CN102646956A

CN102646956A - 一种漏电保护装置

Info

Publication number: CN102646956A
Application number: CN2012101143997A
Authority: CN
Inventors: 刘睿刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2012-08-22

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而导致的触电事故。该漏电保护装置上设有第1阻容元件、地线故障电压检测器、感应环，地线故障电压检测器的检测绕组缠绕在地线故障电压检测器的铁芯上，在地线与零线之间连接有由第1阻容元件与地线故障电压检测器的检测绕组串联而成的检测回路，第1阻容元件一端与地线连接，第1阻容元件另一端与地线故障电压检测器的检测绕组一线端连接，地线故障电压检测器的检测绕组另一线端与零线连接，感应环穿过地线故障电压检测器与零序电流互感器形成闭合的感应回路。

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CN1142618C公开了一种漏电保护插头，该漏电保护插头上设有相线与零线均穿过的零序电流互感器用以检测相、零线之间的剩余电流，还在地线上设有地线故障电压检测器用以检测流过地线的故障电流，当相、零线之间出现的剩余电流或地线上出现的故障电流达到预置的阀值时（例如：10mA），它都能立即脱扣，切断相线、零线和地线。由此可知，使用时，当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线路上的用电器具因绝缘故障发生漏电或接地保护系统异常（例如：相线、地线短路）造成地线意外带电时都会造成I类用电器具的外壳带上危险电压，但它们都还没有产生剩余电流或地线故障电流，所以现有漏电保护装置在这种情况下不会自动脱扣，只有当人们触及这些已经带上电的外壳时，才产生剩余电流或地线故障电流，从而使漏电保护装置在0.1S内脱扣，把相线、零线、地线断开，虽然它能及时脱扣保护了人们的生命安全，但是它是在人们触电之后才能实施断电保护的，所以现有漏电保护装置仍存在人被触电的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉且能克服现有漏电保护装置缺陷的漏电保护装置，它不但在负载端相、零线路发生漏电产生剩余电流时能及时把相线触头、零线触头及地线触头全部断开，而且当接地保护系统出现接地缺失且漏电保护装置负载端的用电器具漏电造成电器外壳及地线意外带上危险电压时或接地系统异常造成地线出现故障电压时都能在人们触及之前自动把相线、零线及地线及时断开。

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，包含有外壳、相线、零线、地线、所述的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、相线触头、零线触头、地线触头，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅组成，所述零序电流互感器的次级绕组输出端和所述电磁线圈的驱动电路的输入端连接，还设有第1阻容元件、地线故障电压检测器、感应环，所述地线故障电压检测器上设有检测绕组和铁芯，地线故障电压检测器的检测绕组缠绕在地线故障电压检测器的铁芯上，在所述的地线与零线之间连接有由所述第1阻容元件与所述地线故障电压检测器的检测绕组串联而成的检测回路，第1阻容元件一端与地线连接，第1阻容元件另一端与地线故障电压检测器的检测绕组一线端连接，地线故障电压检测器的检测绕组另一线端与零线连接，所述感应环穿过所述地线故障电压检测器和穿过所述零序电流互感器形成闭合的感应回路。

所述由第1阻容元件与地线故障电压检测器的检测绕组串联而成的检测回路中还串联有第2阻容元件。

还设有氖灯，该氖灯与所述第2阻容元件并联连接。

所述感应环可以选取导线制成。

所述感应环也可以选取金属环制成。

所述第1或第2阻容元件为电阻或电容或电阻与电容的组件。

所述地线故障电压检测器的铁芯可以选取超微晶合金材料制成。

所述地线故障电压检测器的铁芯也可以选取坡莫合金材料制成。

所述地线故障电压检测器的铁芯还可以选取非晶态合金材料制成。

现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)、本发明的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由地线故障电压检测器的检测绕组与阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦漏电保护装置负载端相、零线上的用电器具因绝缘故障发生漏电且接地系统地线缺失（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用电器具的电源线中的地线都会带上危险电压，此时，地线故障电压检测器的检测绕组就会有一个微弱电流流过，感应环就会感应并输出信号给零序电流互感器，零序电流互感器的次级绕组就会输出信号给电磁线圈的驱动电路的输入端，从而使漏电保护装置在人们触及用电器具之前就及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下须人们触电之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，所以本发明提供了一种更好的用电安全保障。

(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地线故障电压检测器的检测绕组与阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦接地系统异常造成地线意外带上危险的故障电压时，地线故障电压检测器就会通过感应环把信号输出给零序电流互感器，零序电流互感器的次级绕组输出信号给电磁线圈的驱动电路的输入端，从而使漏电保护装置在人们触及用电器具之前就及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下须人们触电之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，所以本发明提供了一种更好的用电安全保障。

(3)、只要地线上出现的故障电压达到预定的阀值（例如：36V）或流过地线故障电压检测器的检测绕组的电流达到预置的阀值（例如：10微安）时，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）所带的危险电压高为250V时能脱扣，而且在地线所带的电压低至预定的电压时（例如：36V）也能可靠脱扣，当地线所带的电压低于预定的电压时，它就不需要脱扣以避免误动作，它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)、本发明的漏电保护装置由于通过感应环就能使地线故障电压检测器检测到的信号输出给零序电流互感器，无须另外增加电磁线圈的驱动电路来与感应环配合，简单的技术方案就实现了当地线出现故障电压时的保护要求，而且本发明的漏电保护装置上的地线故障电压检测器用来检测地线与零线之间的电压差，因此，地线无须穿过地线故障电压检测器，简化了生产工艺，所以本发明的漏电保护装置具有电路结构简单、成本低廉且安全可靠的优点。

(5)、本发明的漏电保护装置上的地线故障电压检测器通过由导线或金属环制成的感应环来感应及输出信号给零序电流互感器，由于地线故障电压检测器的检测绕组与零序电流互感器的次级绕组通常都装配在塑料外壳上并用环氧树脂灌封，以作固定和绝缘防护，所以本发明的漏电保护装置上的地线故障电压检测器与零序电流互感器之间绝缘好，而且本发明的漏电保护装置也无须在地线故障电压检测器或零序电流互感器上额外绕制另一线圈绕组作为输出绕组或输入绕组，这样地线故障电压检测器或零序电流互感器就可以做到结构和工艺简单、体积小巧、又便于大批量生产，所以本发明的漏电保护装置具有结构和工艺简单、成本低廉且安全可靠的优点。

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，主要做成漏电保护插头或带漏电保护插头的电源线。

附图说明

图1是本发明第1个实施例的漏电保护装置的电气原理示意图。

图2是本发明第2个实施例的漏电保护装置的电气原理示意图。

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、电源端的相线5、零线6与地线7、负载端的相线8与零线9均穿过的零序电流互感器15、负载端的地线10、试验回路16、电磁脱扣与锁扣装置、第1阻容元件17、地线故障电压检测器18、感应环19、第2阻容元件20、氖灯21组成，该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组成，电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、可控硅13、放大电路14组成，地线故障电压检测器18上设有检测绕组18-1和铁芯18-2，地线故障电压检测器18的检测绕组18-1缠绕在地线故障电压检测器18的铁芯18-2上。

在本实施例中，电磁线圈11的驱动电路的输入端为放大电路14的输入端，零序电流互感器15的次级绕组15-1的一输出端与另一输出端分别和放大电路14的一输入端与另一输入端连接，放大电路14的触发输出端与可控硅13的触发极连接，可控硅13的阳极与阴极分别和整流电路12输出端的正极（+）与负极（-）连接。

在本实施例中，由第1阻容元件17与地线故障电压检测器18的检测绕组18-1串联而成的检测回路中还串联连接有第2阻容元件20，第2阻容元件20还与氖灯21并联连接，该检测回路用于检测地线7与零线6之间的电压差，第1阻容元件17一端与电源端的地线7连接，第1阻容元件17另一端与地线故障电压检测器18的检测绕组18-1一线端连接，地线故障电压检测器18的检测绕组18-1另一线端与第2阻容元件20一端、氖灯21一端连接，第2阻容元件20另一端、氖灯21另一端与电源端的零线6连接，感应环19穿过地线故障电压检测器18和穿过零序电流互感器15形成闭合的感应回路。

也可以把第2阻容元件20与氖灯21取消，此时，第1阻容元件17一端与电源端的地线7连接，第1阻容元件17另一端与地线故障电压检测器18的检测绕组18-1一线端连接，地线故障电压检测器18的检测绕组18-1另一线端与电源端的零线6连接，也可以把第1阻容元件17一端改为与负载端的地线10连接，第1阻容元件17另一端与地线故障电压检测器18的检测绕组18-1一线端连接，地线故障电压检测器18的检测绕组18-1另一线端改为与负载端的零线9连接，第1阻容元件17用作限流。

在本实施例中，第2阻容元件20用作分压、限流，氖灯21用作当地线7带电时点亮发出报警的作用，也可以根据实际使用需要把第2阻容元件20、氖灯21取消并选用其它的地线带电报警电路方案，也可以根据实际使用需要不选用地线带电报警电路，此时就无地线带电报警的附加功能。

在本实施例中，第1阻容元件17选取电容，电容的阻抗为Z_C=1/（2лfC），其中f为交流市电的频率，在我国f=50HZ,C为电容的电容值，л=3.14，第1阻容元件17用作限流，第1阻容元件17也可以选取电阻或选取电容与电阻的组件。

在本实施例中，第2阻容元件20选取电阻，也可以选取电容或选取电阻与电容的组件。

在本实施例中，感应环19选取导线制成，也可以选取金属环制成。

在本实施例中，地线故障电压检测器18的铁芯18-2选取超微晶合金材料制成，也可以选用坡莫合金材料或非晶态合金材料制成。

使用时，把漏电保护装置的复位推杆按下，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由于电源接地的作用使地线电压被钳制在零伏左右，同时零线6与9也是在零伏左右，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的由第1阻容元件17、地线故障电压检测器18、第2阻容元件20、氖灯21组成的检测回路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上的用电器具因故障发生漏电且接地保护系统正常时，就会经地线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放大电路14，当剩余电流达到预定的阀值（例如：10毫安）时，可控硅13被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置脱扣，漏电保护装置跳闸，从而在人们触及用电器具之前就及时把相线触头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上的用电器具因故障漏电且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地线10与7都会带上危险电压，连接在电源端的地线7与零线6之间由第1阻容元件17、地线故障电压检测器18、第2阻容元件20、氖灯21组成的检测回路就会有微弱电流流过，感应环19感应并输出信号给零序电流互感器15，零序电流互感器15的次级绕组15-1就会输出一个信号给放大电路14的输入端，当该微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13就被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置脱扣，漏电保护装置跳闸，从而在人们触及用电器具之前就及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，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意外带上危险的故障电压，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的地线故障电压检测器18的检测绕组18-1就会有微弱电流流过，感应环19感应并输出信号给零序电流互感器15，零序电流互感器15的次级绕组15-1就会输出一个信号给放大电路14的输入端，当该微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13就被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置脱扣，漏电保护装置跳闸，从而在人们触及用电器具之前就及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，由于电源端的地线7与零线6之间仍存在故障电压，所以氖灯21就会被点亮发出地线带电的警示，提醒人们尽快排除故障，从而更好地保障了人们的安全。

实施例2

参见图2所示，与实施例1相比，本实施取消了电磁线圈11的驱动电路中的放大电路14。

在本实施例中，电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、可控硅13组成，电磁线圈11的驱动电路的输入端为可控硅13的触发极与阴极，零序电流互感器15的次级绕组15-1的一输出端与另一输出端分别和可控硅13的触发极与阴极连接，可控硅13的阳极与阴极分别和整流电路12输出端的正极（+）与负极（-）连接。

在本实施例中，感应环19选取金属环制成，也可以选取导线制成。

由于本实施例与实施例1相比，仅为电磁线圈11的驱动电路有所不同，其余的结构组成与电路原理均与实施例1相同，在此不再赘述。

Claims

1.一种漏电保护装置，包含有外壳、相线、零线、地线、所述的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、相线触头、零线触头、地线触头，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅组成，所述零序电流互感器的次级绕组输出端和所述电磁线圈的驱动电路的输入端连接，其特征在于：还设有第1阻容元件、地线故障电压检测器、感应环；所述地线故障电压检测器上设有检测绕组和铁芯，地线故障电压检测器的检测绕组缠绕在地线故障电压检测器的铁芯上；在所述的地线与零线之间连接有由所述第1阻容元件与所述地线故障电压检测器的检测绕组串联而成的检测回路，第1阻容元件一端与地线连接，第1阻容元件另一端与地线故障电压检测器的检测绕组一线端连接，地线故障电压检测器的检测绕组另一线端与零线连接；所述感应环穿过所述地线故障电压检测器和穿过所述零序电流互感器形成闭合的感应回路。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述由第1阻容元件与地线故障电压检测器的检测绕组串联而成的检测回路中还串联有第2阻容元件。

3.根据权利要求2所述的漏电保护装置，其特征在于：还设有氖灯，该氖灯与所述第2阻容元件并联连接。

4.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述感应环选取导线制成。

5.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述感应环选取金属环制成。

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

7.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述地线故障电压检测器的铁芯选取坡莫合金材料或超微晶合金材料或非晶态合金材料制成。