CN1003410B

CN1003410B - 用“可靠零线”或“可靠保安线”代替地线进行用电安全保护

Info

Publication number: CN1003410B
Application number: CN86106191.8A
Authority: CN
Inventors: 徐日沾; 徐韧; 沈宇
Original assignee: 徐日沾
Priority date: 1986-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1989-02-22
Also published as: CN86106191A

Abstract

针对现行电气安全技术中的问题：接地装置工程复杂；接零保护不可靠；触电保安器在触电事故之后才动作；本发明提出用“可靠零线”或“可靠保安线”代替地线进行用电安全保护，方法简单，保护可靠。本发明中具有自动识别相线与零线的双保险自动装置，可实现这种保护。本装置装在专门插座或电器内部。

Description

用〃可靠零线〃或〃可靠保安线〃代替地线进行用电安全保护

随着电气化水平的提高，安全用电问题越显得重要，但目前的安全技术存在着不少问题：

（一）电气设备非载流体部分接地，目前仍是较可靠的安全措施。现在的电器设备也都采用带有地线的插头插座。但接地装置工程复杂，我国家庭和小企业现状是一般不具备合格的接地装置，因此厂家生产产品的接地插头多为虚设，未发挥应有作用。

（二）用一般接零（将电器非载流部分与电源零线相联）代替接地，虽简单易行，但可靠性差，下列情况不但不起保护作用，反而有使正常电器的壳体带电的严重危险：

1.当电源线进行过重新接线，插头座更换等工作造成相线（火线）与零线接反时;

2.当刮风等外力造成零线断线时;

3.当零线上联接点，插接件接触不良造成时断时通时;

4.许多家庭的零线装有熔断器，当其熔丝熔断时;

我国实用新型专利H01H83/00（专利申请号85200876）所介绍的“漏电自动保安插座”，及某些市售产品如浙江省建德县检测仪器厂生产的“家用电器安全保护器”，其实都存在上述危险性，因此也可以认为是不可靠的。

（三）现在有各种触电保安器，虽然其动作电流可调到10毫安以下，然而，它们的保安动作是以已经发生触电为前提的，不能对危险电压进行监测，当电器相线（火线）直接对机壳短路，且触电者处于接地良好的环境中（如浴室、洗衣间）时，触电电压很高，触电电流将很大，由于继电器的机械惯性，从继电器失电到触点完全断开要一定时间，这股短促的触电电流可致触电者于危险之中。

本发明的目的在于要妥善解决上述矛盾，寻求一种工厂产品代替用户分散安装地线。本发明提出简捷而有效用电安全措施：用“可靠零线;”或“可靠保安线”代替地线进行用电安全保护。

这里所提“可靠零线”是指不会存在上文所列举的接零危险性的零线;“可靠保安线”是指不存在上文接零危险性的安全保护线，该线所保护的电器，由于漏电使机壳出现危险电位（即该线对“可靠零线”的电压大于某指定值）时，该保安线能触发保护设备动作，切断已损电器的电源，以达到保安的目的。

本发明的技术要点是能自动识别相线与零线（即根据相线零线位置决定开关状态）并能在零线断线或漏电等情况下将电源切断的开关装置，该装置保证将“可靠零线”或“可靠保安线”接到输出插座的地线孔上，或直接接到用电器的壳体上，从而保证了有关电器的使用安全。

上述自动识别相、零线并具保护性切断功能的开关装置可以有多种型式的线路和结构，例如：

1.双CMOS触发器构成的“可靠零线”法（见图1），图中输入电源分别经过自动开关-继电器J的二个常开触点J₁J₂接到输出插座S，非门F₁与F₂、F₃与F₄分别构成二只双稳态触发器。接通电源时，由于电容C₁二端电压不能突变，F₂抢通输出低电平，继电器不吸合，电源不能接至输出插座;F₁输出为高电平，绿色发光管D₁发光，指示出应予启动，即用手摸一下触模板M，（触模板可用金属壳开关的手柄代替），使触发器系统的浮动电位，稳在人体的近似接地电位、如这时装有氖管的监测头P所联电源线为零线，没有信号输入触发器，启动无效，应将输入插头位置对调;如P点所接为相线（火线），用手触及触模板时，P点即输入信号使触发器F₁F₂翻转，红色发光管D₂发亮指示工作进入正常。同时，继电器常开触点J₁与J₂吸合，电源送至输出插座S，其中零线还接到联接电器壳体的插孔上，对电器起接零保护作用，这里输出的零线是具有“可靠零线”特征的：电源相线，零线接错时，触发器不能触发，继电器不吸合，不会把错误的零线接到输出端，当各种原因引起零线断线时，继电器失压释放，也使电器脱离电源。图中第二只触发器F₃F₄起着复核作用，如由于某种特殊原因造成第一只触发器误触发，将相线、零线错误地接到输出插孔上，此时第二只触发器监测到零线的错误电位，能立即翻转（原理同前），输出信号通过D₄反馈到第一触发器，将其翻转复原，立即切断输出电源，故可以说这种电路是具有双保险的。

2.双CMOS触发器构成能随时监测用电器壳体对零线电压的“可靠保安线”法（见附图2）：图中有二只由非门构成的双稳态触发器，第一只触发器F₁F₂的作用是保证将电源的相线和“可靠零线KL”正确地连到输出插座的相应插孔，其原理与方法同前，本装置中输出插座联接电器外壳的插孔与检测系统的直流电源Vss相接，其监测头P₂与零线插孔相连。因此，本电路中第二只触发器起着监测连接机壳的插孔与“可靠零线KL”间电压V的作用，当V大于指定的动作电压V₀（40伏左右）时，第二触发器翻转，F₃输出低电平，通过D₄使第一触发器翻转复原，切断输出电源，本装置中Vss线到电器机壳的联线，具有上述可靠保安线的特征，它保证了电器机壳不至于出现对人有危险的电位，调整比值Rp₂/Ro₂可改变保护动作电压Vc，改变阻值Rp₂+Rc₂可改变监测电流。

本发明方法的优点：

1.比现行的接地线保护法简单得多，不要求用户埋设接地装置，广大用户将乐于采用。

特别在不宜采用接地接零保护的地方-操作或维修过程中工作人员可能同时碰到载流导体和设备机壳或框架的地方，采用“可靠保安线”进行保护最理想，本装置将会发挥设备损坏（漏电）保护和触电保护双重作用。

2.比现行接零保护可靠得多，它在零线断线，零线接触不良及相线零线接反等情况下，均能保证受保护的电器外壳不出现危险电位。

3.本法适用范围广，应用方式灵活，既适用于与地绝缘的电器也适用于与地接触的电器，它既可对用户的整个用电系统进行保护，又可安装进单个电器内对该电器进行保护。本方法适用于单相电器，也可通过交流接触器对三相电器进行安全保护。

实现本发明的途径：

1.由工厂生产具有“可靠零线”或“可靠保安线”的插座，供应城乡家庭及企业应用。

2.在洗衣机、电冰箱、电风扇、电视机等容易发生触电事故的家电设备中，采用本装置原理，将“可靠保安线”直接接到家电设备的机壳中，然后将家电设备的三线插头改为易为用户接受的二线插头，这样将大大方便用户，而又不至发生触电事故。

3.在应用可控硅的电气设备中，利用本装置原理，将“可靠零线”引入电路中以代替控制可控硅用的隔离变压器或光电耦合器。

Claims

1、一种防止触电的保安装置，包括相线零线识别器，和由识别器激励或控制的电力继电器，当识别器判断出相线、零线接反或电源断线时，由电力继电器断开电气设备的供电电源，其特征是：

（1）用“可靠零线（KL）”与电气设备非载流导体联接，并将该“可靠零线（KL）”通过电力继电器触点与电源零线相接，

（2）具有二组由高阻抗双稳态触发器构成的相线、零线识别器，其中一组触发器由电源的相线提供输入信号，触发器的输出信号控制电力继电器;另一组触发器由“可靠零线（KL）”的电位直接提供输入信号，从而达到自动识别零线和相线的双保险监控作用。

2、根据权利要求1所述装置，其特征在于与电源相线相联的触发器的输入端（监测头P₁）由氖管和限流电阻R_P1组成，与“可靠零线（KL）”相联的另一只触发器输入端（P₂）上串接分压电阻R_P2。

3、一种防止触电的保安装置，将相线和零线接到电气设备的指定部位，有一个由电子器件控制的电力继电器，本发明的特征是：

（1）用“可靠保安线（KB）”与电气设备非载流导体联接;

（2）电器设备的零线通过电力继电器的触点与电源零线联接;

（3）具有高阻抗双稳态触发器构成的监测器，由“可靠保安线（KB）”提供电压信号作为监测器输入信号，其输出信号控制电力继电器，当“可靠保安线（KB）”出现危险电位时，触发器翻转，电力继电器动作使电气设备脱离电源。

4、根据权利要求3所述装置，其特征是电子电路的工作电源（Vss）与“可靠保安线（KB）”相联接。

5、根据权利要求3所述装置，其特征是触发器的输入端（监测头P₂）上串接有起限流和分压作用的电阻R_P2。