CN202260374U - 一种漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电保护装置，它不但能防止因电器故障引起的触电事故，还能防止因地线意外带电而导致的触电事故。该漏电保护装置包含外壳、相线、零线、地线、相线与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，零序电流互感器上还设有检测绕组，零序电流互感器的检测绕组和次级绕组之间绝缘分开，在地线与零线之间连接有由零序电流互感器的检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，电磁线圈一线端与另一线端分别和可控硅阳极与阴极连接，零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和电磁线圈的驱动电路一输入端和另一输入端连接。

Description

一种漏电保护装置

技术领域

本实用新型涉及用电安全保护技术领域，尤其是涉及一种漏电保护装置。

背景技术

中国专利文献公开号为CN1142618C公开了一种地线能开闭的漏电保护装置，该漏电保护装置上不但设有相线与零线均穿过的零序电流互感器、还设有地线穿过的地线带电检测感应器，因此它不但能检测负载端相线与零线之间有无剩余电流，当相、零线之间出现剩余电流并达到预置的阀值时（例如：10mA），它就会立即脱扣，切断相线、零线和地线；而且在接地保护系统异常造成地线意外带电时，它还能检测负载端地线有无意外电流，当地线出现意外电流并达到预置的阀值时（例如：10mA）,它也会立即脱扣，切断相线、零线和地线。由此可知，现有漏电保护装置在负载端故障漏电或地线意外带电时能脱扣的前提条件就是负载端相、零线之间必须有剩余电流或负载端地线上必须有意外电流流过而且工作电源必须正常才能脱扣，否则不能实现保护。所以现有漏电保护装置就存在如下缺陷：使用时，不论是在接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护装置负载端用电器具绝缘故障漏电时，还是在接地保护系统异常（例如：相线、地线短路）造成地线意外带电时，都会造成用电器具的外露金属部件带上危险电压，但它们都没有构成回路因而还没有产生剩余电流或地线意外电流，所以，尽管用电器具外露金属部件已带上了危险电压，但现有漏电保护装置在这种情况下都不会自动脱扣，只有当人体或牲畜触及这些已经带上电的外露金属部件时，经人体或牲畜才形成回路，从而产生剩余电流或地线意外电流使漏电保护装置在0.1S内脱扣而把相线、零线、地线断开，虽然它能及时脱扣保护了人们或牲畜的生命安全，但是现有漏电保护装置在这种情况下是必须先通过人体或牲畜触电产生剩余电流或地线意外电流并流过人体或牲畜后，它才能脱扣把相线、零线、地线断开的；同时当电源发生异常时（例如：当电源端相线或零线意外断开，或电源端相线与地线反接），这时现有漏电保护装置内的电磁脱扣与锁扣装置的电磁线圈由于没有得电而不能产生电磁力，所以漏电保护装置不能脱扣，仍会保持相线触头、零线触头和地线触头处于接通状态，这时一旦地线发生意外带电（例如：相线与地线反接）或相线漏电，漏电保护装置由于不能脱扣，不能把相线触头、零线触头和地线触头断开。

中国专利文献公开号为CN102064522A还公开了一种新型漏电保护器，该种漏电保护器上设有相线、零线、地线、脱扣线圈、零序电流互感器及控制电路，该控制电路包括有主控芯片、可控硅及整流器，该种漏电保护器虽然在地线与零线之间连接有零序电流互感器的初级绕组，但是该漏电保护器内的零序电流互感器次级绕组一输出端接地，零序电流互感器次级绕组另一输出端连接到控制电路中的主控芯片的一输入端（脚③），这样零序电流互感器次级绕组输出端两端就没有与控制电路中的主控芯片的输入端两端形成回路，因此主控芯片不能对零序电流互感器次级绕组所输出的信号进行放大，主控芯片不能输出信号去触发可控硅使漏电保护器跳闸切断电源，所以不能达到保障用电安全的目的；并且它的脱扣线圈一线端与相线连接，整流器一输入端与另一输入端分别和脱扣线圈另一线端与零线连接，即脱扣线圈通过整流器与可控硅形成串联回路连接在相线与零线之间，通过触发可控硅导通使脱扣线圈得电产生电磁吸力才能使该漏电保护器脱扣断电，这样当电源发生异常（例如电源零线意外断开）且用电器具漏电时，由于它的控制电路、脱扣线圈不能工作，电磁线圈没有产生电磁吸力因而该漏电保护器不能脱扣断电，无法保障人们用电的安全。

综上所述，现有漏电保护装置依然会造成触电伤亡事故的发生。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能克服上述现有漏电保护装置缺陷的漏电保护装置，它不但能在负载端相、零线路发生漏电或负载端地线发生意外带电时能及时地把相线触头、零线触头及地线触头全部断开，而且它在接地保护系统出现接地缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护装置负载端用电器具漏电造成电器外壳带上危险电压时或接地保护系统发生异常造成地线意外带上危险电压时还能在人们或牲畜触及用电器具之前就会自动脱扣，及时把相、零及地线断开，以及它还能在电源端发生异常（例如：当电源端相线或零线意外断开或电源端相线与地线反接）时自动把相、零及地线全断开，从而确保了人们用电安全。

本实用新型所提出的技术解决方案是这样的：

一种漏电保护装置，包含外壳、相线、零线、地线、相线与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包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位按键，所述电磁线圈的驱动电路由整流电路、可控硅组成，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述零序电流互感器上还绕有检测绕组，所述零序电流互感器检测绕组与所述零序电流互感器次级绕组均绕在所述零序电流互感器铁芯上，所述零序电流互感器检测绕组和所述零序电流互感器次级绕组之间绝缘分开，在地线与零线之间连接有由所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述可控硅阳极与阴极连接，所述零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端连接。

当所述电磁线圈的驱动电路由整流电路、可控硅、放大电路组成时，所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述放大电路一输入端与另一输入端，即零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述放大电路一输入端与另一输入端连接，所述放大电路触发输出端与所述可控硅触发极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述可控硅阳极与阴极连接。

当所述电磁线圈的驱动电路由整流电路、可控硅组成时，所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述可控硅触发极与阴极，即零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述可控硅触发极与阴极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述可控硅阳极与阴极连接。

当所述电磁线圈的驱动电路由整流电路、可控硅、第1电阻、第2电阻、钳位二极管及稳压二极管组成时，所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述可控硅触发极与所述钳位二极管正极，在所述整流电路输出端正极与公共极之间连接有由第1电阻、第2电阻、钳位二极管串联而成的回路，所述整流电路输出端正极与第1电阻一端连接，第1电阻另一端与第2电阻一端连接，第2电阻另一端与钳位二极管正极连接，钳位二极管负极与所述整流电路输出端公共极连接，所述第1电阻另一端、第2电阻一端还分别和稳压二极管负极连接，稳压二极管正极和所述整流电路输出端公共极连接，即零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述可控硅触发极与所述钳位二极管正极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述可控硅阳极与阴极连接。

所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或负载端的地线与零线之间。

本实用新型的实质特点在于除了与现有的漏电保护装置一样能检测负载相、零线之间有无剩余电流和检测地线是否带电、当相、零线之间和地线分别或同时出现故障时都会立即动作把相、零、地线全部断开外，还在于本实用新型的漏电保护装置在地线与零线之间设有由检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，并且在接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压或当接地保护系统接地缺失且用电器具漏电造成外露金属部件和地线带上危险电压时，它能自动检测、感应输出信号并使漏电保护装置自动脱扣，把相线、零线、地线断开，从而实现了在人体或牲畜触及这些已带上危险电压的外露金属部件之前就把相线、零线、地线全断开；以及它还在当电源发生异常时（例如：电源零线断开），它也能立即动作把相线、零线、地线全部自动断开，从而保证只有在整个保护系统正常的情况下才能使用，还解决了现有的漏电保护装置在电源发生异常时不能动作、不能提供保护而引发触电事故的问题。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）、本实用新型的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，使用时，一旦漏电保护装置负载端相、零线上的用电器具故障漏电且接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线都会带上危险电压，零序电流互感器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护装置在人体或牲畜触及用电器具之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下必须使人体或牲畜触及并流过剩余电流之后才能脱扣提供了更好的安全保护，因此它比现有漏电保护装置更安全。

（2）、本实用新型的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，使用时，一旦接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压时，零序电流互感器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护装置在人体或牲畜触及电器之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况下必须使人体或牲畜触及并流过地线意外电流之后才能脱扣提供了更好的安全保护，因此它比现有漏电保护装置更安全。

（3）、本实用新型的漏电保护装置由于连接在地线与零线之间的零序电流互感器检测绕组对流过它的微弱电流信号也能检测、感应和输出信号，而且该检测绕组无最低起始电压的限制，所以它对地线所带的电压高低无限制，只要流过零序电流互感器检测绕组的电流达到预置的阀值（例如：10微安），本实用新型的漏电保护装置就会脱扣，因此它不但在地线（或用电器具外露金属部件）所带的危险电压高至250V时能脱扣，而且在地线所带的电压低至预定的36V安全电压时（或更低，例如：24V）也能可靠脱扣，但当地线所带的电压低于预定的36V安全电压时，它就不需要脱扣以避免误动作。可见它所能起保护作用的电压范围宽，所以，本实用新型的漏电保护装置不但好用，而且更安全可靠。

（4）、本实用新型的漏电保护装置在电源端的相线与零线反接时也会自动脱扣，不能复位，只有把电源插座相线与零线的接线状态纠正以后才能投入使用，强制性地规范了用户端电源插座接线必须符合国家规范的要求连接，以防使用时发生其他意外事故。

（5）、本实用新型的漏电保护装置把检测绕组设置在零序电流互感器上，节省了成本。

（6）、本实用新型的漏电保护装置需在得电的情况下才能把其相线触头、零线触头、地线触头接通，当电源发生异常（例如：电源零线断开）时，本实用新型的漏电保护装置将不能复位，不能把其相线触头、零线触头、地线触头接通，从而保证了本实用新型的漏电保护装置只有在整个保护系统正常的情况下才能使用。

（7）、本实用新型的漏电保护装置在使用时，当电源发生异常，例如：电源相线或零线意外断开，它能立即脱扣把相线、零线及地线触头全部断开，解决了现有漏电保护装置在这种情况下不能动作，一旦发生地线意外带电或用电器具漏电仍会引发触电事故的问题，因此，本实用新型的漏电保护装置提供了一种更彻底的用电安全保障。

本实用新型的漏电保护装置主要应用在各种家用电器的漏电保护上，参照本实用新型实施例的电气原理示意图可以把本实用新型的漏电保护装置制成漏电保护插头、漏电保护插座等多种型式的漏电保护装置产品。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的漏电保护装置电气原理示意图，其零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和放大电路一输入端与另一输入端连接。

图2是本实用新型实施例2的漏电保护装置电气原理示意图，其零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和可控硅触发极与阴极连接。

图3是本实用新型实施例3的漏电保护装置电气原理示意图，其零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和可控硅触发极与钳位二极管正极连接。

具体实施方式

通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

实施例1

参见图1所示，一种漏电保护装置主要由外壳、电源端的相线5、零线6、地线7、负载端相线8、零线9、地线10、整流电路12、可控硅13、放大电路14、零序电流互感器15、试验回路16、限流阻容元件17、电磁脱扣与锁扣装置组成。电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位按键组成。

在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路由整流电路12、可控硅13、放大电路14组成，零序电流互感器15次级绕组一输出端与另一输出端分别和放大电路14一输入端(VR)与另一输入端(VF)连接，放大电路14触发输出端(SCR Trigger)与可控硅13触发极连接，可控硅13阳极与阴极分别和整流电路12输出端正极（+）与公共极（com）连接,零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间，电磁线圈11一线端与另一线端分别和可控硅13阳极与阴极极连接，放大电路14电源端（+VS）串联限流电阻后与整流电路12输出端正极(+)连接，放大电路14地端（GND）与整流电路12输出端公共极（com）连接，整流电路12一输入端串联限流电阻后与电源端相线5连接，整流电路12另一输入端与电源端零线6连接；零序电流互感器15的检测绕组和次级绕组均绕在零序电流互感器铁芯上且检测绕组与次级绕组之间绝缘分开。

在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可以采用电容或电阻与电容组件。

在本实施例中，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。

当漏电保护装置电源端在初始没有上电时，电源端相线5、零线6没有电，连接在电源端相线5、零线6之间的电磁线圈11没有电不能产生电磁力，电磁脱扣与锁扣装置不能锁扣，漏电保护插头无法复位，相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2及地线触头3与4全部均处于断开状态。

使用时，对漏电保护装置的电源端施加正常工作电源，电源端相线5、零线6得电，连接在电源端相线5、零线6之间的电磁线圈11经整流电路12得电产生电磁吸力为电磁脱扣与锁扣装置复位锁扣做好准备，当用手把复位按键按下时，电磁脱扣与锁扣装置通过电磁线圈11的电磁吸力作用立即锁扣并促使相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2和地线触头3与4全部闭合接通，把电源端相线5与负载端相线8、电源端零线6与负载端零线9、电源端地线7与负载端地线10均接通，地线7与10由于接地的作用使电压被钳制在零伏左右，同时零线6与9也是在零伏左右，这样连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就没有电流流过或流过的电流没有达到预置的阀值（例如：10微安），此时漏电保护装置就保持在复位通电状态，从而为它下端的用电器具供电和提供接地。

使用时，如果负载端相线8、零线9上的用电器具发生故障漏电且在接地保护系统正常的情况下时，会经地线10与7产生一个剩余电流，零序电流互感器15会检测到相、零线之间的剩余电流并输出一个信号给放大电路14，并在剩余电流达到预先设定的阀值（例如：10毫安）时，可控硅13被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开；如果负载端的相线8、零线9上的用电器具发生故障漏电且在接地保护系统无接地（例如：插座上地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就会有一个微弱电流流过，零序电流互感器15次级绕组会输出一个信号给放大电路14，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，如果接地保护系统发生异常造成地线7与10意外带上危险电压，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就会有一个微弱电流流过，零序电流互感器15检测绕组输出一个信号给放大电路14，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13被放大电路14触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11被旁路造成没有电磁吸力而使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，一旦电源发生异常，例如电源供电线路上的相线5或零线6意外断开，这时电磁脱扣与锁扣装置中的电磁线圈11由于失电造成没有电磁吸力而使电磁脱扣与锁扣装置自动脱扣，立即把漏电保护装置相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2和地线触头3与4均断开，从而更好地保障了人们用电的安全。

实施例2

参见图2所示，与实施例1相比，本实施例在电磁线圈的驱动电路中取消了实施例1所述的放大电路14。在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路由整流电路12、可控硅13组成，零序电流互感器15次级绕组一输出端与另一输出端分别和可控硅13触发极与阴极连接，可控硅13阳极与阴极分别和整流电路12输出端正极（+）与公共极（com）连接,电磁线圈11一线端与另一线端分别和可控硅13阳极与阴极极连接，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联后连接在负载端的地线10与零线9之间，由于所述零序电流互感器次级绕组输出的信号足够大，所以不需要放大就可以直接触发可控硅13。

在本实施例中，限流阻容元件17为限流电阻，也可以采用电容或电阻与电容组件。

在本实施例中，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间，也可以把该检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间。

由于本实施例漏电保护装置的其余电路结构与组成均与实施例1相同，仅是触发可控硅13的控制方式不同而已，因此，在此不作赘述。

实施例3

参见图3所示，与实施例2相比，本实施例在电磁线圈的驱动电路中增加了由第1电阻18、第2电阻19、钳位二极管20、稳压二极管21组成的钳位二极管20正极钳位电路，在整流电路12输出端正极（+）和公共极（com）之间连接有由第1电阻18、第2电阻19、钳位二极管20串联而成的回路，第1电阻18一端与整流电路12输出端正极（+）连接，第1电阻18另一端与第2电阻19一端连接，第2电阻19另一端与钳位二极管20正极连接，钳位二极管20负极与整流电路12输出端公共极（com）连接，第1电阻18另一端、第2电阻19一端分别与稳压二极管21负极连接，稳压二极管21正极与整流电路12输出端公共极（com）连接。

在本实施例中，限流阻容元件17为限流电阻，也可以采用电容或电阻与电容组件。

在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路由整流电路12、可控硅13、第1电阻18、第2电阻19、钳位二极管20、稳压二极管21组成，零序电流互感器15次级绕组一输出端与另一输出端分别和可控硅13触发极与钳位二极管20正极连接，可控硅13阳极与阴极分别和整流电路12输出端正极（+）与公共极（com）连接；电磁线圈11一线端与另一线端分别和可控硅13阳极与阴极连接，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间。

在本实施例中，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。

由于本实施例漏电保护装置的其余电路结构与组成均与实施例1相同，仅是触发可控硅13的控制方式不同而已，因此，在此不作赘述。

Claims (6)

1.一种漏电保护装置，包含外壳、相线、零线、地线、相线与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包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位按键，所述电磁线圈的驱动电路由整流电路、可控硅组成，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与公共极连接，其特征在于：所述零序电流互感器上还绕有检测绕组；所述零序电流互感器检测绕组与所述零序电流互感器次级绕组均绕在所述零序电流互感器铁芯上，所述零序电流互感器检测绕组和所述零序电流互感器次级绕组之间绝缘分开；在地线与零线之间连接有由所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路；所述电磁线圈一线端与另一线端分别和所述可控硅阳极与阴极连接；所述零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端连接。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述电磁线圈的驱动电路还设有放大电路；所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述放大电路一输入端与另一输入端；所述放大电路触发输出端与所述可控硅触发极连接。

3.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述可控硅触发极与阴极。

4.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述电磁线圈的驱动电路还设有第1电阻、第2电阻、钳位二极管及稳压二极管；所述电磁线圈的驱动电路一输入端与另一输入端分别为所述可控硅触发极与所述钳位二极管正极；在所述整流电路输出端正极与公共极之间连接有由第1电阻、第2电阻、钳位二极管串联而成的回路，所述整流电路输出端正极与第1电阻一端连接，第1电阻另一端与第2电阻一端连接，第2电阻另一端与钳位二极管正极连接，钳位二极管负极与所述整流电路输出端公共极连接，所述第1电阻另一端、第2电阻一端还分别和稳压二极管负极连接，稳压二极管正极和所述整流电路输出端公共极连接。

5.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

6.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于：所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或负载端的地线与零线之间。

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