CN101826715A - 一种接线保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接线保护装置，其包括：供电通路和地线通路；错误检测电路，用于根据至少所述供电通路的错误产生错误检测信号；第一阻断组件，连接到所述错误检测电路，用于根据所述错误检测信号阻断所述供电通路的连接；第二阻断组件，连接到所述供电通路，用于当所述供电通路通电时接通所述地线通路，并当所述供电通路断电时阻断所述地线通路。本发明的接线保护装置不仅具有剩余电流保护功能，还可以对地线连接进行保护。

Description

一种接线保护装置

技术领域

本发明涉及一种接线保护装置，尤其涉及一种用于电器设备电源插头的接线保护装置。

背景技术

家用电器的漏电故障会造成使用者的人身伤害。通常在家用电器的电源输入端都安装有具有剩余电流保护功能的电源插头。一般这些现有的具有剩余电流保护功能的电源插头都能检测相线对地的漏电电流，当漏电电流达到预定值时断开电源电路。

现今所使用的许多家用电器采用三线连接，包括相线、零线和地线，电器的金属外壳常常与电源的地线相连。然而因为接地电阻不合规范或者地线连接错误等原因，经常出现电源地线带电的情况，此时电器的金属外壳也会因而带电，从而给使用者的人身安全带来非常大的隐患。

如图1为一种现有技术中的具有剩余电流保护功能的电源插头的示意图。电器设备102通过剩余电流保护装置103连接到电源插座101。电源插座101包括：插孔连接器120、相线111、零线112、地线113。其中相线111和零线112构成了供电通路。插头连接器121集成于剩余电流保护装置103的一侧，剩余电流保护装置103包括错误检测电路140、阻断组件150，其中错误检测电路140包括电流互感检测环141、信号处理系统145，阻断组件150包括开关151、电磁线圈153。剩余电流保护装置103另一侧的相线111、零线112、地线113连接到一个电器设备，例如热水器102。

当检测环141检测到相线漏电时，信号处理系统145会因而输出一个控制信号，在该控制信号的控制下，电磁线圈153中流过大电流使得铁芯移动，驱使阻断组件中的其他部件传动，从而使得开关151断开连接，防止因相线漏电而发生意外。然而，插头连接器121和热水器102之间的地线连接并不受开关151的控制。当因为插座101接线错误、接地电阻过高或其它原因，使电源插座101地线带电时，如果剩余电流保护装置103的插头连接器121和插座101的插孔连接器102插合，热水器102的外壳也就相应带电，从而给使用者的人身安全带来极大隐患。

因此，需要一种接线保护装置，不仅具有剩余电流保护功能，还可以对地线连接进行保护。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种接线保护装置，不仅具有剩余电流保护功能，还可以对地线连接进行保护。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，提供了一种接线保护装置，其包括：供电通路和地线通路；错误检测电路，用于根据至少所述供电通路的错误产生错误检测信号；第一阻断组件，连接到所述错误检测电路，用于根据所述错误检测信号阻断所述供电通路的连接；第二阻断组件，连接到所述供电通路，用于当所述供电通路通电时接通所述地线通路，并当所述供电通路断电时阻断所述地线通路。其中，供电通路包括相线通路和零线通路。

通过使用本发明的接线保护装置，当供电通路断电时，地线通路的连接也相应被断开，即使电源插座的地线带电，也不会传导到电器设备的地线，从而保证了使用者的人身安全。

根据本发明的接线保护装置的一个实施例，具体地，第二阻断组件可以包括一个电磁继电器，该电磁继电器的线圈连接到供电通路中，该电磁继电器的开关连接到地线通路中，当供电通路通电时继电器开关闭合，并当供电通路断电时继电器开关断开。

根据本发明的接线保护装置的一个实施例，具体地，第二阻断组件可以包括一个固态继电器。通常固态继电器是一个四端器件，其中两个接线端是输入控制端，另两个接线端是输出端。该固态继电器的输入控制端连接到供电通路中，该固态继电器的输出端连接到地线通路中，当供电通路通电时继电器输出端接通连接，并当供电通路断电时继电器输出端断开连接。优选地，该固态继电器采用光电耦合器，以保证输入控制端和输出端电信号之间的良好隔离。

根据本发明的接线保护装置的一个优选实施例，其中的错误检测电路包括：第一传感装置，用于根据所述供电通路的漏电流而产生一个第一信号；当所述第一信号超过第一预定值时，所述错误检测电路产生所述错误检测信号。

本发明还可以做出进一步改进，根据本发明的接线保护装置的另一个优选实施例，其中的错误检测电路还根据地线通路的电流错误产生错误检测信号。更具体地，该实施例中的错误检测电路包括：第一传感装置，用于根据所述供电通路的漏电流而产生一个第一信号；第二传感装置，用于根据所述地线通路的漏电流而产生一个第二信号；当所述第一信号超过第一预定值和/或所述第二信号超过第二预定值时，所述错误检测电路产生错误检测信号。第一阻断组件根据错误检测信号阻断供电通路的连接。第二阻断组件当供电通路通电时接通地线通路，并当供电通路断电时阻断地线通路。

本发明中的接线保护装置不仅具有剩余电流保护功能，还具有地线连接的保护功能，从而使得安全性能得以提升。即使在电源地线带电的情况下，本发明的接线保护装置也能提供有效的安全保障。

附图说明

通过阅读以下参照附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显；

图1所示为一个现有技术的剩余电流保护装置的电路结构示意图；

图2所示为根据本发明的一个实施例的接线保护装置的电路结构示意图；

图3所示为根据本发明的又一个实施例的接线保护装置的电路结构示意图；

图4所示为根据本发明的一个实施例的接线保护装置的机械结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合本发明的具体实施例作进一步说明，但其不限制本发明。

图2所示为根据本发明的一个实施例的接线保护装置的电路结构示意图。如图2所示，电器设备202通过接线保护装置203连接到电源插座201。图中电路包括相线211、零线212、地线213，其中相线211和零线212构成了供电通路。电源插座201包括插座连接器220。接线保护装置203包括错误检测电路240、第一阻断组件250和第二阻断组件270。当错误检测电路240检测到供电通路的错误时会产生一个错误检测信号，第一阻断组件250会根据错误检测信号断开供电通路的连接。第二阻断组件270连接到供电通路，当供电通路通电时接通地线213的通路，当供电通路断电时阻断地线213的通路。

具体地，第一阻断组件250包括开关251和电磁线圈253。错误检测电路240包括第一传感装置241和信号处理电路245。更具体地，第一传感装置241采用一个电流互感检测环。供电通路构成了电流互感检测环241的初级。检测环241根据供电通路的漏电流产生一个第一信号，当第一信号超过一个第一预定值时，信号处理电路245会因而产生错误检测信号。在该错误检测信号的控制下，电磁线圈253中将流过大电流使得铁芯移动，驱使第一阻断组件250中的其他部件传动，从而使得开关251断开连接，防止因相线211漏电而发生意外。

图4示出了根据本发明的一个实施例的接线保护装置的机械结构示意图。第一阻断组件250的构成可以参见图4。开关251包括触点51a、51b、51c、51d。电磁线圈253对应于电磁线圈53。第一阻断组件250还包括铁芯55，锁扣57，复位销33。当从初始位置按下与复位销33连接的复位按钮30，复位销33的顶端将穿过锁扣57上的通孔58，从而使得凹槽35与锁扣57啮合；复位销33在弹簧的作用下弹起，柱体37被一同挂起，从而使得触点51a和51b接触、51c和51d接触，开关251闭合，相线211和零线212分别接通。当信号处理电路245产生错误检测信号时，电磁线圈253，亦即电磁线圈53中将会相应流过大电流，从而产生磁力使得铁芯55移动，并带动锁扣57，使得复位销33与锁扣57脱开，复位按钮30回复到初始位置，柱体37也回到原位，触点51a、51b的接触断开，51c、51d的接触断开，开关251断开，从而断开相线211、零线212的连接。

本领域技术人员应能理解，上述第一阻断组件250的构成仅是示例性而非限制性的，任何可以实现开关251的断开/闭合切换功能的设计均可以应用于本发明。

如图2所示，第二阻断组件270包括一个电磁继电器，该电磁继电器包括线圈271和开关272。线圈271的两端分别连接到供电通路中负载一侧的相线211和零线212，开关272连接在地线213的通路中。当供电通路通电时，线圈271产生磁力使得开关272闭合，地线213接通。当供电通路断电时，开关272断开。因此，只要断开与电源插座201的连接，或者开关251断开，接线保护装置203中的供电通路就会断电，从而使得开关272也相应断开。当开关272断开时，即使电源插座201的地线213带电，也无法传导到电器设备202的地线213，从而保证了使用者的人身安全。

在上述实施例的一些变化例中，第二阻断组件270包括一个光电耦合器，该光电耦合器的初级连接到供电通路中负载一侧的相线211、零线212，该光电耦合器的次级连接到地线213的通路中。当供电通路通电时，光电耦合器的次级控制地线213的通路导通；当供电通路断电时，光电耦合器的次级控制地线213的通路断开。

本领域技术人员应能理解，第二阻断组件270还可以采用其他固态继电器等开关控制器件来实现。

根据不同应用场合的需要，插头连接器221可以集成于接线保护装置203或者独立于接线保护装置203。当接线保护装置203植于墙面，其电源侧和负载侧分别设置相线211、零线212和地线213的接线端，接头连接器221独立于接线保护装置203。当接线保护装置203用作电器设备202的插头，则插头连接器221集成于接线保护装置203的电源侧。

图3所示为根据本发明的另一个实施例的接线保护装置的电路结构示意图。如图3所示，电器设备302通过接线保护装置303连接到电源插座301。图中电路包括相线311、零线312、地线313，其中相线311和零线312构成了供电通路。电源插座301包括插座连接器320。接线保护装置303包括错误检测电路340、第一阻断组件350和第二阻断组件370。当错误检测电路340检测到供电通路的错误和/或地线通路的电流错误时会产生一个错误检测信号，第一阻断组件350会根据错误检测信号断开供电通路的连接。第二阻断组件370连接到供电通路，当供电通路通电时接通地线313的通路，当供电通路断电时阻断地线313的通路。

具体地，第一阻断组件350包括开关351和电磁线圈353。错误检测电路340包括第一传感装置341、第二传感装置342和信号处理电路345。更具体地，第一传感装置341、第二传感装置342分别采用一个电流互感检测环。供电通路构成了电流互感检测环341的初级。地线通路构成了电流互感检测环342的初级。检测环341根据供电通路的漏电流产生一个第一信号，当第一信号超过一个第一预定值时，信号处理电路345会因而产生错误检测信号。检测环342根据地线通路的漏电流产生一个第二信号，当第二信号超过一个第二预定值时，信号处理电路345也会因而产生错误检测信号。在错误检测信号的控制下，电磁线圈353中将流过大电流使得铁芯移动，驱使第一阻断组件350中的其他部件传动，从而使得开关351断开连接，防止因相线311漏电或地线313漏电而发生意外。

第一阻断组件350的构成可以参见图4。开关351包括触点51a、51b、51c、51d。电磁线圈353对应于电磁线圈53。第一阻断组件350还包括铁芯55，锁扣57，复位销33。当从初始位置按下与复位销33连接的复位按钮30，复位销33的顶端将穿过锁扣57上的通孔58，从而使得凹槽35与锁扣57啮合；复位销33在弹簧的作用下弹起，柱体37被一同挂起，从而使得触点51a和51b接触、51c和51d接触，开关351闭合，相线311和零线312分别接通。当信号处理电路345产生错误检测信号时，电磁线圈353，亦即电磁线圈53中将会相应流过大电流，从而产生磁力使得铁芯55移动，并带动锁扣57，使得复位销33与锁扣57脱开，复位按钮30回复到初始位置，柱体37也回到原位，触点51a、51b的接触断开，51c、51d的接触断开，开关351断开，从而断开相线311、零线312的连接。

本领域技术人员应能理解，上述第一阻断组件350的构成仅是示例性而非限制性的，任何可以实现开关351的断开/闭合切换功能的设计均可以应用于本发明。

如图3所示，第二阻断组件370包括一个电磁继电器，该电磁继电器包括线圈371和开关372。线圈371的两端分别连接到供电通路中负载一侧的相线311和零线312，开关372连接在地线313的通路中。当供电通路通电时，线圈371产生磁力使得开关372闭合，地线313接通。当供电通路断电时，开关372断开。因此，只要断开与电源插座301的连接，或者开关351断开，接线保护装置303中的供电通路就会断电，从而使得开关372也相应断开。当开关372断开时，即使电源插座301的地线313带电，也无法传导到电器设备302的地线313，从而保证了使用者的人身安全。

在上述实施例的一些变化例中，第二阻断组件370包括一个光电耦合器，该光电耦合器的初级连接到供电通路中负载一侧的相线311、零线312，该光电耦合器的次级连接到地线313的通路中。当供电通路通电时，光电耦合器的次级控制地线313的通路导通；当供电通路断电时，光电耦合器的次级控制地线313的通路断开。

本领域技术人员应能理解，第二阻断组件370还可以采用其他固态继电器等开关控制器件来实现。

根据不同应用场合的需要，插头连接器321可以集成于接线保护装置303或者独立于接线保护装置303。当接线保护装置303植于墙面，其电源侧和负载侧分别设置相线311、零线312和地线313的接线端，接头连接器321独立于接线保护装置303。当接线保护装置303用作电器设备302的插头，则插头连接器321集成于接线保护装置303的电源侧。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应当可以根据本发明做出各种相应的改变，但这些相应的改变都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种接线保护装置，其包括：

供电通路和地线通路；

错误检测电路，用于根据至少所述供电通路的错误产生错误检测信号；

第一阻断组件，连接到所述错误检测电路，用于根据所述错误检测信号阻断所述供电通路的连接；

第二阻断组件，连接到所述供电通路，用于当所述供电通路通电时接通所述地线通路，并当所述供电通路断电时阻断所述地线通路。

2.根据权利要求1所述的接线保护装置，其特征在于，所述第二阻断组件包括包含线圈和开关的电磁继电器，所述电磁继电器的线圈连接到所述供电通路，所述电磁继电器的开关连接到所述地线通路；当所述供电通路通电时所述开关闭合，并当所述供电通路断电时所述开关断开。

3.根据权利要求1所述的接线保护装置，其特征在于，所述第二阻断组件包括光电耦合器，所述光电耦合器的初级连接到所述供电通路，所述光电耦合器的次级连接到所述地线通路；当所述供电通路通电时所述光电耦合器的次级控制所述地线通路导通，并当所述供电通路断电时所述光电耦合器的次级控制所述地线通路断开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的接线保护装置，其特征在于，所述错误检测电路包括：

第一传感装置，用于根据所述供电通路的漏电流而产生一个第一信号；

当所述第一信号超过第一预定值时，所述错误检测电路产生所述错误检测信号。

5.根据权利要求4所述的接线保护装置，其特征在于，所述第一传感装置包括一个电流互感检测环。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的接线保护装置，其特征在于，所述错误检测电路还根据所述地线通路的电流错误产生所述错误检测信号。

7.根据权利要求6所述的接线保护装置，其特征在于，所述错误检测电路包括：

第一传感装置，用于根据所述供电通路的漏电流而产生一个第一信号；

第二传感装置，用于根据所述地线通路的漏电流而产生一个第二信号；

当所述第一信号超过第一预定值和/或所述第二信号超过第二预定值时，所述错误检测电路产生所述错误检测信号。

8.根据权利要求7所述的接线保护装置，其特征在于，所述第二传感装置包括一个电流互感检测环。

9.根据权利要求7所述的接线保护装置，其特征在于，所述第一传感装置包括一个电流互感检测环。

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