CN106711938A - 漏电保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏电保护器，涉及漏电保护技术领域，所述漏电保护器包括：控制器、漏电保护控制模块、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块和控制器依次连接，零序漏电自检回路与控制器连接。本发明中零序漏电自检回路在导通时，零序漏电检测互感器向漏电保护控制模块发送触发信号，从而使得控制器可对零序漏电检测互感器进行自检，解决了因人的疏忽未检验试验操作或因安装位置不合理(如隐藏安装)而导致无法人为试验检测以及周期试验频率次数太少导致的不安全隐患，并实现了程序自检，增加了工作中的自检，上电自检，杜绝了因不知情的前提下漏电保护损坏而继续使用，从而安全性更高。

Description

漏电保护器
技术领域
本发明涉及漏电保护技术领域，特别涉及一种漏电保护器。
背景技术
电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器。是与燃气热水器、太阳能热水器相并列的三大热水器之一，电热水器经过十余年的发展，热水器的技术不断进步，也越来越受到消费者的青睐。
为了提高电热水器的安全性能，在电热水器中通常设有漏电保护器，现有的漏电保护器应用技术主体采用的是电流型，而检测漏电元件大多采用电流互感器来实现，电路中设有试验开关，该开关的目的是用来人工检测漏电保护回路元件是否存在失效使用。从原理可知：若没有定期对漏电保护器进行试验检测时，漏电保护器存在异常失效的潜在安全隐患，该隐患不利的后果是直接导致触电安全事故的产生。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何避免漏电保护器存在异常失效的潜在安全隐患。
(二)技术方案
本发明提供了一种漏电保护器，所述漏电保护器包括：控制器、漏电保护控制模块、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块和控制器依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器连接；
所述控制器，用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；
所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；
所述漏电保护控制模块，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发送漏电保护信号。
优选地，所述零序漏电自检回路包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。
优选地，所述漏电保护器还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；
所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。
优选地，所述地线漏电自检回路包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地。
优选地，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；
所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。
优选地，所述漏电保护器还包括：自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块，所述控制器、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接；
所述控制器，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点。
优选地，所述漏电保护器还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。
优选地，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的自动上电控制模块；
所述控制器，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。
优选地，所述漏电保护器包括：光电耦合器U2；
所述光电耦合器U2的输入端与水流传感器控制回路连接，所述光电耦合器U2的输出端设于所述控制器与地之间。
优选地，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的高温保护模块和/或高低压保护模块；
所述高温保护模块，用于获取高温信息，并将所述高温信息发送至所述控制器；
所述高低压保护模块，用于获取供电电压的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器。
(三)有益效果
本发明中零序漏电自检回路在导通时，所述零序漏电检测互感器向所述漏电保护控制模块发送触发信号，从而使得所述控制器可对所述零序漏电检测互感器进行自检，与现有的漏电保护器相比，解决了因人的疏忽未检验试验操作或因安装位置不合理(如隐藏安装)而导致无法人为试验检测以及周期试验频率次数太少导致的不安全隐患，并实现了程序自检，增加了工作中的自检，上电自检，杜绝了因不知情的前提下漏电保护损坏而继续使用，从而安全性更高。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的漏电保护器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本发明一种实施方式的漏电保护器的结构示意图。参照图1，所述漏电保护器包括：控制器IC1、漏电保护控制模块IC2、零序漏电检测互感器(即对应图中的“零序漏电检测”)和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块IC2和控制器IC1依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器IC1连接；
所述控制器IC1，用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；
所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；
为便于实现所述零序漏电检测互感器，本实施例中，所述零序漏电自检回路可包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。
所述漏电保护控制模块IC2，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器IC1发送漏电保护信号。
本实施例中零序漏电自检回路在导通时，所述零序漏电检测互感器向所述漏电保护控制模块发送触发信号，从而使得所述控制器可对所述零序漏电检测互感器进行自检，与现有的漏电保护器相比，解决了因人的疏忽未检验试验操作或因安装位置不合理(如隐藏安装)而导致无法人为试验检测以及周期试验频率次数太少导致的不安全隐患，并实现了程序自检，增加了工作中的自检，上电自检，杜绝了因不知情的前提下漏电保护损坏而继续使用，从而安全性更高。
为便于实现断电，本实施例中，所述漏电保护器还包括：自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块，所述控制器、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接；
所述控制器，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点。
为便于实现自检，本实施例中，所述漏电保护器还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。
本实施例的漏电保护器进行零序漏电自检的工作原理为：在首次通电、每次电源触点闭合前或使用中途(系统约定时间)时，控制器IC1_I脚输出高电平，Q3导通，系统强制关闭因IC2输出的漏电保护控制信号。此时，控制器IC1_J脚输出自检脉冲1次(程序约定，如：30mS)，Q5导通，电源电压Li经D2、L1、R3、Q5与Ni构成回路，零序漏电检测互感器输出触发信号到IC2，IC2输出断电指令到触发控制模块(该状态因Q3导通，导致执行断电/上电驱动模块接收不到断电指令而不进行断电保护)；与此同时，IC2输出漏电保护信号到控制器IC1_H脚，IC1收到漏电保护信号后判断为零序漏电检测互感器的元件正常、功能正常。此时，IC1_F脚输出程序约定脉冲信号1次经Q1，Q1导通，IC2电源供电中断，IC2实现复位。IC1_I脚输出低电平，零序漏电自检完成；当自检过程中，IC1_H脚接收不到高电平时，IC1_K脚输出程序脉冲高电平1次，该信号经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现电源触点从闭合状态切换到断开状态，起到了安全保护的作用，同时LED闪烁报警指示。
为便于对所述地线电流自检，本实施例中，所述漏电保护器还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；
所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
为便于实现所述地线漏电自检回路，本实施例中，所述地线漏电自检回路可包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2(与所述零序漏电自检回路复用该元件)、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地；
所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。
本实施例的漏电保护器进行地线漏电自检的工作原理为：在零序漏电自检完成后、每次上电触点闭合前或使用中途(系统约定时间)时，IC1_I脚输出高电平，Q3导通，系统强制关闭因IC2输出的漏电保护信号。此时，IC1_E脚输出自检脉冲1次(程序约定，如：30mS),Q4导通，电源电压Li经D2、L2、R2、Q4与Ni构成回路，地线电流检测互感器输出触发信号到IC2，IC2输出断电指令到触发控制模块(该状态因Q3导通，导致执行断电/上电驱动模块接收不到断电指令而不进行断电保护)；与此同时，IC2输出漏电保护信号到IC1_H脚，IC1收到漏电保护信号后判断为地线电流检测互感器的元件正常、功能正常。此时，IC1_F脚输出程序约定脉冲信号1次经Q1，Q1导通，IC2电源供电中断，IC2实现复位。IC1_I脚输出低电平，地线漏电自检完成；当自检过程中，IC1_H脚接收不到高电平时，IC1_K脚输出程序脉冲高电平1次，该信号经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现电源触点从闭合状态切换到断开状态，起到了安全保护的作用，同时LED闪烁报警指示。
为便于实现出水断电，本实施例中，所述漏电保护器包括：光电耦合器U2；
所述光电耦合器U2的输入端与水流传感器控制回路连接，所述光电耦合器U2的输出端设于所述控制器与地之间。
为便于实现自动上电，本实施例中，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的自动上电控制模块；
所述控制器，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。
本实施例的漏电保护器进行出水断电的工作原理为：当有水流动时，水流传感器控制回路输出脉冲信号经U2作用于IC1_C脚，该信号经IC1判断分析有效后从IC1_K脚输出断电指令并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现电源触点从闭合状态切换到断开状态；当无水流动时，U2输出截止，IC1_C脚为持续高电平，该电平经IC1分析有效后依程序执行上电动作并从IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。
本实施例的漏电保护器进行零序漏电保护的工作原理为：在工作状态，负载输出端Lo或No对地或Eo产生漏电被零序漏电互感器检测到且达到预设范围时，IC2输出高电平至触发控制模块后再送到执行断电/上电驱动模块实现断电功能，LED指示灯闪烁报警；漏电保护器启动漏电自锁程序(必须人工上电)，漏电保护时(IC1_H脚检测到持续高电平)，IC1依约定程序从IC1_F脚输出指定脉宽信号使Q1导通，实现对IC2保护芯片进行复位控制以此再次进入漏电保护检测状态。
为便于实现地线异常带电保护，本实施例中，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；
所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。
本实施例的漏电保护器进行地线异常带电保护的工作原理为：在通电状态，电源输入Ni与Ei之间的端电压小于系统预设值(如：36V)地线带电检测模块输出高电平至IC1_D脚，此时IC1_G脚输出高电平使Q2导通，Q2导通将强制关闭IC2的地线电流检测功能，避免Ni与Ei之间低压状态时地线电流超出预设值而造成的地线电流异常保护；当Ni与Ei之间的端电压大于系统预设值(如：>36V),此时地线带电检测模块输出低电平至IC1_D脚，此时IC1_G脚输出低电平使Q2截止，Q2截止导致IC2地线电流检测功能开启，若此时地线电流检测线圈检测到电流且满足保护时，IC2输出高电平至触发控制模块后再执行断电/上电驱动模块实现断电功能，LED灯闪烁报警。与此同时，IC2漏电信号同步送到IC1_H脚实现通讯，漏电保护器启动漏电自锁程序(必须人工上电)，漏电保护时(IC1_H脚检测到持续高电平)，IC1依约定程序从IC1_F脚输出指定脉宽信号使Q1导通，实现对IC2保护芯片进行复位控制以此再次进入漏电保护检测状态。
为便于实现高温保护及高低压保护，本实施例中，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的高温保护模块和/或高低压保护模块；
所述高温保护模块，用于获取高温信息，并将所述高温信息发送至所述控制器；
所述高低压保护模块，用于获取供电电压的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器。
本实施例的漏电保护器进行高温保护的工作原理为：在通电状态，当温度达到系统预设值时，高温保护模块输出高电平作用于IC1_A脚，IC1_k脚输出断电指令并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现断电动作，实现输出断电功能；当温度低于系统预设值时IC1_A脚为地电平，该电平经IC1分析有效后依程序执行上电动作并从IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。高温保护功能同样具备自动上电/自动断电的二次及以上控制保护功能。
本实施例的漏电保护器进行高低压保护的工作原理为：在通电状态，当供电电压低于或高与额定电压上下限时，高低压保护模块输出电压作用IC1_B脚线性变化，该电压经IC1分析判定后依程序执行，当低于或高于额定电压限制时，IC1_k脚输出断电跳闸信号并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现断电动作,实现输出断电功能；当IC1_B脚电压恢复到上下限范围内时，IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器包括：控制器、漏电保护控制模块、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块和控制器依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器连接；
所述控制器，用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；
所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；
所述漏电保护控制模块，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发送漏电保护信号。
2.如权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，所述零序漏电自检回路包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。
3.如权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；
所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；
所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。
4.如权利要求3所述的漏电保护器，其特征在于，所述地线漏电自检回路包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地。
5.如权利要求3所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；
所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。
6.如权利要求1～5中任一项所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块，所述控制器、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接；
所述控制器，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点。
7.如权利要求6所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。
8.如权利要求6所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的自动上电控制模块；
所述控制器，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；
所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。
9.如权利要求8所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器包括：光电耦合器U2；
所述光电耦合器U2的输入端与水流传感器控制回路连接，所述光电耦合器U2的输出端设于所述控制器与地之间。
10.如权利要求8所述的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括：与所述控制器连接的高温保护模块和/或高低压保护模块；
所述高温保护模块，用于获取高温信息，并将所述高温信息发送至所述控制器；
所述高低压保护模块，用于获取供电电压的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器。
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