CN117767219A - 漏电保护装置和用电器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种漏电保护装置，包括：输入端和输出端；载流线，用于将供电线上的电流传输至负载设备；保护单元，包括：开关模块，被配置为控制输入端与输出端之间的电力连接；漏电检测模块，被配置为在检测到载流线上的漏电流信号时生成漏电故障信号；驱动模块，被配置为在漏电保护装置正常工作时驱动开关模块接通电力连接，并响应于漏电故障信号而驱动开关模块断开电力连接；第一壳体，用于容纳保护单元的至少部分；独立操作单元，设置在第一壳体外部并能够相对于第一壳体独立地移动；信号线，用于在保护单元与独立操作单元之间传输电信号。本发明的装置通过设置独立操作单元，便于用户发现警示并易于用户对装置进行所需要的操作。

Description

漏电保护装置和用电器

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种漏电保护装置和用电器。

背景技术

随着漏电保护技术的发展以及人们安全意识的提高，越来越多的家用电器选择配有漏电保护装置。目前，多数家庭的家用电器采用嵌入式安装方式。然而，现有的漏电保护装置通常设置在插头一端，这样就很难指示开关状态或者被用户操作进行定期测试。

发明内容

基于上述问题，本发明的第一方面提出了一种漏电保护装置，包括：输入端，其耦合至供电线；输出端，其耦合至负载设备；载流线，其耦合在所述输入端与所述输出端之间，并用于将所述供电线上的电流传输至所述负载设备；保护单元，包括：开关模块，其耦合在所述输入端与所述输出端之间，并且被配置为控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；漏电检测模块，其被配置为在检测到所述载流线上的漏电流信号时生成漏电故障信号；驱动模块，其耦合至所述开关模块和所述漏电检测模块，并且被配置为能够驱动所述开关模块接通或断开所述电力连接，其中，所述驱动模块响应于所述漏电故障信号而驱动所述开关模块断开所述电力连接；第一壳体，其用于容纳所述保护单元的至少部分；独立操作单元，设置在所述第一壳体外部并能够相对于所述第一壳体独立地移动，所述独立操作单元包括以下模块中的至少一个：第一警示模块，其被配置为响应于所述漏电故障信号而发出第一警示信号；第一复位模块，其耦合至所述驱动模块，并且被配置为在第一复位操作下使所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接；第一测试模块，其耦合至所述漏电检测模块，并且被配置为测试所述漏电保护装置是否正常工作；信号线，耦合在所述保护单元与所述独立操作单元之间，并用于在所述保护单元与所述独立操作单元之间传输电信号。

在一些实施例中，所述保护单元还包括：第二警示模块，其被配置为响应于所述漏电故障信号而发出第二警示信号；第二复位模块，其耦合至所述驱动模块，并且被配置为在第二复位操作下控制所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接；第二测试模块，其耦合至所述漏电检测模块，并且被配置为测试所述漏电保护装置是否正常工作。

在一些实施例中，所述载流线和所述信号线为两条彼此独立的电缆。

在一些实施例中，所述流线和所述信号线为一体式的多芯线电缆。

在一些实施例中，所述漏电保护装置还包括第二壳体，其用于容纳所述独立操作单元的至少部分并附接至所述负载设备。

在一些实施例中，所述第一警示模块包括指示灯、扬声器和/或蜂鸣器。

在一些实施例中，所述指示灯、扬声器和/或蜂鸣器设置在所述负载设备的壳体上。

在一些实施例中，所述第一警示模块包括耦合至所述载流线的指示灯，当所述开关模块接通所述电力连接时，所述指示灯发出亮光；当所述开关模块断开所述电力连接时，所述指示灯熄灭。

在一些实施例中，所述第一测试模块包括第一测试开关，并且被配置为在操作所述第一测试开关时产生模拟的所述漏电流信号，进而检测所述漏电保护装置是否正常工作。

在一些实施例中，所述第一测试开关设置在所述负载设备的壳体上。

在一些实施例中，所述第一复位模块包括第一复位开关，并且被配置为在操作所述第一复位开关时使所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接。

在一些实施例中，所述第一复位开关设置在所述负载设备的壳体上。

在一些实施例中，所述驱动模块包括至少一个电磁线圈。

本发明的第二方面提出了一种用电器，所述用电器包括：负载设备；以及根据第一方面的各实施例中任一个的漏电保护保护装置。

本发明通过在漏电保护装置中设置带有操作件或指示件的独立操作单元，便于进一步将该独立操作单元设置在负载设备(如家用电器)的壳体上，从而解决了状态指示不容易被发现、用户不便操作等问题，因此提升了用户体验，消除了潜在的安全隐患，而且进一步增加了接地故障保护装置的安全性。

附图说明

参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。另外，架构图中每个框之间的连线表示两个框之间是电气耦合，两个框之间没有连线并不表示该两个框没有耦合。

图1示出了根据本发明实施例的漏电保护装置与负载设备相连的一个示意性架构图；

图2示出了根据本发明实施例的漏电保护装置与负载设备相连的另一个示意性架构图；

图3示出了根据本发明实施例的漏电保护装置的第一实施例的电路原理图；

图4示出了根据本发明实施例的漏电保护装置的第二实施例的电路原理图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

在介绍本发明的实施例之前，首先对本发明中涉及到的部分术语进行解释，以便更好地理解本发明。

本发明所使用的术语“连接”或“耦合”及类似术语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“一个”、“一组”或者“一”等类似的词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

本发明所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其他内容。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”等等。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明旨在提出一种漏电保护装置。在该漏电保护装置中，设置了带有操作件或指示件的独立操作单元，便于进一步将该独立操作单元设置在负载设备(如家用电器)的壳体上，从而解决了状态指示不容易被发现，用户不便操作等问题，因此提升了用户体验，消除了潜在的安全隐患，而且进一步增加了接地故障保护装置的安全性。

图1示出了根据本发明实施例的漏电保护装置与负载设备相连的一个示意性架构图。

如图1中示出的，漏电保护装置100包括输入端10、输出端20、载流线30、保护单元40、第一壳体50、独立操作单元60和信号线70。输入端10例如可以是金属插片，其一端穿过第一壳体50并与保护单元40耦合，另一端耦合至供电线(图1中未示出)。输出端20例如可以是载流线30的一端，或者与载流线30的一端相连的部件，其耦合至负载设备200，进而将保护单元40与负载设备200耦合。载流线30耦合在输入端10与输出端20之间，用于将供电线上的电流传输至负载设备200。载流线30可以包括分别用于连接到电网火线和用于连接到电网中性线的两条载流线。信号线70耦合在保护单元40与独立操作单元60之间，并用于在保护单元40与独立操作单元60之间传输电信号。载流线30和信号线70为两条彼此独立的电缆。独立操作单元60设置在第一壳体50外部并能够相对于第一壳体50独立地移动。独立操作单元60经由信号线70耦合至保护单元40。

在图1的实施例中，保护单元40包括开关模块401、漏电检测模块402和驱动模块403并被容纳在第一壳体50内。载流线30的一部分被容纳在第一壳体50内并穿出第一壳体50，从而延伸到第一壳体50外部。在其它实施例中，第一壳体50也可以仅容纳保护单元40的部分模块。

在图1的实施例中，开关模块401耦合在输入端10与输出端20之间，并用于控制输入端与输出端之间的电力连接。漏电检测模块402用于检测载流线30上的漏电流信号，并在检测到载流线30上的漏电流信号时生成漏电故障信号。驱动模块403耦合至开关模块401和漏电检测模块402，其在漏电保护装置100上电或复位时驱动开关模块401接通电力连接，并响应于漏电故障信号而驱动开关模块401断开电力连接。

在图1的实施例中，独立操作单元60包括第一警示模块601、第一复位模块602和第一测试模块603。第一警示模块601响应于漏电故障信号而发出第一警示信号。第一复位模块602耦合至驱动模块402，并在第一复位操作下使驱动模块403驱动开关模块401重新接通电力连接。第一测试模块603耦合至漏电检测模块402并用于测试漏电保护装置100是否正常工作。

应当指出，尽管在图1中示出了载流线30和信号线70分别包括两条导线，但本领域技术人员可以理解，这仅仅是为了示例的目的，而并非代表载流线30和信号线70只能包括两条导线，它们可以根据实际需要包括更多或更少数量的导线。另外，根据具体的电路设计，独立操作单元60的一个或多个模块也可以直接耦合至载流线30。例如，将第一警示模块601以耦合至载流线30靠近负载设备200的一端。

在图1的实施例中，第一警示模块601包括指示灯、扬声器和/或蜂鸣器6011，第一复位模块602包括第一复位开关6021，并且第一测试模块603包括第一测试开关6031。当漏电检测模块402检测到载流线30上的漏电流信号时，指示灯、扬声器和/或蜂鸣器6011发出第一警示信号。在操作第一复位开关6021(即第一复位操作)时，第一复位模块602使驱动模块403驱动开关模块401重新接通电力连接。在操作第一测试开关6031(即第一测试操作)时，第一测试模块603产生模拟的漏电流信号，进而检测漏电保护装置100是否正常工作，即其漏电保护功能是否完好。将独立操作单元60安装至负载设备200时，可以分别将第一警示模块601、第一复位模块602和第一测试模块603安装在负载设备200的预设位置上，从而使得指示灯、扬声器和/或蜂鸣器6011、第一复位开关6021和第一测试开关6031设置在负载设备200的壳体表面(如面板)上。

在一些实施例中，漏电保护装置100可以包括第二壳体，用于容纳独立操作单元60的至少部分并附接至负载设备200。也就是说，可以将第一警示模块601、第一复位模块602和/或第一测试模块603容纳在第二壳体中，在将独立操作单元60安装至负载设备200时，将第二壳体作为一个整体安装在负载设备200的预设位置上，从而使得指示灯、扬声器和/或蜂鸣器6011、第一复位开关6021和/或第一测试开关6031设置在负载设备200的壳体表面(如面板)上，从而方便地向用户指示漏电保护装置400的状态、便于用户进行复位和/或测试操作。

图2示出了根据本发明实施例的漏电保护装置与负载设备相连的另一个示意性架构图。

与图1的实施例相比，区别主要在于，在图2的实施例中，载流线30和信号线70为一体式的多芯线电缆。此外，漏电保护装置300的保护单元40还包括第二警示模块、第二复位模块和第二测试模块(图2中未示出)。第二警示模块响应于漏电故障信号而发出第二警示信号。第二复位模块耦合至驱动模块403，并在第二复位操作下控制驱动模块403驱动开关模块401重新接通电力连接。第二测试模块耦合至漏电检测模块403，并用于测试漏电保护装置100是否正常工作。通过在保护单元50中设置第二警示模块、第二复位模块和/或第二测试模块，可以在插头一侧同样能指示漏电保护装置100的状态和/或对齐进行复位和测试，适用于更多使用场景，进一步增加用户的便利性。

图3示出了根据本发明实施例的漏电保护装置的第一实施例的电路原理图。

如图3所示，漏电保护装置300耦合在输入端LINE与负载设备LOAD之间，并包括耦合至供电线的输入端(图3中未示出)、耦合至负载设备的输出端(图3中载流线30靠近负载设备的一端)、耦合在输入端与输出端之间的载流线30、保护单元40、第一壳体(图3中未示出)、独立操作单元60和信号线70。载流线30包括火线L和中性线N，用于将供电线上的电流传输至负载设备。独立操作单元60可安装至负载设备LOAD。

保护单元40包括开关模块401、漏电检测模块402和驱动模块403。开关模块301耦合在输入端与输出端之间，用于控制输入端与输出端之间的电力连接通断。漏电检测模块402包括零序电流互感器ZCT1、漏电检测芯片U1及其周边电路。两条载流线30穿过零序电流互感器ZCT1。驱动模块403包括电磁线圈(在本实施例中，为继电器RELAY)、全桥整流器DB1、两个可控硅Q2和Q3、电容C6及一些周边元器件。具体地，继电器RELAY和电阻R14及R15串联连接后，与电容C6并联连接。电阻R14与R15串联连接的一端与可控硅Q3的控制极相连。继电器RELAY还与电阻R10和可控硅Q2串联连接。电容C7的两端分别连接到可控硅Q2的控制极和阴极，电阻R11的一端与漏电检测芯片U1的引脚2相连，另一端与电容C7串联并连接到可控硅Q2的控制极。电容保护单元40的至少部分容纳在漏电保护装置300的第一壳体中。

独立操作单元60包括第一警示模块601、第一复位模块602和第一测试模块603。第一警示模块601包括LED指示灯6011，其阳极经由电阻R2连接到载流线N，阴极经由电阻R1连接到载流线L。第一复位模块602包括第一复位开关RESET 6021，其一端连接到驱动模块403的继电器RELAY，另一端连接到全桥整流器DB1。第一测试模块603包括第一测试开关TEST6031，其一端连接到LED指示灯6011的阴极，另一端连接到载流线N。LED指示灯6011、第一复位开关RESET 6021和第一测试开关TEST 6031可设置在负载设备LOAD的壳体表面(如面板)上，从而方便地向用户指示漏电保护装置400的状态、便于用户进行复位和/或测试操作。

在漏电保护装置300的正常工作状态，载流线N通过R3-C3-DB1为电容C6充电，电容C6两端电压上升。电容C6与继电器RELAY、电阻R14和R15并联，因此其两端电压通过继电器RELAY、R14和R15进行分压。当电容C6两端电压达到设定阈值时，电流通过继电器RELAY-R14触发可控硅Q3导通。电流经载流线N-R3-C3-DB1-RELAY-Q3-DB1-载流线L形成回路。此时，继电器RELAY中流过较大电流，产生较大电磁力，驱动开关模块401的两个开关闭合，接通输入端与输出端之间的电力连接，LED指示灯6011发出亮光。

当载流线30上存在漏电流时，零序电流互感器ZCT1采集到漏电流信号，次级端产生相应的感应信号，并将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。如果处理后的漏电流的值大于设定阈值，漏电检测芯片U1的引脚2输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚2的高电平经由电阻R11被提供给可控硅Q2的控制极，触发可控硅Q2导通。电流经载流线N-R3-C3-DB1-R10-Q2-DB1-载流线L形成回路。此时，较大一部分电流流经电阻R10和可控硅Q2。流经继电器RELAY的电流减小，可控硅Q3截止，同时继电器RELAY的电磁力下降，导致开关模块401的两个开关断开输入端与输出端之间的电力连接。由于输入端与输出端之间的电力连接断开，LED指示灯6011熄灭，向用户指示存在漏电故障。

当用户排除漏电故障之后，其可以按下位于负载设备LOAD壳体上的第一复位开关RESET 6021，以对漏电保护装置300进行复位。电流经载流线N-R3-C3-DB1-RESET-DB1-载流线L形成回路。几乎所有电流流经第一复位开关RESET 6021。流经电阻R10和可控硅Q2的电流急剧减小，可控硅Q2截止。松开第一复位开关RESET 6021后，载流线N通过R3-C3-DB1再次为电容C6充电，电容C6两端电压再次上升。当电容C6两端电压达到设定阈值时，电流通过继电器RELAY-R14再次触发可控硅Q3导通。电流经载流线N-R3-C3-DB1-RELAY-Q3-DB1-载流线L形成回路。此时，继电器RELAY中再次流过较大电流，产生较大电磁力，驱动开关模块401的两个开关闭合，再次接通输入端与输出端之间的电力连接，LED指示灯6011再次发出亮光。

漏电保护装置300还具有测试功能。当用户按下位于负载设备LOAD壳体上的第一测试开关TEST 6031时，电流经载流线N-TEST-R1-载流线L形成回路，在载流线30上产生模拟的漏电流。当漏电保护装置300的漏电保护功能完好时，零序电流互感器ZCT1采集到漏电流信号，次级端产生相应的感应信号，并将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。如果处理后的漏电流的值大于设定阈值，漏电检测芯片U1的引脚2输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚2的高电平经由电阻R11被提供给可控硅Q2的控制极，触发可控硅Q2导通。电流经载流线N-R3-C3-DB1-R10-Q2-DB1-载流线L形成回路。此时，较大一部分电流流经电阻R10和可控硅Q2。流经继电器RELAY的电流减小，继电器RELAY的电磁力下降，导致开关模块401的两个开关断开输入端与输出端之间的电力连接，LED指示灯6011熄灭。也就是说，如果第一测试开关TEST 6031闭合，LED指示灯6011熄灭，则表示漏电保护装置300的漏电保护功能正常。反之，如果开关模块401未断开输入端与输出端之间的电力连接，或者LED指示灯6011未熄灭，则表示漏电保护装置300的漏电保护功能缺失，开关模块401、漏电检测模块402、驱动模块403和/或内部线路可能发生故障。通过第一测试模块603进行漏电保护功能的测试，可以发现漏电保护装置300存在的故障，提醒用户及时更换装置。

图4示出了根据本发明的漏电保护装置的第二实施例的电路原理图。

与图3的实施例相比，区别主要在于，在图3的漏电保护装置300中，第一警示模块601直接连接到载流线30靠近负载设备LOAD的一端；在图4的漏电保护装置400中，信号线70包括两条额外的导线，用于将第一警示模块601连接到载流线30远离负载设备LOAD的一端。本实施例中的漏电保护装置400的漏电保护功能、复位功能和测试功能与图3的实施例中相同，在此不再赘述。此外，在本实施例中，LED指示灯6011、第一复位开关RESET 6021和第一测试开关TEST 6031同样可设置在负载设备LOAD的壳体表面(如面板)上，从而方便地向用户指示漏电保护装置400的状态、便于用户进行复位和/或测试操作。

本发明的第二方面提出了一种用电器，包括：负载设备；以及上述各实施例中任一个的漏电保护装置。

因此，虽然参照特定的示例来描述了本发明，其中这些特定的示例仅仅旨在是示例性的，而不是对本发明进行限制，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上，可以对所公开的实施例进行改变、增加或者删除。

Claims (14)

1.一种漏电保护装置，包括：

输入端，其耦合至供电线；

输出端，其耦合至负载设备；

载流线，其耦合在所述输入端与所述输出端之间，并用于将所述供电线上的电流传输至所述负载设备；

保护单元，包括：

开关模块，其耦合在所述输入端与所述输出端之间，并且被配置为控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；

漏电检测模块，其被配置为在检测到所述载流线上的漏电流信号时生成漏电故障信号；

驱动模块，其耦合至所述开关模块和所述漏电检测模块，并且被配置为能够驱动所述开关模块接通或断开所述电力连接，其中，所述驱动模块响应于所述漏电故障信号而驱动所述开关模块断开所述电力连接；

第一壳体，其用于容纳所述保护单元的至少部分；

独立操作单元，设置在所述第一壳体外部并能够相对于所述第一壳体独立地移动，所述独立操作单元包括以下模块中的至少一个：

第一警示模块，其被配置为响应于所述漏电故障信号而发出第一警示信号；

第一复位模块，其耦合至所述驱动模块，并且被配置为在第一复位操作下使所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接；

第一测试模块，其耦合至所述漏电检测模块，并且被配置为测试所述漏电保护装置是否正常工作；

信号线，耦合在所述保护单元与所述独立操作单元之间，并用于在所述保护单元与所述独立操作单元之间传输电信号。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其中，所述保护单元还包括：

第二警示模块，其被配置为响应于所述漏电故障信号而发出第二警示信号；

第二复位模块，其耦合至所述驱动模块，并且被配置为在第二复位操作下控制所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接；

第二测试模块，其耦合至所述漏电检测模块，并且被配置为测试所述漏电保护装置是否正常工作。

3.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述载流线和所述信号线为两条彼此独立的电缆。

4.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述载流线和所述信号线为一体式的多芯线电缆。

5.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，还包括：

第二壳体，其用于容纳所述独立操作单元的至少部分并附接至所述负载设备。

6.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述第一警示模块包括指示灯、扬声器和/或蜂鸣器。

7.根据权利要求6所述的漏电保护装置，其中，所述指示灯、扬声器和/或蜂鸣器设置在所述负载设备的壳体上。

8.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述第一警示模块包括耦合至所述载流线的指示灯，当所述开关模块接通所述电力连接时，所述指示灯发出亮光；当所述开关模块断开所述电力连接时，所述指示灯熄灭。

9.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述第一测试模块包括第一测试开关，并且被配置为在操作所述第一测试开关时产生模拟的所述漏电流信号，进而检测所述漏电保护装置是否正常工作。

10.根据权利要求9所述的漏电保护装置，其中，所述第一测试开关设置在所述负载设备的壳体上。

11.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述第一复位模块包括第一复位开关，并且被配置为在操作所述第一复位开关时使所述驱动模块驱动所述开关模块重新接通所述电力连接。

12.根据权利要求11所述的漏电保护装置，其中，所述第一复位开关设置在所述负载设备的壳体上。

13.根据权利要求1或2所述的漏电保护装置，其中，所述驱动模块包括至少一个电磁线圈。

14.一种用电器，包括：

负载设备；以及

根据权利要求1-13中任一项所述的漏电保护装置。