CN113193538A - 双向漏电保护装置 - Google Patents

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周勤兴
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Abstract

本发明涉及一种防地线双向漏电保护装置，是为解决现有技术中家用电路接地端互联引发的反向漏电以及仅实现漏电时零火线断路保护等问题而设计的，包括有采样电路、电磁式低压选择控制电路、触发电路、报警电路和开关断路电路，其中所述采样电路经由所述电压方向信号传感器将方向信号输入所述电磁式低压选择控制电路的输入端，由所述选择控制电路实现正反向信号所各自对动作应触发保护的选择，随后，触发信号输入所述触发电路，所述触发电路中实现接入的漏电电压的降压和阈值选择，再经由所述三极管放大触发继电器吸合，进而驱动所述报警电路和开关断路电路中相应报警动作和对零火地线的关断保护动作，实现双向漏电的断路保护，且成本较低，更值得推广。

Description

双向漏电保护装置
技术领域
本发明属电子电器领域，具体为一种防地线双向漏电保护装置。
背景技术
随着社会的不断发展，居民生活水平也在逐步提高，各种家用电器已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。但由于各种用电环境中漏电保护系统仍存在不足，近年来已连续发生多起用电设备漏电而导致的人员触电事故。通过分析部分事故案例，我们发现在各项漏电保护措施中，存在有以下问题：自建房缺乏用电设备接地系统、或接地系统不达标；部分住宅小区的公共接地保护系统由于使用时间较长和接入用户接地保护点混乱，且没有定时的系统维护而导致接地保护系统连接接入大地接地极脱落和中断；由于接地保护系统出现故障，处于同一接地保护系统中的某个单元漏电而导致整栋或同一楼层的所有用户用电设备保护接地带电。特别是在南方潮湿地段或者是老式房屋居住区，地线故障所引发的人员财产损失更是数不胜数，然而，根据检索可知，现有的民用漏电保护仍存在以下不足：未考虑实际家用电路中接地端互联而引发的反向漏电现象；仅实现地线的正向（出户）的漏电保护而未实现逆向（入户）漏电保护；仅实现漏电时零火线断路保护等。因此，在控制成本的前提下，出于保障每位住户的用电安全，需要一种新的漏电保护装置来解决此类问题。
发明内容
针对现有的漏电保护装置存在的上述不足，本发明的目的是提供一种双向漏电保护装置，该装置不仅能解决外部设备带电（漏电）通过原接地保护系统对内部用电设备造成影响，以及当漏电电压过高时引发人体触电事故，而且能有效解决漏电保护开关内部电源漏电时的保护问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本双向漏电保护装置包括有采样电路、电磁式低压选择控制电路、触发电路、报警电路和开关断路电路，其中：
所述采样电路通过交流-直流电压转换模块实现正向电压和反向电压的数据采样；所述交流-直流电压转换模块主要由整流电路，直流电压采样电路和可输出正负信号的电压方向信号传感器组成；所述整流电路先对漏电交流电压进行整流，输出直流电压，再经由所述直流电压采样电路对电压值进行采样，随后经由所述电压方向信号传感器输出电压正负信号；
所述电磁式低压选择控制电路主要由主控制电路和漏电主电路组成；所述电磁式低压选择控制电路采用电磁式低压电器元件实现主控制电路与高压漏电主电路的阻断；所述主控制电路主要由两组接触器线圈和与其对应的常闭触点组成，其电路结构为接触器线圈KA与常闭触点KB串联，上述组合再与另外的接触器线圈KB和常闭触点KA的串联组合进行取反并联；漏电主电路则直接与漏电端和触发电路相连，由两个由接触器线圈控制的常开触点KA，KB对触发方式进行选择；
所述触发电路通过降压电阻电路、三极管放大电路和继电器触发电路实现开关的触发动作；所述降压电阻电路先对漏电电压进行比例降压，输出幅值较小但足以触发所述三极管放大电路的漏电电压信号，降压后的漏电电压信号再经由所述三极管放大电路模块进行放大，随后，经由三极管放大后的漏电电压信号再经由所述继电器触发电路触发所述漏电保护开关装置和报警电路的工作。
所述报警电路和开关断路电路主要由继电器、报警器和外接开关装置组成；所述继电器对所述触发电路输出的继电器通断信号作出相应的通断动作，进而引发后续外接开关和报警器的相关动作；
所述采样电路经由所述电压方向信号传感器将方向信号输入所述电磁式低压选择控制电路的输入端，由所述选择控制电路实现正反向信号所各自对应触发保护动作的选择，随后，触发信号输入所述触发电路，所述触发电路中实现接入的漏电电压的降压和阈值选择，再经由所述三极管放大触发继电器吸合，进而驱动所述报警电路和开关断路电路中相应报警动作和对零火地线的关断保护动作。
本发明的有益效果是：与现有的技术相比，本开关装置具备内部漏电检测功能，当开关装置检测到内部漏电电压值达到设定阈值时，则会立刻自动断开内部供电开关，即切断零火线，同时保留与外部接地保护系统的连接，并发出声光警示。装置外部接地系统带电压检测功能，当检测到外部漏电电压值时达到设定阈值时则立刻自动断开内外部供电开关，即切断零火线以及总地线与该住户的连接，同时发出声光警示。对比目前漏电保护装置而言，本发明可以大大简化应用电路的设计，实现应用电路中电源端的断路保护，且考虑到实际家用电路中接地端互联而引发的漏电电流逆流的问题，直击痛点。同时，本装置还将零火线断路和地线断路结合起来，实现三相漏电的断路保护，且成本较低，更值得推广。
附图说明
图1为本发明的电原理图。
图2为本发明所述采样电路和电磁式低压选择控制电路原理图。
图3为本发明所述触发电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方案作进一步说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明所述的双向漏电保护装置包括有采样电路1、电磁式低压选择控制电路2、触发电路3、报警电路和开关断路电路4。其中，所述采样电路1通过交流-直流电压转换模块实现正向电压和反向电压的数据采样；所述交流-直流电压转换模块包括有整流电路11，直流电压采样电路12和可输出正负信号的电压方向信号传感器13。所述整流电路11先对漏电交流电压进行整流，输出直流电压，再经由直流电压采样电路12对电压值进行采样，随后经由电压方向信号传感器13输出电压正负信号；
采样电路1经由电压方向信号传感器13将方向信号输入电磁式低压选择控制电路2的输入端，由选择控制电路实现正反向信号所各自对应触发保护动作的选择，随后，触发信号输入触发电路3，触发电路3中实现接入的漏电电压的降压和阈值选择，再经由三极管放大电路32触发继电器吸合，进而驱动所述报警电路和开关断路电路4中相应报警动作和对零火地线的关断保护动作。
如图1、2所示，所述电磁式低压选择控制电路2采用电磁式低压电器元件实现选择控制电路与高压漏电保护电路的阻断；其主控制电路21由常闭触点和相应的接触器线圈组成，当前面的采样电路1中的电压方向信号传感器13输出正电平信号时，KA继电器通电，KA常闭触点打开，触发电路22中的KA常开触点闭合，实现正向触发。当采样电路1中的电压方向信号传感器13输出0电平信号时，KB继电器通电，KA常闭触点打开，触发电路22中的KB常开触点闭合，实现反向触发。KR为热继电器保护触点。
触发电路3通过降压电阻电路31、三极管放大电路32和继电器触发电路33实现开关的触发动作；降压电阻电路31先对漏电电压进行比例降压，输出幅值较小但足以触发三极管放大电路32的漏电电压信号，降压后的漏电电压信号再经由所述三极管放大电路32进行放大，随后，经由三极管放大后的漏电电压信号再经由继电器触发电路33触发漏电保护开关装置和报警电路4的工作。
报警电路和开关断路电路4主要由继电器41、报警器和外接开关装置42组成；继电器41对触发电路3输出的继电器通断信号作出相应的通断动作，进而引发后续外接开关和报警器42的相关动作。
如图2所示，当用户所接地线上通过正向（入户）电压时，输出数字电平信号1，在电磁式低压选择控制电路2中，通过电磁式低压电器元件KA触发正向触发电路，实现开关的正向触发。当用户所接地线上通入反向（入户）电压时，输出数字电平0，经由反相器，输出数字电平1，通过电磁式低压电器元件KB触发反向触发电路，实现开关的反向触发。
当采样电路1中的电压方向信号传感器13输出正电平信号时，KA继电器通电，KA常闭触点打开，触发电路（主电路）中的KA常开触点闭合，实现正向触发。当采样电路中的电压方向信号传感器输出0电平信号时，KB继电器通电，KA常闭触点打开，触发电路（主电路）中的KB常开触点闭合，实现反向触发。KR为热继电器保护触点。
如图3 所示，三极管放大电路可以实现间接触发工作，可以在较低成本的前提下有效延长开关装置的使用寿命。其中降压电阻电路31实现漏电电压的降压和阈值选择，当漏电电压处于（0，36）V之间时，经过5：1的降压电路后，再经由三极管放大触发继电器B吸合，驱动报警电路，对漏电现象进行报警。当漏电电压大于36V时，经过100：1的降压电路后，再经由三极管放大触发继电器A吸合，驱动漏电保护开关装置和报警电路同时工作。当输入正向电压时，开关仅实现漏电本住户的零火线断路，保留地线的连接，同时实现报警；而当输入的是反向电压时，开关不仅实现漏电本住户的零火线断路，并断开地线的连接，同时进行声光警示报警。正反电压输入的触发电路一致。
当设备发生地线正向（出户）漏电时，且漏电电压处于（0，36）V之间时，前面的触发电路3中常开触点KA选择闭合，继电器B吸合，在报警电路和开关断路电路4中的对应的继电器也相应吸合，引发正向漏电对应报警器的声光警示；当漏电电压大于36V时，前面的触发电路3中的继电器A和B同时吸合，在报警电路和开关断路电路4中的对应的继电器也相应吸合，引发正向漏电对应报警器的声光警示以及开关装置切断住户零火线的动作（例如可通过双极开关励磁线圈实现）。当设备发生地线逆向（入户）漏电时，且漏电电压处于（0，36）V之间时，前面的触发电路3中的常开触点KB选择闭合，继电器B吸合，在报警电路和开关断路电路4中的对应的继电器也相应吸合，引发反向漏电对应报警器的声光警示；当漏电电压大于36V时，前面的触发电路3中的继电器B和C同时吸合，在报警电路和开关断路电路4中的对应的继电器也相应吸合，引发反向漏电对应报警器的声光警示以及开关装置同时切断住户地线和零火线的动作。

Claims (2)

1.一种双向漏电保护装置，包括有报警电路和开关断路电路，所述报警电路和开关断路电路主要由继电器、报警器和外接开关装置组成，所述继电器对触发电路输出的继电器通断信号作出相应的通断动作，进而引发后续外接开关装置和报警器的相关动作，其特征在于：所述双向漏电保护装置还包括有采样电路、电磁式低压选择控制电路、触发电路，其中：
所述采样电路通过交流-直流电压转换模块实现正向电压和反向电压的数据采样；所述交流-直流电压转换模块主要由整流电路，直流电压采样电路和可输出正负信号的电压方向信号传感器组成；所述整流电路先对漏电交流电压进行整流，输出直流电压，再经由所述直流电压采样电路对电压值进行采样，随后经由所述电压方向信号传感器输出电压正负信号；
所述电磁式低压选择控制电路主要由主控制电路和漏电主电路组成；所述电磁式低压选择控制电路采用电磁式低压电器元件实现主控制电路与高压漏电主电路的阻断；
所述触发电路通过降压电阻电路、三极管放大电路和继电器触发电路实现开关的触发动作；所述降压电阻电路先对漏电电压进行比例降压，输出幅值较小但足以触发所述三极管放大电路的漏电电压信号，降压后的漏电电压信号再经由所述三极管放大电路模块进行放大，随后，经由三极管放大后的漏电电压信号再经由所述继电器触发电路触发所述漏电保护开关装置和报警电路的工作；
所述采样电路经由所述电压方向信号传感器将方向信号输入所述电磁式低压选择控制电路的输入端，由所述电磁式低压选择控制电路实现正反向信号所各自对应触发保护动作的选择，随后，触发信号输入所述触发电路，所述触发电路中实现接入的漏电电压的降压和阈值选择，再经由所述三极管放大触发继电器吸合，进而驱动所述报警电路和开关断路电路中相应报警动作和对零火地线的关断保护动作。
2.如权利要求1所述的一种双向漏电保护装置，其特征在于：所述主控制电路主要由两组接触器线圈和与其对应的常闭触点组成，其电路结构为接触器线圈KA与常闭触点KB串联，上述组合再与另外的接触器线圈KB和常闭触点KA的串联组合进行取反并联；漏电主电路则直接与漏电端和触发电路相连，由两个由接触器线圈控制的常开触点KA，KB对触发方式进行选择。
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