CN209496800U - 一种三极断电保护开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三极断电保护开关，涉及漏电保护技术领域，包括：地线电流互感器，地线进线穿过地线电流互感器的线圈环与第三可控开关的输入端连接，地线电流互感器的二次侧接线端与控制器的地线漏电电流检测端连接；三极可控磁吸开关，包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关，第三可控开关的输出端接地，第三可控开关的控制端与控制端的第三可控开关通断控制端连接等。本实用新型都能启动三极可控磁吸开关，使其产生脱扣动作，起到三极断电保护作用，防止地线带电事故发生，特别适用于大功率电器。

Description

一种三极断电保护开关

技术领域

本实用新型涉及漏电保护技术领域，具体涉及一种三极断电保护开关。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高和住房环境的不断改善，消费者对家用电器产品的安全使用和自我保护意识的增强。电器制造商对电器产品安全性能也在不断提高。许多电器产品如大匹柜机空调和电热水器等，其电源联接都配备了一对一的二极断电保护插头或大功率二极断电漏电保护开关(32-50A)。但每年在电视和网络上仍然有许多电器产品发生触电事故的报道，然而事故产品经过第三方检测大部份电器产品本身不存在质量问题(即没有漏电)。通过实际调查，发现引发触电事故的原因非常复杂，而许多事故却往往是由于用户用电环境地线带电引发。在实际许多售后的案列中，发现许多早期建筑的住房用户家中供电线路一般都没有接地线。所以电器产品的双极断电漏电保护方法和双极断电漏电保护插头都是在电器产品确实发生漏电时才跳闸自动保护。因为用电环境没有地线，而电器产品本身固定或与大地联接的支架或挂钩等环境干燥，电阻很大，泄露电流很小，因此双极漏电保护器不会跳闸。虽然电器本身已经漏电，但泄露电流极小，电控系统的双极漏保线圈和双极断电保护插头检测的泄满电流达不达断电保护规定值，不会启动双极断电保护程序，但在人体接触电器后，泄露电流经人体流向大地，双极断电保护电控程序或双极漏电保护插头检测到泄漏电流值超标，就会即刻起动双极断电保护程序切断相零电极，达到安全保护作用。这种漏电保护为滞后被动断电保护。而近年来随着人们生活水平的不断提高，农村自己建造的民宅和城市建造的小区住宅用电环境都根据国家安全用电要求安装了地线保护，如果地线接地良好，当电器发生漏电时，就会立即启动双极断电保护程序，切断相零双极断电，电器无法工作，不会发生触电事故。

但在实际生活中很多装修工对安全用电常识认识不够，特别对地线安装原理及具体布线要求不够规范和严谨，布线颜色也不规范，很难区分相零线，例如实际电路中存在这样的连接：电源线地零线是联接在一起的，在这种情况下，如果一个开关或插座相零接反，地线就会带电。然而地线本身又接地不良，这种情况双极断电的漏电感应线圈和双极断电保护插头是检测不到地线带电的。而用户进线总漏保也检测不到泄漏电流，所以这种情况就非常危险了，如果用户身体某部位一旦与电器金属部分接触就会发生触电事故，因为电器中的双极断漏电保护程序和双极断电保护插头并不会启动断电保护程序。此时就需要用户家中的总漏电保护开关动作切断电源，但如果总漏保及分路器空开灵敏度不高或失效，就会发生触电事故了。另外，如果安装考虑不周，在后期使用环境潮湿的位置，“相、零、地线”接头联接安装不规范，地线接地又不可靠，一旦这个部位受潮，火线与地线之间就会发生半联通状态，泄露电流不大，因而用户进线总漏电保护器也不启动断电保护动作，而地线电压却很高，地线又直接与电器的金属外壳联接，在这种状态下就非常危险，一旦人体部位接触电器金属某个部位，另一部位与大地形成回路时，特别是电热水器沐浴时在极潮湿的环境下，就极易导致地线电人的事故发生。所以目前3200W以下的许多储水式电热水器品牌，不仅在进出水管配置防电墙，并把双极断电保护插头升级为三极断电保护插头(而三极漏电保护插头根据目前家装插头标准，一般都在10-16A之间)，隔电墙是利用增大水电阻的原理把内胆与外壳进行了绝缘隔离。其目的是为了在地线带电时能够与内胆隔绝电源，防止地线带电时发生安全事故。但是如果没有三极断电保护开关，即使隔绝了内胆与外壳的电源，也不是解决地线带电的最佳办法，因为地线带电金属外壳就带电。

实用新型内容

因此，本实用新型实施例要解决的技术问题在于现有技术中的双极断电保护开关功率受限存在的缺陷，从而提供一种三极断电保护开关，进一步地提供了一种三极断电电控主板。

为此，本实用新型实施例的一种三极断电保护开关，包括：

相零电流互感器，火线进线穿过相零电流互感器的线圈环与第一可控开关的输入端连接，零线进线穿过相零电流互感器的线圈环与第二可控开关的输入端连接，相零电流互感器的二次侧接线端与控制器的相零线漏电电流检测端连接；

地线电流互感器，地线进线穿过地线电流互感器的线圈环与第三可控开关的输入端连接，地线电流互感器的二次侧接线端与控制器的地线漏电电流检测端连接；

三极可控磁吸开关，包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关，第一可控开关的输出端作为三极断电保护开关的火线输出端与用电设备连接，第一可控开关的控制端与控制器的第一可控开关通断控制端连接，第二可控开关的输出端作为三极断电保护开关的零线输出端与用电设备连接，第二可控开关的控制端与控制器的第二可控开关通断控制端连接，第三可控开关的输出端接地，第三可控开关的控制端与控制端的第三可控开关通断控制端连接，第一可控开关的触点、第二可控开关的触点和第三可控开关的触点相互连接以实现同步动作；以及

控制器，为第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关提供通断控制信号，当第一可控开关通断控制端、第二可控开关通断控制端和第三可控开关通断控制端中存在任意一个控制端中有通断控制信号输出时第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关同步动作以实现断电。

优选地，所述三极可控磁吸开关为三极脱扣器。

优选地，所述第一可控开关和第二可控开关分别为常开继电器，所述第三可控开关为常闭继电器。

优选地，还包括：

地线带电指示灯，与控制器的地线带电指示端连接，在地线带电时灯亮。

优选地，还包括：

复位开关，与控制器的复位控制端连接，为三极可控磁吸开关产生复位信号。

优选地，还包括：

外壳底座，所述相零电流互感器、地线电流互感器、三极可控磁吸开关和控制器都安装位于外壳底座内，外壳底座上开设有安装孔位，通过安装孔位与墙体连接。

优选地，所述安装孔位的尺寸与家用86型或120型墙开关插座安装孔位尺寸一致。

优选地，所述外壳底座采用阻燃塑料制作。

本实用新型实施例的技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例提供的三极断电保护开关，通过增加一个地线电流互感器，在相零线漏电电流或地线漏电电流中有一个超过预设范围的情况下，都能启动三极可控磁吸开关，使其产生脱扣动作，起到三极断电保护作用，防止地线带电事故发生，特别适用于大功率电器，例如大功率电热水器和大功率空调等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中三极断电保护开关的一个具体示例的原理框图；

图2为本实用新型实施例1中三极断电保护开关的另一个具体示例的原理框图。

附图标记：1-相零电流互感器，2-地线电流互感器，3-三极可控磁吸开关，31-第一可控开关，32-第二可控开关，33-第三可控开关，4-控制器，5- 地线带电指示灯，6-复位开关，7-电源指示灯。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本实用新型。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种三极断电保护开关，可应用于大功率电器漏电保护(例如，大功率电热水器、电锅炉和大功率空调等)，如图1所示，三极断电保护开关包括：相零电流互感器1、地线电流互感器2、三极可控磁吸开关3、控制器 4等。火线进线穿过相零电流互感器1的线圈环与第一可控开关31的输入端连接，零线进线穿过相零电流互感器1的线圈环与第二可控开关32的输入端连接，相零电流互感器1的二次侧接线端与控制器4的相零线漏电电流检测端连接。地线进线穿过地线电流互感器2的线圈环与第三可控开关33的输入端连接，地线电流互感器2的二次侧接线端与控制器4的地线漏电电流检测端连接。

三极可控磁吸开关3包括第一可控开关31、第二可控开关32和第三可控开关33三个活动触点，第一可控开关31的输出端作为三极断电保护开关的火线输出端与用电设备连接，第一可控开关31的控制端与控制器4的第一可控开关通断控制端连接，第二可控开关32的输出端作为三极断电保护开关的零线输出端与用电设备连接，第二可控开关32的控制端与控制器4的第二可控开关通断控制端连接，第三可控开关33的输出端接地，第三可控开关33的控制端与控制器4的第三可控开关通断控制端连接，第一可控开关31的触点、第二可控开关32的触点和第三可控开关33的触点相互连接以实现同步动作。

控制器4为第一可控开关31、第二可控开关32和第三可控开关33提供通断控制信号，当第一可控开关通断控制端、第二可控开关通断控制端和第三可控开关通断控制端中存在任意一个控制端中有通断控制信号输出时第一可控开关31、第二可控开关32和第三可控开关33同步动作以实现断电，无论是零、火线还是地线异常漏电，三极同步断电。在检测到相零电流互感器1输出的超过预设范围(优选地，范围在21mA左右(上下10％))的相零线漏电电流时产生第一可控开关31通断控制信号通过第一可控开关通断控制端输出和产生第二可控开关32通断控制信号通过第二可控开关通断控制端输出，在检测到地线电流互感器2输出的超过预设范围(优选地，范围在10mA左右)的地线漏电电流时产生第三可控开关33通断控制信号通过第三可控开关通断控制端输出。

优选地，三极断电保护开关还包括：地线带电指示灯5，其与控制器4的地线带电指示端连接，在地线带电时灯亮。电源指示灯7，其与控制器4的电源指示端连接。指示灯采用双色发光二极管，电源指示灯7为绿色，地线带电指示灯5为红色。指示灯显示颜色由控制器根据检测结果输出信号进行控制。

优选地，三极断电保护开关还包括：复位开关6，其与控制器4的复位控制端连接，为三极可控磁吸开关3产生复位信号。在排除地线带电故障或电器漏电故障时，才能按下复位开关，三极断电才能重新开闸通电，真正实现三极断电安全保护。

优选地，三极可控磁吸开关3可以为但不限于：三极脱扣器。如果发现泄漏电流超过设定值范围，通过控制器4即刻输出12V电压，通过放大器、稳压器电路、限流电路-整流电路、可控硅等电路触发磁吸开关动作，起动三极断电保护。三极可控磁吸开关设计功率比现有磁吸功率大35％。

优选地，三极可控磁吸开关3还可以主要由继电器组成，更加优选地，如图2所示，第一可控开关31和第二可控开关32分别为常开继电器，第三可控开关33为常闭继电器。在地线带电泄漏电流超标时控制器控制切断所有继电器。当检测到地线带电时常闭继电器瞬间断开，同时限制零、火线继电器闭合，实现三极断电保护，用电设备不能开启工作电源。同时控制器在地线带电指示端输出故障信号，使地线带电指示灯5红灯亮，显示地线异常。

上述三极断电保护开关，通过增加一个地线电流互感器，在相零线漏电电流或地线漏电电流中有一个超过预设范围的情况下，都能启动三极可控磁吸开关，使其产生脱扣动作，起到三极断电保护作用，防止地线带电事故发生，特别适用于大功率电器，例如大功率电热水器和大功率空调等。

优选地，三极断电保护开关还包括：外壳底座，三极断电保护开关的所有部件包括相零电流互感器1、地线电流互感器2、三极可控磁吸开关3和控制器 4等都安装位于外壳底座内，外壳底座上开设有安装孔位，通过安装孔位与墙体连接。优选地，外壳底座采用阻燃塑料制作。三极断电保护开关的电极断电结构为三个固定电极和三个活动电极。三个固定电极安装固定在阻然塑料外壳底座上，三个活动电极分别设有固定相线、零线、地线的螺丝固定孔位。第一、第二、第三可控开关分别控制相、零、地线的三个一体的独立电极。脱扣器安装固定在塑料外壳底座上。

优选地，安装孔位的尺寸与家用86型或120型墙开关插座安装孔位尺寸一致，方便安装。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种三极断电保护开关，其特征在于，包括：

相零电流互感器(1)，火线进线穿过相零电流互感器(1)的线圈环与第一可控开关(31)的输入端连接，零线进线穿过相零电流互感器(1)的线圈环与第二可控开关(32)的输入端连接，相零电流互感器(1)的二次侧接线端与控制器(4)的相零线漏电电流检测端连接；

地线电流互感器(2)，地线进线穿过地线电流互感器(2)的线圈环与第三可控开关(33)的输入端连接，地线电流互感器(2)的二次侧接线端与控制器(4)的地线漏电电流检测端连接；

三极可控磁吸开关(3)，包括第一可控开关(31)、第二可控开关(32)和第三可控开关(33)，第一可控开关(31)的输出端作为三极断电保护开关的火线输出端与用电设备连接，第一可控开关(31)的控制端与控制器(4)的第一可控开关通断控制端连接，第二可控开关(32)的输出端作为三极断电保护开关的零线输出端与用电设备连接，第二可控开关(32)的控制端与控制器(4)的第二可控开关通断控制端连接，第三可控开关(33)的输出端接地，第三可控开关(33)的控制端与控制器(4)的第三可控开关通断控制端连接，第一可控开关(31)的触点、第二可控开关(32)的触点和第三可控开关(33)的触点相互连接以实现同步动作；以及

控制器(4)，为第一可控开关(31)、第二可控开关(32)和第三可控开关(33)提供通断控制信号，当第一可控开关通断控制端、第二可控开关通断控制端和第三可控开关通断控制端中存在任意一个控制端中有通断控制信号输出时第一可控开关(31)、第二可控开关(32)和第三可控开关(33)同步动作以实现断电。

2.根据权利要求1所述的三极断电保护开关，其特征在于，所述三极可控磁吸开关(3)为三极脱扣器。

3.根据权利要求1所述的三极断电保护开关，其特征在于，所述第一可控开关(31)和第二可控开关(32)分别为常开继电器，所述第三可控开关(33)为常闭继电器。

4.根据权利要求1所述的三极断电保护开关，其特征在于，还包括：

地线带电指示灯(5)，与控制器(4)的地线带电指示端连接，在地线带电时灯亮。

5.根据权利要求1所述的三极断电保护开关，其特征在于，还包括：

复位开关(6)，与控制器(4)的复位控制端连接，为三极可控磁吸开关(3)产生复位信号。

6.根据权利要求1所述的三极断电保护开关，其特征在于，还包括：

外壳底座，所述相零电流互感器(1)、地线电流互感器(2)、三极可控磁吸开关(3)和控制器(4)都安装位于外壳底座内，外壳底座上开设有安装孔位，通过安装孔位与墙体连接。

7.根据权利要求6所述的三极断电保护开关，其特征在于，所述安装孔位的尺寸与家用86型或120型墙开关插座安装孔位尺寸一致。

8.根据权利要求6所述的三极断电保护开关，其特征在于，所述外壳底座采用阻燃塑料制作。