CN103887660B - 三极与二极可相互切换的漏电保护插头 - Google Patents

Abstract

一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头，属于低压配电保护装置技术领域。包括脱扣器、第一零序电流互感器(CT1)以及第二零序电流互感器(CT2)，还包括控制电路、温度保护电路、地线报警指示电路、电源指示电路、预检电路以及功能转换电路，第一零序电流互感器(CT1)和第二零序电流互感器(CT2)与控制电路连接，控制电路与温度保护电路以及脱扣器连接，温度保护电路与脱扣器连接，功能转换电路分别与第二零序电流互感器(CT2)次级线圈的一端(2S1)端以及另一端(2S2)端连接。可通过功能转换电路实现三极与二极插头的相互切换，能避免发生因误判为接地带电而触发的断电动作，使电器维持正常工作，同时还不会影响电器接地保护。

Description

三极与二极可相互切换的漏电保护插头

技术领域

 本发明属于低压配电保护装置技术领域，具体涉及一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头。

背景技术

目前，我国家庭使用的电器由于电网情况复杂，存在的安全隐患较多，如电器插座接线不正确、接地不良、乱拖乱拉、线缆质量低劣等电源故障都会造成电器外壳带电，或地线异常带电，用户因没有得到及时的断电保护或提示会引起触电事故。为了使用户得到更好的保护，现在很多产品都配置了漏电保护插头。漏电保护插头的主要作用是当与漏电保护插头连接的电器设备发生漏电时，能自动切断电源，使用户免受触电的危害。常规的火线、零线、地线通断式漏电保护装置大都包括脱扣器和两个零序电流互感器，脱扣器用于断开电源，一零序电流互感器用于检测火线、零线的剩余电流，另一电流互感器用于检测地线故障电流，而地线带电实际上远比火线、零线复杂，闪电、雷击、静电感应或相邻电器对地漏电等都会让漏电保护插头误判为地线带电而触发断电动作，从而影响电器正常工作。个别用户采取切除插头地线的方式以避免上述误判情况的发生，但这样就会缺失接地保护，导致接地不可靠，影响电器的稳定性和使用安全性。

    鉴于上述已有技术，有必要对现有的漏电保护插头的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头，漏电保护可靠、功能全面，且能避免发生因误判为接地带电而触发的断电动作。

    本发明的目的是这样来达到的，一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头，包括脱扣器、第一零序电流互感器CT1以及第二零序电流互感器CT2，所述的脱扣器包括脱扣器线圈KB和脱扣器三极开关TRIA，所述的脱扣器三极开关TRIA进线侧连接交流电源，脱扣器三极开关TRIA出线侧所连接的火线（L线）、零线（N线）穿过第一零序电流互感器CT1，脱扣器三极开关TRIA出线侧所连接的地线（PE线）穿过第二零序电流互感器CT2，其特征在于：还包括控制电路、温度保护电路、地线报警指示电路、电源指示电路、预检电路以及功能转换电路，第一零序电流互感器CT1的次级线圈和第二零序电流互感器CT2的次级线圈同相位串联后接至控制电路，控制电路与温度保护电路以及脱扣器连接，温度保护电路与脱扣器连接，地线报警指示电路串联在脱扣器三极开关TRIA进线侧的零线和地线之间，电源指示电路串联在脱扣器三极开关TRIA出线侧的火线和零线之间，预检电路串联在未穿过第一零序电流互感器CT1的零线和穿过第一零序电流互感器CT1的火线之间，功能转换电路分别与第二零序电流互感器CT2次级线圈的一端2S1端以及另一端2S2端连接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的控制电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、可控硅SCR、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第一压敏电阻RPS1、第二压敏电阻RPS2以及漏电保护芯片U1，所述的漏电保护芯片U1为VG54123，所述的第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极以及第一压敏电阻RPS1的一端连接，并共同连接至所述的脱扣器线圈KB的一端以及所述的温度保护电路，第一二极管D1的负极与第三二极管D3的负极、可控硅SCR的正极以及第二电阻R2的一端连接，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极、第一压敏电阻RPS1的另一端以及第二压敏电阻RPS2的一端连接，并共同连接至所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线以及所述的温度保护电路，第二压敏电阻RPS2的另一端与脱扣器线圈KB的另一端共同连接至脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的火线，可控硅SCR的控制极与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端以及漏电保护芯片U1的7脚连接，第二电容C2的另一端连接漏电保护芯片U1的6脚，漏电保护芯片U1的4、5脚共同连接至第四电容C4的一端，漏电保护芯片U1的2脚与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端连接第二零序电流互感器CT2的2S2端，漏电保护芯片U1的1脚与第五电容C5的一端连接，并共同连接至第一零序电流互感器CT1的一端1S1端，漏电保护芯片U1的8脚与第三电容C3的正极以及第二电阻R2的另一端连接，第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极、可控硅SCR的负极、第一电容C1的另一端、第三电容C3的负极、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端以及漏电保护芯片U1的3脚共同接地。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的温度保护电路包括温度开关TK，所述的温度开关TK的一端与控制电路连接后共同连接至所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线，温度开关TK的另一端与脱扣器线圈KB的一端以及控制电路连接。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的地线报警指示电路包括第三电阻R3和氖泡XD，所述的第三电阻R3的一端与氖泡XD的一端连接，第三电阻R3的另一端与所述的脱扣器三极开关TRIA进线侧的地线连接，氖泡XD的另一端与脱扣器三极开关TRIA进线侧的零线连接。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的电源指示电路包括第四电阻R4和发光二级管LED，第四电阻R4的一端与发光二极管LED的正极连接，第四电阻R4的另一端与所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的火线连接，发光二极管LED的负极与脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线连接。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的预检电路包括按键开关T和第五电阻R5，所述的按键开关T的一端与第五电阻R5的一端连接，按键开关T的另一端与所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线连接，第五电阻R5的另一端与脱扣器三极开关TRIA出线侧穿过第一零序电流互感器CT1的火线连接。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的功能转换电路包括转换开关S1，所述的转换开关S1的一端与所述的第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S1端连接，转换开关S2的另一端与第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S2端连接。

本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果：可通过功能转换电路实现三极与二极插头的相互切换，当为三极插头时，具有地线漏电流检测功能，当为两极插头时，不具有地线漏电流检测功能，从而可以避免发生因误判为接地带电而触发的断电动作，使电器维持正常工作，同时还不会影响电器接地保护；当温度异常升高时，可通过温度保护电路实现电源切断，漏电保护可靠、功能全面。

附图说明

 图1为本发明的电原理图。

具体实施方式

    为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

    请参阅图1，一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头，包括脱扣器、第一零序电流互感器CT1以及第二零序电流互感器CT2，所述的脱扣器包括脱扣器线圈KB和脱扣器三极开关TRIA。所述的脱扣器三极开关TRIA进线侧连接交流电源，脱扣器三极开关TRIA出线侧所连接的火线、零线穿过第一零序电流互感器CT1，脱扣器三极开关TRIA出线侧所连接的地线穿过第二零序电流互感器CT2。所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头还包括控制电路、温度保护电路、地线报警指示电路、电源指示电路、预检电路以及功能转换电路。第一零序电流互感器CT1的次级线圈和第二零序电流互感器CT2的次级线圈同相位串联后接至控制电路，具体地，第一零序电流互感器CT1次级线圈的一端1S1端连接至控制电路，第一零序电流互感器CT1次级线圈的另一端1S2端与第二零序电流互感器CT2次级线圈的一端2S1端连接，第二零序电流互感器CT2次级线圈的另一端2S2端连接至控制电路；并且，在所述的第一零序电流互感器CT1次级线圈的1S1端和1S2端之间还串联有第六电阻R6，在所述的第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S1端和2S2端之间还串联有第七电阻R7，第六电阻R6和第七电阻R7用于调整漏电动作电流。控制电路与温度保护电路以及脱扣器连接，温度保护电路与脱扣器连接，地线报警指示电路串联在脱扣器三极开关TRIA进线侧的零线和地线之间，电源指示电路串联在脱扣器三极开关TRIA出线侧的火线和零线之间，预检电路串联在未穿过第一零序电流互感器CT1的零线和穿过第一零序电流互感器CT1的火线之间，功能转换电路分别与第二零序电流互感器CT2次级线圈的一端2S1端以及另一端2S2端连接。

请继续参阅图1，所述的控制电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、可控硅SCR、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第一压敏电阻RPS1、第二压敏电阻RPS2以及漏电保护芯片U1，所述的漏电保护芯片U1为VG54123。所述的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4构成整流桥，经第二电阻R2降压和第三电容C3滤波后为漏电保护芯片U1提供稳定的直流电源，所述的第三电容C3为电解电容。所述的第一电容C1串联在可控硅SCR的控制极和地之间，作滤波用；所述的第二电容C2为谐振电容，用于提高输入信号的幅度；所述的第四电容C4和第五电容C5为滤波电容，起抗干扰作用。所述的第一零序电流互感器CT1和第二零序电流互感器CT2采集电路中的漏电电流，并对漏电电流作同相位叠加后送至漏电保护芯片U1。当火线、零线或地线任意一根线中存在漏电流（火线和零线之间的回路电流除外）时，漏电保护芯片U1驱动可控硅SCR导通，脱扣器线圈KB得电，使脱扣器三极开关TRIA动作，切断电源。所述的温度保护电路包括温度开关TK，所述的温度开关TK的一端与控制电路连接后共同连接至至所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线，温度开关TK的另一端与脱扣器线圈KB的一端以及控制电路连接。当电路温度异常升高时，温度开关TK导通，使脱扣器线圈KB得电，脱扣器三极开关TRIA动作，切断电源。所述的地线报警指示电路包括第三电阻R3和氖泡XD，所述的第三电阻R3的一端与氖泡XD的一端连接，第三电阻R3的另一端与所述的脱扣器三极开关TRIA进线侧的地线连接，氖泡XD的另一端与脱扣器三极开关TRIA进线侧的零线连接。在电器正常使用的情况下，由于地线不带电，所述的氖泡XD因无电流流过而不亮；当接地异常带电时，由于地线与电器外壳连接，其通过电器与地构成回路，使氖泡XD点亮，提醒用户拔出插头，避免触电事故发生。所述的电源指示电路包括第四电阻R4和发光二级管LED，发光二极管LED为合闸通电指示灯。所述的预检电路包括按键开关T和第五电阻R5。所述的按键开关T的一端与第五电阻R5的一端连接，按键开关T的另一端与所述的脱扣器三极开关TRIA出线侧未穿过第一零序电流互感器CT1的零线连接，第五电阻R5的另一端与脱扣器三极开关TRIA出线侧穿过第一零序电流互感器CT1的火线连接。当按下按键开关T时，在第一零序电流互感器CT1中产生一模拟的漏电电流，该电流值由第五电阻R5决定，可预检漏电保护功能是否可靠。所述的功能转换电路包括转换开关S1，所述的转换开关S1的一端与所述的第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S1端连接，转换开关S2的另一端与第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S2端连接。设定地线异常带电的动作电流为30mA，一般地，当控制电路判断为漏电电流≥30mA时，会切断电源，使电器停止工作。但在实际的电器使用过程中，常存在地线带电的误判现象，比如将感应电流误判为地线带电故障等，影响电器的正常使用。此时，可通过功能转换电路实现插头三极与二极的转换，当为三极插头时，具有地线漏电流检测功能，当为两极插头时，不具有地线漏电流检测功能。具体地，将转换开关S1闭合，第二零序电流互感器CT2次级线圈的2S1端和2S2端被短接，控制电路不判定是否存在地线带电故障，即使地线带电，脱扣器也不动作。当转换开关S1断开时，第二零序电流互感器CT2正常检测地线带电故障。该设计不影响电器的接地保护，且能在被误判为发生地线带电故障的情况下，使电器正常工作。

Claims (7)

1.一种三极与二极可相互切换的漏电保护插头，包括脱扣器、第一零序电流互感器(CT1)以及第二零序电流互感器(CT2)，所述的脱扣器包括脱扣器线圈(KB)和脱扣器三极开关(TRIA)，所述的脱扣器三极开关(TRIA)进线侧连接交流电源，脱扣器三极开关(TRIA)出线侧所连接的火线（L线）、零线（N线）穿过第一零序电流互感器(CT1)，脱扣器三极开关(TRIA)出线侧所连接的地线（PE线）穿过第二零序电流互感器(CT2)，其特征在于：还包括控制电路、温度保护电路、地线报警指示电路、电源指示电路、预检电路以及功能转换电路，第一零序电流互感器(CT1)的次级线圈和第二零序电流互感器(CT2)的次级线圈同相位串联后接至控制电路，控制电路与温度保护电路以及脱扣器连接，温度保护电路与脱扣器连接，地线报警指示电路串联在脱扣器三极开关(TRIA)进线侧的零线和地线之间，电源指示电路串联在脱扣器三极开关(TRIA)出线侧的火线和零线之间，预检电路串联在未穿过第一零序电流互感器(CT1)的零线和穿过第一零序电流互感器(CT1)的火线之间，功能转换电路分别与第二零序电流互感器(CT2)次级线圈的一端(2S1)端以及另一端(2S2)端连接。

2.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的控制电路包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、可控硅(SCR)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一压敏电阻(RPS1)、第二压敏电阻(RPS2)以及漏电保护芯片(U1)，所述的漏电保护芯片(U1)为VG54123，所述的第一二极管(D1)的正极与第二二极管(D2)的负极以及第一压敏电阻(RPS1)的一端连接，并共同连接至所述的脱扣器线圈(KB)的一端以及所述的温度保护电路，第一二极管(D1)的负极与第三二极管(D3)的负极、可控硅(SCR)的正极以及第二电阻(R2)的一端连接，第三二极管(D3)的正极与第四二极管(D4)的负极、第一压敏电阻(RPS1)的另一端以及第二压敏电阻(RPS2)的一端连接，并共同连接至所述的脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的零线以及所述的温度保护电路，第二压敏电阻(RPS2)的另一端与脱扣器线圈(KB)的另一端共同连接至脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的火线，可控硅(SCR)的控制极与第一电容(C1)的一端、第二电容(C2)的一端以及漏电保护芯片(U1)的7脚连接，第二电容(C2)的另一端连接漏电保护芯片(U1)的6脚，漏电保护芯片(U1)的4、5脚共同连接至第四电容(C4)的一端，漏电保护芯片(U1)的2脚与第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端连接第二零序电流互感器(CT2)的(2S2)端，漏电保护芯片(U1)的1脚与第五电容(C5)的一端连接，并共同连接至第一零序电流互感器(CT1)的一端(1S1)端，漏电保护芯片(U1)的8脚与第三电容(C3)的正极以及第二电阻(R2)的另一端连接，第二二极管(D2)的正极、第四二极管(D4)的正极、可控硅(SCR)的负极、第一电容(C1)的另一端、第三电容(C3)的负极、第四电容(C4)的另一端、第五电容(C5)的另一端以及漏电保护芯片(U1)的3脚共同接地。

3.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的温度保护电路包括温度开关(TK)，所述的温度开关(TK)的一端与控制电路连接后共同连接至所述的脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的零线，温度开关(TK)的另一端与脱扣器线圈(KB)的一端以及控制电路连接。

4.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的地线报警指示电路包括第三电阻(R3)和氖泡(XD)，所述的第三电阻(R3)的一端与氖泡(XD)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端与所述的脱扣器三极开关(TRIA)进线侧的地线连接，氖泡(XD)的另一端与脱扣器三极开关(TRIA)进线侧的零线连接。

5.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的电源指示电路包括第四电阻(R4)和发光二级管(LED)，第四电阻(R4)的一端与发光二极管(LED)的正极连接，第四电阻(R4)的另一端与所述的脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的火线连接，发光二极管(LED)的负极与脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的零线连接。

6.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的预检电路包括按键开关(T)和第五电阻(R5)，所述的按键开关(T)的一端与第五电阻(R5)的一端连接，按键开关(T)的另一端与所述的脱扣器三极开关(TRIA)出线侧未穿过第一零序电流互感器(CT1)的零线连接，第五电阻(R5)的另一端与脱扣器三极开关(TRIA)出线侧穿过第一零序电流互感器(CT1)的火线连接。

7.根据权利要求1所述的三极与二极可相互切换的漏电保护插头，其特征在于所述的功能转换电路包括转换开关(S1)，所述的转换开关(S1)的一端与所述的第二零序电流互感器(CT2)次级线圈的(2S1)端连接，转换开关(S2)的另一端与第二零序电流互感器(CT2)次级线圈的(2S2)端连接。