CN105071145A - 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由外壳、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、稳压电源、第7电阻、第1、2转换开关、单向导通电路组成，零序电流互感器次级绕组两输出端和放大电路的第1、2输入端并联连接，单向导通电路输出端与放大电路的第3中间输入端连接。地线带电检测感应器的次级线圈通过第2转换开关和第1二极管与第2可控硅控制极回路并联连接。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选择性转换，解决了插头误跳闸问题，确保了人们用电更加安全。

Description

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，该种漏电保护插头在地线故障电压较低时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，该种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、第1可控硅、第1电阻、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7电阻、稳压电源；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电阻、第1二极管、第2可控硅，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、第1可控硅阳极、第7电阻一端连接，第1电阻另一端与放大电路的电源端连接，第7电阻另一端与稳压电源输入端连接，稳压电源地端与第1整流电路直流输出端负极、第1可控硅阴极、放大电路的地端连接，稳压电源的输出端与第2电阻一端、第1转换开关的第3脚端连接，第2电阻另一端与第1二极管正极连接，第1二极管负极与第1整流电路直流输出端负极连接，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一输出端和第2电阻另一端、第1二极管正极连接，地线带电检测感应器次级绕组另一输出端与第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可控硅控制极连接，第2可控硅阳极、阴极分别和第1整流电路直流输出端的正极、负极连接；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1三极管集电极分别与第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，单向导通电路的输入端与第1三极管发射极、第5电阻一端连接，单向导通电路的输出端与放大电路的第3中间输入端连接；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6电阻和发光二极管；第6电阻一端与第1转换开关的第2脚端连接，第6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。

所述单向导通电路由第2二极管构成。

所述单向导通电路也可以由第2三极管构成。

所述第3阻容元件由电阻构成。

所述第3阻容元件也可以由电容构成。

所述稳压电源由稳压二极管构成。

所述稳压电源也可以由三端固定集成稳压器构成。

所述稳压电源也可以由三端可调分流基准源、第8电阻、第9电阻组成，由第8电阻、第9电阻串联而成的回路并联连接在三端可调分流基准源的阴极端和阳极端之间，第8电阻与第9电阻的结点与三端可调分流基准源的参考端相连接。

所述发光二极管安装在所述外壳的面壳上。

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,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选择不同的转换开关去选择不同的对地线的带电保护功能，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功能，既解决了现有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和维修成本。

(4)本发明的漏电保护插头的地线故障电流检测信号由于能叠加到第1二极管上，因而降低了对地线带电检测感应器的输出特性的要求，简化了电路结构，缩小了产品体积和降低了成本。

本发明的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结构示意图；

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；

图3是图1所示的稳压电源31的第1种替代电路示意图；

图4是图1所示的稳压电源31的第2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、第1可控硅15、第1电阻10、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、第7电阻32、稳压电源31、单向导通电路30。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电阻11、第1二极管12、第2可控硅27。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、第1可控硅15阳极、第7电阻32一端连接，第1电阻10另一端与放大电路16的电源端连接，第7电阻32另一端与稳压电源31输入端Vi连接，稳压电源31地端GND与第1整流电路14直流输出端负极、第1可控硅15阴极、放大电路16的地端GND1连接，稳压电源31的输出端Vo与第2电阻11一端、第1转换开关26-1的第3脚端26-1-3连接，第2电阻11另一端与第1二极管12正极连接，第1二极管12负极与第1整流电路14直流输出端负极连接，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次级绕组一输出端和第2电阻11另一端、第1二极管12正极连接，地线带电检测感应器18次级绕组另一输出端与第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可控硅27控制极连接，第2可控硅27阳极、阴极分别和第1整流电路14直流输出端的正极、负极连接；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的输入端Vi1与第1三极管24发射极、第5电阻25一端连接，单向导通电路30的输出端Vo1与放大电路16的第3中间输入端16-3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。

本发明还可以在第1三极管24的集电极回路中加设有第6电阻29和发光二极管28，如图1所示，第6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6电阻另一端29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2二极管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直接连接,第2三极管30-2的集电极Vc1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。

在本实施例中，所述稳压电源31由稳压二极管31-1构成，稳压二极管31-1正极与第1整流电路14的直流输出端负极连接，稳压二极管31-1负极与稳压电源31的输入端Vi、输出端Vo连接。如图3所示，稳压电源31也可以选用三端固定集成稳压器31-2，三端固定集成稳压器31-2输入端Vi、输出端Vo、地端GND取代图1所示稳压电源31的输入端Vi、输出端Vo、地端GND。如图4所示，稳压电源31还可以选用由三端可调分流基准源31-5、第8电阻31-3、第9电阻31-4构成，由第8电阻31-3、第9电阻31-4串联而成的回路并联连接在三端可调分流基准源31-5的阴极端和阳极端之间，第8电阻31-3与第9电阻31-4的结点与三端可调分流基准源31-5的参考端相连接，三端可调分流基准源31-5的阴极端相当于图1所示稳压电源31的输入端Vi、输出端Vo，三端可调分流基准源31-5的阳极端相当于图1所示稳压电源31的地端GND。

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，放大电路16输出信号触发第1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输出信号给第2可控硅27，当检测到的地线故障电流大于预定的电流阀值时,地线带电检测感应器18次级绕组输出的信号与第1二极管12的钳位压降叠加后触发第2可控硅27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29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，所以，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输出高电平信号给单向导通电路30导通并把信号送入放大电路16的第3中间输入端16-3而促使放大电路16输出信号触发第1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 (10)

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、第1可控硅、第1电阻、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7电阻、稳压电源；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电阻、第1二极管、第2可控硅，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、第1可控硅阳极、第7电阻一端连接，第1电阻另一端与放大电路的电源端连接，第7电阻另一端与稳压电源输入端连接，稳压电源地端与第1整流电路直流输出端负极、第1可控硅阴极、放大电路的地端连接，稳压电源的输出端与第2电阻一端、第1转换开关的第3脚端连接，第2电阻另一端与第1二极管正极连接，第1二极管负极与第1整流电路直流输出端负极连接，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一输出端和第2电阻另一端、第1二极管正极连接，地线带电检测感应器次级绕组另一输出端与第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可控硅控制极连接，第2可控硅阳极、阴极分别和第1整流电路直流输出端的正极、负极连接；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1三极管集电极分别与第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，单向导通电路的输入端与第1三极管发射极、第5电阻一端连接，单向导通电路的输出端与放大电路的第3中间输入端连接；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6电阻和发光二极管；第6电阻一端与第1转换开关的第2脚端连接，第6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1所述的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2二极管构成。

5.根据权利要求1所述的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。

6.根据权利要求1所述的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。

7.根据权利要求1所述的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。

8.根据权利要求1所述的可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述稳压电源由稳压二极管构成。

9.根据权利要求1所述的可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述稳压电源由三端固定集成稳压器构成。

10.根据权利要求1所述的可转换地线保护模式的漏电保护插头，其特征在于：所述稳压电源由三端可调分流基准源、第8电阻、第9电阻组成，由第8电阻、第9电阻串联而成的回路并联连接在三端可调分流基准源的阴极端和阳极端之间，第8电阻与第9电阻的结点与三端可调分流基准源的参考端相连接。