CN101499591A - 一种电动杠杆式漏电保护插座 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种漏电保护插座，包括互感器组件，用于检测交流电路中出现的漏电电流；脱扣线圈组件，其包括两块固定的永久磁铁和在该两块永久磁铁之间做往复运动的电磁铁，该电磁铁带有随其往复运动而接通或断开交流电源的杠杆部件，控制电路，用于在接通插座时，控制脱扣线圈组件中的电磁铁与两块永久磁铁中的一块相吸，从而带动杠杆部件接通交流电源，以及当互感器组件检测到交流电路中出现漏电电流时，控制电磁铁与两块永久磁铁中的另一块相吸，从而带动杠杆部件断开交流电源。本发明的漏电保护插座漏电动作电流小、分断速度快、可靠性和灵敏度高，从而能够更为有效地保护人身和电器设备安全。

Description

一种电动杠杆式漏电保护插座
技术领域
本发明涉及一种安全用电保护插座，更具体地，涉及一种可保证使用者人身和电器安全的漏电保护插座。
背景技术
随着电子技术的发展，各种漏电保护器已经得到广泛应用，为人们的用电和电器设备提供安全保障。但目前所使用的各种类型的漏电保护插座，其脱扣机构均为电子式或电磁式，都存在挂扣后难脱扣和分断速度慢、反应迟钝、灵敏度低等缺点，不能满足人们保护人身安全和电器安全的需要。例如，当人体触摸到带电体时，漏电保护插座跳闸速度应越快越好，但现有技术的漏电保护插座脱扣时间约为100ms。另外，其漏电动作电流均在30mA左右，超过了人体绝对安全电流10mA。当人体触及到带电体时，漏电电流超过10mA时人已不能主动脱离带电体，但还没有达到漏电保护插座跳闸的(标称值)漏电电流值30mA，漏电保护插座不能跳闸。可以看出，标称漏电流30mA，跳闸速度100ms的漏电保护器是仅能保护电器安全而无法保护人身安全的漏电保护插座。
因此需要一种能够更为有效地保护人身和电器设备安全的漏电保护插座。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术所存在的缺陷，提供一种漏电动作电流小(5-10mA)、分断速度快(19～25ms)、可靠性和灵敏度高的漏电保护插座。
为了实现上述目的，本发明提供一种漏电保护插座，其包括互感器组件，用于检测交流电路中出现的漏电电流；脱扣线圈组件，其包括两块固定的永久磁铁和在该两块永久磁铁之间做往复运动的电磁铁，电磁铁带有随其往复运动而接通或断开交流电源的杠杆部件，控制电路，用于在接通漏电保护插座时，控制脱扣线圈组件中的电磁铁与两块永久磁铁中的一块相吸，从而带动杠杆部件接通交流电源，以及当互感器组件检测到交流电路中出现漏电电流时，控制电磁铁与两块永久磁铁中的另一块相吸，从而带动杠杆部件断开交流电源。
由于本发明的脱扣线圈组件中采用杠杆式设计，有效地提高了交流电路的分断速度，从而获得更高的灵敏度和可靠性，能够更为有效地保护人身以及电器设备的安全。
附图说明
根据下面结合附图的示例性实施方式的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优势将变得明显。
图1是示出根据本发明的漏电保护插座的结构示意图；
图2是示出图1中的漏电保护插座的仰视图；
图3是示出根据本发明的漏电保护插座的面板示意图；以及
图4是示出根据本发明的漏电保护插座的电路原理图。
具体实施方式
参考附图，现在详细描述本发明。
参考图1，其示出根据本发明的漏电保护插座的结构示意图。该漏电保护插座包括线路板1，其上主要安装有互感器组件3、脱扣线圈组件20、控制电路(包括可控硅16、控制芯片19以及其他所需的电子元件(未示出))。互感器组件包括零序互感器4(L1)和中线互感器2(L2)。电源火线L和中线N两根导电片5从互感器组件3的中间穿过。导电片5上点焊有铜特软导线6，且连接动触片14，动触片14上铆接有动触点13，并配有触点弹簧18。静触点10铆在插套11下面与动触点相对应的位置。脱扣线圈组件20类似于箱体，其内部安装有上下两块极性对应安装的永久磁铁，即上磁铁8，下磁铁21。在该两个永久磁铁的N极之间安装有可往复运动的电磁铁，包括脱扣线圈骨架12，其上绕有脱扣线圈22，内部安装有动铁芯7，该动铁芯的一端设有转轴15和连着转轴15的杠杆17，杠杆17与脱扣线圈骨架12融为一体。电子元件、可控硅16、控制芯片19都焊接在该线路板1上，复位按钮R和测试按钮T都安装在面板(如图3中所示)上。
下面将参考图4来详细描述本发明的具体实施方式。在图4中，脱扣线圈22的正相位脱扣线圈L5和反相位脱扣线圈L4之间的中心抽头经由限流电阻R5接入到交流电源的L极；正相位脱扣线圈L5、反相位脱扣线圈L4的另一端分别接可控硅VS1、VS2的阳极，VS1、VS2的阴极都接入整流电路整流后的负极。
当按下复位按钮R时，开关S1接通，由R4给电解电容C6充的电荷，经二极管D6，D7整形后，形成约30ms左右的触发信号电流，触发可控硅VS2，使可控硅VS2导通交流电的正半周，电流通过电磁铁的正相位脱扣线圈L5，使动铁芯7产生与下磁铁21极性相同的磁极，与上磁铁8极性相反的磁极，动铁芯7快速移向上磁铁8，并被上磁铁8吸住，同时带动杠杆17向上移动，即而带动动触点13向上移动，与静触点10接触，接通交流电源。
当按下测试按钮T(S2)或当交流电路中火线(或中线)出现漏电电流并且达到规定值时，由零序互感器4(或经由中线互感器2感应后的谐振)感应出微弱的电压信号，经由隔直流电解电容C2送到控制芯片IC的1脚，其中所述控制芯片IC通过连接到火线(L极)和中线(N极)的整流桥电路来获取电源。送入的电压信号经控制芯片IC放大、比较、翻转后，使控制芯片IC的5脚输出高电平，触发可控硅VS1，导通交流电的正半周，电流通过电磁铁的反相位脱扣线圈L4，使动铁芯7产生与下磁铁21极性相反的磁极，与上磁铁8极性相同的磁极，其结果是使动铁芯7以25ms左右的速度快速向下移动，被下磁铁21吸住，同时带动杠杆17向下移动，即而带动动触点13与静触点10分离，断开交流电源。
将理解到本发明的固定永久磁铁和电磁铁的设置、控制电路(包括可控硅、控制芯片IC和其他电子元件等)的构成以及各个器件间的连接关系(并联或串联)仅仅是示例性的，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围下可以对其做出各种改变。例如尽管本实施方式在两块固定永久磁铁的N极之间安装电磁铁，但本发明不限于此，也可以在该两块固定永久磁铁的S极之间安装电磁铁，相应地例如只需将电磁铁的线圈两端线头对调即可实现其在永久磁铁之间往复运动。使用具有放大、比较和翻转的具体电路来代替本发明的控制芯片IC，以及用其他的器件或电路来代替本发明的可控硅等。
还可以理解到在本发明中，不管是火线(L极)还是中线(N极)，只要电路中出现漏电电流，且漏电电流值达到规定值时，本发明的漏电保护插座都会跳闸，切断电源，保护人身和电器设备安全。
尽管已经公开了本发明的特定实施方式，但本领域技术人员将理解可针对特定的实施方式做出改变而不会偏离本发明的精神和范围。因此，本发明不限于特定的实施方式，并且所附权利要求包含本发明范围内的任何和所有这样的应用、修改和实施方式。

Claims (8)

1.一种漏电保护插座，包括：
互感器组件，用于检测交流电路中出现的漏电电流；
脱扣线圈组件，其包括两块固定的永久磁铁和在该两块永久磁铁之间做往复运动的电磁铁，所述电磁铁带有随其往复运动而接通或断开交流电源的杠杆部件，
控制电路，用于在接通所述漏电保护插座时，控制所述脱扣线圈组件中的电磁铁与两块永久磁铁中的一块相吸，从而带动所述杠杆部件接通所述交流电源，以及当所述互感器组件检测到所述交流电路中出现所述漏电电流时，控制所述电磁铁与两块永久磁铁中的另一块相吸，从而带动所述杠杆部件断开所述交流电源。
2.根据权利要求1所述的漏电保护插座，其中所述互感器组件包括零序互感器。
3.根据权利要求2所述的漏电保护插座，其中所述互感器组件另外还包括中线互感器。
4.根据权利要求1所述的漏电保护插座，其中所述电磁铁包括正相位脱扣线圈、反相位脱扣线圈以及动铁芯，该动铁芯带有随其往复运动而接通或断开所述交流电源的杠杆部件，所述正相位脱扣线圈和反相位脱扣线圈一端之间的中心抽头经由限流电阻与所述交流电源的L极连接，而所述正相位脱扣线圈和反相位脱扣线圈的另一端与所述控制电路连接。
5.根据权利要求4所述的漏电保护插座，其中所述控制电路包括：
触发接通支路，其中预充电电容器(C6)，二极管(D6，D7)串联连接到可控硅(VS2)的控制级，而可控硅(VS2)的阳极连接到所述正相位脱扣线圈，当所述漏电保护插座接通时，所述电容器(C6)释放的电流经由所述二极管(D6，D7)形成触发信号来导通可控硅(VS2)，从而来自所述交流电源的电流通过所述正相位脱扣线圈，动铁芯与所述永久磁铁中的一个相吸，带动所述杠杆部件来接通所述交流电源；以及
触发断开支路，其中控制组件的输入端与所述脱扣线圈组件连接，而其输出端连接到可控硅(VS1)的控制级，所述可控硅(VS1)的阳极连接到所述反相位脱扣线圈，当所述互感器组件检测到漏电电流信号时，所述控制组件通过处理该输入的漏电电流信号所得到的触发信号来导通所述可控硅(VS1)，从而来自所述交流电源的电流通过所述反相位脱扣线圈，所述动铁芯极性改变而与所述永久磁铁中的另一个相吸，带动所述杠杆部件来断开所述交流电源。
6.根据权利要求5所述的漏电保护插座，其中所述控制组件是控制芯片IC，其输入引脚接收由所述脱扣线圈组件所感应的漏电电流信号，输出引脚用于输出对所述漏电电流信号进行处理而形成的导通所述可控硅(VS1)的触发信号。
7.根据权利要求5或6所述的漏电保护插座，其中所述处理包括对检测到的漏电电流信号进行放大、比较和翻转以形成导通所述可控硅(VS1)的触发信号。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的漏电保护插座，其中所述杠杆部件上安装有触点弹簧，该触点弹簧上配置具有铆接的动触点的动触片，在所述电磁铁的往复运动过程中，所述动触点与位置相对应的静触点接触或断开，从而接通或断开所述交流电源。
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