CN102354949A - 一种漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护装置，它不但能防止因电器故障引起的触电事故，还能防止因地线意外带电及电源异常而导致的触电事故。该漏电保护装置设有微弱电流检测感应器，在地线与零线之间连接有由微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，零序电流互感器与微弱电流检测感应器的次级绕组输出端分别和第1与第2放大电路输入端连接，第1、2放大电路输出端分别和第1、2二极管正极连接，第1、2二极管负极均与可控硅触发极连接，可控硅阳、阴极分别和整流电路输出端正、公共极连接，电磁线圈连接在整流电路输出端正、公共极之间。

Description

一种漏电保护装置

技术领域

本发明涉及用电安全保护技术领域，尤其是涉及一种漏电保护装置。

背景技术

中国专利文献公开号为CN1142618C公开了一种地线能开闭的漏电保护装置，该漏电保护装置上不但设有相线与零线均穿过的零序电流互感器、还设有地线穿过的地线带电检测感应器，因此它不但能检测负载端相线与零线之间有无剩余电流，当相、零线之间出现剩余电流并达到预置的阀值时（例如：10mA），它就会立即脱扣，切断相线、零线和地线；而且在接地保护系统异常造成地线意外带电时，它还能检测负载端地线有无意外电流，当地线出现意外电流并达到预置的阀值时（例如：10mA）,它也会立即脱扣，切断相线、零线和地线。

由上可知，现有漏电保护装置在负载端故障漏电或地线意外带电时能脱扣的前提条件就是负载端相、零线之间必须有剩余电流或负载端地线上必须有意外电流流过而且工作电源必须正常才能脱扣，否则不能实现保护。所以现有漏电保护装置就存在如下缺陷：使用时，不论是在接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护装置负载端用电器具绝缘故障漏电时，还是在接地保护系统异常（例如：相线、地线短路）造成地线意外带电时，都会造成用电器具的外露金属部件带上危险电压，但它们都没有构成回路因而还没有产生剩余电流或地线意外电流，所以，尽管用电器具外露金属部件已带上了危险电压，但现有漏电保护装置在这种情况下都不会自动脱扣，只有当人体或牲畜触及这些已经带上电的外露金属部件时，经人体或牲畜才形成回路，从而产生剩余电流或地线意外电流使漏电保护装置在0.1S内脱扣而把相线、零线、地线断开，虽然它能及时脱扣保护了人们或牲畜的生命安全，但是现有漏电保护装置在这种情况下是必须先通过人体或牲畜触电产生剩余电流或地线意外电流并流过人体或牲畜后，它才能脱扣把相线、零线、地线断开的；同时当电源端发生异常时（例如：当电源端相线或零线意外断开，或电源端相线与地线反接），这时现有技术的漏电保护装置内的电磁脱扣与锁扣装置的电磁线圈由于没有得电而不能产生电磁力，所以漏电保护装置不能脱扣，仍会保持相线触头、零线触头和地线触头处于接通状态，这时一旦地线发生意外带电（例如：相线与地线反接）或相线漏电，漏电保护装置由于不能脱扣，不能把相线触头、零线触头和地线触头断开。

综上所述，现有漏电保护装置依然可能会造成触电伤亡事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述现有漏电保护装置缺陷的漏电保护装置，它不但能在负载端相、零线路发生漏电或负载端地线发生意外带电时能及时地把相线触头、零线触头及地线触头全部断开，而且它在接地保护系统出现接地缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护装置负载端用电器具漏电造成电器外壳带上危险电压时或接地保护系统发生异常造成地线意外带上危险电压时还能在人们或牲畜触及用电器具之前就会自动脱扣，及时把相、零及地线断开，以及它还能在电源端发生异常（例如：当电源端相线或零线意外断开，或电源端相线与地线反接）时自动把相、零及地线全断开，从而确保了人们用电安全。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种漏电保护装置，包含外壳、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位按键，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅、第1放大电路组成，还设有微弱电流检测感应器，所述微弱电流检测感应器上设有铁芯、初级绕组和次级绕组，所述微弱电流检测感应器初级绕组与所述微弱电流检测感应器次级绕组均绕在所述微弱电流检测感应器铁芯上，在地线与零线之间连接有由所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路；在所述电磁线圈的驱动电路中还设有第2放大电路、第1二极管和第2二极管，所述零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述第1放大电路一输入端与另一输入端连接，所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述第2放大电路一输入端与另一输入端连接，所述第1放大电路触发输出端与所述第1二极管正极连接，所述第2放大电路触发输出端与所述第2二极管正极连接，所述第1二极管负极、第2二极管负极分别和所述可控硅触发极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述整流电路输出端正极与公共极并联连接。

所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

所述微弱电流检测感应器铁芯由坡莫合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成。

所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或连接在负载端的地线与零线之间。

本发明的实质特点在于除了与现有的漏电保护装置一样能检测负载相、零线之间有无剩余电流和检测地线是否带电、当相、零线之间和地线分别或同时出现故障时都会立即动作把相、零、地线全部断开外，还在于本发明的漏电保护装置在地线与零线之间设有由微弱电流检测感应器与限流阻容元件串联而成的检测回路，并且把微弱电流检测感应器的检测、感应输出与触发可控硅的电路和零序电流互感器的检测、感应输出与触发可控硅的电路独立分开设置，这样当微弱电流检测感应器与零序电流检测感应器同时有信号输出时也不会造成互相影响，当接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压或当接地保护系统接地缺失且用电器具漏电造成外露金属部件和地线带上危险电压时，它能自动检测、感应输出信号并使漏电保护装置自动脱扣，把相线、零线、地线断开，从而实现了在人体或牲畜触及这些已带上危险电压的外露金属部件之前就把相线、零线、地线全断开；以及它还在于当电源发生异常时，它也能立即动作把相线、零线、地线全部自动断开，从而保证只有在整个保护系统正常的情况下才能使用，解决了现有的漏电保护装置在电源发生异常时不能动作、不能提供保护而引发触电事故的问题。

与现有技术相比，本发明具有如下有显著效果：

（1）、本发明的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，使用时，一旦漏电保护装置负载端相、零线上的用电器具故障漏电且接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线都会带上危险电压，微弱电流检测感应器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护装置在人体或牲畜触及用电器具之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下必须人体或牲畜触及并流过剩余电流之后才能脱扣提供了更好的安全保护，因此它比现有漏电保护装置更安全。

（2）、本发明的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，使用时，一旦接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压时，微弱电流检测感应器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护装置在人体或牲畜触及电器之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下必须人体或牲畜触及并流过地线意外电流之后才能脱扣提供了更好的安全保护，因此它比现有漏电保护装置更安全。

（3）、本发明的漏电保护装置由于连接在地线与零线之间的微弱电流检测感应器初级绕组对流过它的微弱电流信号也能检测、感应和输出信号，而且该初级绕组无最低起始电压的限制，所以它对地线所带的电压高低无限制，只要流过微弱电流检测感应器初级绕组的电流达到预置的阀值（例如：10微安），本发明的漏电保护装置就会脱扣，因此它不但在地线（或用电器具外露金属部件）所带的危险电压高至250V时能脱扣，而且在地线所带的电压低至预定的36V安全电压时（或更低，例如：24V）也能可靠脱扣，但当地线所带的电压低于预定的36V安全电压时，它就不需要脱扣以避免误动作。可见它所能起保护作用的电压范围宽，所以，本发明的漏电保护装置不但好用，而且更安全可靠。

（4）、本发明的漏电保护装置在电源端的相线与零线反接时也会自动脱扣，不能复位，只有把电源插座相线与零线的接线状态纠正以后才能投入使用，强制性地规范了用户端电源插座接线必须符合国家规范的要求连接，以防使用时发生其他意外事故。

（5）、本发明的漏电保护装置把微弱电流检测感应器的检测、感应输出和触发可控硅的电路与零序电流互感器检测、感应输出和触发可控硅的电路独立分开设置，这样当微弱电流检测感应器与零序电流检测感应器同时有信号输出时也不会造成互相干涉，因而更安全和可靠。

（6）、本发明的漏电保护装置无须在地线上设置地线穿过的地线带电检测感应器或互感器，相、零、地线也不用穿过微弱电流检测感应器，因此，节省了成本。

（7）、本发明的漏电保护装置需在得电的情况下才能把其相线触头、零线触头、地线触头接通，当电源发生异常（例如：电源零线断开）时，本发明的漏电保护装置将不能复位，不能把其相线触头、零线触头、地线触头接通，从而保证了本发明的漏电保护装置只有在整个保护系统正常的情况下才能使用。

（8）、本发明的漏电保护装置在使用时，当电源发生异常，例如：电源相线或零线意外断开，它能立即脱扣把相线、零线及地线触头全部断开，解决了现有漏电保护装置在这种情况下不能动作，一旦发生地线意外带电或用电器具漏电仍会引发触电事故的问题，因此，本发明的漏电保护装置提供了一种更彻底的用电安全保障。

本发明的漏电保护装置主要应用在各种家用电器的漏电保护上，参照本发明实施例的电气原理示意图可以把本发明的漏电保护装置制成漏电保护插头、漏电保护插座等多种型式的漏电保护装置产品。

附图说明

图1是本发明实施例1的漏电保护装置电气原理示意图。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1

参见图1所示，一种漏电保护装置主要由外壳、电源端相线5、零线6、地线7、负载端相线8、零线9、地线10、整流电路12、可控硅13、第1放大电路14、零序电流互感器15、试验回路16、限流阻容元件17、微弱电流检测感应器18、第2放大电路19、第1二极管20、第2二极管21、电磁脱扣与锁扣装置组成。电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位按键组成。零序电流互感器15次级绕组一输出端与另一输出端分别和第1放大电路14一输入端与另一输入端连接，第1放大电路14触发输出端与第1二极管20正极连接，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与另一输出端分别和第2放大电路19一输入端与另一输入端连接，第2放大电路19触发输出端与第2二极管21正极连接，第1二极管20负极、第2二极管21负极分别与可控硅13触发极连接，可控硅13阳极与阴极分别和整流电路12输出端正极（+）与公共极（com）连接；电磁线圈11一端与另一端分别和整流电路12输出端正极（+）与公共极（com）连接，整流电路12一输入端串联降压电阻后与电源端相线5连接，其另一输入端与电源端零线6连接。

在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可以采用电容或电阻与电容组件。

在本实施例中，微弱电流检测感应器18的铁芯采用坡莫合金材料制成，也可以采用非晶态合金或超微晶合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。

当漏电保护装置电源端在初始没有上电时，电源端相线5、零线6没有电，连接在电源端相线5、零线6之间的电磁线圈11没有电没有电磁吸力，电磁脱扣与锁扣装置不能锁扣，漏电保护插头无法复位，相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2及地线触头3与4全部均处于断开状态。

使用时，对漏电保护装置电源端施加正常工作电源时，电源端相线5、零线6得电，连接在电源端相线5、零线6之间的电磁线圈11通电产生电磁吸力为电磁脱扣与锁扣装置复位锁扣做好准备，当用手把复位按键按下时，电磁脱扣与锁扣装置通过电磁线圈11的电磁吸力立即锁扣并使相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2和地线触头3与4全部闭合接通，把电源端相线5与负载端相线8、电源端零线6与负载端零线9、电源端地线7与负载端地线10均接通，地线7与10由于接地的作用使电压被钳制在零伏左右，同时零线6与9也是在零伏左右，这样连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的微弱电流检测感应器18初级绕组就没有电流流过或流过的电流没有达到预置的阀值（例如：10微安），此时漏电保护装置就保持在复位通电状态，从而为它下端的用电器具供电和提供接地。

使用时，如果负载端的相线8、零线9上的用电器具发生故障漏电且在接地保护系统正常的情况下时，会经地线10与7产生一个剩余电流，零序电流互感器15会检测到相、零线之间的剩余电流并输出一个信号给第1放大电路14，并在剩余电流达到预先设定的阀值（例如：10毫安）时，第1放大电路14触发输出端输出信号使第1二极管20导通而第2二极管21则反向截止，从而触发可控硅13导通使电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开；如果负载端的相线8、零线9上的用电器具发生故障漏电且在接地保护系统无接地（例如：插座上地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的微弱电流检测感应器18初级绕组就会有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组会输出一个信号给第2放大电路19，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，第2放大电路19触发输出端输出信号使第2二极管21导通而第1二极管20则反向截止，从而触发可控硅13导通使电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，如果接地保护系统发生异常造成地线7与10意外带上危险电压，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的微弱电流检测感应器18初级绕组就会有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组输出一个信号给第2放大电路19，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，第2放大电路19触发输出端输出信号使第2二极管21导通而第1二极管20则反向截止，使电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，如果负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电与接地系统异常造成地线7与10意外带电同时发生时，零序电流互感器15次级绕组会输出一个信号给第1放大电路14，并当达到预置的阀值时，第1放大电路14触发输出端输出信号使第1二极管20导通，同样地，微弱电流检测感应器18次级绕组也会输出一个信号给第2放大电路19，并当达到预置的阀值时，第2放大电路19触发输出端输出信号使第2二极管20导通，这两路信号将分别或同时叠加在一起后触发可控硅13导通，这样就达到了只要第1放大电路14或第2放大电路19中的任一路触发输出端有信号输出时，均会触发可控硅13导通并使电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护插头脱扣，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，电源一旦发生异常，例如电源供电线路上的相线5或零线6意外断开，这时漏电保护装置内的整流电路12输出端没有工作电流输出，电磁脱扣与锁扣装置中的电磁线圈11由于失电所以没有电磁吸力而造成电磁脱扣与锁扣装置自动脱扣，使漏电保护装置立即自动把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2和地线触头3与4均断开，从而更好地保障了人们用电的安全。

Claims (4)

1.一种漏电保护装置，包含外壳、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位按键，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅、第1放大电路组成，其特征在于：还设有微弱电流检测感应器，所述微弱电流检测感应器上设有铁芯、初级绕组和次级绕组，所述微弱电流检测感应器初级绕组与所述微弱电流检测感应器次级绕组均绕在所述微弱电流检测感应器铁芯上；在地线与零线之间连接有由所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路；在所述电磁线圈的驱动电路中还设有第2放大电路、第1二极管和第2二极管；所述零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述第1放大电路一输入端与另一输入端连接，所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述第2放大电路一输入端与另一输入端连接；所述第1放大电路触发输出端与所述第1二极管正极连接，所述第2放大电路触发输出端与所述第2二极管正极连接；所述第1二极管负极、第2二极管负极分别和所述可控硅触发极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述整流电路输出端正极与公共极并联连接。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

3.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述微弱电流检测感应器铁芯由坡莫合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或连接在负载端的地线与零线之间。

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