（1.身份证：42080219840628xxxx；2.身份证：42080219880210xxxx）
摘要：由于人们对电气安全知识的普遍欠缺，由于插头插座不安全使用所造成事故时有发生。特别是少年儿童自我保护能力差，顽皮的儿童可能会用手指或其它导电体接触插座造成难以弥补的后果。针对国内广泛使用的移动插座存在的易触电、使用不方便、易损坏、形状单一等问题，以创新设计理论为指导，提出更为完善的解决方案。新的方案中，利用插孔结构可以旋转的原理，利用触动开关使插座带电，避免了传统插座拔插过程中产生火花的现象。对比现有的移动插座，改变了使用方式，使用过程中更安全。
关键词： 智能供电 安全 设计
引言
智能安全插座，是一种全新理念的安全插座。该系列产品在通电状态下，所有插孔均处于无电状态，只有当用电器插头插入插座后才开始供电，插座不仅能智能识别插入物是否是电器插头（只有当L、N极同时插入时插孔才会通电，单独插入任何一极均不会发生触电危险），同时还能智能识别用电器是否处于工作状态，如果用电器没有工作或者关闭，插座会自动断电，彻底消除待机能耗问题，节能减排、绿色环保。
一、智能安全插座介绍
1.静态时，即插座不用时，插座没有电源输出，面板发光管不亮，实现"常无电"形式。
2.此时，插座中电极与电源是完全断离状态，具有很高的安全性。
3.动态时，即电器（负载）插头插入插孔时，插座面板发光管亮，插座输出电源，电器得电运行。
4.拔出插头，插座立即断电，面板发光管灭，恢复"常无电"形式。
5.采用"常无电"形式，在插拔电器过程中，不产生电弧现象，极大的提高了插座使用寿命和安全度。
6.该插座是否供电，只与负载插头插入或拔出有关，属于"插入有电，拔出断电"形式。
7.具有温度控制功能，当插座内部因过载及其它原因造成温度上升至55℃时，插座自动切断电源。
8.供电过程中，如停电、再来电时必须拔出插头再插入插座方可正常供电。
二、设计意义
随着一大批智能型、遥控型、节能型的开关插座类产品的产生。插头插座类电器附件产品也从单一的功能性发展为功能性和装饰性相结合的智能产品，并日益追求其操作安全性和舒适性。这些产品出现，预示着未来插头插座类产品的发展将越来越人性化。近年来各种智能插座如雨后春笋，各式各样的形状和功能的插座让人眼花缭乱，比如YIFI控制插座、防漏电插座、红外感应安全插座、遥控控制插座、电量监控插座等等。本次设计的是一种智能供电插座，可以实现用则供电，不用断电的功能。设计目的是实现安全和节能的双重效果。该智能供电插座具有很强的现实意义。插座具有高度智能化特点，可以自动识别插座是否有负载接入。实现插头插入电源插座自动供电，拔出插头自动断电的功能，负载工作持续供电，负载不工作自动断电。由于插座处在常无电状态，插座插头插拔过程中不产生电弧，降低对插座远见的损坏的同时大大减少了火灾发生的隐患，由于是常无电形式也不会发生触电危险，确保人身安全。该智能插座可以消除电器的待机能耗，为国家节约大量的电能，为家庭和企业减少了开支，极大的减少碳的排放量，减少大气污染，真正实现绿色环保。智能供电插座解决安全问题的同时彻底消除了待机能耗问题，同时兼具环保的特性，真正实现了安全、节能环保的多重效果。
三、智能插头特点
1.全新理念的特点：把"常有电"供电形式变为"常无电"供电形式。
2.高智能化特点：自动识别插座是否有负载接入，自动识别负载是否工作状态。就是插头插入电源插座自动供电，拔出插头自动断电；负载工作持续供电，负载不工作自动断电。彻底解决了安全问题和彻底消除了待机能耗问题，真正实现了安全和节能的效果。
3.高安全性特点：由于插座处在常无电状态，插座插头插拔过程中不产生电弧（即不打火），大大减少了火灾发生的隐患，由于是常无电形式即使人们无意中触碰到插座电极，也不会发生触电危险，确保人身安全。
4.节能环保的特点：由于是智能化插座，可以消除电器的待机能耗，为国家节约大量的电能，为家庭和企业减少了开支，极大的减少碳的排放量，减少大气污染，真正实现绿色环保。
5.高人性化的特点：由于智能化技术和常无电形式的应用，使安全性得到根本保障，真正实现了产品以人为本的人性化，使我们的生活和工作更舒适、更便捷，更好的提高了生活质量。
四、市场分析
随着我国人民生活水平的不断提高，家庭现代化和办公自动化的不断发展，对插座的需求不仅仅局限在实用上，人们关注的重点逐渐转变为对其安全性、稳定性和节能性等性能上。国内相关产品的原材料、技术、人力等资源配置良好，产业在过去十多年得到了飞速发展。国家对相关的安全标准、节能要求不断出台，在很大程度上推动了产品安全性能的提升和产业技术升级。制造商们正在不断研制和推出高附加值的产品，比如可提供更好的过载保护的插座。技术的提升将为拓展下游需求市场提供更好的保障。世界经济一体化程度仍在提高，外贸出口市场也是我国企业可以开拓的重要市场空间。智能插座作为一个劳动密集型的产业，国内劳动力价格优势仍很明显，国内产品在价格上具有优势。国内企业的产品已经纷纷打入国际市场，将产品销往世界各地，有欧洲、东南亚、中东、南部非洲等。可以说，中国作为世界工厂，已经成为插座的生产大国。目前，国内已经有不少具有一定影响力相关品牌，同时，很具价格优势的普通品牌在中低端市场也具有很大的市场竞争力。在未来市场，我国的智能插座在国内和国际市场都仍有很好的开拓空间。
五、插座硬件设计
1.外观和选材。插座的外观设计主要考虑使用方面和美观两个方面。大体上来讲，外汇表面光洁平滑、色彩均匀有质感，要有整体美感。另一方面要符合使用方便性，从位置空间的布置上和防尘防水的效果上考虑。就选材而言，按照常用的选材标准就可以，面板材料在阻燃性、绝缘性、抗冲击性和防潮性等方面都需要有优越性。面板除了采用高级塑料之外，也可以考虑镀金、不锈钢、铜等金属材质，为人们提供更多的选择。
2.内部构造。插座常采用高纯度铜座位触点，内部连接线用银铜复合材料，这样可防止开关启闭时电弧引起氧化，实现安全良好的传导。优质面板的导电桥采用银镍铜复合材料，银材料的导电性优良，而银镍合金抑制电弧的能力非常强，这样就保证了频繁使用插座的安全可靠性。采用黄铜螺钉压线的插座，接触面大，压线能力强，接线稳定可靠，而如果是单孔接线铜柱，接线容量大，不受导线粗细的限制。
3.供电控制原理。智能插座的核心部分是供电控制部分，通过自动控制实现插座接入负载（用电器）时插座开始供电，用电器插头拔出插座时插座停止供电，实现“插入有电，拔出断电”的自动控制功能。智能插座的制模块由继电器、变压器和单片机等主要部分组成。
控制过程为：当用电器插头正确插入插座时，插座内置传感器将会检测到相应的信号，单片机接收到信号后控制继电器工作，此时220V交流电处于接通状态，完成对用电器的供电，当用电器拔出状态下，信号在此传入控制器，此时控制器控制继电器断开，完成插座的断电，其中变压器部分是将220V交流电变为5V直流电为单片机控制模块提供电源。其中传感器的信号采集拟使用光电传感器，当用电器插头插入插座时将会影响光的传播，从而获得信号。利用光电传感器结构简单，安全可靠。整个控制过程，从信号的采集、识别、传导到对电路通断的控制完全通过单片机自动控制，可以实现安全节能的供电效果。
结束语
在实践中使用该智能插座后，整个系统能正常工作，可以通过手机端进行相应参数的设置、读取，各种工作模式正常切换。通过该智能插座的使用，有效地节约了电能，降低了火灾发生的可能性。
参考文献
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论文作者:苏超1,刘珩2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：插座论文; 插头论文; 智能论文; 负载论文; 工作论文; 形式论文; 电弧论文; 《电力设备》2018年第2期论文;