序依次启动的。因此,每个负载20都会在预定的时间点启动。
[0039] 步骤S404,第N个负载20开始工作,N=1,2,3……
[0040] 步骤S406,判断第N个负载20工作的预设时间段内,第一电阻61两端的电压是否达到电源电压。当第N个负载20出现严重的对地打火情况时,检测系统电路中的电容器40两端的电压会升高到一定程度,并将触发晶闸管50导通,从而导致第一电阻61两端的电压升高到接近电源电压。根据前文所述,由于冰箱内的多个负载20是按照一定的顺序依次启动的,因此可以根据检测到的第一电阻61两端的电压升高到接近电源电压的时间点来确定N的值,也就是确定出具体是哪个负载20发生了电弧故障。例如,检测到第一电阻61两端的电压升高到接近电源电压的时间点为冰箱启动后5s,而该时间点处于负载B工作的预设时间段内,则可以确定负载B出现电弧故障。
[0041] 步骤S408,若步骤S406的判断结果为是,发出警报,提示第N个负载20出现电弧故障。
[0042] 步骤S410,在第N个负载20工作的预设时间内,记录电容器40两端的电压超过预设电压的次数。
[0043] 步骤S412,判断上述次数是否超过第一预设次数。若判断结果为是,则说明该负载20在工作时间段内出现多次严重的对地打火,存在安全隐患。此时发出警报,提示第N个负载20出现电弧故障。根据前文由于冰箱内的多个负载20是按照一定的顺序依次启动的,因此可以根据检测到的记录次数超过第一次数的时间点来确定N的值,也就是确定出具体是哪个负载20发生了电弧故障。
[0044] 步骤S414,若步骤S412的判断结果为否,记录N个负载20在各自工作的预设时间段内,电容器40两端的电压超过预设电压的次数的累计总和。在冰箱启动后,对所有已经启动的负载20在其工作的预设时间段内,出现电容器40两端的电压超过预设电压的次数进行累计计数。例如,当前N=3,则对前三个负载20出现的对地打火次数进行累计。在本实施例中,计数模块80可以设置两个计数器,第一计数器用于记录当前第N个负载20在预设时间段内,电容器40电压超过预设电压的次数;第二计数器用于记录前N个负载20在预设时间段内,电容器40电压超过预设电压的次数总和。当第N个负载20工作的预设时间内,电容器40两端电压出现超过预设电压的情况时,第一计数器和第二计数器的计数次数分别增加1。
[0045] 步骤S416,判断次数的累计总和是否超过第二预设次数。
[0046] 步骤S418,若步骤S416的判断结果为是,发出警报,提示冰箱内部出现故障。当冰箱内部的多个负载20出现对地打火的总次数超过一定数值时,冰箱同样会存在漏电的危险,此时提示用户出现电弧故障,需要及时维修。
[0047] 步骤S420,若步骤S416的判断结果为否,说明当前未检测出明显的电弧故障,则等待下一个负载20(即第N+1个负载20)开始工作,并重复上述检测步骤。同时第一计数器清零,重新开始计数,第二计数器不需要清零,继续累计计数。
[0048] 至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
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