CN204012026U - 一种家用漏电自动报警保护插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用漏电自动报警保护插座，解决的技术问题：一些家用电器的电源线插头均采用三脚插座，一些三脚插座的接地端悬空不用，这样当电源设备绝缘受到破坏、电线或接线头破损、或其他意外情况引起电器漏电而存在安全隐患的问题。采用的技术方案：一种家用漏电自动报警保护插座，包括交流部分和直流部分；交流部分包括三孔插座XS、半波整流二极管VD1、光电耦合器U1、保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1；直流部分包括模拟声报警专用集成芯片U2、直流电源E、晶闸管SCR、继电器KM的线圈、继电器KM的常开触点KM-2、漏电报警发声器、漏电报警指示灯、二极管VD2以及电阻R3和震荡电阻R4。

Description

一种家用漏电自动报警保护插座

技术领域

本实用新型涉及一种插座，具体而言，涉及一种安全可靠的家用漏电自动报警保护插座。

背景技术

由于家用电器产品本身存在的质量缺陷以及使用操作不当等原因造成的安全事故并不少见。这些事故中，电器漏电引起的事故占有很大的比例。电器漏电是指用电器外壳和市电火线间由于某种原因连通后和地之间产生一定的电位差，导致电器外壳线与火线、外壳与地有部分电流通过。当漏泄的电流在流入大地的途中，如果遇人体或建筑钢筋等电阻较大的部位时，会产生局部高温，致使人身发生触电事故或使附近的可燃物着火，引发安全事故。

使用各种电器设备，不可避免地要使用插座。某些家用电器如电饭锅、电熨斗、电风扇、洗衣机等的电源线插头均采用三脚插座。现有的单相三脚插座，为家用电器接通电源的普通插接件，按照用电规程规定，接壳体的第三脚必须接地才能保证安全。但早年兴建的民用住宅，特别是楼房，由于接地极不方便都没有设置专用接地线，三脚插座的接地端悬空不用，这样当电源设备绝缘受到破坏、电线或接线头破损、或其他意外情况引起电器漏电而存在安全隐患。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：一些家用电器，如电饭锅、电熨斗、电风扇、洗衣机等的电源线插头均采用三脚插座，一些三脚插座的接地端悬空不用，这样当电源设备绝缘受到破坏、电线或接线头破损、或其他意外情况引起电器漏电而存在安全隐患的问题。

本实用新型的目的是提供一种家用漏电自动报警保护插座，以实现在电饭锅、电熨斗、电风扇、洗衣机等家用电器的金属外壳带电的情况下，会自动发出声、光两种报警信号，并能自动切断供电电源，停止向漏电电器供电，从而实现提醒用户检查漏电原因、排除漏电故障以及避免电器漏电引发安全事故的家用漏电自动报警保护插座。

本实用新型采取的技术方案是：

一种家用漏电自动报警保护插座，包括交流部分和直流部分；

交流部分包括三孔插座XS、半波整流二极管VD1、光电耦合器U1、保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1；保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1串接于交流电源输入端火线L上；三孔插座XS的相线端子接在交流电源输入端火线L上，三孔插座XS的零线端子接在交流电源输入端零线N上，三孔插座XS的地线端子连接半波整流二极管VD1的阳极；光电耦合器U1的输入端串接在半波整流二极管VD1的阴极与交流电源输入端零线N之间；

直流部分包括模拟声报警专用集成芯片U2、直流电源E、晶闸管SCR、继电器KM的线圈、继电器KM的常开触点KM-2、漏电报警发声器、漏电报警指示灯、二极管VD2以及电阻R3和震荡电阻R4；漏电报警指示灯通过光电耦合器U1的输出端和电阻R3正向串接于直流电源E的两端；晶闸管SCR的阳极通过继电器KM的线圈接在直流电源E的正极端，晶闸管SCR的阴极接在直流电源E的负极端，晶闸管SCR的控制极接在光电耦合器U1的输出端和电阻R3之间；二极管VD2反向并联于继电器KM线圈的两端；模拟声报警专用集成芯片U2包括选声端SEL1、电源端VDD、公共端VSS、输出端OUT和信号端OSC1端和OSC2端；模拟声报警专用集成芯片U2的选声端SEL1接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的电源端VDD通过继电器KM的常开触点KM-2接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的公共端VSS接在直流电源E的负极端，模拟声报警专用集成芯片U2的OSC1端和OSC2端接有震荡电阻R4，模拟声报警专用集成芯片U2的输出端OUT通过漏电报警发声器接在直流电源E的正极端。

进一步优选，所述交流部分还包括检验电路，所述检验电路包括常开按钮AN和电阻R1，所述常开按钮AN和电阻R1串联在一起，串联后该电路的一端接在三孔插座XS的相线端子上，另一端接在三孔插座XS的地线端子上。本实用新型中的检验电路，按下常开按钮AN可以产生模拟漏电电流，便于随时检查该家用漏电自动报警保护电路能否正常工作，从而达到避免因电路损坏而造成的电器漏电未被发现继而引发安全事故的目的。

进一步优选，所述交流部分还包括电解电容C1和限流电阻R2；限流电阻R2串接在半波整流二极管VD1的阴极与光电耦合器U1的输入端之间；电解电容C1并联在限流电阻R2和光电耦合器U1的输入端的两端。本实用新型在交流部分设置的电解电容C1主要作用是消除电路中的高频干扰。

进一步优选，所述模拟声报警专用集成芯片U2的型号为KD-9561。模拟声报警专用集成芯片U2还包括选声端SEL2。模拟声报警专用集成芯片U2选用KD-9561型四声模拟声报警专用集成电路。其中SEL1和SEL2是两个选声端，按图1的接法，若常开触点KM-2闭合时，U2产生模拟警笛声电信号；如将SEL1改接在VSS端，则产生模拟救护车电笛声信号；如将SEL1悬空，SEL2接VDD端，则产生模拟机枪声信号；如将SEL1、SEL2都悬空，则产生模拟消防车电笛声信号。所以，在具体使用该芯片时也可根据个人喜好选择另外3种声音中的一种。

进一步优选，所述漏电报警指示灯为红色发光二极管LED。

进一步优选，所述漏电报警发声器为压电陶瓷片HTD。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：

1、漏电报警指示灯和漏电报警发声器的设置能够实现家用电器的漏电自动报警。

2、本实用新型的交流部分中的交流电源输入端的火线上串联有继电器的常闭触点，在家用电器发生漏电的情况下能够自动切断供电电源，停止向漏电电器供电，从而达到避免电器漏电引发安全事故的目的。

3、本实用新型的漏电报警指示灯和漏电报警发声器在直流部分，三孔插座在交流部分，光电耦合器的利用使得交流电漏电与报警电路隔离开来，从而达到降低电器用户触电事故发生率的目的。

4、本实用新型的控制器所采用的元器件均为常见元器件，成本低廉，安装方便，易于大面积推广。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的实施例结构为：包括交流部分和直流部分。

交流部分包括三孔插座XS、半波整流二极管VD1、光电耦合器U1、保险管FU、继电器KM的常闭触点KM-1、电解电容C1、限流电阻R2和检验电路。

检验电路包括常开按钮AN和电阻R1。

直流部分包括模拟声报警专用集成芯片U2、直流电源E、晶闸管SCR、继电器KM的线圈、继电器KM的常开触点KM-2、漏电报警发声器、漏电报警指示灯、二极管VD2以及电阻R3和震荡电阻R4。

本实施例中的漏电报警指示灯为红色发光二极管LED。漏电报警发声器为压电陶瓷片HTD。

交流部分的保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1串接于交流电源输入端火线L上；三孔插座XS的相线端子接在交流电源输入端火线L上，三孔插座XS的零线端子接在交流电源输入端零线N上，三孔插座XS的地线端子连接半波整流二极管VD1的阳极；光电耦合器U1的输入端串接在半波整流二极管VD1的阴极与交流电源输入端零线N之间。检验电路内的常开按钮AN和电阻R1串联在一起，串联后该电路的一端接在三孔插座XS的相线端子上，另一端接在三孔插座XS的地线端子上。限流电阻R2串接在半波整流二极管VD1的阴极与光电耦合器U1的输入端之间；电解电容C1并联在限流电阻R2和光电耦合器U1的输入端的两端。

直流部分的漏电报警指示灯通过光电耦合器U1的输出端和电阻R3正向串接于直流电源E的两端；晶闸管SCR的阳极通过继电器KM的线圈接在直流电源E的正极端，晶闸管SCR的阴极接在直流电源E的负极端，晶闸管SCR的控制极接在光电耦合器U1的输出端和电阻R3之间；二极管VD2反向并联于继电器KM线圈的两端；模拟声报警专用集成芯片U2包括选声端SEL1、电源端VDD、公共端VSS、输出端OUT和信号端OSC1端和OSC2端；模拟声报警专用集成芯片U2的选声端SEL1接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的电源端VDD通过继电器KM的常开触点KM-2接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的公共端VSS接在直流电源E的负极端，模拟声报警专用集成芯片U2的OSC1端和OSC2端接有震荡电阻R4，模拟声报警专用集成芯片U2的输出端OUT通过漏电报警发声器接在直流电源E的正极端。

本实施例中的模拟声报警专用集成芯片U2的型号为KD-9561。模拟声报警专用集成芯片U2选用KD-9561型四声模拟声报警专用集成电路。其中SEL1和SEL2是两个选声端，按图1的接法，若常开触点KM-2闭合时，U2产生模拟警笛声电信号；如将SEL1改接在VSS端，则产生模拟救护车电笛声信号；如将SEL1悬空，SEL2接VDD端，则产生模拟机枪声信号；如将SEL1、SEL2都悬空，则产生模拟消防车电笛声信号。所以，在具体使用该芯片时也可根据个人喜好选择另外3种声音中的一种。

当三孔插座上不插家用电器的电源插头或插有不漏电的电器产品的情况下，图1中的三孔插座XS的相线端子和零线端子之间开路，220V的交流单相电源不能给交流部分闭合电路中三孔插座XS的零线端子右侧的元器件提供电能，光电耦合器U1中的二极管不发光，其对应的光敏三极管截止，漏电报警指示灯LED上无电流因而不发光，同时晶闸管SCR无触发电流而呈截止状态，与其串接的继电器KM因无励磁电流而不动作，其常闭触点KM-1闭合，插座正常供电，其常开触点KM-2断开，模拟声报警专用集成芯片U2因无供电电源而不工作，漏电报警发声器HTD不鸣叫。

当三孔插座上插有漏电的电器产品的情况下，图1中的漏电电流便会通过三孔插座XS的相线端子、家用电器的金属外壳、XS的地线端子，并经过二极管VD1半波整流、电解电容C1滤波后通过限流电阻R2向光电耦合器U1提供电能，漏电电流经由U1中的发光二极管导通发光后和电源零线构成回路。U1中对应的光敏三极管导通。5V的直流电源E提供的电能的一部分经由红色发光二极管LED、U1的光敏三极管、电阻R3流回电源的负极，其中漏电报警指示灯LED点亮，且光电流在R3上的电压降为晶闸管SCR提供了触发电流，SCR呈导通状态，继电器KM的线圈上有励磁电流通过，使得其常开触点KM-2闭合，模拟声报警专用集成芯片U2得电开始工作，漏电报警发声器HTD鸣叫，为了增大音量，使用时，可在HTD上加一个简易助声腔；此时，漏电报警指示灯和漏电报警发声器可实现家用电器的漏电自动报警，提醒用户须对用电器进行检查维修；同时继电器KM的常闭触点KM-1断开，220V的交流单相电源停止向三孔插座XS上接有的漏电电器进行供电，进而避免引发安全事故。继电器KM的线圈两端反向并联的二极管VD2起续流作用，即在线圈断电时为感生电动势提供一个释放回路，防止此电势击穿电路中的其它元器件。

当三孔插座上不插家用电器的电源插头的情况下，按下图1中交流部分中的检验按钮AN，电阻R1可以取100Ω左右，产生的模拟漏电电流便会通过三孔插座XS的相线端子、家用电器的金属外壳、XS的地线端子，并经过二极管VD1半波整流、电解电容C1滤波后通过限流电阻R2向光电耦合器U1提供电能，模拟漏电电流经由U1中的发光二极管导通发光后和电源零线构成回路。U1中对应的光敏三极管导通。5V的直流电源E提供的电能的一部分经由红色发光二极管LED、U1的光敏三极管、电阻R3流回电源的负极，其中漏电报警指示灯LED点亮，且光电流在R3上的电压降为晶闸管SCR提供了触发电流，SCR呈导通状态，继电器KM的线圈上有励磁电流通过，使得其常开触点KM-2闭合，模拟声报警专用集成芯片U2得电开始工作，漏电报警发声器HTD鸣叫，为了增大音量，使用时，可在HTD上加一个简易助声腔。因此，在三孔插座上不插家用电器的电源插头的情况下，按下检验按钮AN便于随时检查该家用漏电自动报警保护电路能否正常工作，从而达到避免因电路损坏而造成的电器漏电未被发现继而引发安全事故的目的。

图1中的漏电报警指示灯和漏电报警发声器在直流部分，三孔插座在交流部分，光电耦合器U1的利用使得交流电漏电与报警电路隔离开来，从而达到降低电器用户触电事故发生率的目的。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (7)

1.一种家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，包括交流部分和直流部分；

交流部分包括三孔插座XS、半波整流二极管VD1、光电耦合器U1、保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1；保险管FU和继电器KM的常闭触点KM-1串接于交流电源输入端火线L上；三孔插座XS的相线端子接在交流电源输入端火线L上，三孔插座XS的零线端子接在交流电源输入端零线N上，三孔插座XS的地线端子连接半波整流二极管VD1的阳极；光电耦合器U1的输入端串接在半波整流二极管VD1的阴极与交流电源输入端零线N之间；

直流部分包括模拟声报警专用集成芯片U2、直流电源E、晶闸管SCR、继电器KM的线圈、继电器KM的常开触点KM-2、漏电报警发声器、漏电报警指示灯、二极管VD2以及电阻R3和震荡电阻R4；漏电报警指示灯通过光电耦合器U1的输出端和电阻R3正向串接于直流电源E的两端；晶闸管SCR的阳极通过继电器KM的线圈接在直流电源E的正极端，晶闸管SCR的阴极接在直流电源E的负极端，晶闸管SCR的控制极接在光电耦合器U1的输出端和电阻R3之间；二极管VD2反向并联于继电器KM线圈的两端；模拟声报警专用集成芯片U2包括选声端SEL1、电源端VDD、公共端VSS、输出端OUT和信号端OSC1端和OSC2端；模拟声报警专用集成芯片U2的选声端SEL1接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的电源端VDD通过继电器KM的常开触点KM-2接在直流电源E的正极端，模拟声报警专用集成芯片U2的公共端VSS接在直流电源E的负极端，模拟声报警专用集成芯片U2的OSC1端和OSC2端接有震荡电阻R4，模拟声报警专用集成芯片U2的输出端OUT通过漏电报警发声器接在直流电源E的正极端。

2.如权利要求1所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述交流部分还包括检验电路，所述检验电路包括常开按钮AN和电阻R1，所述常开按钮AN和电阻R1串联在一起，串联后该电路的一端接在三孔插座XS的相线端子上，另一端接在三孔插座XS的地线端子上。

3.如权利要求1或2所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述交流部分还包括电解电容C1和限流电阻R2；限流电阻R2串接在半波整流二极管VD1的阴极与光电耦合器U1的输入端之间；电解电容C1并联在限流电阻R2和光电耦合器U1的输入端的两端。

4.如权利要求1所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述模拟声报警专用集成芯片U2的型号为KD-9561。

5.如权利要求1所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述漏电报警指示灯为红色发光二极管LED。

6.如权利要求1所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述漏电报警发声器为压电陶瓷片HTD。

7.如权利要求1所述的家用漏电自动报警保护插座，其特征在于，所述模拟声报警专用集成芯片U2还包括选声端SEL2。