CN209709300U - 插座 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种插座。在此描述的插座包括：主体，包括电连接部，适于与电源线耦合以为电负载提供电力连接和第一接地连接；监控装置，布置于主体，适于与电连接部耦合以预定时间间隔检测第一接地连接是否异常并在第一接地连接异常时发出控制指令；以及报警装置，与监控装置信号连接，并适于响应于控制指令而发出报警信号。在此描述的插座能够进行接地检测，并在接地连接故障时提醒用户，以加强用电防护，使得用户触电的危险显著降低，从而能够提高插座的安全性。

Description

插座

技术领域

本公开的实施例总体上涉及电气装置，并且更具体地，涉及插座。

背景技术

家用电器一般通过带有地线的插头插入墙体上的三眼插座，以保护用户防止触电事故。对于一些工业设备，除了插头内的地线，有时还需要在设备外壳上对额外的接地端子进行接地。然而，当用电设备的接地端子所连接的接地引线或者是墙体内埋设的接地线发生断路或者由于绝缘破损被意外切断时，所谓接地保护将不会再起作用。传统的插座并不能给用户提供在这种情况下的用电报警。此时，一旦电负载由于故障导致外壳带电，用户触及电负载外壳将会发生触电事故。

实用新型内容

为了至少部分解决在插座或电器的接地保护失效时容易引发触电事故的问题以及其他潜在的问题，本公开的实施例提供了一种插座。

通过下文描述将会理解，在此描述的插座能够进行接地检测，并在接地连接故障时提醒用户，以加强用电防护，使得用户触电的危险显著降低，从而能够提高插座的安全性。

一般而言，在此提供的插座包括：主体，包括电连接部，适于与电源线耦合以为电负载提供电力连接和第一接地连接；监控装置，布置于主体，适于与电连接部耦合以预定时间间隔检测第一接地连接是否异常并在第一接地连接异常时发出控制指令；以及报警装置，与监控装置信号连接，并适于响应于控制指令而发出报警信号。

根据本公开的该实施例，监控装置能够监测插座的接地连接的状态，并且报警装置能够在插座的接地异常时发出报警信号。由此，插座能够提醒用户在接地连接故障时及时进行维修，以降低触电的风险，从而能够提高插座的安全性。

在一些实施例中，监控装置包括：检测装置，适于与电连接部耦合以检测第一接地连接的状态是否异常并输出检测信号；以及控制单元，与检测装置信号连接，并适于响应于检测信号指示第一接地连接的状态异常而输出控制指令。在这样的实施例中，由检测装置来检测第一接地连接的状态，并且由控制单元来控制报警装置。由此，可以将检测装置和控制单元分开布置，使得检测装置的布置方式更加灵活，更能够适应第一接地连接的应用环境。

在一些实施例中，检测装置包括：注入信号生成电路，适于与电力连接耦合以生成注入信号；注入信号注入电路，适于与注入信号生成电路耦合并将注入信号注入电力连接与第一接地连接之间而生成标识信号；检测电路，适于与注入信号注入电路耦合并检测标识信号以生成检测信号。在这样的实施例中，检测装置从插座的内部取电就能够检测插座的接地状态。由此，能够减少插座的部件数量，并降低插座的运行成本。

在一些实施例中，插座还包括布置于电连接部的触发组件，用于在电负载接入时触发监控装置。在这样的实施例中，当电负载接入插座时就可以立即对插座的接地状态进行检测。由此，能够及时保证电负载受到接地保护。

在一些实施例中，触发组件包括：触发杆，布置于电连接部，适于由电负载的接入而引发位移；以及传感部件，与触发杆耦合，适于感测触发杆的位移而生成触发监控装置的感测信号。在这样的实施例中，触发杆的触发动作比较可靠，更能够确保电负载的接入被传感部件检测到。由此，能够提高触发组件运行的可靠性。

在一些实施例中，插座还包括布置于第一接地连接的接地切换部件，与触发组件耦合并响应于电负载的接入而断开第一接地连接，使得监控装置与电负载的第二接地连接耦合以检测电负载的接地状态。在这样的实施例中，监控装置还能够检测电负载上的第二接地连接的接地状态，从而能够扩大监控装置的监控范围。

在一些实施例中，插座还包括布置于主体的供电切换部件，与电力连接和监控装置耦合，并适于响应于控制信号而切换电力连接的连接状态。在这样的实施例中，能够在确认插座的第一接地连接正常之前断开插座的电力连接，即只有在插座的接地连接正常的情况下才为电负载供电。由此，能够进一步提高电负载的用电安全性。

在一些实施例中，报警装置包括发光报警装置和声音报警装置中的至少一个。在这样的实施例中，发光信号和声音信号是用户容易感知的信号，并且发光报警装置和声音报警装置的成本低。由此，能够提高插座的报警效果，并能够降低插座的制作成本。

在一些实施例中，主体还包括面板，面板上布置有用于引导发光报警装置所发出的光的导光部件。在这样的实施例中，导光部件能够扩大发光报警装置的可视面积。由此，能够提高发光报警装置的报警效果。

在一些实施例中，主体包括电路板，监控装置布置于电路板上。在这样的实施例中，由于电路板的集成度高、连接可靠，由此能够提高插座的集成度和可靠性。

通过以下参照附图对示例性实施例的说明，本公开的进一步特征将变得显而易见。应当理解，实用新型内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过结合附图更详细地描绘本公开的示例性实施例，本公开的上述目的和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。

图1示出了根据本公开的实施例的插座整体的正视图；

图2示出了根据本公开的实施例的插座整体的一个透视图；

图3示出了根据本公开的实施例的插座整体的另一个透视图；

图4示出了根据本公开的实施例的插座整体的爆炸图；

图5示出了根据本公开的实施例的移除壳体的插座的爆炸图；

图6示出了根据本公开的实施例的插座的内部结构的一个透视图；

图7示出了根据本公开的实施例的移除面板和壳体的插座的透视图；

图8示出了根据本公开的实施例的监控装置的原理图；

图9示出了根据本公开的实施例的触发组件的透视图；

图10示出了根据本公开的实施例的触发杆的透视图；

图11示出了根据本公开的实施例的移除面板和安装板的插座的透视图；

图12示出了根据本公开的实施例的移除壳体、面板和安装板的插座的透视图；

图13示出了根据本公开的实施例的插座的内部结构的另一个透视图；

图14示出了根据本公开的实施例的插座的内部结构的又一个透视图；

图15示出了根据本公开的实施例的面板的一个爆炸图；

图16示出了根据本公开的实施例的面板的另一个爆炸图；以及图17示出了根据本公开的实施例的组合的面板的透视图。

贯穿附图，使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将参考几个示例实施例来描述本公开。应当理解，这些实施例仅为了使本领域技术人员能够更好地理解并由此实现本公开，而不是对本公开技术方案的范围提出任何限制的目的来描述。

如本文所使用的，术语“包括”及其变体将被解读为意指“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”将被解读为“至少基于部分”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。在下面可能包含其他明确的和隐含的定义。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

已知的插座不具备检测接地连接状态的功能。当用电设备的接地端子所连接的接地引线或者是墙体内埋设的接地线发生断路或者由于绝缘破损被意外切断时，接地保护将不会再起作用。已知的插座并不能给用户提供在这种情况下的用电报警。此时，一旦电负载由于故障导致外壳带电，用户触及电负载外壳将会发生触电事故。

本公开的实施例提供一种插座100。如图1-图6所示，插座100包括主体10、监控装置2和报警装置3。如图7所示，主体10包括电连接部13。电连接部13适于与电源线8(图中未示出)耦合以为电负载(图中未示出)提供电力连接和第一接地连接。

监控装置2布置于主体10，并与电连接部13耦合，以预定时间间隔检测第一接地连接是否异常。当第一接地连接异常时，监控装置2则发出控制指令。报警装置3与监控装置2信号连接，并且响应于监控装置2发出的控制指令而发出指示第一接地连接异常的报警信号。

在这样的实施例中，监控装置2能够监测插座100的接地连接的状态，并且报警装置3能够在插座100的接地异常时发出报警信号。由此，插座100能够提醒用户在接地连接故障时及时进行维修，以降低触电的风险，从而能够提高插座的安全性。

在某些实施例中，如图4和图5所示，插座100可以被布置于插座安装盒101内。通常，插座安装盒101可以被预埋于墙体内，以便于安装插座100。然而，应当理解，插座100也可以直接安装于桌面或隔板中。

在某些实施例中，如图6所示，监控装置2可以包括检测装置21和控制单元22。检测装置21可以与电连接部13耦合以检测插座100的第一接地连接的状态是否异常。当检测装置21检测到插座100的第一接地连接异常时，则输出检测信号。控制单元22可以与检测装置21信号连接，并响应于检测信号指示插座100的第一接地连接的状态异常而输出控制指令。在某些示例中，控制单元22可以为微控制单元(又称“MCU”)。

在这样的实施例中，由检测装置21来检测插座100的第一接地连接的状态，并且由控制单元22来控制报警装置3。如图8所示，控制单元22可以通过报警电路30来控制报警装置3。由此，可以将检测装置21和控制单元22分开布置，使得检测装置21的布置方式更加灵活，更能够适应第一接地连接的应用环境。

在某些实施例中，如图8所示，检测装置21可以包括注入信号生成电路211、注入信号注入电路212和检测电路213。注入信号生成电路211可以与插座100的电力连接耦合以生成注入信号。注入信号注入电路212可以与注入信号生成电路211耦合并将注入信号注入插座100的电力连接与第一接地连接之间而生成标识信号。检测电路213可以与注入信号注入电路212耦合并检测标识信号以生成检测信号。

在这样的实施例中，检测装置21从插座100的内部取电就能够检测插座100的接地状态。由此，能够减少插座100的部件数量，并降低插座100的运行成本。

在某些实施例中，如图8所示，插座100还可以包括电源电路AC/DC 210。电源电路AC/DC 210可以为检测装置21和控制单元22供电。注入信号生成电路211可以包括逆变电路DC/AC，以在插座100内部产生低频的正弦交流信号。低频的正弦交流信号可以通过信号注入电路212，例如注入电阻，注入到火线(又称“L线”)和接地线(又称“PE线”)之间。注入电阻可以与接地线对地阻抗串联，通过测量电路213测量注入电阻两端的电压，计算流过接地回路的电流，进而可以判断接地是否良好。然而，应当理解，信号注入电路212还可以是其他元件，例如注入电容等。

在某些实施例中，如图9所示，插座100还可以包括布置于电连接部13的触发组件4，用于在电负载接入时触发监控装置2。

在这样的实施例中，当电负载接入插座100时就可以立即对插座100的接地状态进行检测。由此，能够及时保证电负载受到接地保护。

在某些实施例中，如图9和图10所示，触发组件4可以包括触发杆41和传感部件42。如图6所示，触发杆41可以布置于电连接部13，并且可以由电负载的接入而引发位移。传感部件42可以与触发杆41耦合，并且可以感测触发杆41的位移而生成触发监控装置2的感测信号。

在这样的实施例中，触发杆41的触发动作比较可靠，更能够确保电负载的接入被传感部件42检测到。由此，能够提高触发组件41运行的可靠性。然而，应当理解，触发部件不限于触发杆41，还可以是其他触发部件，例如触发块、触发球等。

在某些实施例中，如图9所示，触发组件4还可以包括弹簧43，用于在电负载脱开插座100之后将触发杆41复位。传感部件42可以是霍尔传感器，用于感测触发杆41的位移。然而，应当理解，传感部件42不限于霍尔传感器，还可以是其他传感器类型，例如压电传感器等。

在某些实施例中，如图6和图8所示，插座100还可以包括布置于第一接地连接的接地切换部件5。如图8和图9所示，接地切换部件5可以与触发组件4耦合并响应于电负载的接入而断开第一接地连接。由此，可以使得监控装置2与电负载的第二接地连接耦合以检测电负载的接地状态。

在这样的实施例中，监控装置2还能够检测电负载上的第二接地连接的接地状态，从而能够扩大监控装置2的监控范围。

在某些实施例中，如图6和图8所示，插座100还可以包括布置于主体10的供电切换部件6。供电切换部件6可以与电力连接和监控装置2耦合，并可以响应于监控装置2发出的控制信号而切换电力连接的连接状态。

在这样的实施例中，能够在确认插座100的第一接地连接正常之前断开插座100的电力连接，即只有在插座100的接地连接正常的情况下才为电负载供电。由此，能够进一步提高电负载的用电安全性。

在某些实施例中，接地切换部件5可以为接地切换开关。供电切换部件6可以为供电控制开关。供电控制开关可以为双稳态继电器。在这样的实施例中，双稳态继电器动作可靠，耗电少。由此，能够提高插座100工作的可靠性，并能够节省电能。接地切换开关可以为带有常闭触点的继电器，实现分别测试墙体内和电负载侧的接地阻抗。然而，应当理解，接地切换开关和供电控制开关的类型不是固定的，可以根据需求来选择双稳态继电器、带有常闭触点的继电器或带有常开触点的继电器等。

在某些实施例中，如图6所示，报警装置3可以包括发光报警装置31和声音报警装置32中的至少一个。在某些示例中，发光报警装置31可以包括发光二极管(又称“LED”)、光电晶体管等，声音报警装置可以包括蜂鸣器、扬声器等。

在这样的实施例中，发光信号和声音信号是用户容易感知的信号，并且发光报警装置31和声音报警装置32的成本低。由此，能够提高插座100的报警效果，并能够降低插座100的制作成本。此外，声音信号能够提醒用户发生异常，发光信号能够指示具体的异常位置，因此同时使用发光报警装置31和声音报警装置32的报警效果更佳。

在某些实施例中，如图6、图7和图9所示，主体10还可以包括电路板20。监控装置2可以布置于电路板20上。由于电路板20的集成度高、连接可靠，由此能够提高插座100的集成度和可靠性。

在某些实施例中，如图11和图12所示，主体10还可以包括壳体11。电路板20可以布置于壳体11内。由此，能够通过壳体11保护电路板20上布置的电子器件，从而能够提高插座100的使用寿命。

在某些示例中，如图7、图13和图14所示，电连接部13还可以包括连接端子131、导电铜排132、取电铜排133、第一控制铜排135和第二控制铜排136。连接端子131可以通过紧固螺丝134将电源线压紧在导电铜排132上，从而实现电连接部13与电源线导电连接。

此外，电路板20可以通过取电铜排133与电连接部13耦合来从电连接部13来取电，以为电路板20上的电子器件供电。供电切换部件6可以通过第一控制铜排135与电连接部13的L线耦合以控制L线的断开和闭合。接地切换部件5可以通过第二控制铜排136与电连接部的PE线耦合以控制PE线的断开和闭合。

在某些实施例中，如图3-图5所示，主体10还可以包括面板12，并且报警装置3可以包括发光报警装置31。如图15-图17所示，面板12上可以布置有用于引导发光报警装置31所发出的光的导光部件33。

在某些实施例中，如图4、图5和图7所示，主体10还可以包括安装板14。发光二极管可以穿过安装板14，以使得导光部件33可以接收发光二极管发出的光。

在某些示例中，导光部件33可以是导光带。导光带可以采用PC、PMMA等材料制成。当发光报警装置31不报警时，导光带可以呈现透明的浅绿色。当发光报警装置31开始报警时，例如发光二极管被点亮，导光带则可以呈现红色。此时，蜂鸣器也可以响起，由蜂鸣器声响提醒用户发生异常，并由导光带亮红色来起到指示报警的具体方位的作用。

在这样的实施例中，导光部件33能够扩大发光报警装置31的可视面积。由此，能够提高发光报警装置31的报警效果。然而，应当理解，导光部件33的形式不限于导光带，还可以是导光板等形式，只要能够给用户提供有效警示作用即可。

在某些实施例中，如图15-图17所示，导光部件33与面板12扣合连接。由于扣合连接的结构简单，安装方便，由此能够降低插座100的制作成本，并能够提高插座100的安装效率，而且还能够便于更换导光部件33。

在某些示例中，如图15和图16所示，面板12可以包括框架121和盖板122。框架1211上可以布置有第一开孔1211和第二开孔1212。盖板122上可以布置有第一卡爪1221。导光部件33上可以布置有第二卡爪331。第一卡爪1221可以与第一开孔1211扣合。第二卡爪331可以与第二开孔1212扣合。由此，可以将盖板122和导光部件33与框架1211扣合，从而将导光部件33固定于面板12。然而，应当理解，导光部件33与面板12之间的扣合连接不限于框架121、盖板122和导光部件33之间扣合的连接方式，导光部件33也可以直接扣合在面板12上。

为了更好地理解本公开的实施例，下面举例说明插座100的工作过程。

在一些实施例中，当插座100应用于电负载，例如用电器，带接地端子，需要通过例如黄绿线将该接地端子和接地排或者接地桩相连的用电环境中时(此类应用多位工业应用)，在此类应用中，电负载的位置往往是需要经常变换的，在此过程中电导线可能被反复拉拔，此时，可靠的接地就保护尤为重要。

初始状态下，插座100内控制PE线通断的接地切换部件5，例如双稳态继电器，呈闭合状态，控制插座100的L线通断的双稳态继电器打开状态。

当用电器的插头未插入插座100时，监控装置2将每隔一段设定好的时间检测墙体内的接地线状态，当监控装置2发现墙体内接地线已经中断时，报警装置3会发出报警，例如，LED发出的红色光透过导光带进行指示，同时蜂鸣器报警。

当三眼插头在插入用电器之后，传感部件42，例如霍尔传感器，发送信号给MCU，MCU发出信号，首先立刻再次确认墙体内的接地线是否正常，随后控制安装于插座100内电路板20上的原本闭合的PE线上双稳态继电器得到信号后断开墙体内PE线，此时地线检测回路开始检测用电器侧接地端子，即所连黄绿线的接地状态。当插座100检测到用电器的接地正常后，闭合PE线上的双稳态继电器开关，并闭合L线双稳态继电器，插座100此时才开始向用电器送电。

这些实施例的应用一般是工业上的，比如工厂，实验室等。

在另一些实施例中，当插座100应用于电负载，例如用电器，不带接地端子，不需要额外通过例如黄绿线将接地端子和接地排或者接地桩相连的用电环境中时(此类应用多为家用)，在此类应用中，电负载的位置往往是常年不变的，比如冰箱、微波炉等。在此过程中电导线一般不插拔，所以电导线本身基本不可能损坏或者电导线中的地线不可能脱落。此时，只需要保证墙体内的接地线状况良好即可保护用户的人身安全。

初始状态下，控制插座100的L线的供电切换部件6，例如双稳态继电器，呈打开状态。当用电器插头未插入插座100时，接地检测将每隔一段设定好的时间检测一次墙体内的接地线状态，当发现墙体内接地线已经中断时，发出报警。

当用电器的三眼插头插入插座100之后，传感部件42，例如霍尔传感器，发送信号给MCU，此时接地检测如果发现墙体内的接地线依然处于正常连接状态时，控制插座100的L线的双稳态继电器闭合，插座100此时才开始向用电器送电。

当插座100开始向用电器送电后，接地检测将每隔一段设定好的时间再检测一次墙体内的接地线状态，当发现墙体内接地线已经中断(比如打膨胀螺丝时被手枪钻打断)时，发出报警。

这些实施例一般应用于家用场合。在这类场合下，墙内的接地线可能被打断，但是用电器的接地线不易脱落。

应当理解，本公开的所有数字都是示例性的，可以根据具体的应用需求来调整。

应当理解，本公开的以上详细实施例仅仅是为了举例说明或解释本公开的原理，而不是限制本公开。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替代、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。同时，本公开所附的权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物内的所有变化和修改。

Claims (10)

1.一种插座(100)，其特征在于，包括：

主体(10)，包括电连接部(13)，适于与电源线(8)耦合以为电负载提供电力连接和第一接地连接；

监控装置(2)，布置于所述主体(10)，适于与所述电连接部(13)耦合以预定时间间隔检测所述第一接地连接是否异常并在所述第一接地连接异常时发出控制指令；以及

报警装置(3)，与所述监控装置(2)信号连接，并适于响应于所述控制指令而发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的插座(100)，其特征在于，所述监控装置(2)包括：

检测装置(21)，适于与所述电连接部(13)耦合以检测所述第一接地连接的状态是否异常并输出检测信号；以及

控制单元(22)，与所述检测装置(21)信号连接，并适于响应于所述检测信号指示所述第一接地连接的状态异常而输出所述控制指令。

3.根据权利要求2所述的插座(100)，其特征在于，所述检测装置(21)包括：

注入信号生成电路(211)，适于与所述电力连接耦合以生成注入信号；

注入信号注入电路(212)，适于与所述注入信号生成电路(211)耦合并将所述注入信号注入所述电力连接与所述第一接地连接之间而生成标识信号；

检测电路(213)，适于与所述注入信号注入电路(212)耦合并检测所述标识信号以生成所述检测信号。

4.根据权利要求1所述的插座(100)，其特征在于，所述插座(100)还包括布置于所述电连接部(13)的触发组件(4)，用于在所述电负载接入时触发所述监控装置(2)。

5.根据权利要求4所述的插座(100)，其特征在于，所述触发组件(4)包括：

触发杆(41)，布置于所述电连接部(13)，适于由所述电负载的接入而引发位移；以及

传感部件(42)，与所述触发杆(41)耦合，适于感测所述触发杆(41)的所述位移而生成触发所述监控装置(2)的感测信号。

6.根据权利要求4所述的插座(100)，其特征在于，所述插座(100)还包括布置于所述第一接地连接的接地切换部件(5)，与所述触发组件(4)耦合并响应于所述电负载的接入而断开所述第一接地连接，使得所述监控装置(2)与所述电负载的第二接地连接耦合以检测所述电负载的接地状态。

7.根据权利要求1所述的插座(100)，其特征在于，所述插座(100)还包括布置于所述主体(10)的供电切换部件(6)，与所述电力连接和所述监控装置(2)耦合，并适于响应于控制信号而切换所述电力连接的连接状态。

8.根据权利要求1所述的插座(100)，其特征在于，所述报警装置(3)包括发光报警装置(31)和声音报警装置(32)中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的插座(100)，其特征在于，所述主体(10)还包括面板(12)，所述面板(12)上布置有用于引导所述发光报警装置(31)所发出的光的导光部件(33)。

10.根据权利要求1所述的插座(100)，其特征在于，所述主体(10)包括电路板(20)，所述监控装置(2)布置于所述电路板(20)上。