CN102364762B - 一种漏电保护插头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护插头，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而导致的触电事故。该漏电保护插头还设有微弱电流检测感应器，微弱电流检测感应器初级绕组与次级绕组之间绝缘分开且均绕在其铁芯上，在地线与零线之间连接有由该初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，电磁线圈的驱动电路中还设有第2放大电路，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放大电路的输入端并联连接，第1与第2放大电路的触发输出端分别串联二极管后和可控硅触发极连接，可控硅阳、阴极分别和整流电路输出端正、负极连接。

Description

一种漏电保护插头

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插头。

背景技术

中国专利文献CN1142618C公开了一种地线能开闭的漏电保护插头，该漏电保护插头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，现有漏电保护插头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才能脱扣，所以现有漏电保护插头就存在如下缺陷：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）且漏电保护插头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，但现有漏电保护插头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插头在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，但是现有漏电保护插头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，所以现有漏电保护插头仍会造成人体或牲畜的触电事故。

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插头缺陷的漏电保护插头，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）且漏电保护插头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，及时把相线、零线及地线断开，为人们提供可靠性更高的漏电保护插头和更好的用电安全保障，及节省成本。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种漏电保护插头，包含外壳和插销、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、复位推杆，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅和第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，所述微弱电流检测感应器初级绕组和次级绕组之间绝缘分开；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；所述零序电流互感器次级绕组输出端分别和所述第1放大电路输入端并联连接；所述微弱电流检测感应器次级绕组输出端分别和第2放大电路输入端并联连接；所述第1放大电路触发输出端与第2放大电路触发输出端分别串联二极管后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负极连接。

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技术的漏电保护插头一样能检测负载相、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插头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插头自动脱扣，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。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)、本发明的漏电保护插头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，当在使用时，一旦漏电保护插头负载端相、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插头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，使漏电保护插头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，它比现有漏电保护插头在这种情况时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技术解决方案，因此它比现有漏电保护插头更安全。

(2)、本发明的漏电保护插头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，当在使用时，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，使漏电保护插头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，它比现有漏电保护插头在这种情况时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技术解决方案，因此它比现有漏电保护插头更安全。

(3)、本发明的漏电保护插头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），本发明的漏电保护插头就会脱扣，因此它不但在地线（或用电器具外露金属部件）所带的危险电压高为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，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，它所能起保护作用的电压范围宽，所以，本发明的漏电保护插头不但好使用，而且更安全可靠。

(4)、本发明的漏电保护插头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)、本发明的漏电保护插头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，同时还解决了当共用一个放大电路失效时造成对用电器具的漏电保护功能和对地线意外带电的保护功能同时失效的问题，因而更安全和可靠。

(6)本发明的漏电保护插头巧妙地利用了可控硅，仅用一个可控硅就能实现把微弱电流检测感应器的检测、感应输出并触发可控硅的电路和零序电流互感器检测、感应输出并触发可控硅的电路分开的目的，这样不但能把两路信号分开处理而且还节省了成本。

(7)本发明的漏电保护插头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，地线、相线和零线也不用穿过微弱电流检测感应器，因此能便于生产和节省成本。

本发明的漏电保护插头主要应用在各种家用电器的漏电保护上。

附图说明

图1是本发明一个实施例的漏电保护插头电气原理示意图。

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。

参见图1所示，一种漏电保护插头主要由插头外壳及相、零、地三极插销、电源端的相线5、零线6、地线7、整流电路12、可控硅13、第1放大电路14、第2放大电路19、零序电流互感器15、试验回路16、微弱电流检测感应器18、限流阻容元件17、负载端的相线8、零线9、地线10、二极管20与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、复位推杆组成。零序电流互感器15次级绕组输出端分别和第1放大电路14输入端并联连接，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次级绕组输出端分别和第2放大电路19输入端并联连接，第1放大电路14触发输出端与第2放大电路19触发输出端分别串联二极管21与20后均和可控硅13触发极连接。

在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，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。

使用时，把漏电保护插头的复位推杆按下，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都正常接通，负载端的相线8、零线9、地线10分别与电源端的相线5、零线6、地线7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插头电源端的地线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），这样漏电保护插头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输出信号使二极管21导通而二极管20则反向截止，从而触发可控硅13导通，漏电保护插头脱扣，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；而如果负载端的相线8、零线9上的用电器具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插头地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护插头电源端地线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输出信号使二极管20导通而二极管21则反向截止，从而触发可控硅13导通，漏电保护插头脱扣，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，从而更好地保护了人们用电安全。

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放大，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输出信号使二极管20导通而二极管21则反向截止，从而触发可控硅13导通，漏电保护插头脱扣，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，从而更好地保护了人们的安全。

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保护系统异常造成地线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输出一个信号使二极管21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触发输出端输出一个信号使二极管20导通，这两路信号将分别或同时叠加在一起后触发第2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中的任一路有信号输出使二极管导通时，均会触发可控硅13使漏电保护插头脱扣，而且把两路信号的检测、感应输出和触发可控硅的过程又独立分开，从而使它们之间互相不干涉，从而更好地保障了人们的安全和提高了可靠性。

Claims (4)

1.一种漏电保护插头，包含外壳和插销、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、复位推杆，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅和第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，所述微弱电流检测感应器初级绕组和次级绕组之间绝缘分开；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；所述零序电流互感器次级绕组输出端分别和所述第1放大电路输入端并联连接；所述微弱电流检测感应器次级绕组输出端分别和第2放大电路输入端并联连接；所述第1放大电路触发输出端与第2放大电路触发输出端分别串联二极管后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负极连接。

2.根据权利要求1所述的漏电保护插头，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所述的漏电保护插头，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所述的漏电保护插头，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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