CN101907672A - 一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，属于低压电器。包括可分断相线、零线、地线的漏电保护器，微电流检测电路，电阻R1和电阻R2，漏电保护器的电源输入地线与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端和微电流检测电路的检测端连接，电阻R2的另一端与漏电保护器的输出地线连接，微电流检测电路的检测端与电源输入零线连接，微电流检测电路的两输出端接报警电路，漏电保护器的电源输入地线、电源输入相线和电源输入零线分别通过插座与电源地线、相线和零线连接，漏电保护器的输出地线、输出相线和输入零线与电热水器连接。优点：一旦地线发生异常带电或电流插座的相、零线接反时，能立即输出信号并发出报警，提示用户不要使用电热水器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，属于低压电器的保护装置技术领域。
背景技术
由于我国有很多用户敷设的线路有失规范，电器插座经常出现接线错误，使得用电器的外壳及地线存在带电问题，导致触电事故的情形较多。现有的地线可断开的漏电保护器在一定程度上能避免前述的事故而起到安全保障作用，但是，现有地线可断开的漏电保护器产品中所用的检测报警技术中对地线异常带电的检测方法存在隐患。现有地线可断开的漏电保护器产品中对地线异常带电检测报警的第一种方法是：在漏电保护器中，将地线异常带电检测电路接在零线和地线之间，用零线作为参考来对地线作带电检测，但此种方法存在隐患，例如当用户插座上的相、零线被接反(此种情况在我国较为普遍)，使插在插座上的漏电保护器的零线带电，如果此时发生地线异常带电，由于异常带电的地线和被接反的零线电位相同，因此不能检测出地线异常带电，无法对地线异常带电作出报警，存在隐患。现有地线可断开的漏电保护器产品中对地线异常带电检测报警的第二种方法是：在漏电保护器中，将地线异常带电检测电路接在漏电保护器可断开的地线触点之间，此种方法主要用于电热水器产品，有以下隐患：漏电保护器在合闸状态下(此时可断开的地线触点闭合，地线异常带电检测电路的检测端被短路)，此时如果发生地线异常带电，将无法对地线异常带电作出检测报警。国家也对一些常用的家用电器产品作出了安全规定，如国家标准4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全储热式热水器的特殊要求》中AA.22.7规定：“热水器上应采取一旦外部接地系统异常情况出现时的报警措施，报警应能持续到人工切断电源为止”。可见现有漏电保护装置产品由于存在某些情况下地线发生异常带电而不能作出报警的死角，不能达到相关国标的规定，存在安全隐患。
发明内容
本发明的任务在于提供一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，该装置安装在地线可断开的漏电保护器中，一旦地线发生异常带电或电源插座的相、零线接反时，它能立即输出信号，该输出信号与报警装置连接后能够发出报警，提示用户不要使用电热水器。
本发明的任务是这样来完成的，一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，它包括可分断相线、零线、地线的漏电保护器10，微电流检测电路U1，电阻R1和电阻R2，漏电保护器10的电源输入地线1与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端和微电流检测电路U1的检测端3连接，电阻R2的另一端与漏电保护器10的输出地线2连接，微电流检测电路U1的检测端4与电源输入零线7连接，微电流检测电路U1的两输出端5、6接报警电路，漏电保护器10的电源输入地线1、电源输入相线8和电源输入零线7分别通过插座9与电源地线PE、相线L和零线N连接，漏电保护器10的输出地线2、输出相线和输入零线与电热水器连接。
本发明所述的微电流检测电路U1由氖气灯泡XD和光敏元件G彼此靠近组成，氖气灯泡XD两端分别与微电流检测电路U1的检测端3、4连接，光敏元件G的两端分别与微电流检测电路两输出端5、6连接。
本发明所述的微电流检测电路U1由微电流互感器CT组成，微电流互感器CT初级绕组T1的两端分别与微电流检测电路U1的检测端3、4连接，微电流互感器CT次级绕组T2的两端分别与微电流检测电路U1两输出端5、6连接。
本发明所述的微电流检测电路U1运算放大器AP、电阻R4和直流电源DC组成，运算放大器AP的输入端IN1和电阻R4的一端与微电流检测电路U1的检测端3连接，运算放大器AP的输出端OUT1与微电流检测电路U1的输出端5连接，直流电源DC的负极、运算放大器AP的输入端IN2和运算放大器AP的接地端、电阻R4的另一端与微电流检测电路U1的检测端4和输出端6连接，直流电源DC的正极接运算放大器AP的电源端。
本发明所述的微电流检测电路U1由三极管Q和电阻R3组成，三极管Q的基极和电阻R3的一端与微电流检测电路U1的检测端3连接，三极管Q的集电极与微电流检测电路U1的输出端5连接，三极管Q的发射极和电阻R3的另一端与微电流检测电路U1的检测端4和输出端6连接。
本发明由于采用了以上技术方案，该装置安装在地线可断开的漏电保护器中，一旦地线发生异常带电或电流插座的相、零线接反时，该装置能立即输出信号，该输出信号与报警装置连接后能够发出报警，提示用户不要使用电热水器。
附图说明
图1为本发明的电路电原理图。
图2为本发明的第一个实施例的电路电原理图。
图3为本发明的第二个实施例的电路电原理图。
图4为本发明的第三个实施例的电路电原理图。
图5为本发明的第四个实施例的电路电原理图。
具体实施方式
参见图1，漏电保护器10的输出地线2与电热水器的外壳接地端连接。电热水器的外壳接地端通过水箱以及水管的水与大地相通，漏电保护器10的输出相线和零线分别与电热水的相线、零线连接，在漏电保护器10合闸前，如果输入电源插座9上的相、零线接反，漏电保护器10的电源输入零线7带电，电流从零线7经过微电流检测电路U1的检测端4、微电流检测电路U1的检测端3、电阻R2、漏电保护器10输出地线2、电热水器水箱以及水管中的水、流入大地。微电流检测电路U1的检测端3、4有电流通过，因此微电流检测电路U1的输出端5、6输出信号，此信号可与报警装置连接，使报警装置发出报警，提示用户需对插座9接反的输入电源的相线L、零线N纠正后方能使用。在输入电源插座9上的相、零线L、N连接正确时，如果发生地线PE异常带电，漏电保护器无论是否合闸，电流从发生异常带电的地线PE经过电源输入线1、电阻R1、微电流检测电路U1的检测端3、4、电源输入线7、流入电源零线N，微电流检测电路U1的检测端3、4有电流通过，微电流检测电路U1的输出端5、6输出信号，此输出信号可与报警装置连接，使报警装置发出报警，提示用户存在安全隐患不要使用电热水器。设置电阻R1、R2的阻抗使得在发生零线N带电或地线N带电时，流过电阻R1、R2的电流为一个安全的人体不能觉察的微电流，以保证用户在使用电热水器时的人身安全。
微电流检测电路U1可根据情况由图2至图5的中一种形式组成。
参见图2，微电流检测电路U1由一个氖气灯泡XD和一个光敏元件G彼此靠近组成，氖气灯泡XD的二个脚分别作为微电流检测电路U1的检测端3和4，光敏元件G的输出端作为微电流电测电路U1的输出端5和6。此电路的工作原理：当电源插座9接反或地线PE异常带电时，微电流检测电路U1的检测端3、4有微电流流过，接在检测端3、4之间的氖气灯泡XD发光，与之靠近的光敏元件G接收到光线，此时光敏元件G产生光电效应，与光敏元件G连接的微电流检测电路U1输出端5和6之间产生输出变化信号。
参见图3，微电流检测电路U1由一个微电流互感器CT组成，微电流互感器CT由绕在同一个的铁芯上的初级绕组T1和次级绕组T2组成，铁芯由高导磁材料制成，初级绕组T1的二根引线分别作为微电流检测电路U1的检测端3、4，次级绕组T2的二根引线分别作为为微电流检测电路U1输出端5、6。工作原理：当电源插座9接反或地线PE异常带电时，微电流检测电路U1的检测端3、4有微电流流过，与之连接的初级绕组T1中有微电流流过，此电流在铁芯中产生磁通变化，此时次级绕组T2中产生感应电动势，与次级绕组T2连接的微电流检测电路U1输出端5和6之间产生感应电动势输出信号。
参见图4，微电流检测电路U1由运算放大器AP、电阻R4和直流电源DC组成，运算放大器AP由单独的直流电源DC供电。运算放大器AP的输入端IN1和电阻R4的一端与微电流检测电路U1的检测端3连接，运算放大器AP的输出端OUT1与微电流检测电路U1的输出端5连接，直流电源DC的负极、运算放大器AP的输入端IN2和运算放大器AP的接地端、电阻R4的另一端与微电流检测电路U1的检测端4和输出端6连接，直流电源DC的正极接运算放大器AP的电源端。工作原理：当电源插座9接反或地线PE异常带电时，微电流检测电路U1的检测端3、4有微电流流过，微电流在电阻R4上产生电压信号，与之连接的运算放大器AP的输入端IN1、IN2有信号电压输入，运算放大器AP将此信号电压放大后在微电流检测电路U1输出端5和6之间输出。
参见图5，微电流检测电路U1由一个电阻R3和三极管Q组成，三极管Q可以是单个三极管也可以是达林顿三极管，电阻R3的二端分别与三极管Q的基极、发射极连接，电阻R3的二端也分别与微电流检测电路U1的检测端3、4连接，三极管Q的集电极连接微电流检测电路U1的输出端5，三极管Q的发射极连接微电流检测电路U1的输出端6。工作原理：当电源插座9接反或地线PE异常带电时，微电流检测电路U1的检测端3、4没有电流或有交流负半周的微电流流过时，与之连接的三极管Q为截止状态，三极管Q的集电极和发射极之间为高阻抗状态，与三极管Q的集电极和发射极连接的微电流检测电路U1输出端5和6之间输出高阻抗状态；当微电流检测电路U1的检测端3、4有交流正半周微电流流过时，与之连接的三极管Q由截至状态变为导通状态，三极管Q的集电极和发射极之间为导通状态，与三极管Q的集电极和发射极连接的微电流检测电路U1输出端5和6之间的输出变为导通状态。
Claims (5)
1.一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，其特征在于它包括可分断相线、零线、地线的漏电保护器(10)，微电流检测电路(U1)，电阻R1和电阻R2，漏电保护器(10)的电源输入地线(1)与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端和微电流检测电路(U1)的检测端3连接，电阻R2的另一端与漏电保护器(10)的输出地线(2)连接，微电流检测电路(U1)的检测端4与电源输入零线(7)连接，微电流检测电路(U1)的两输出端5、6接报警电路，漏电保护器(10)的电源输入地线(1)、电源输入相线(8)和电源输入零线(7)分别通过插座(9)与电源地线(PE)、相线(L)和零线(N)连接，漏电保护器(10)的输出地线(2)、输出相线和输入零线与电热水器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，其特征在于所述的微电流检测电路(U1)由氖气灯泡(XD)和光敏元件(G)彼此靠近组成，氖气灯泡(XD)两端分别与微电流检测电路(U1)的检测端3、4连接，光敏元件(G)的两端分别与微电流检测电路两输出端5、6连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，其特征在于所述的微电流检测电路(U1)由微电流互感器(CT)组成，微电流互感器(CT)初级绕组(T1)的两端分别与微电流检测电路(U1)的检测端3、4连接，微电流互感器(CT)次级绕组(T2)的两端分别与微电流检测电路(U1)两输出端5、6连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，其特征在于所述的微电流检测电路(U1)运算放大器(AP)、电阻R4和直流电源(DC)组成，运算放大器(AP)的输入端IN1和电阻R4的一端与微电流检测电路(U1)的检测端3连接，运算放大器(AP)的输出端OUT1与微电流检测电路(U1)的输出端5连接，直流电源(DC)的负极、运算放大器(AP)的输入端IN2和运算放大器(AP)的接地端、电阻R4的另一端与微电流检测电路(U1)的检测端4和输出端6连接，直流电源(DC)的正极接运算放大器(AP)的电源端。
5.根据权利要求1所述的一种用于电热水器漏电保护器的地线带电检测装置，其特征在于所述的微电流检测电路(U1)由三极管(Q)和电阻R3组成，三极管(Q)的基极和电阻R3的一端与微电流检测电路(U1)的检测端3连接，三极管(Q)的集电极与微电流检测电路(U1)的输出端5连接，三极管(Q)的发射极和电阻R3的另一端与微电流检测电路(U1)的检测端4和输出端6连接。
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