CN211505828U - 感应式漏电检测装置及电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应式漏电检测装置及电热水器，包括感应元件；信号处理电路，其输入端与所述感应元件连接，输出端与报警模块或者控制模块连接；电源模块，其用于为所述信号处理电路提供电源；屏蔽罩壳，至少所述感应元件封闭在所述屏蔽罩壳内，所述屏蔽罩壳用于屏蔽位于其外部的电场。本实用新型的感应式漏电检测装置，通过设置感应元件，其能够感知周围的交流电场，无论其是否导通形成回路，均会向空间发出交流电场，当感应元件的周围具有交流电场时，会产生感应信号，本方案的检测原理不依赖火线和零线的电流平衡，也无需要求漏电电流形成回路，检测的适用范围更加广泛，避免发生漏检的情况。

Description

感应式漏电检测装置及电热水器

技术领域

本实用新型属于漏电检测技术领域，具体地说，涉及一种感应式漏电检测装置及电热水器。

背景技术

电器设备在使用过程中，由于线路老化、故障等原因可能出现漏电现象，当发生漏电时，一般是火线与地线相连，导致地线带电。如果地线良好，产生的电会导到大地，不会有危险。为了防止地线接地不好时，一些电器采取一些漏电保护措施，对于电热水器而言，目前主要的漏电防护措施包括防电墙保护，漏保线圈检测、光耦检测等。

防电墙漏电保护的方式可以保护出水侧的安全，但是，如果其他电器与电热水器共用地线，会通过地线将电漏到其他电器上，这时如果其他电器没有防护，人体会有触电危险。

漏保线圈检测漏电的方式，其原理是同时将火线和零线穿过检测线圈，用于检测火线电流和零线电流，当二者不一致时判断为漏电。但是，该种检测方式的前提是电器与地线正常连接，在漏电时才会出现火线电流和零线电流不一致的情况，如果当电器地线连接不正常时，无法与大地形成回路，漏电发生时火线电流与零线电流仍然是相同的，此时漏保线圈的方式将检测不到漏电，造成漏检。

光耦检测的方案是检测地线与墙之前是否形成回路，一旦漏电形成回路可以检测到，如果墙体没有良好接地，对地有较大电阻，则回路电流过小，光耦检测的方式将无法检测到漏电电流，造成漏检。

发明内容

本实用新型针对现有电器设备无法检测到地线漏电以及当漏电电流没有形成回路时同样检测不到漏电的技术问题，提出了一种感应式漏电检测装置，可以解决上述问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种感应式漏电检测装置，包括：感应元件；信号处理电路，其输入端与所述感应元件连接，输出端与报警模块或者控制模块连接；电源模块，其用于为所述信号处理电路提供电源；屏蔽罩壳，至少所述感应元件封闭在所述屏蔽罩壳内，所述屏蔽罩壳用于屏蔽位于其外部的电场。

进一步的，所述感应元件为感应线圈或者金属检拾片，被检测体整体或者局部封闭在所述屏蔽罩壳内，所述感应元件与被检测体非接触设置。

进一步的，所述信号处理电路包括放大电路，所述放大电路包括第一开关电路和分压电路，所述分压电路一端与电源模块连接，另外一端通过所述第一开关电路与地连接，所述感应元件产生的感应信号用于控制所述第一开关电路的导通状态。

进一步的，所述放大电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路其中一端与电源模块连接，另外一端与所述第一开关电路的控制端连接，所述第二开关电路的控制端与所述感应元件连接。

进一步的，所述第一开关电路的两端还并联有滤波电容。

进一步的，所述第一开关电路为第一NPN三极管，所述第二开关电路为第二NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极与所述分压电路连接，所述第一NPN三极管的发射极与地连接，所述第二NPN三极管的基极与所述感应元件连接，所述第二NPN三极管的集电极与电源连接，所述第二NPN三极管的发射极与所述第一NPN三极管的基极连接。

进一步的，所述放大电路为一颗集成运放器。

进一步的，所述屏蔽罩壳包括金属屏蔽层和绝缘层，所述金属屏蔽层位于内侧，所述绝缘层位于外侧。

进一步的，所述控制模块连接有通信模块。

本实用新型同时提出了一种电热水器，其包括前面任一条所记载的感应式漏电检测装置，所述感应式漏电检测装置设置在所述电热水器的裸露金属部位。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的感应式漏电检测装置，通过设置感应元件，其能够感知周围的交流电场，当电器设备发生漏电时，相当于其漏电部位与220V交流电连接，无论其是否导通形成回路，均会向空间发出交流电场，当感应元件的周围具有交流电场时，会产生感应信号，并经过放大电路放大后输出信号至报警模块或者控制模块，以执行安全保护措施，本方案的检测原理不依赖火线和零线的电流平衡，也无需要求漏电电流形成回路，检测的适用范围更加广泛，避免发生漏检的情况。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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 本实用新型所提出的感应式漏电检测装置的一种实施例结构示意图；

图2是图1中感应式漏电检测装置的一种实施例原理方框图；

图3是图2中感应式漏电检测装置的一种实施例电路原理图；

图4是本实用新型所提出的电热水器的一种实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一，本实施例提出了一种感应式漏电检测装置，如图1所示，包括感应元件11、信号处理电路12、电源模块13以及屏蔽罩壳14；感应元件11可以感知周围的交流电场，并产生感应信号，一般情况下感应元件11的感应信号很微弱，需要发送至信号处理电路12进行放大，信号处理电路12的输入端与感应元件11连接，输出端与报警模块或者控制模块连接，信号处理电路12将感应信号放大输出，可直接输出值报警模块进行报警提示，也可以输出值控制模块，由控制模块采取保护控制措施等；电源模块13用于为信号处理电路12提供电源，其可以直接采用一块能够输出直流电的电池实现，也可以为一个电源转换模块，其输入交流电，将交流电进行转换输出直流电为信号处理电路12供电；由于电器设备正常工作需要供交流电，为了防止其正常供电的电源线对感应式漏电检测装置造成干扰，产生误判，本方案中通过设置屏蔽罩壳14，至少感应元件11和被检测体10封闭在屏蔽罩壳14内，用于屏蔽外部电场，防止进入屏蔽罩壳14内，对感应元件11造成干扰，其仅能够感应到同样位于屏蔽罩壳14内部的被检测体10的交流电场，屏蔽罩壳14可以采用具有内部空壳的金属良导体实现，屏蔽罩壳14可采用一根独立的导线连接地面，通过将屏蔽罩壳14接地，外部交流电场在屏蔽罩壳14表面感应出的等量正电荷沿接地导线泄放进入接地面，才能将外部交流电场源产生的电力线屏蔽在屏蔽罩壳外部。

感应元件11能够感知周围的交流电场，当发生漏电时，相当于其漏电部位与220V交流电连接，无论其是否导通形成回路，均会向空间发出交流电场，当感应元件11的周围具有交流电场时，会产生感应信号，并经过信号处理电路12放大后输出信号至报警模块或者控制模块，以执行安全保护措施，本方案的检测原理不依赖火线和零线的电流平衡，也无需要求漏电电流形成回路，检测的适用范围更加广泛，避免发生漏检的情况。

报警模块和控制模块可以二者选一，也可以同时选用。

需要说明的是，被检测体10应当是导体，正常情况下被检测体10应当是0电位，也即不会向空间辐射电场，当漏电时交流电压施加在该被检测体10上，存在被人直接触碰到该被检测体10，或者触碰到与该被检测体10电连接的其他导体时发生触电的危险，该被检测体10可以是电器设备组成的一部分，也可以是电源线中的地线。

感应元件11为可以采用金属检拾片或者感应线圈实现，但是不限于上述实现方案，被检测体可整体或者局部封闭在屏蔽罩壳14内，感应元件11与被检测体非接触设置，两者通过非接触式设置，被检测体具有漏电时，其向空间辐射的电场才能够被感应元件11检测到，同时可以防止被检测体直接接触感应元件11，导致高压交流电对感应式漏电检测装置造成损坏，此外，还可以防止带有漏电的被检测体将电继续传递至该漏电检测装置，导致增加了一个漏电点，进而增加触电风险。

信号处理电路12用于将感应元件11感应的微小信号进行放大至可以被控制模块识别或者可以控制报警模块发生报警，优选在本实施例中，如图2所示，信号处理电路12至少包括放大电路，放大电路包括第一开关电路和分压电路，分压电路一端与电源模块连接，另外一端通过第一开关电路与地连接，直流电源用于为分压电路提供直流工作电压VCC，放大电路的信号输出端LDJC设置在分压电路与第一开关电路之间，感应元件11产生的感应信号用于控制第一开关电路的导通状态，当没有发生漏电时，感应元件11没有感应信号，因此，第一开关电路不导通，相应直流工作电压VCC与地之间没有形成导通回路，信号输出端LDJC输出的信号状态表示未漏电，当发生漏电时，感应元件11产生感应信号，当感应信号的电压足以开启第一开关电路时，第一开关电路导通，相应直流工作电压VCC与地之间形成导通回路，信号输出端LDJC有信号输出，信号输出端LDJC输出的信号状态发生变化，表示漏电。该路信号可以直接用于控制报警模块进行报警，也可以发送至控制模块，由控制模块采取进一步保护措施，如切断电源等。

为了提高放大电路的稳定性和驱动能力，放大电路还包括第二开关电路，第二开关电路其中一端与电源模块连接，另外一端与第一开关电路的控制端连接，第二开关电路的控制端与感应元件连接。感应元件11产生感应信号首先用于控制第一开关电路的导通状态，当漏电产生的感应信号驱动第一开关电路导通时，电源模块输出的直流工作电压VCC可通过第二开关电路直接加载在第一开关电路上，第二开关电路导通，信号输出端LDJC输出的信号状态发生变化，表示漏电，否则不漏电。

为了滤除掉被感应元件11引入的干扰波，第一开关电路的两端还并联有滤波电容C2，提高后端检测判断的准确性。

本实施例中提供了放大电路一种具体电路组成，如图3所示，第一开关电路和第二开关电路分别采用一颗NPN三极管实现，分压电路采用一颗分压电阻R1实现，其中，第一开关电路为第一NPN三极管N1，第二开关电路为第二NPN三极管N2，第一NPN三极管N1的集电极与分压电阻R1连接，第一NPN三极管N1的发射极与地连接，第二NPN三极管N2的基极与感应元件11连接，第二NPN三极管N2的集电极与电源连接，第二NPN三极管N2的发射极与第一NPN三极管N1的基极连接。当漏电产生的感应信号到达第二NPN三极管N2开启电压时，第二NPN三极管N2导通，第一NPN三极管N1的基极通过第二NPN三极管N2连接电源模块，相应第一NPN三极管N1导通，信号输出端LDJC输出的信号状态发生变化，表示漏电。

当然，放大电路不限于上述组成，除了采用上述开关电路搭建实现之外，还可以采用一颗集成运放器实现。

屏蔽罩壳14至少包括金属屏蔽层和绝缘层（图中未示出），其中，金属屏蔽层位于内侧，绝缘层位于外侧。金属屏蔽层应是一个封闭或近似封闭的金属壳或金属网罩，金属屏蔽层起到屏蔽外部电场的作用，绝缘层起到将金属屏蔽层与外部结构绝缘，尤其对于外部金属部件而言，防止外部结构带电时将电传导至金属屏蔽层，进而造成损坏内部的电路，无法正常感应漏电而造成漏检。

控制模块连接有通信模块，用于将漏电信号通过有线或者无线的方式发送出去，如可以通过无线通信发送到用户的移动终端设备上提示，还可以发送到总电源开关上，用于切断总电源开关，不仅可以防止某个电器设备的漏电导致的触电危险，还可以防止漏电传导至其他电器导致的触电危险的发生。

实施例二，本实施例提出了一种电热水器，如图4所示，该电热水器包括内胆21和外壳22，内胆21上开设有进水口和出水口，在进水口处设置有进水管连接头23，在出水口处设置有出水管连接头24，内胆21中设置有电加热管25，当电加热管发生漏电至水中时，漏电通过水导电至进水管连接头23、出水管连接头24以及外壳22，本实施例的电热水器包括实施例一中所记载的感应式漏电检测装置1，图4中以感应式漏电检测装置1设置在靠近进水管连接头23为例进行展示，电热水器发生漏电时，其可能传递至电热水器的任意裸露的金属部位，如金属外壳、金属的水管连接件、金属挂架等，用户触碰到任意裸露的金属部位时，都存在触电的危险，该感应式漏电检测装置1设置在电热水器的裸露金属部位，可以设置在其中一个部位上，也可以在多个裸露金属部位分别设置有感应式漏电检测装置，检测更加全面、可靠。

该感应式漏电检测装置1的具体组成可参见实施例一记载，在此不做赘述，需要说明的是，金属外壳、金属的水管连接件、金属挂架所构成的被检测体应当部分或者全部封闭在屏蔽罩壳14内，防止外部电场信号对感应元件11造成干扰。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种感应式漏电检测装置，其特征在于，包括：

感应元件；

信号处理电路，其输入端与所述感应元件连接，输出端与报警模块或者控制模块连接；

电源模块，其用于为所述信号处理电路提供电源；

屏蔽罩壳，至少所述感应元件封闭在所述屏蔽罩壳内，所述屏蔽罩壳用于屏蔽位于其外部的电场。

2.根据权利要求1所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述感应元件为金属检拾片或者感应线圈，被检测体整体或者局部封闭在所述屏蔽罩壳内，所述感应元件与被检测体非接触设置。

3.根据权利要求1所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括放大电路，所述放大电路包括第一开关电路和分压电路，所述分压电路一端与电源模块连接，另外一端通过所述第一开关电路与地连接，所述感应元件产生的感应信号用于控制所述第一开关电路的导通状态。

4.根据权利要求3所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述放大电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路其中一端与电源模块连接，另外一端与所述第一开关电路的控制端连接，所述第二开关电路的控制端与所述感应元件连接。

5.根据权利要求3所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述第一开关电路的两端还并联有滤波电容。

6.根据权利要求4所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述第一开关电路为第一NPN三极管，所述第二开关电路为第二NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极与所述分压电路连接，所述第一NPN三极管的发射极与地连接，所述第二NPN三极管的基极与所述感应元件连接，所述第二NPN三极管的集电极与电源连接，所述第二NPN三极管的发射极与所述第一NPN三极管的基极连接。

7.根据权利要求1所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述信号处理电路为一颗集成运放器。

8.根据权利要求1-7任一项所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述屏蔽罩壳包括金属屏蔽层和绝缘层，所述金属屏蔽层位于内侧，所述绝缘层位于外侧。

9.根据权利要求1-7任一项所述的感应式漏电检测装置，其特征在于，所述控制模块连接有通信模块。

10.一种电热水器，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的感应式漏电检测装置，所述感应式漏电检测装置设置在所述电热水器的裸露金属部位。

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