CN105024238A - 一种可转换地线保护模式的漏电保护插头 - Google Patents

Abstract

一种可转换地线保护模式的漏电保护插头、插销、相线、零线、地线、零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置、地线故障电流检测电路、地线故障电压检测电路、第1、2转换开关、第1、2放大电路、单向导通电路、第2、3二极管组成，零序电流互感器次级绕组输出端和第1放大电路输入端连接，地线带电检测感应器次级绕组输出端通过第2转换开关与第2放大电路输入端连接，第1、2放大电路触发输出端通过第2、3二极管与可控硅控制极、单向导通电路输出端连接。本漏电保护插头能对地线故障电流保护模式和地线故障电压模式进行转换选择，解决了漏电保护插头误跳闸问题，确保了人们用电更加安全。

Description

一种可转换地线保护模式的漏电保护插头

技术领域

本发明涉及用电安全保护技术领域，尤其是涉及一种可转换地线保护模式的漏电保护插头。

背景技术

现有的漏电保护插头按对地线带电的检测保护方式可以分为地线故障电流检测保护和地线故障电压检测保护两类产品。

中国专利文献CN1142618C公开了一种能检测地线故障电流的漏电保护插头，该漏电保护插头上在接地保护系统异常造成地线意外带电时，能检测地线有无故障电流，当地线故障电流达到预置的阀值时,它会立即动作切断相线、零线和地线。由此可知，该种漏电保护插头只要地线故障电流达到预定的阀值，漏电保护插头就会跳闸而与地线所带的故障电压高低无关，因此，该漏电保护插头在地线故障电压较低但又因地线出现大于预定的阀值故障电流时会造成漏电保护插头误跳闸，造成人们无法正常使用。

中国专利文献CN202142735U还公开了一种能检测地线故障电压的漏电保护插头，该种漏电保护插头在接地系统异常且地线故障电压达到预定的阀值时就会自动跳闸而与地线故障电流的大小无关。因此，该漏电保护插头在地线存在的故障电压为大于预定阀值的感应电压但流过地线的故障电流却很微弱时也会造成该种漏电保护插头误跳闸，造成人们无法正常使用。

为此，电热水器市场上迫切需要一种能适应各种用电环境的地线带电保护技术的产品，从而能达到减少售后退货和维修的机率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，该漏电保护插头不仅能检测地线故障电流和地线故障电压，还能对地线检测故障电流和检测故障电压的地线带电保护功能进行选择性转换，从而既解决了漏电保护插头因误跳闸造成无法正常使用的问题，又降低了产品售后维修率及维修成本。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，包含有外壳、插销、第1相线和第2相线、第1零线和第2零线、第1地线和第2地线、所述第2相线与第2零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由电磁线圈及其驱动电路、相线触头开关、零线触头开关、地线触头开关组成，所述电磁线圈的驱动电路主要由第1整流电路、可控硅、第1电阻、第1放大电路组成，所述零序电流互感器次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述第1放大电路的第1输入端与第2输入端并联连接，还设有地线故障电流检测电路、地线故障电压检测电路、第1转换开关、第2转换开关、单向导通电路、第2二极管；所述地线故障电流检测电路上设有地线带电检测感应器、第2放大电路、第3二极管，所述地线故障电压检测电路上设有第1电容、第2整流电路、第3阻容元件、光电耦合器、第4电阻、第1三极管、第5电阻；第1电阻一端与第1整流电路直流输出端正极、可控硅阳极连接，第1电阻另一端与第1放大电路的电源端、第2放大电路的电源端、第1转换开关的第3脚端连接，第1放大电路的地端、第2放大电路的地端、可控硅阴极与第1整流电路直流输出端负极连接，第1放大电路的触发输出端与第2二极管正极连接；所述第2地线穿过地线带电检测感应器，地线带电检测感应器次级绕组另一输出端和第2放大电路第2输入端连接，地线带电检测感应器次级绕组一输出端与第2转换开关的第3脚端连接，第2转换开关的第1脚端与第2放大电路第1输入端连接，第2放大电路触发输出端与第3二极管正极连接；由所述第1电容、第2整流电路的交流输入端、第3阻容元件依次串联而成的回路连接在所述的第1地线与第1零线之间，第2整流电路的直流输出端与光电耦合器的输入端并联连接，光电耦合器一输出端、第1三极管集电极与第1转换开关的第2脚端连接，光电耦合器另一输出端与第4电阻一端、第1三极管基极连接，第1三极管发射极与第5电阻一端、单向导通电路的输入端连接，第5电阻另一端、第4电阻另一端和第1整流电路直流输出端负极连接，单向导通电路的输出端与第2二极管负极、第3二极管负极、可控硅控制极连接；所述第1转换开关与所述第2转换开关联动开或关。

还设有第2电阻和发光二极管；第2电阻一端与第1转换开关的第2脚端连接，第2电阻另一端与发光二极管正极连接，发光二极管负极与第1整流电路直流输出端负极连接。

所述第1转换开关与第2转换开关集成一体安装在所述外壳的底壳上。

所述发光二极管安装在所述外壳的面壳上。

所述单向导通电路由第1二极管构成。

所述单向导通电路由第2三极管构成。

所述第3阻容元件由电阻构成。

所述第3阻容元件由电容构成。

所述第3阻容元件由电阻与电容的组件构成。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，能检测地线出现的故障电流，一旦地线意外出现的故障电流达到预定的阀值,它就能立即把相、零、地线的触头开关全部断开，所以本发明比现有的漏电保护插头提供了一种更加安全的用电安全保障。

(2)本发明的漏电保护插头能检测地线出现的故障电压，一旦地线意外出现的故障电压达到预定的阀值时直接触发可控硅导通驱动电磁线圈工作，提高了反应速度、缩短了分断时间,在人们触电之前，它就能立即把相、零、地线的触头开关全部断开，所以本发明比现有的漏电保护插头提供了一种更加安全的用电安全保障。

(3)本发明的漏电保护插头能通过两个转换开关去选择不同的对地线的带电保护模式，这样就可以针对具体的用电环境选择合适的地线带电保护模式，既解决了现有心意因漏电保护插头误跳闸造成无法正常使用的问题，又降低了产品售后维修率和维修成本。

(4)本发明的漏电保护插头由于巧妙地利用了放大电路的限流电阻与放大电路内置的稳压电源，因此无需另外增设稳压电源和降压电阻，节省了生产成本。

(5)本发明的漏电保护插头由于分别通过单向导通电路、第2二极管、第3二极管去触发同一可控硅就能实现将这三路信号分开、避免互相影响，无需另外增加可控硅，因而节省了生产成本。

本发明的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，主要应用在各种家用电器的漏电保护上，可以做成带漏电保护插头的电源线。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头的电路示意图。

图2是图1所示的单向导通电路30的另一种替代电路示意图。

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。

参见图1所示，一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，包含有外壳、插销、第1相线1和第2相线4、第1零线2和第2零线5、第1地线3和第2地线6、所述第2相线4与第2零线5均穿过的零序电流互感器17、试验回路40、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置由电磁线圈13及其驱动电路、相线触头开关7、零线触头开关8、地线触头开关9组成，所述电磁线圈13的驱动电路主要由第1整流电路14、可控硅15、第1电阻10、第1放大电路16组成，所述零序电流互感器17次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述第1放大电路16的第1输入端16-1与第2输入端16-2并联连接，还设有地线故障电流检测电路、地线故障电压检测电路、第1转换开关26-1、第2转换开关26-2、单向导通电路30、第2二极管12；所述地线故障电流检测电路上设有地线带电检测感应器18、第2放大电路11、第3二极管31，所述地线故障电压检测电路上设有第1电容19、第2整流电路20、第3阻容元件21、光电耦合器22、第4电阻23、第1三极管24、第5电阻25；第1电阻10一端与第1整流电路14直流输出端正极、可控硅15阳极连接，第1电阻10另一端与第1放大电路16的电源端Vs1、第2放大电路11的电源端Vs2、第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3连接，第1放大电路16的地端GND1、第2放大电路11的地端GND2、可控硅15阴极与第1整流电路14直流输出端负极连接，第1放大电路16的触发输出端16-3与第2二极管12正极连接；所述第2地线6穿过地线带电检测感应器18，地线带电检测感应器18次级绕组另一输出端和第2放大电路11第2输入端11-2连接，地线带电检测感应器18次级绕组一输出端与第2转换开关26-2的第3脚端26-2-3连接，第2转换开关26-2的第1脚端26-2-1与第2放大电路11第1输入端11-1连接，第2放大电路11触发输出端11-3与第3二极管31正极连接；由所述第1电容19、第2整流电路20的交流输入端、第3阻容元件21依次串联而成的回路连接在所述的第1地线3与第1零线2之间，第2整流电路20的直流输出端与光电耦合器22的输入端并联连接，光电耦合器22一输出端、第1三极管24集电极与第1转换开关26-1的第2脚端26-1-2连接，光电耦合器22另一输出端与第4电阻23一端、第1三极管24基极连接，第1三极管24发射极与第5电阻25一端、单向导通电路30的输入端Vi1连接，第5电阻25另一端、第4电阻23另一端和第1整流电路14直流输出端负极连接，单向导通电路30的输出端Vo1与第2二极管12负极、第3二极管31负极、可控硅15控制极连接；所述第1转换开关26-1与所述第2转换开关26-2联动开或关。

本发明还可以加设有第2电阻29和发光二极管28，如图1所示，第2电阻29一端与第1转换开关26-1的第2脚端26-1-2连接，第2电阻29另一端与发光二极管28正极连接，发光二极管28负极与第1整流电路14直流输出端负极连接。所述发光二极管28安装在所述外壳的面壳上。

在本实施例中，所述第1转换开关26-1与第2转换开关26-2集成一体安装在所述外壳的底壳上

在本实施例中，单向导通电路30由第1二极管30-1构成。如图2所示，单向导通电路30还可以选用第2三极管30-2构成，此时，第2三极管30-2的基极与单向导通电路30的输入端Vi1直接连接，第2三极管30-2的发射极与单向导通电路30的输出端Vo1连接, 第2三极管30-2的集电极与第1转换开关26-1的第2脚端26-1-2连接。

在本实施例中，所述第3阻容元件21由电阻构成，还可以选用由电容或由电阻与电容的组件构成。

使用时，把漏电保护插头复位按键按下，相线触头开关7、零线触头开关8、地线触头开关9闭合接通市电电源为下端的用电器具提供工作电源。

 使用中，如果用电器具的绝缘发生破损产生漏电，零序电流互感器17检测到该漏电信号并把该信号输入第1放大电路16的第1输入端16-1与第2输入端16-2，当漏电电流达到预定的阀值时，第1放大电路16触发输出端16-3输出信号通过第2二极管12触发可控硅15导通使电磁线圈13工作把相线触头开关7、零线触头开关8、地线触头开关9全部立即断开，从而保障了人们的用电安全。

本发明的漏电保护插头根据使用环境若预先选择把第2转换开关26-2与第1转换开关26-1接至地线故障电流保护模式时，第2转换开关26-2的第1脚端26-2-1与第2转换开关26-2的第3脚端26-2-3之间接通，第2转换开关26-2的第2脚端26-2-2与第2转换开关26-2的第3脚端26-2-3之间断开，与此同时，由于第1转换开关26-1与第2转换开关26-2之间联动动作，所以，第1转换开关26-1的第1脚端26-1-1与第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3之间也接通，第1转换开关26-1的第2脚端26-1-2与第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3之间也断开，发光二极管28处于熄灭状态指示漏电保护插头处于地线故障电流保护模式。当接地系统发生异常造成第1地线3与第2地线6意外带电时，地线故障电流检测电路上的地线带电检测感应器18立即对流过第2地线6的故障电流进行检测并把信号送入第2放大电路11的第1输入端11-1与第2输入端11-2，当检测到的地线故障电流大于预定的电流阀值时,第2放大电路11触发输出端11-3输出信号通过第3二极管31触发可控硅15导通使电磁线圈13工作把相线触头开关7、零线触头开关8、地线触头开关9全部立即断开，从而更好地保障了人们的用电安全。

本发明的漏电保护插头根据使用环境若预先选择把第1转换开关26-1与第2转换开关26-2接至地线故障电压保护模式时，第1转换开关26-1的第1脚端26-1-1与第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3之间断开，第1转换开关26-1的第2脚端26-1-2与第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3之间接通，发光二极管28发光点亮，指示漏电保护插头处于地线故障电压保护模式，与此同时，由于第1转换开关26-1与第2转换开关26-2之间联动动作，第2转换开关26-2的第1脚端26-2-1与第2转换开关26-2的第3脚端26-2-3之间也断开，第2转换开关26-2的第2脚端26-2-2与第2转换开关26-2的第3脚端26-2-3之间也接通。当接地系统发生异常造成第1地线3与第2地线6意外带电时，地线故障电压检测电路上的光电耦合器22输出信号给第1三极管24，当检测到的地线故障电压大于预定的电压阀值时,第1三极管24输出高电平信号并通过单向导通电路30中的第1二极管30-1触发可控硅15导通使电磁线圈13工作把相线触头开关7、零线触头开关8、地线触头开关9全部立即断开，从而更好地保障了人们的用电安全。

Claims (9)

1. 一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，包含有外壳、插销、第1相线和第2相线、第1零线和第2零线、第1地线和第2地线、所述第2相线与第2零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由电磁线圈及其驱动电路、相线触头开关、零线触头开关、地线触头开关组成，所述电磁线圈的驱动电路主要由第1整流电路、可控硅、第1电阻、第1放大电路组成，所述零序电流互感器次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述第1放大电路的第1输入端与第2输入端并联连接，其特征在于：还设有地线故障电流检测电路、地线故障电压检测电路、第1转换开关、第2转换开关、单向导通电路、第2二极管；所述地线故障电流检测电路上设有地线带电检测感应器、第2放大电路、第3二极管，所述地线故障电压检测电路上设有第1电容、第2整流电路、第3阻容元件、光电耦合器、第4电阻、第1三极管、第5电阻；第1电阻一端与第1整流电路直流输出端正极、可控硅阳极连接，第1电阻另一端与第1放大电路的电源端、第2放大电路的电源端、第1转换开关的第3脚端连接，第1放大电路的地端、第2放大电路的地端、可控硅阴极与第1整流电路直流输出端负极连接，第1放大电路的触发输出端与第2二极管正极连接；所述第2地线穿过地线带电检测感应器，地线带电检测感应器次级绕组另一输出端和第2放大电路第2输入端连接，地线带电检测感应器次级绕组一输出端与第2转换开关的第3脚端连接，第2转换开关的第1脚端与第2放大电路第1输入端连接，第2放大电路触发输出端与第3二极管正极连接；由所述第1电容、第2整流电路的交流输入端、第3阻容元件依次串联而成的回路连接在所述的第1地线与第1零线之间，第2整流电路的直流输出端与光电耦合器的输入端并联连接，光电耦合器一输出端、第1三极管集电极与第1转换开关的第2脚端连接，光电耦合器另一输出端与第4电阻一端、第1三极管基极连接，第1三极管发射极与第5电阻一端、单向导通电路的输入端连接，第5电阻另一端、第4电阻另一端和第1整流电路直流输出端负极连接，单向导通电路的输出端与第2二极管负极、第3二极管负极、可控硅控制极连接；所述第1转换开关与所述第2转换开关联动开或关。

2. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：还设有第2电阻和发光二极管；第2电阻一端与第1转换开关的第2脚端连接，第2电阻另一端与发光二极管正极连接，发光二极管负极与第1整流电路直流输出端负极连接。

3. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述第1转换开关与第2转换开关集成一体安装在所述外壳的底壳上。

4. 根据权利要求2所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述发光二极管安装在所述外壳的面壳上。

5. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述单向导通电路由第1二极管构成。

6. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述单向导通电路由第2三极管构成。

7. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述第3阻容元件由电阻构成。

8. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述第3阻容元件由电容构成。

9. 根据权利要求1所述的一种可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述第3阻容元件由电阻与电容的组件构成。