CN1162947C - 漏电全保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种漏电全保护器，包括水管、放大电路、自由脱扣器、断电、断水机构、试验装置，断水机构装在水管上，自由脱扣器对断电、断水机构同时进行通、断控制，在该水管上还设有能检测水管中流过的水流是否带有电流的感应器。所述感应器由铍镆合金等材料制成铁芯，其上绕有次级绕组，铁芯中央套在水管中。本漏电全保护器不但能防止因电器本身故障所引起的触电事故，而且还能防止电器以外的电源故障所导致的触电事故。

Description

漏电全保护器

本发明涉及用电安全保护技术领域，特别是一种与电有关的淋浴器及类似电器使用的漏电全保护器。

现有与电有关的淋浴器及类似电器用电安全的补充保护是以漏电器保护器来实现的，但这些漏电保护器只能检测负载线路中相、零线之间有无剩余电流，当出现剩余电流并达到某一数值，例如10mA时，它才会动作，切断负载的相、零线，也就是说，它只可以对接在它之后的负载因故障而导致的漏电事故起保护作用。然而，大量事实证明仅仅这种保护是不全面的，往往由于各种因素即使负载相、零线之间无剩余电流，该电器并无故障，漏电保护器亦是正常，但仍会发生触电伤亡事故，其原因在于漏电保护器保护范围之外的电源有故障，致使用电器的地线、外壳及淋浴用水带电。例如在接地不良的情况下，电源相、地极之间绝缘损坏，地线接零故障，用户违章用电以地线或水管作回路等，都会使电器的地线、外壳或水箱带电，淋浴时电流就通过淋至人身的水造成触电伤亡事故。这种事故恰恰是漏电保护器无法检测得出来，因而也就不会切断负载电源，即使关断了负载电源相、零线，也无法切断水流中由地线或外壳引入的电流，杜绝不了触电伤亡事故。

本发明的目的在于提供一种更全面、更有效的漏电全保护器，它不但能防止因电器本身故障所引起的触电事故，而且还能防止电器以外的电源故障所导致的触电事故。

本发明的目的是通过下面技术方案实现的：一种漏电全保护器，包括水管、放大电路、自由脱扣器、断电机构、断水机构、试验装置，断水机构装在水管上，自由脱扣器对断电机构、断水机构同时进行通、断控制，在该水管上还设有能检测出水管中流过的水流是否带有电流的感应器。所述感应器由铁芯和次级绕组组成，该铁芯由铍镆合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成，在该铁芯上绕有次级绕组，该铁芯中央套在被检测的水管中。所述感应器次级绕组输出端与放大电路输入端相连接，放大电路输出端控制一只与自由脱扣器线圈两端连接的可控硅，通过该可控硅的通或断状态控制自由脱扣器脱或手动复位，自由脱扣器与断电机构机械连接，从而实现断电机构输出端的通或断状态，达到控制接通或断开水、电的目的。所述断水机构采用电磁阀或止水夹，当采用电磁阀时，电磁阀与水管连接，电磁阀线圈两端与断电机构输出端连接，通过断电机构的通或断来控制电磁阀通水或关水，当采用止水夹时，止水夹通过机械连接直接与自由脱扣器相连，被检测的胶水管穿过止水夹内，自由脱扣器脱扣与复位就可以控制该止水夹的开或合状态，从而实现通水或断水的目的。

本发明的实质在于直接检测与人体直接接触的水流状况，只要水流带电，有可能危及使用者人身安全的时候，都会立即把水流关闭，或同时把供电电源关闭，也只有排除了故障之后，才可以恢复供水供电。具体来说，做成环状或其他形状的感应器铁芯直接套在水管上，并把该水管作为感应器的初级绕组，该水管可以是金属管或铝塑复合管或胶管。当水管的流水无电流，感应器次级绕组两端便无感应电压；当水管的流水带有电流时，其次级绕组两端就出现感应电压，电流越大，感应电压也越高。这样一来，也就无需以现有方法去检测负载线路的相、零线间是否有剩余电流。断水机构可以采用电磁阀或止水夹等。当采用电磁阀时，若水管的流水没有电流或电流小于设定的安全量，例如5mA，则感应器次级绕组无感应电压或感应电压低于动作值，自由脱扣器就不会脱扣，电磁阀继续通电工作。但当水管的流水有大于设定安全量两倍的电流，例如10mA，则感应器次级感应电压就会使自由脱扣器脱扣，同时切断电磁阀的电源，电磁阀关闭并立即断水。若采用止水夹，则可以通过自由脱扣器的推杆来控制其开合，达到水管水流开关的目的。由于脱扣器是自由脱扣装置，故障未排除是不可以复位的，也就不可以自动恢复供水，只有排除故障，水中电流消失后，才可以用手动方式复位，重新供水，从而确保与人体直接接触的水不带电，更全面地避免触电伤亡事故的发生。对于电热淋浴器而言，将电磁阀的电源开关、冷热水混合阀装在漏电全保护器内而独立于电热水器，使之淋浴时仅需简单地操作漏电全保护器，而无需触及电热水器，再加上漏电全保护器与电热水器连接的水管是采用塑胶管或复合管，从而确保淋浴者的安全于万无一失。

本发明可以在其控制电路中增加一只温度传感应器，用以检测水管出水温度，当水温过高时便会立即断水，从而避免发生烫伤事故。

本发明的优点及显著效果在于：

1、用于电热淋浴器及类似电器的漏电全保护器是直接检测与人体接触的水流是否有电，它根本无需理会这些电流从那里来，只要水中电流达到设定值，便立即断水同时也切断淋浴器的电源，整个过程仅需0.1秒，及时让淋浴者摆脱触电的危害，因而更全面、更有效地杜绝人身伤亡事故的发生。

2、在故障排除前，是不可能恢复供水、供电的，只有在排除故障之后，才可以手动方式复位恢复正常工作。

3、当水管流水出现足以危及人身安全的电流，例如10mA时，仅需关闭水流让淋浴者即时与带电的水隔离，就能保障其不会受到伤害。因此，本发明与电器功率无关，而它本身所耗功率很小，并可以采用独立电源。与此相反，现有的漏电保护器却需要与电器的功率相配合，对于功率特别大的配套就有困难，特别是不可能配套小型移动式及可作直接保护的补充保护式漏电保护器。因而本发明的应用范围就更加广泛，例如直热式快速热水器，功率都在6千瓦以上，难以有合适的漏电保护器来配合，而本发明就可很方便地应用上去。

4、本漏电全保护器既可以作为电器配件装在电热水器上，也可以以多种组合方式作为一件独立的产品让用户应用到不同的场合上，例如把它与冷热水混合阀、电源开关组合为一个完整产品，就可以达到触电保护、电动出水开关、调节水温等功能。

图1是本发明一个实施例的结构方框图。

图2是本发明应用于封闭式储水电热水器上的一个实施例的系统示意图。

图3是本发明应用于敞开式储水热水器上的一个实施例的系统示意图。

图4是本发明应用于即热式快速电热水器上的一个实施例的系统示意图。

图5是本发明应用于强排式燃气热水器上的一个实施例的系统示意图。

图6是本发明应用于中央式电热水器上的一个实施例的系统示意图。

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

参见图1所示，本发明一个实施例，漏电全保护器由水管1、试验装置(I)2、放大电路3、自由脱扣器4、断电机构5、分断器6、电流互感器7、试验装置(II)8、直流电源9、断水机构10、感应器11组成。用以检测出水管1中流过的水流是否带电的感应器11由铁芯及绕在铁芯上的次级绕组组成，本实施例的感应器铁芯采用铍镆合金制成环形铁芯。把该感应器11套入被检测的水管1中。当水管1的水流带电时，感应器11次级绕组便输出一个电压信号，经放大电路3放大、比较和鉴别，若水中电流大于某规定值(例如10mA)时，感应器11输出的电压信号就会大于放大电路3所设定的阀值，放大电路3输出一个足以令可控硅SCR导通的电平，可控硅SCR导通，自由脱扣器4脱扣，断电机构5、断水机构10同时动作，打开分断器6，切断电源及关闭水流，使淋浴者及时摆脱与电的接触，得到保护，避免触电伤亡事故发生。直流电源9为放大电路3等提供工作电源，在感应器11和电流互感器7上分别接有试验装置(I)2、试验装置(II)8，用以产生模拟动作电流验证漏电全保护器工作是否正常。

实施例2：

参见图2所示，本发明应用于封闭式储水电热水器上的一个实施例，冷水经铝塑复合管12、热水经铝塑复合管13进入混水阀14，混合后的温水由水管1流出供淋浴者淋浴之用。装有断水机构10的水管1穿过感应器11，由电流互感器7、试验装置(II)8、放大电路3、自由脱扣器4、断电机构5及分断器6装配组成了装置15。电源线接在分断器6的前级，分断器6的后级与穿过电流互感器7的另一段电源线16连接，电源线16经一只双极通断的开关17接至热水器18，并经另一只开关19接至断水机构10，感应器11的次级绕组输出端接至放大电路3的输入端。当水管1的水流出现了意外的电流时，只要该电流达到设定的动作值(例如10mA)，而无需理会该电流是由热水器18漏电所产生还是由地线或自来水管所引入，感应器11次级的感应电压就会令断电机构5、断水机构10同时动作，立即把电源和水流切断实施保护。同样，热水器漏电亦会令穿过电流互感器7的电源线产生剩余电流，令电源及水流同时切断，从而达到全面保护的目的。通过双极通断的开关17可以单独切断热水器18的电源，而操作开关19则可以单独控制水管1的水流开或关。试验装置(I)2可以验证漏电全保护器工作是否正常，试验装置(I)2与试验装置(II)8可以用同一装置(例如用试验装置(II)8)并联实施。

实施例3：

参见图3所示，本发明应用于敞开式储水电热水器上的一个实施例，它包括水管1、装置15、断水机构10、感应器11、混水阀14、开关17、19、冷水进水管20、21、热水出水管13，本例与实施例2不同的是：由于敞开式电热水器22出水口不能关闭，因而断水机构10就不能接在水管1上，而应当接在冷水进水管20上，或者在水管1和20上同时装上断水机构，本实施例采用后者方式。其余结构及工作原理与实施例2相同。

实施例4：

参见图4所示，本发明应用于即热式电热水器上的一个实施例，它包括水管1、电流互感器7、断水机构10、感应器11、装置15、开关19、冷水进水管20。本例与实施例2不同的是：即热式热水器的电流相当大，但由于它本身装有水流水压开关，只有水流水压同时存在电源才能自动接通。因而漏电全保护器不需带有热水器电源通断装置，其应用也不受其功率大小影响。实施方法是把出水管1穿过感应器11，也可以把电源线同时穿过电流互感器7，断水机构10则接入进水管20上。当水管1的水流出现电流并达到某一规定值(例如10mA)，或热水器电源线出现10mA剩余电流时，断水机构10便立即把进水关闭，热水器由于水流水压消失也就立即断电，热水器及时中断了带电的淋浴水，让淋浴者在瞬间(0.1秒以内)摆脱触电伤亡事故，保障其生命安全。

实施例5：

参见图5所示，本发明是应用于强排燃气热水器上的一个实施例，它包括水管1、断电机构5、断水机构10、感应器11、开关19、冷水进水管20。由于这类型热水器24具有断电就断气及断水就断气的功能，因此它可以采用实施例3那样的实施方案，一旦强排抽风系统供电部分出现漏电或其他因素引起水管1带电都能立即切断电源和水流，同时热水器24也自动关闭了气源，保障淋浴者生命安全。

实施例6：

参见图6所示，它是本发明应用于中央热水器系统的一个实施例。由于中央热水器系统具有多路的出口，供给不同地点使用。因而本实施例是在每个出水口的混水阀14上装上一个漏电全保护器，但需要取消电流互感器7和试验装置(II)8，电源线也无需向热水器供电，仅为本保护器提供几十瓦功率的电源。本实施例仅是对每个出水点所供应的温水是否有电作检测，一旦有达到某一规定值(例如10mA)的电流时，立即关闭该出水口的水流，让淋浴者及时与带电的水分离，得到及时的保护。本实施例也可以同时在中央热水器上加接一只大功率的漏电开关，以便热水器本身故障产生漏电时及时关闭电源。

Claims (3)

1、一种漏电全保护器，包括水管、放大电路、自由脱扣器、断电机构、断水机构、试验装置，断水机构装在水管上，自由脱扣器对断电机构和断水机构同时进行通、断控制，其特征在于在该水管上还设有能检测出水管中流过的水流是否带有电流的感应器；所述感应器由铁芯和次级绕组组成，在该铁芯上绕有次级绕组，该铁芯中央套在被检测的水管中；所述感应器次级绕组输出端与放大电路输入端相连接，放大电路输出端控制一只与自由脱扣器线圈两端连接的可控硅，通过该可控硅的通或断状态控制自由脱扣器脱扣或手动复位，自由脱扣器与断电机构机械连接。

2、根据权利要求1所述的漏电全保护器，其特征在于所述断水机构采用电磁阀或止水夹，当采用电磁阀时，电磁阀与水管连接，电磁阀线圈两端与断电机构输出端连接，当采用止水夹时，止水夹通过机械连接直接与自由脱扣器相连，被检测的胶水管穿过止水夹内。

3、根据权利要求1所述的漏电全保护器，其特征在于所述铁芯由铍镆合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成。

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