CN103474814B - 一种安全插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全插座，包括壳体，壳体由上方具有插入孔的盖体和底座组合而成，壳体内包括：第一导电连接部，其与零线相连接；第二导电连接部，其与火线相连接；第一导电中间片，其与第一导电连接部上具有彼此相对的一对第一触点；第一导电插入部，其与第一导电中间片上具有彼此相对的一对第二触点；第二导电中间片，其与第二导电连接部上具有彼此相对的一对第三触点；第二导电插入部，其与第二导电中间片上具有彼此相对的一对第四触点；第一旋转模块，位于第一导电中间片一侧，包括置于底座上的第一旋转轴和悬挂于第一旋转轴两端的第一旋块；第二旋转模块，位于第二导电中间片一侧，包括置于底座上的第二旋转轴和悬挂于第二旋转轴两端的第二旋块。

Description

一种安全插座

技术领域

本发明涉及电气领域，具体而言，涉及一种安全插座。

背景技术

电源插座是为电器提供电源接口的电气设备，也是电气设计中使用较多的电气附件，它与人们的生产、生活有着十分密切的关系。常用的插座具有两个插孔或三个插孔，用以与具有两个电极的插头或者具有三个电极的插头结合使用。

经过多年的发展，整体上插座的安全性能不论是材料还是结构已有了较大的提高，但是目前也存在一些安全隐患没有被克服。例如，由于有些插座的安装位置比较低，有时一些没有电力常识的人如小孩子，拿着铁丝等导电材料插入到插孔中造成触电事故。这是长久以来没有解决的问题。

另外，由于插座的插孔暴露在空气中，因此，在插头插入插座的瞬间，时常会伴有电火花现象，而在插头从插座拔出的瞬间，时常会伴有弧光现象。另外，在插座溅到水的情况下，会有插座短路而烧坏的问题。

发明内容

本发明提供一种安全插座，用以提高插座的使用安全性。

为达到上述目的，本发明提供了一种安全插座，包括壳体，壳体由上方具有插入孔的盖体和底座组合而成，特征在于，壳体内包括：

第一导电连接部，其与零线相连接；

第二导电连接部，其与火线相连接；

第一导电中间片，其与第一导电连接部上具有彼此相对的一对第一触点；

第一导电插入部，其与第一导电中间片上具有彼此相对的一对第二触点；

第二导电中间片，其与第二导电连接部上具有彼此相对的一对第三触点；

第二导电插入部，其与第二导电中间片上具有彼此相对的一对第四触点；

第一旋转模块，位于第一导电中间片一侧，包括置于底座上的第一旋转轴和悬挂于第一旋转轴两端的第一旋块；

第二旋转模块，位于第二导电中间片一侧，包括置于底座上的第二旋转轴和悬挂于第二旋转轴两端的第二旋块；

当插头的两插片插入插座的插孔时，两插片先分别与第一导电插入部、第二导电插入部相接触，进而两插片分别挤压第一旋转块绕第一旋转轴、第二旋转块绕第二旋转轴旋转，第一旋转轴两端的第一旋块旋转推动第一导电中间片上的第一触点和与其对应的第一导电连接部上的第一触点电连接、第一导电中间片上的第二触点和与其对应的第一导电插入部上的第二触点电连接、第二导电中间片上的第三触点和与其对应的第二导电连接部上的第三触点电连接、第二导电中间片上的第四触点和与其对应的第二导电插入部上的第四触点电连接。

进一步地，上述插座还包括：压敏电阻、第一零序电流互感器、集成芯片、可控硅、脱扣线圈和脱扣机构，其中

压敏电阻的两端分别与插座的火线和插座的零线相连；

第一零序电流互感器包括第一环路、穿过第一环路的第一感应线圈、位于第一感应线圈内部以提高第一感应线圈的感应能力的第一磁环，插座的火线和零线均穿过第一环路，第一感应线圈在火线电流和零线电流的矢量和发生变化超出设定范围时感应出第一感应电流；

集成芯片的输入端与第一感应线圈的输出端相连，将第一感应电流与集成芯片中的一预定阈值进行比较，当高于的预定阈值时，输出一触发信号与可控硅的控制极相连，可控硅的阳极与脱扣线圈的一端相连，脱扣线圈的另一端与插座的火线相连，可控硅的阴极与插座的零线相连；

脱扣机构包括一下端具有卡槽的复位按键，卡槽适合于卡住脱扣线圈的铁芯的锁片，锁片与复位按键卡槽之间存在卡接状态和脱离状态，其中，卡接状态是复位按键下压过程中由于锁片在铁芯压簧作用下推入卡槽卡住复位按键的状态，脱离状态是在脱扣线圈通电时，锁片在铁芯带动下，沿着与铁芯压簧移动的反方向移动而离开卡槽的状态。

进一步地，上述插座还包括：第二感应线圈、过电流保护电路，其中

第二感应线圈与第一感应线圈构成变压器混合振荡器；

过电流保护电路包括与第二感应线圈串联的第二二极管和第五电阻，与第五电阻并联的第六电容，连接在第六电容一端与可控硅的控制极之间的第三二极管。

进一步地，上述插座还包括：两端分别与插座的火线和插座的零线相连的测试导线，以及连接在测试导线上的测试按钮。

进一步地，测试导线上还串联一电阻。

进一步地，上述插座还包括：指示电路，指示电路包括第六电阻、第六二极管和第五二极管，其中第六电阻连接在插座的零线与第六二极管的阳极之间，第六二极管的阴极与第五二极管的阳极相连，第五二极管的阴极与插座的火线相连，第六二极管为发光二极管。

进一步地，上述插座还包括：第一二极管和第三电阻，第一二极管的阳极与插座的零线相连，第三电阻连接在第一二极管的阴极与集成芯片之间。

进一步地，上述插座还包括：

设置在底座上、作为导水槽的多个贯通孔。

在上述实施例中，外部负载的插头插入到插座时并没有立即通电，而是先通过各对触点电性接触，然后才导电，防止了电火花现象的产生；另外，插入插座插孔的插片的尺寸型号必须符合国家标准才能推动旋转块旋转，因此，即使当小孩子用铁丝等导电材料插入插座的一个插孔或两个插孔的情况下，插座均不会导电，从而避免了因误操作而造成的触电事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的安全插座电路示意图；

图2为本发明一优选实施例的安全插座电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例的安全插座电路示意图。如图所示，该墙面插座包括壳体，壳体由上方具有插孔的盖体和底座组合而成，壳体内包括：

第一导电连接部11，与零线L相连接；

第二导电连接部21，与火线N相连接；

第一导电中间片12，其与第一导电连接部11上分别具有彼此相对的一对第一触点；

第一导电插入部13，其与第一导电中间片12上分别具有彼此相对的一对第二触点；

第二导电中间片22，其与第二导电连接部21上分别具有彼此相对的一对第三触点；

第二导电插入部23，其与第二导电中间片22上分别具有彼此相对的一对第四触点；

地线插入部31，其与地线GND相连；

第一旋转模块（图中未示出），位于第一导电中间片12一侧，其包括置于底座上的第一旋转轴和悬挂于第一旋转轴两端的第一旋块；

第二旋转模块（图中未示出），位于第二导电中间片22一侧，其包括置于底座上的第二旋转轴和悬挂于第二旋转轴两端的第二旋块；

图中101为具有两插片插头的负载，102为具有三插片插头的负载，K1、K2、K3、K4、K5分别为插座的插孔；当具有两插片或三插片的插头的插入插座的两孔插孔或三孔插孔时，插头的两个插片先分别与第一导电插入部13、第二导电插入部23相接触，进而两个插片分别同时挤压第一旋转块绕第一旋转轴、第二旋转块绕第二旋转轴旋转，第一旋转轴两端的第一旋块旋转推动第一导电中间片12上的第一触点和与其对应的第一导电连接部11上的第一触点电连接、第一导电中间片12上的第二触点和与其对应的第一导电插入部13上的第二触点电连接、第二导电中间片22上的第三触点和与其对应的第二导电连接部21上的第三触点电连接、第二导电中间片22上的第四触点和与其对应的第二导电插入部23上的第四触点电连接，从而使负载通电。

可见，在上述实施例中，外部负载的插头插入到插座时并没有立即通电，而是先通过各对触点电性接触，然后才导电，防止了电火花现象的产生；另外，插入插座插孔的插片的尺寸型号必须符合国家标准才能推动旋转块旋转，因此，即使当小孩子用铁丝等导电材料插入插座的一个插孔或两个插孔的情况下，插座均不会导电，从而避免了因误操作而造成的触电事故。

此外，当负载的插头从插座中拔出时，插座的导电插入部会与中间连接片先断开，然后负载的插头的插片才从插座中拔出，从而插头从插座拔出的瞬间不会产生弧光现象，起到保护负载插头的插片和插座的导电插入部不会损坏的作用。

图2为本发明一优选实施例的安全插座电路示意图。如图2所示，该插座还包括：压敏电阻MOV、第一零序电流互感器N1、集成芯片IC、可控硅D4、脱扣线圈J1和脱扣机构（图中未示出），其中

压敏电阻MOV的两端分别与插座的火线N和零线L相连；

第一零序电流互感器N1包括第一环路、穿过第一环路的第一感应线圈、位于第一感应线圈内部以提高第一感应线圈的感应能力的第一磁环，插座的火线N和零线L均穿过第一环路，第一感应线圈在火线电流和零线电流的矢量和发生变化超出设定范围时感应出第一感应电流；

集成芯片IC的输入端（管脚2、3）与第一感应线圈N1的输出端相连，将第一感应电流与集成芯片IC中的一预定阈值进行比较，当高于的预定阈值时，管脚7输出一触发信号与可控硅D4的控制极相连，可控硅D4的阳极与脱扣线圈J1的一端相连，脱扣线圈J1的另一端与插座的火线N相连，可控硅D4的阴极与插座的零线L相连；

脱扣机构包括一下端具有卡槽的复位按键，卡槽适合于卡住脱扣线圈的铁芯的锁片，锁片与复位按键卡槽之间存在卡接状态和脱离状态（如图2中S1所示），其中，卡接状态是复位按键下压过程中由于锁片在铁芯压簧作用下推入卡槽卡住复位按键的状态，脱离状态是在脱扣线圈通电时，锁片在铁芯带动下，沿着与铁芯压簧移动的反方向移动而离开卡槽的状态。

如图2所示，上述插座还包括：第二电容C2和第二电阻R2，第二电容C2和第二电阻R2并联后连接在集成芯片管脚1与第一电阻R1与管脚2相连的一端之间。

如图2所示，上述插座还包括：第二感应线圈N2和过电流保护电路，其中

插座的火线穿过第二感应线圈，当插座有工作电流时，第二感应线圈感应出一交流信号；

过电流保护电路包括与第二感应线圈N2串联的第二二极管D2和第五电阻R5，与第五电阻R5并联的第六电容C6，连接在第六电容C6一端与可控硅D4的控制极之间的第三二极管D3；

第二感应线圈的交流信号经第二二极管D2半波整流后在第五电阻R5上产生一电压降，经第六电容C6滤波（C6有延时功能）产生一电压信号，当插座主电路电流大于设定值时，该电压信号通过第三二极管D3触发可控硅D4，使脱扣机构J1动作，断开主电路，达到过电流保护作用。

如图2所示，上述插座还包括：第一二极管D1和第三电阻R3，第一二极管D1的阳极与插座的零线L相连，第三电阻R3连接在第一二极管D1的阴极与集成芯片IC管脚5之间。

如图2所示，上述插座还包括：，连接在集成芯片IC管脚6与第六电容C6的另一端之间的第三电容C3，连接在集成芯片IC管脚8与第六电容C6的另一端之间的第四电容C4，连接在集成芯片IC管脚7与第六电容C6的另一端之间的第五电容C5。

如图2所示，上述插座还包括：两端分别与插座的火线N和零线L相连的测试导线，以及连接在测试导线上的测试按钮T，为防止电流过大而烧坏，测试导线上还串联有电阻R0。

如图2所示，上述插座还包括：指示电路，指示电路包括第六电阻R6、第六二极管D6和第五二极管D5，其中第六电阻D6连接在插座的零线L与第六二极管D6的阳极之间，第六二极管D6的阴极与第五二极管D5的阳极相连，第五二极管D5的阴极与插座的火线N相连，第六二极管D6为发光二极管。

图2中R_LOAD为负载。

进一步地，上述插座还包括：设置在底座上、作为导水槽的多个贯通孔，当插座溅到水时，水会通过导水槽排出，从而能够防止插座短路烧坏。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种安全插座，包括壳体，所述壳体由上方具有插入孔的盖体和底座组合而成，特征在于，所述壳体内包括：

第一导电连接部，其与零线相连接；

第二导电连接部，其与火线相连接；

第一导电中间片，其与所述第一导电连接部上具有彼此相对的一对第一触点；

第一导电插入部，其与所述第一导电中间片上具有彼此相对的一对第二触点；

第二导电中间片，其与所述第二导电连接部上具有彼此相对的一对第三触点；

第二导电插入部，其与所述第二导电中间片上具有彼此相对的一对第四触点；

第一旋转模块，位于所述第一导电中间片一侧，包括置于所述底座上的第一旋转轴和悬挂于所述第一旋转轴两端的第一旋块；

第二旋转模块，位于所述第二导电中间片一侧，包括置于所述底座上的第二旋转轴和悬挂于所述第二旋转轴两端的第二旋块；

当插头的两插片插入所述插座的插孔时，所述两插片先分别与所述第一导电插入部、所述第二导电插入部相接触，进而所述两插片分别挤压所述第一旋转块绕所述第一旋转轴、所述第二旋转块绕所述第二旋转轴旋转，第一旋转轴两端的第一旋块旋转推动所述第一导电中间片上的所述第一触点和与其对应的所述第一导电连接部上的所述第一触点电连接、所述第一导电中间片上的所述第二触点和与其对应的所述第一导电插入部上的所述第二触点电连接、所述第二导电中间片上的所述第三触点和与其对应的所述第二导电连接部上的所述第三触点电连接、所述第二导电中间片上的所述第四触点和与其对应的所述第二导电插入部上的所述第四触点电连接；

其中，所述安全插座还包括：压敏电阻、第一零序电流互感器、集成芯片、可控硅、脱扣线圈和脱扣机构，其中

所述压敏电阻的两端分别与所述插座的火线和所述插座的零线相连；

所述第一零序电流互感器包括第一环路、穿过所述第一环路的第一感应线圈、位于所述第一感应线圈内部以提高所述第一感应线圈的感应能力的第一磁环，所述插座的火线和零线均穿过所述第一环路，所述第一感应线圈在火线电流和零线电流的矢量和发生变化超出设定范围时感应出第一感应电流；

所述集成芯片的输入端与所述第一感应线圈的输出端相连，将所述第一感应电流与所述集成芯片中的一预定阈值进行比较，当高于所述的预定阈值时，输出一触发信号与所述可控硅的控制极相连，所述可控硅的阳极与所述脱扣线圈的一端相连，所述脱扣线圈的另一端与所述插座的火线相连，所述可控硅的阴极与所述插座的零线相连；

所述脱扣机构包括一下端具有卡槽的复位按键，所述卡槽适合于卡住所述脱扣线圈的铁芯的锁片，所述锁片与所述复位按键卡槽之间存在卡接状态和脱离状态，其中，所述卡接状态是复位按键下压过程中由于所述锁片在铁芯压簧作用下推入卡槽卡住复位按键的状态，所述脱离状态是在脱扣线圈通电时，所述锁片在铁芯带动下，沿着与铁芯压簧移动的反方向移动而离开卡槽的状态。

2.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括：第二感应线圈、过电流保护电路，其中

所述插座的火线穿过所述第二感应线圈，当所述插座有工作电流时，所述第二感应线圈感应出一交流信号；

所述过电流保护电路包括与所述第二感应线圈串联的第二二极管和第五电阻，与所述第五电阻并联的第六电容，连接在所述第六电容一端与所述可控硅的控制极之间的第三二极管。

3.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括：两端分别与所述插座的火线和插座的零线相连的测试导线，以及连接在所述测试导线上的测试按钮。

4.根据权利要求3所述的插座，其特征在于，所述测试导线上还串联一电阻。

5.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括：指示电路，所述指示电路包括第六电阻、第六二极管和第五二极管，其中所述第六电阻连接在所述插座的零线与所述第六二极管的阳极之间，所述第六二极管的阴极与所述第五二极管的阳极相连，所述第五二极管的阴极与所述插座的火线相连，所述第六二极管为发光二极管。

6.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括：第一二极管和第三电阻，所述第一二极管的阳极与所述插座的零线相连，所述第三电阻连接在所述第一二极管的阴极与所述集成芯片之间。

7.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括：

设置在所述底座上、作为导水槽的多个贯通孔。