CN104969416B - 具有防电击功能的电极结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气设备技术，并且更具体地涉及一种在电气设备的各种装置中使用的电气结构。具有防电击功能的电极结构连接至电气设备的电力传输和分配路径。当连接至电极结构的电气设备或在附近位置处电连接至该电气设备的其他设备被浸没时，具有防电击功能的电极结构防止电击。

Description

具有防电击功能的电极结构

技术领域

本发明总体上涉及电气设备技术，并且更具体地涉及一种在电气设备的各种装置中使用的电极结构体。

背景技术

在电插座、插头或配电盘中，不同类型的电极被用于电接触或电测量。如果暴露的电极导致电流泄露，则可能发生电击。当水平高于特定值的电流从电源通过人体流向地面时，人体会遭到电击。通常，大于15mA的电流会使人体抽搐，而大于50mA的电流可能将人杀死。死亡的主要原因是心脏受到冲击，其中，流过心脏的电流损坏神经并使心脏停止活动。电击的危险性取决于电流传递至人体时的体电阻，而该体电阻根据皮肤状况而变化。

当诸如电插座、电加热器或电灯之类的电气设备浸没在水中，并且人体接触水或接触通过水被施加有电流的金属壳体时，电流从电气设备的暴露的导体通过水和人体流向地面。在这种情况下，具有非常低的接触电阻的湿的皮肤导致电死的危险。

公开于2005年4月25日的韩国专利公报No.10-2005-0037986公开了一种用于防止由水浸造成的电击的防电击装置，其中，在水浸的情况下，来自暴露的带电部分的电流泄漏可以被传导至与暴露的带电部分附接的导电金属板或导电金属网，从而使得可以防止电击。金属板或金属网通过导线连接至中性线或端子站中的接地端子，并且金属板的尺寸约为50cm×30cm。

尽管没有对本发明的原理进行详细地描述，但是明显的是，在水浸的情况下，通过在电阻比水的电阻低得多的浸没导体与人体之间插置金属板以使得金属板可以与人体并联地电气布置，可以防止电流流入人体。然而，金属板或金属网通过单独的导线连接至端子站并具有巨大的体积，因而使安装空间受限。

公开于2012年11月5日的韩国专利No.10-1197414公开了用于防止电流泄漏的另一种装置，该装置包括：连接端子站和防电流泄漏导体，其中，连接端子站包括第一连接端子、以及设置在输入端子与输出端子之间并连接至相电压端子和中性点端子的第二连接端子；防电流泄漏导体电连接至与中性点端子连接的第二连接端子以围绕连接端子站的横向侧和顶侧。

用于防止电流泄漏的装置具有复杂的结构，该结构包括围绕连接端子站并连接至中性点端子的电极。此外，将该装置应用于小的电插座等是困难的。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种下述电极结构体，其具有防电击功能和简单的结构，从而使得能够以方便的方式进行安装。

此外，本发明的另一目的是提供一种具有防电击功能的电极结构体，其中，电极结构体可以在包括小的电插座、电力断路器或者户外路灯的许多应用中使用。

技术方案

为了实现上述目的，具有防电击功能的电极结构体被连接至电气设备的电力传输和分配路径。当与电极结构体连接的电气设备被浸没时或者当在附近位置处电连接至该电气设备的其他电气设备被浸没时，电极结构体防止电击。

在一个总体方面中，提供了一种具有防电击功能的电极结构体，该电极结构体包括：第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子，其中，第一输入端子与输入侧的第一电线连接，第二输入端子与输入侧的第二电线连接，第一输出端子与输出侧的第一电线连接，第二输出端子与输出侧的第二电线连接。此外，具有防电击功能的电极结构体可以包括第一扁平导体和第二扁平导体。第一扁平导体具有固定至第一输入端子的一个端部以及固定至第一输出端子的另一端部，该第一扁平导体与第一电线相比具有更大的宽度和长度，并且该第一扁平导体具有通过将宽度和长度相乘而获得的面积，该面积为第一电线的横截面面积的4倍至100,000倍。第二扁平导体具有固定至第二输入端子的一个端部以及固定至第二输出端子的另一端部，并且第二扁平导体具有与第一扁平导体相同的尺寸。另外，具有防电击功能的电极结构体还可以包括非导电壳体，该非导电壳体固定第一扁平导体和第二扁平导体，使得第一扁平导体和第二扁平导体彼此电隔离。

第一扁平导体和第二扁平导体可以由铜(Cu)材料制成。

壳体可以固定第一扁平导体和第二扁平导体，使得第一扁平导体和第二扁平导体面向彼此。

具有防电击功能的电极结构可以在第一扁平导体与第二扁平导体面向彼此的情况下形成为竖立的，并且该电极结构可以安装在比要被保护以免受水浸的电气设备更低的位置处。

具有防电击功能的电极结构体可以为电力断路器。

具有防电击功能的电极结构体可以为电插座。

有利效果

已经进行了实验，并且实验证明了通过将一对扁平导体安装在电力传输和分配路径上可以实现简单结构，从而大大减小了流入到在附近接触泄漏电流的人体中的电流。

附图说明

图1为示出了根据本发明的示例性实施方式的具有防电击功能的电极结构的外部视图的示意图。

图2为沿四个端接螺钉的中心截取的图1的截面图。

图3为示出了第一实验中的装置的布置的示意图。

图4为示出了第二实验中的装置的布置的示意图。

图5为示出了将具有防电击功能的电极结构体应用至电力断路器的示例的示意图。

图6为示出了图5中所示的电力断路器的后视图。

图7为示出了图5中所示的电力断路器的输入端子和扁平导体的示例的示意图。

图8为示出了将具有防电击功能的电极结构体应用至电插座的示例的示意图。

具体实施方式

上述实施方式和其他特征通过下面的示例性实施方式将变得更加明显。在下文中，将参照附图来对本发明的示例性实施方式进行详细地描述以使本领域普通技术人员容易理解并实施本发明。

图1为示出了根据本发明的示例性实施方式的具有防电击功能的电极结构体的外部视图的示意图。图2为沿四个端接螺钉的中心截取的图1的截面图。将参照图1和图2来描述具有防电击功能的电极结构体。

具有防电击功能的电极结构体连接至家用电气设备或工业电气设备——例如，灯、路灯、电插座、插头、马达等——的电力传输和分配路径。如将在下面描述的，当具有电极结构体的电气设备浸没在水中时或者当在附近位置处电连接至电气设备的其他电气设备被浸没时，具有防电击功能的电极结构体防止电击。

如图1和图2中所示，具有防电击功能的电极结构体包括：与输入侧的第一电线连接的第一输入端子11；与输入侧的第二电线连接的第二输入端子13；与输出侧的第一电线连接的第一输出端子31；以及与输出侧的第二电线连接的第二输出端子33。另外，具有防电击功能的电极结构体还包括第一扁平导体110和第二扁平导体130。第一扁平导体110具有固定至第一输入端子的一个端部以及固定至第一输出端子的另一端部。第一扁平导体110具有比第一电线的厚度更大的宽度和长度，并且具有通过将宽度和长度相乘获得的面积，并且第一扁平导体110的横截面面积为第一电线的横截面面积的4倍至10,000倍。第二扁平导体130具有固定至第二输入端子的一个端部以及固定至第二输出端子的另一端部，并且具有与第一扁平导体110相同的尺寸。而且，具有防电击功能的电极结构体还可以包括固定第一扁平导体110和第二扁平导体130以使得第一扁平导体和第二扁平导体可以彼此电隔离的非导电壳体300。

通常，输入侧的被螺钉联接至第一输入端子11的第一电线与输入侧的被螺钉联接至第二输入端子13的第二电线具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。类似地，输出侧的被螺钉联接至第一输出端子31的第一电线与输出侧的被螺钉联接至第二输出端子33的第二电线通常具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。具有防电击功能的电极结构体安装在电力传输和分配路径上，使得输入侧的第一电线和输出侧的第一电线是大致相同的物理导线和电线，并且输入侧的第二电线和输出侧的第二电线是相同的物理导线和电线；然而，本发明不限于此。

在一个示例性实施方式中，第一输入端子11、第二输入端子13、第一输出端子31以及第二输出端子33形成为彼此完全相同的。然而，每个端子或每对端子均可以形成为不同的。在本示例性实施方式中，如图1和图2中所示，端子可以包括：在第二扁平导体的两个端部中穿孔的螺钉孔；插入到螺钉孔中以被固定在其中的螺钉；以及通过螺钉附接至壳体并且有助于将未被覆盖的传导线固定在螺钉与壳体300之间的辅助板。在另一示例性实施方式中，端子可以包括压力固定至扁平导体的一个端部的端子站。端子可以形成为将导线以各种方式连接至扁平导体的两个端部。

壳体300为物理地固定端子和扁平导体的结构。例如，在电极结构体应用至电插座的情况下，壳体可以是电插座壳体。在电极结构体应用至配电盘的情况下，壳体可以是固定配电盘的端子的支架或框架。所示出的示例性实施方式被应用成双线型，使得壳体固定两个扁平导体，但是在三线型的情况下，壳体可以被改进成固定三个扁平导体。壳体可以由塑料或非导电的陶瓷材料制成。

由于期望的是扁平导体在浸入在水中的同时最大程度地相对于彼此暴露，因此壳体具有固定扁平导体的两个端部使得扁平导体的大部分在悬置在空气中的同时被暴露的结构。在示出的示例性实施方式中，扁平导体固定在比壳体的外部轮廓更低的位置处，以防止操作者在暴露的扁平导体被安装时或安装之后因不经意地接触所述暴露的扁平导体而遭受电击。具体地，在壳体的顶部上突出的四个柱体通过利用端子来固定扁平导体，其中，柱体在壳体的顶部上突出成位于比固定的扁平导体稍高的位置处。另外，壳体在外部上还可以包括盖。该盖可以形成为具有足够数目和尺寸的孔以在浸入在水中时允许处于足够的水中，同时防止不经意地接触。

在另一示例性实施方式中，壳体可以固定第一扁平导体和第二扁平导体，使得第一扁平导体和第二扁平导体可以面向彼此。当具有防电击功能的电极结构体浸没在水中时，水填充所述两个扁平导体之间的空间，并且然后由水和所述两个扁平导体形成了电阻。电阻与电阻器的长度成正比并且与电阻器的横截面面积成反比，使得当扁平导体面向彼此时，横截面面积被最大化并且长度被最小化，从而使电阻最小化。因此，当电极结构体与人体和地面并联连接时，可以使流入到具有更大的电阻的身体中的电流最小化。

在另一示例性实施方式中，具有防电击功能的电极结构体在第一扁平导体与第二扁平导体面向彼此的情况下形成为竖立的，并且具有防电击功能的电极结构体安装在比要被保护以免受水浸的电气设备更低的位置处。例如，在路灯的情况下，暴露在路灯较低的部分处的控制器安装在防水空间处，但是如果该空间浸没在水中，则靠近该空间的人处于电击的危险中。具有防电击功能的电极结构体在防水空间中安装在比控制器更低的位置处，使得电极结构体在控制器被浸没之前浸入在水中，从而首先运行。

在另一示例性实施方式中，第一扁平导体和第二扁平导体可以由铜(Cu)材料制成。实验表明，在扁平导体由铜材料而不是由铁材料或铝材料制成的情况下，具有防电击功能的电极结构体展现出极佳的效果。

图3为示出了第一实验中的装置的布置的示意图。在第一实验中，水箱502填充有水，并且根据示例性实施方式的具有防电击功能的电极结构体503浸入在水箱502中，其中，电极结构体503的一个端部连接至插头，并且设置在电极结构体503的另一端部处的灯505暴露于水箱的外部，地面上不存在水。此时，将插头501插入到电插座中以供应电力。可以看出，尽管具有防电击功能的电极结构体503浸没在水中，但是灯505被接通。随后，实验者509抓住导线的一个暴露端部并使另一暴露端部浸入到水箱中，并且通过利用安培计507来测量流过导线的电流。由于如果实验者509直接进行实验可能是危险的，因此可以使用具有与人体相同的导电性的动物来代替。下面的表1示出了通过用具有不同的宽度和长度的扁平导体反复进行实验而获得的结果，其中，应用有220V/60Hz的商用电力，连接120W的电灯泡作为负载，并且面向彼此的两个扁平导体之间的距离为10mm。此外，在实验中使用的导线包括具有1.8mm的直径的圆柱形导体。在下面的表1中，行表示扁平导体的宽度，列表示扁平导体的长度，并且测量值以mA表示。

【表1】

长度\宽度	0.9mm	1.8mm	3.6mm	7.2mm	14.4mm	28.8mm
							0.9mm	13.12	12.51	12.07	11.42	11.03	10.02
1.8mm	12.52	2.52	1.10	0.90	0.75	0.67
							3.6mm	12.05	1.10	0.95	0.75	0.67	0.37
7.2mm	11.41	0.90	0.75	0.67	0.37	0.21

14.4mm	11.02	0.75	0.67	0.37	0.21	0.11
							28.8mm	10.03	0.67	0.37	0.21	0.11	0.05
57.6mm	9.81	0.37	0.21	0.11	0.05	0.01

实验结果表明，用所有尺寸的扁平导体，流过人体的电流都是弱的，从而不存在电击的危险。其原因被设想为：当单相电流流过水箱中的水时，水中发生电压降，单相电流空间受阻，而当人体接触水时，流到人体中的电流根据浸入在中的人体部位的位置而被确定为单相电流以前或之前的电流，使得人体暴露于与直接接触同一单相电流的情况相比低得多的交流电源。然而，没有发现两个扁平导体可以如何进一步地防止电流流到人体中。

下面的数据示出了以除了接地导线511浸入到水箱的水中以传导水的电流之外与上文相同的方式进行的实验的结果。该实验旨在示出路灯被浸没并且电流传导至与地面电接触的水的情况，该情况实际上为电气设备被浸没的状态。可以看出的是，即使在该状态下仍然不存在电流泄漏量的实质性变化。

【表2】

长度\宽度	0.9mm	1.8mm	3.6mm	7.2mm	14.4mm	28.8mm
							0.9mm	13.21	12.79	12.21	11.68	11.12	10.13
1.8mm	12.79	2.54	1.12	0.92	0.77	0.69
							3.6mm	12.21	1.12	0.97	0.77	0.69	0.39
7.2mm	11.68	0.92	0.77	0.69	0.39	0.23
							14.4mm	11.12	0.77	0.69	0.39	0.23	0.13
28.8mm	10.13	0.69	0.39	0.23	0.13	0.07
							57.6mm	10.01	0.39	0.23	0.13	0.07	0.03

下面的数据根据距离示出了发生在水箱中的扁平导体周围的电流泄漏。根据该实验，可以确定传导线上的泄漏电流与扁平导体周围的泄漏电流之间的相关性。

【表3】

面积\距离	0cm	5cm	10cm	15cm
					14.4mm×28.8mm	0.304	0.230	0.170	0.120
28.8mm×28.8mm	0.605	0.054	0.009	0.005

上述实验引起这样的设想：大多数电流在面向彼此的扁平导体之间的空间周围流动。在扁平导体被安装之前，在两个暴露的导线之间形成了943V/m的电场，而在扁平导体被安装之后，电场超过1999V/m的阈值。

该实验可以在其中电流被传导至作为两个扁平导体之间的电阻的水的电路中进行模拟。人体可以被模拟为连接在电阻与传导地面之间的另一电阻。通过使用电路的一般方法可以理解：作为两个扁平导体之间的电阻的人体和水在电路中并联地连接，使得可以防止电流流到人体中。

如表1和表2中所示，就测量值而言，电流被传导至水箱中的水中的情况与没有电流被传导的情况之间不存在显著差异，这表明在电击的危险性方面不存在显著差异。此外，可以看出，如果扁平导体的宽度或长度中的任一者比导体的直径更小，则电流量显著增大，这表明电击的危险性增大。

而且，根据表1和表2中示出的结果，可以看出，流过人体的电流取决于扁平导体的面积以及圆柱形导线的横截面面积。扁平导体的面积通过将扁平导体的板的宽度和长度相乘而获得。在表2示出的实验结果中，导线的半径为r，导线的宽度为2r，并且导线的横截面面积为πr²，使得例如在表2的第一行中，扁平导体的面积可以是(r)(r)＝r²，(r)2r＝2r²，(r)(4r)＝4r²，(r)(8r)＝8r²，(r)(16r)＝16r²，(r)(32r)＝32r²等，扁平导体的面积与导线的横截面面积的比率可以是1/π＝0.32，2/π＝0.64，4/π＝1.27，8/π＝2.55，16/π＝5.09，32/π＝10.19等。

表2中示出了电流被传导至水的状态，该状态实际上与电气设备浸入到水中的状态相似，当扁平导体的面积与圆柱形导线的横截面面积的比率为约1.27或更低时，流过为参照值的2.54mA或更高的电流；并且当比率为5.09时，流过0.97mA的电流。通过该实验，可以看出，当扁平导体的面积是圆柱形导线的横截面面积的四倍时，在正常状态下流过处于不损害人体的程度的电流。

由于扁平导体的尺寸增大，因此生产成本增大并且需要更大的空间，从而导致商业用途方面的问题。通常，当导线的直径为约2mm时，横截面面积为3.14mm²；并且3.14mm²的横截面面积的100,000倍为3,140mm²，其中，当扁平导体的宽度为10cm时，其长度为314cm，这显示出：与导线的尺寸相比，难以在商业应用中使用如此大的尺寸。

图4为示出了第二实验中的装置的布置的示意图。第二实验以下述方式进行：水箱502填充有水，根据示例性实施方式的具有防电击功能的电极结构体503暴露于水箱502的外部，而连接至具有防电击功能的电极结构体503的另一电气设备——例如电插座513——浸入水箱502中，并且连接至电插座的另一电气设备——例如灯505——暴露于水箱的外部。此时，插头501插入到电插座中以供应电力。可以看出，尽管另一电气设备——即，电插座513——浸入水中而没有使具有防电击功能的电极结构体503浸没，但灯505被接通。随后，实验者509抓住导线的一个暴露端部并使另一暴露端部浸入水箱中，并且通过利用安培计507来测量流过导线的电流。由于如果实验者509直接进行实验可能是危险的，因此可以使用具有与人体相同的导电性的动物来代替。在该实验中，应用有220V/60Hz的商用电力，连接120W的电灯泡作为负载，并且两个相对的扁平导体之间的距离为10mm。此外，在实验中使用的导线包括具有1.8mm的直径的圆柱形导体。在下面的表中，行表示扁平导体的宽度，列表示扁平导体的长度，并且测量值以mA表示。该实验的结果与表1中的结果类似。本发明的申请人可能没有通过利用电建模来描述实验结果，而是仅假设在两个扁平导体暴露在空气中时，流到人体中的电流被改变。

下面的数据示出了以除了通过使接地导线511浸入水箱的水中来传导水的电流之外与上文相同的方式进行的实验的结果。该实验旨在示出路灯被浸没并且电流传导至与地面电接触的水的情况，该情况实际上为电气设备被浸没的状态，其中与上述实验相比流过更多的电流。

【表4】

长度\宽度	0.9mm	1.8mm	3.6mm	7.2mm	14.4mm	28.8mm
							0.9mm	13.71	13.21	12.71	12.18	11.62	10.63
1.8mm	13.21	3.02	2.63	1.67	1.82	1.74

3.6mm	12.71	2.63	1.85	1.46	1.30	1.22
							7.2mm	11.18	1.67	1.46	1.30	1.21	0.80
14.4mm	11.62	1.82	1.30	1.21	0.77	0.62
							28.8mm	10.63	1.74	1.19	1.80	0.62	0.65
57.6mm	10.51	1.21	0.80	0.69	0.65	0.62

通过参照图5至图7，将对将具有防电击功能的电极结构体应用至电力断路器的示例进行描述。图5为示出了将具有防电击功能的电极结构体应用至电力断路器的示意图。图6为示出了图5中所示的电力断路器的后视图。图7为示出了图5中所示的电力断路器中的输入端子和扁平导体的示例的示意图。

在示例中使用的电力断路器例如可以连接至家用电气设备或工业电气设备的电力传输和分配路径。如将在下面描述的，即使当电力中断功能存在故障时，电力断路器仍可以在安装在电力断路器的后端部处的电气设备被浸没时或在于附近位置处电连接至电气设备的其他电气设备被浸没时防止电击。

如图5至图7中所示，电力断路器包括：与输入侧的第一电线连接的第一输入端子11；与输入侧的第二电线连接的第二输入端子13；与输出侧的第一电线连接的第一输出端子31；以及与输出侧的第二电线连接的第二输出端子33。电力断路器包括：构造成在输入端子连接至第一输入端子和第二输入端子的同时在流过过电流时使电路连接中断的电力中断部件20；以及防电击部件10。此外，电力断路器包括第一扁平导体110和第二扁平导体130。电力中断部件20可以通过将输入端连接至第一输入端子的连接件71和第二输入端子的连接件73、并且通过将输出端连接至形成在第一扁平导体110和第二扁平导体130的另一端部上的连接件51和53来控制输入端与输出端之间的电连接，第一输出端子31和第二输出端子33与第一扁平导体110和第二扁平导体130在第一扁平导体110和第二扁平导体130的一个端部上一体地形成。

第一扁平导体110的一个端部连接至第一输出端子31，并且第一扁平导体110的另一端部处形成有连接至电力中断部件的输出端子中的一个输出端子的连接件51。第一扁平导体110的宽度和长度比第一导线的宽度更大，并且通过将第一扁平导体110的宽度和长度相乘而获得的第一扁平导体110的面积为第一电线的横截面面积的4倍至100,000倍。第二扁平导体具有连接至另一输出端子的一个端部，以及连接至第二输出端子的另一端部，并且第二扁平导体具有与第一扁平导体相同的尺寸。另外，电力中断部件可以包括固定第一扁平导体和第二扁平导体使得第一扁平导体和第二扁平导体可以彼此电隔离的非导电壳体。

在一个示例性实施方式中，电力中断部件20包括：过电流检测器、致动器以及开关，其中，过电流检测器在监控从输入端子和输出端子供应的电流的同时检测过电流；致动器在由过电流检测器检测到过电流时运转；开关通过利用致动器来阻挡输入端子与输出端子之间的连接。电力中断部件的类型和构型在本领域中通常是已知的，从而将省去对其的详细描述。

根据示例性实施方式的防电击部件10包括第一扁平导体110和第二扁平导体130。第一扁平导体110具有通过第一连接件51连接至电力中断部件20的输出端子中的一个输出端子的一个端部，以及连接至第一端子31的另一端部。第一扁平导体110的宽度和长度比第一电线的宽度更大，并且通过将第一扁平导体110的宽度和长度相乘而获得的第一扁平导体110的面积为第一电线的横截面面积的4倍至100,000倍。第二扁平导体具有连接至另一输出端子的一个端部，以及连接至第二输出端子的另一端部，并且第二扁平导体具有与第一扁平导体相同的尺寸。另外，电力中断部件可以包括固定第一扁平导体和第二扁平导体使得第一扁平导体和第二扁平导体可以彼此电隔离的非导电壳体。

通常，输入侧的被螺钉联接至第一输入端子11的第一电线与输入侧的被螺钉联接至第二输入端子13的第二电线具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。类似地，输出侧的被螺钉联接至第一输出端子31的第一电线与输出侧的被螺钉联接至第二输出端子33的第二电线通常具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。具有防电击功能的电极结构体安装在电力传输和分配路径上，使得输入侧的第一电线和输出侧的第一电线通常具有大致相同的物理导线和电线，并且输入侧的第二电线和输出侧的第二电线具有相同的物理导线和电线；然而，本发明不限于此。

在一个示例性实施方式中，第一输入端子11和第二输入端子13可以包括：螺钉孔、螺钉(未示出)和辅助板，其中，螺钉孔在第一输入端子11和第二输入端子13的一个端部上穿孔在壳体中；螺钉插入到螺钉孔中以固定在螺钉孔中；辅助板通过螺钉附接至壳体并有助于固定螺钉与壳体300之间的未覆盖的传导线。在另一示例性实施方式中，端子可以包括压力固定至扁平导体的一个端部的端子站。端子可以形成为将导线以各种方式连接至扁平导体的两个端部。

在一个示例性实施方式中，第一输入端子11可以包括形成在其另一弯曲端部处的第一连接件71。第一连接件71连接至电力中断部件20的臂连接件。类似地，在一个示例性实施方式中，第二输入端子13可以包括形成在其另一弯曲端部处的第二连接件73。第二连接件73连接至电力中断部件20的臂连接件。

壳体300物理地固定端子和扁平导体。所示的示例性实施方式被应用成双线型，使得壳体固定两个扁平导体，但是在三线型的情况下，壳体可以被改进成固定三个扁平导体。壳体可以由塑料或非导电的陶瓷材料制成。

在示出的示例中，扁平导体固定在壳体的内壁上，其中扁平导体的一个表面从内壁暴露，扁平导体固定在比壳体的外部轮廓更低的位置处，以防止操作者在暴露的扁平导体被安装时或安装之后因不经意地接触暴露的扁平导体而遭受电击。第一扁平导体和第二扁平导体通过壳体固定成面向彼此。

尽管本发明可能不会通过电路理论来进行充分地描述，但是从电学角度来看可以理解的是，当电力断路器浸入在水中时，水填充两个扁平导体之间的空间，此时由水和两个扁平电极形成电阻。电阻与电阻器的长度成正比并且与电阻器的横截面面积成反比例，使得当两个扁平电极面向彼此时，电阻器的横截面面积被最大化，并且电阻被最小化。因此，当电极结构体与人体和地面并联地连接时，流到具有较大电阻的人体中的电流可被最小化。

在另一示例性实施方式中，具有防电击功能的电极结构体在第一扁平导体与第二扁平导体面向彼此的情况下形成为竖立的，并且具有防电击功能的电极结构体安装在比要被保护以免受水浸的电气设备更低的位置处。例如，在路灯的情况下，暴露在路灯的较低部分处的控制器安装在防水空间处，但是如果该空间浸没在水中，则靠近该空间的人处于电击的危险中。具有防电击功能的电极结构体在防水空间中安装在比控制器更低的位置处，使得电极结构体在控制器被浸没之前浸入水中，从而首先运行。

在又一示例性实施方式中，第一扁平导体和第二扁平导体可以由铜(Cu)材料制成。实验表明，在扁平导体由铜材料而不是由铁材料或铝材料制成的情况下，具有防电击功能的电极结构体展现出极佳的效果。

参照图8，将对将具有防电击功能的电极结构体应用至电插座的示例进行描述。图8为示出了将具有防电击功能的电极结构体应用至电插座的示例的示意图。

根据示例性实施方式的具有防电击功能的电插座1000包括本体1100、盖1200、电源端子1300、插头插入孔1400以及电极结构体1500。

本体1100具有形成在其内部的接纳空间1110，并且本体1100不限于如示例性实施方式中示出的矩形形状，而是可以形成为具有各种形状，例如圆形。

盖1200连接至本体1100的顶部。盖1200可以以在应用本发明之前的技术中已知的各种方式连接至本体1100，从而将省去对连接结构的详细描述。

电源端子1300形成在本体1100的接纳空间1110的一部分上，并通过与插头的连接来供应电力。插头插入到插头插入孔1400中以与用作电极的电源端子1300连接，使得商用电力可以通过插头应用至与插头连接的电气设备(未示出)。

电极结构体1500安装在本体1100的接纳空间1110的一部分上，并连接在电源端子1300与供电线路1600之间以防止电流泄漏。

如图1和图2中所示，电极结构体1500包括第一输入端子11、第二输入端子13、第一输出端子31、第二输出端子33、第一扁平导体110、第二扁平导体130以及非导电壳体300。

第一输入端子11连接至电源端子1300的第一引线1310。第二输入端子13连接至电源端子1300的第二引线1320。第一输出端子31连接至供电线路1600的第三引线1610。第二输出端子33连接至供电线路1600的第四引线1620。

第一扁平导体110连接在第一输入端子11与第一输出端子31之间。第一扁平导体110的宽度和长度比第一引线1310更大，并且第一扁平导体110的面积为第一引线的横截面面积的4倍至100,000倍。第二扁平导体130连接在第二输入端子13与第二输出端子33之间并具有与第一扁平导体110相同的尺寸。非导电壳体300固定第一扁平导体110和第二扁平导体130，使得第一扁平导体和第二扁平导体可以彼此电隔离。

通常，被螺钉联接至第一输入端子11的第一引线1310与被螺钉联接至第二输入端子13的第二引线1320具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。

类似地，被螺钉联接至第一输出端子31的第三引线1610与被螺钉联接至第二输出端子33的第四引线1620通常具有相同的物理尺寸和电尺寸；然而，本发明不限于此。

在电插座中，第一引线1310和第三引线1610在物理上和电学上是相同的；并且第二引线1320和第四引线1620在物理上和电学上是相同的；然而，本发明不限于此。

在一个示例性实施方式中，第一输入端子11、第二输入端子13、第一输出端子31以及第二输出端子33形成为具有完全相同的形状；然而，每个端子或一对端子可以具有不同的形状。如图8中所示，端子可以包括：螺钉孔、螺钉和辅助板，其中，螺钉孔穿孔在第二扁平导体的两个端部中，螺钉插入到螺钉孔中以被固定在其中，辅助板通过螺钉附接至壳体并且有助于将未被覆盖的传导线固定在螺钉与壳体300之间。在另一示例性实施方式中，端子可以形成为压力固定至第一扁平导体110和第二扁平导体130的一个端部。端子可以形成为将导线以各种方式连接至扁平导体的两个端部。

非导电壳体300为物理地固定端子和扁平导体的结构。所示的示例被应用成双线型，使得壳体固定两个扁平导体，但是在三线型的情况下，壳体可以被改进成固定三个扁平导体。壳体可以由塑料或非导电的陶瓷材料制成。

由于理想的是扁平导体在浸入在水中的同时最大程度地相对于彼此暴露，因此壳体具有固定扁平导体的两个端部使得扁平导体的大部分在悬置在空气中的同时被暴露的结构。在示出的示例性实施方式中，扁平导体固定在比壳体的外部轮廓更低的位置处，以防止操作者在暴露的扁平导体被安装时或安装之后因不经意地接触所述暴露的扁平导体而遭受电击。

具体地，在壳体的顶部上突出的四个柱体通过利用端子来固定扁平导体，其中，柱体在壳体的顶部上突出成位于比固定的扁平导体稍高的位置处。

在另一示例性实施方式中，非导电壳体300可以固定第一扁平导体和第二扁平导体，使得第一扁平导体和第二扁平导体可以面向彼此。通过从电学角度考虑本发明，当电插座浸入在水中时，水填充两个扁平导体之间的空间，此时由水和所述两个扁平导体形成了电阻。电阻与电阻器的长度成正比并且与电阻器的横截面面积成反比，使得当扁平导体面向彼此时，横截面面积被最大化并且长度被最小化，从而使电阻最小化。因此，当电极结构体与人体和地面并联地连接时，可以使流入到具有较大电阻的身体中的电流最小化。

在另一示例性实施方式中，电插座在第一扁平导体与第二扁平导体面向彼此的情况下形成为竖立的，并且电插座安装在比要被保护以免受水浸的电气设备更低的位置处。例如，在路灯的情况下，暴露在路灯的较低部分处的控制器安装在防水空间处，但是如果该空间浸没在水中，则靠近该空间的人处于电击的危险中。具有防电击功能的电插座在防水空间中安装在比控制器更低的位置处，使得电插座在控制器被浸没之前浸入水中，从而首先运行。

在另一示例性实施方式中，第一扁平导体110和第二扁平导体130可以由铜(Cu)材料制成。实验表明，在扁平导体由铜材料而不是由铁材料或铝材料制成的情况下，具有防电击功能的电极结构体展现出极佳的效果。

尽管已参照本发明的某些示例性实施方式示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将要理解的是，在不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本发明在其形式和细节上可以做出各种改变。例如，本发明还可以被应用于三相电源。所附权利要求意在涵盖这种明显的改型。例如，实施方式描述了一种具有单独的防电击功能的电极结构体和电气设备的示例；然而，具有防电击功能的电极结构体可以安装在其他电气设备中，例如，电力断路器、端子站、电插座、插头、电池或各种类型的其他电气设备。本实施方式可以通过将具有大致相同的尺寸的两个扁平导体插入到电力传输和分配路径中的设计变化而应用在电气设备中。因此，本公开内容中使用的短语“具有防电击功能的电极结构体”应该被解释为包括这些各种类型的电气设备。

Claims (5)

1.一种具有防电击功能的电极结构体，其中，所述电极结构体连接至电气设备的电力传输和分配路径，并且当所述电气设备被浸没时或者当在附近位置处电连接至所述电气设备的其他电气设备被浸没时，所述电极结构体防止电击，所述电极结构体包括：

第一输入端子，所述第一输入端子与输入侧的第一电线连接；

第二输入端子，所述第二输入端子与输入侧的第二电线连接；

第一输出端子，所述第一输出端子与输出侧的第一电线连接；

第二输出端子，所述第二输出端子与输出侧的第二电线连接；

第一扁平导体，所述第一扁平导体具有固定至所述第一输入端子的一个端部以及固定至所述第一输出端子的另一端部；

第二扁平导体，所述第二扁平导体具有固定至所述第二输入端子的一个端部以及固定至所述第二输出端子的另一端部，

其中，所述第一扁平导体和所述第二扁平导体面向彼此，以在所述第一扁平导体和所述第二扁平导体之间形成空间，所述第一扁平导体与所述第一电线相比具有更大的宽度和长度，并且所述第一扁平导体具有通过将所述宽度和所述长度相乘而获得的面积，所述面积为所述第一电线的横截面面积的4倍至100,000倍，并且所述第二扁平导体具有与所述第一扁平导体相同的尺寸；以及

非导电壳体，所述非导电壳体固定所述第一扁平导体和所述第二扁平导体，使得所述第一扁平导体和所述第二扁平导体彼此电隔离。

2.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，所述第一扁平导体和所述第二扁平导体由铜(Cu)材料制成。

3.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，具有防电击功能的所述电极结构在所述第一扁平导体与所述第二扁平导体面向彼此的情况下形成为竖立的，并且所述电极结构安装在比要被保护以免受水浸的所述电气设备更低的位置处。

4.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，具有防电击功能的所述电极结构体为电力断路器。

5.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，具有防电击功能的所述电极结构体为电插座。