CN103078310B - 一种供电电路的火线识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

<b>一</b>种火线识别方法及系统，用于识别供电电路的火线并且纠正火线与零线接反的情况。其方法为：(1)预先锁定供电电路，使供电开关无法闭合接通电源；(2)检测供电电路的火线接线是否正确，如果正确，则解除对供电电路的锁定，供电开关能够闭合；如果不正确，则保持对供电电路的锁定，供电开关不能够闭合。其系统结构为：系统包括包含火线检测单元1、接收放大单元2和锁定执行单元3，其中火线检测单元1的输出接接收放大单元2的输入，接收放大单元2的输出接锁定执行单元3的输入。系统工作原理为：将电路开关按钮外表做成导体以充当火线检测单元1中的触摸电极，按下开关按钮的同时人体必然触发火线检测单元1从而完成对火线接线的测试。

Description

一种供电电路的火线识别方法及系统

技术领域

本发明涉及一种火线识别方法及系统，特别是涉及一种供电电路的火零线识别和矫正的方法及系统。

背景技术

一些电器使用过程中，电源开关只控制火线的通断，火线和零线接反可能会造成开关断开后电器仍然带电，容易造成触电事故。另外，有些电器将零线连接到电器外壳，火线和零线反接会导致电器外壳带电，人员接触电器外壳将导致触电事故。在这些情况下，要求对火线进行识别以确保火线和零线接线正确无误。

有许多方法和根据这些方法开发的火线和零线鉴别电路用于矫正火线零线的接线错误。中国专利申请201020675728.1《火线识别传输机构》和中国专利申请201210115888.4《一种交流电零火线自动识别转换电路》分别给出了一种火线识别装置，应用了单片机或者专用处理芯片来完成对火线的识别，并且需要改变现有供电电路的结构，实施成本较高，不容易普及。

发明内容

本发明的目的在于克服在先方法和装置的上述不足，提出一种简易，可靠的火线识别方法和装置，不改变或很少改变电器供电电路和装置的结构就能实现火线的识别和火线接线错误的矫正。

本发明的上述目的可以采用以下技术方案来实现：

1、提出一种供电电路的火线识别方法，包括下列步骤:(1)预先锁定供电电路，使供电开关无法闭合接通电源；(2)检测供电电路的火线接线是否正确，如果正确，则解除对供电电路的锁定，供电开关能够闭合；如果不正确，则保持对供电电路的锁定，供电开关不能闭合。

上述供电电路的火线识别方法，其特征在于所说的供电电路，在供电开关断开时处于锁定状态，使得供电开关无法合闸或者合闸后立即跳闸。

2、为实现本发明的上述目的和供电电路的火线识别方法，提出一种供电电路的火线识别系统：

一种供电电路的火线识别系统，包含火线检测单元1、接收放大单元2和锁定执行单元3，其特征在于火线检测单元1的输出接接收放大单元2的输入，接收放大单元2的输出接锁定执行单元3的输入。

所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的火线检测单元1包括限流元件Z，发光元件B1和触摸电极A；触摸电极A与发光元件B1和限流元件Z串联后经过导体L1连接到供电电路的火线L或零线N。

所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的触摸电极A包含供电电路的开关按钮的导电外表。

所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的放大执行单元2包含光敏元件B2和控制电路IC。光敏元件B2接收发光元件B1的光信号，控制电路IC的输出连接锁定执行单元3的输入端。

所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的锁定执行单元3包含继电器J，继电器J的常开触点J1或常闭触点J2连接供电电路的控制电路。

与在先技术相比，上述本发明的方法及系统的有益效果在于：

1.利用现有供电电路装置的按钮作为触摸电极，无需改变现有供电电路装置的机械结构。

2.对原有供电电路的控制线路进行锁定，无需改变原有供电电路结构。

3.电源断电后自动进入锁定状况，防止了电源重启后供电电路保存接通可能带来的设备损坏。

4.结构简洁可靠并且成本低，有利于普及。

附图说明图1是本发明的方法示意图。

图2是本发明系统原理图。

图3是本发明的具体实施例1的电原理图。

图4是本发明的具体实施例2的电原理图。

图中：火线识别单元1接收放大单元2锁定执行单元3

具体实施方式以下结合各附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的方法示意图。如图1中所示，本发明的操作条件为：

1.火线检测单元1的输出接接收放大单元2的输入，接收放大单元2的输出接锁定执行单元3的输入。

2.电源断开后，供电电路自动恢复为锁定状态。被锁定的电路供电开关无法闭合。

本发明的具体方法步骤为：

1．锁定供电电路，使供电开关无法闭合接通电源；

2.识别供电电路的火线接线是否正确，如果正确，则解除对供电电路的锁定，供电开关能够闭合；如果不正确，则保持对供电电路的锁定，供电开关无法闭合。

图2为本发明火线识别系统的原理图。其中火线检测单元1中限流元件Z和发光元件B1串联后，一头通过导线L1连接电源火线L或者零线N，一头连接触摸电极A。当导线L1连接电源火线L并且人体接触触摸电极A时，火线电流流过限流元件Z、发光元件B1、触摸电极A和人体以及大地构成的回路，发光元件B1发光。光信号被接收放大单元2的光敏元件B2接收，经过IC电路进一步放大后，驱动锁定执行单元3中的继电器J吸合，继电器J的常闭触点J2断开，常开触点J1闭合，从而使得原来被常闭触点J2或者常开触点J1锁定的供电电路解除锁定，供电开关可以闭合。如果导线L1连接的是电源中性线N，没有电流流过限流元件Z、发光元件B1、触摸电极A和人体以及大地构成的回路，发光元件B1不发光，锁定执行单元3的继电器J不吸合，原来被常闭触点J2或者常开触点J1锁定的供电电路保持锁定，供电开关无法闭合。用户只能对调火线L和零线N,使得导线L1连接火线L，并且碰触触摸电极A才能使供电电路解锁。

当电源断电时，由于接收放大单元2和锁定执行单元3的工作电源VCC是由电源降压和整流后获得，电源消失，VCC随之消失，锁定执行单元3中的继电器J失电复位，自动锁住供电电路，为电源恢复供电后的火线识别做好准备。

实施例1：

图3为本发明系统实施例1的电原理图。其电源火线L和零线N经过继电器C的常开触点连接到负载RL。继电器C的控制回路中串联有启动按钮QA、来自锁定执行单元3的常开触点J1和停止按钮TA。启动按钮QA同时并联有继电器C的辅助触点C，其作用为在继电器吸合后闭合，确保QA复位后继电器线圈仍然有电吸合。另外，启动按钮QA的塑料按钮表面嵌有或者套有金属导体，或者通过电镀工艺在按钮表面形成导体，其作用为充当火线识别单元1中的触摸电极A，使得用户按下启动按钮QA的同时，也触摸了触摸电极A。塑料按钮表面的金属导体构成的触摸电极A的接线如图2中火线识别单元1所示，其中发光元件B1可以是发光二极管，氖泡或其他发光元件，本实施例采用氖泡。接收放大单元2中的光敏元件B2可以是光敏电阻，光敏三极管，光敏二极管或其他光敏元件，本实施例采用光敏三极管。

本实施例的工作原理如下：

初始状态下，由于来自锁定执行单元3的常开触点J1断开，继电器C线圈无法得电，主电路开关被锁定在断开状态。用户要接通电源，必须按下启动按钮QA，此时按钮表面的触摸电极A与人体接触。根据图2所述，如果导线L1被正确地接到了火线，则发光元件B1通过人体对地回路得到电流发光，锁定执行单元3中的继电器J吸合，J1接通，图3中继电器C的线圈通过QA、J1和TA得电，继电器主电路触点闭合，接通供电电路电源。如果导线L1被接到了零线，则图2中的火线识别单元1没有电流通过，发光元件B1不发光，锁定执行单元3不动作，图3中J1保持断开，继电器C无法得电吸合，不能接通供电电路电源，用户只能矫正接线，使得火线和零线正确连接才能闭合主电路开关。

如果电源断电，则锁定执行单元3中的继电器J丢失VCC而断电，J1恢复为常开，再次锁定图3的继电器控制电路，供电电路断开。当电源恢复供电后，只有再次按动启动按钮QA并且检测到火线接线正确后才能接通供电电源。

实施例2：

图4为本发明系统实施例2的电原理图。其中供电电路装置为“剩余电流装置”（RCD），火线L和零线N通过复位开关K，穿过电流传感器磁环连接负载RL。复位开关K的按钮为绝缘体，在外面套有塑料防水软套。本实施例中将该防水软套改为用导电橡胶制作以充当图2中火线识别单元1中的触摸电极A，使得用户按下复位开关K的同时，也触摸了触摸电极A。导电橡胶软套构成的触摸电极A的接线如图2中火线识别单元1所示。

通常情况下火线L和零线N的电流相等方向相反，互相抵消后电流传感器磁环中没有信号，RCD不动作。当有人体接触火线L时，部分电流经人体导入大地，磁环中的电流不再相等从而触发RCD动作。为了确保RCD电路工作准确无误，通常有一个由TEST按钮和限流电阻R组成的测试电路来定期实验RCD是否工作正常，其原理为，按下测试按钮TEST，有火线电流从电流传感器外部流经TEST和R然后经电流传感器内部返回零线，电流传感器磁环中的总电流不再为零，RCD动作，推动主复位开关K脱扣断开。在本实施例中，来自锁定执行单元3的常闭触点J2被接到了测试电路，与TEST按钮并联。接收放大单元2和锁定执行单元3的工作电源VCC来自同一电源，通过整流和降压获得。

本实施例的工作原理如下：

初始状态下，当图4所示电路连接电源时，复位开关K有可能断开，也有可能闭合。在复位开关K闭合的情况下，由于来自锁定执行单元3的常闭触点J2闭合，相当于TEST按钮处于按下状态，电源接通的瞬间，测试电路产生的剩余电流令RCD立即动作，推动复位开关K脱扣断开，电路恢复到复位开关K断开的初始状态。

按动复位开关K以接通供电电路的电源，人体必然接触复位开关K的导电外套，相当于触摸了图2中火线识别单元1中的触摸电极A，根据图2原理，如果导线L1被正确地接到了火线，则发光元件B1通过人体对地回路得到电流发光，锁定执行单元3中的继电器J吸合，与图4中测试按钮TEST并联的J2断开，复位开关K能够被顺利按下并且接通主电路。如果导线L1被接到了零线，则火线识别单元1没有电流通过，发光元件B1不发光，锁定执行单元3不动作，图4中J2保持闭合，相当于TEST按钮按下。此时即便按下复位按钮K，测试电路产生的剩余电流也会立即激发RCD动作，推动复位开关K脱扣断开，无法接通供电电路电源。

如果电源断电，则锁定执行单元3丢失VCC，J2恢复为常闭，相当于TEST按钮被按下。当电源恢复供电后，如果复位开关K断电时处于接通状况，也会被闭合的J2触点强行初始化为复位开关K断开，因此只有再次按动复位开关K并且检测到火线接线正确后才能接通供电电源。

本发明提供了一种简易可靠的火线识别方法和装置，不改变或很少改变电器供电电路和装置的结构就能实现火线的识别和火线接线错误的矫正，有利于普及推广。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。凡是利用本发明说明书及附图内容做的等效结构或流程变换，或直接或间接应用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种供电电路的火线识别方法，其特征在于，它包括下列步骤:(1)预先锁定供电电路，使供电开关无法闭合接通电源；(2)检测供电电路的火线接线是否正确，如果正确，则解除对供电电路的锁定，供电开关能够闭合；如果不正确，则保持对供电电路的锁定，供电开关无法合闸或者合闸后立即跳闸；通过对步骤(1)和步骤(2)的组合确保了对火线的预先强制识别。

2.根据权利要求1所述的供电电路的火线识别方法，其特征在于所说的供电电路，在供电开关断开时处于锁定状态；所说的锁定状态，是指供电开关无法合闸或者合闸后立即跳闸。

3.一种供电电路的火线识别系统，包含火线检测单元（1）、接收放大单元（2）和锁定执行单元（3），火线检测单元（1）的输出接接收放大单元（2）的输入，接收放大单元（2）的输出接锁定执行单元（3）的输入，其特征在于，所说的锁定执行单元（3）在供电电路断电时锁定时供电开关，使其无法合闸或合闸后立即跳闸，以确保对火线的预先强制识别。

4.根据权利要求3所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的火线检测单元（1）包括限流元件Z，发光元件B1和触摸电极A，触摸电极A与发光元件B1和限流元件Z串联后连接到供电电路的火线L或零线N。

5.根据权利要求3所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的火线检测单元（1）包含触摸电极A，所说的触摸电极A包含供电电路的开关按钮的导电外表。

6.根据权利要求3所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的放大执行单元（2）包含光敏元件B2和控制电路IC；光敏元件B2接收发光元件B1的光信号，控制电路IC的输出连接锁定执行单元（3）的输入端。

7.根据权利要求3所述的供电电路的火线识别系统，其特征在于所说的锁定执行单元（3）包含继电器J，继电器J的常开触点J1或常闭触点J2连接供电电路的控制电路。