CN211908371U - 电信号转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电信号转换装置，该装置包括：输入组件，连接至公共电网，输入组件被构造成接收公共电网输出的市电信号，并根据市电信号产生磁场；输出组件，与输入组件构成磁通回路，输出组件被构造成通过感应输入组件产生的磁场来产生输出电信号；以及电绝缘层，设置于输入组件与输出组件之间，且与输入组件和输出组件均接触。其中，输出组件包括连接端，连接端与负载电连接且不接地。

Description

电信号转换装置

技术领域

本公开涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种电信号转换装置。

背景技术

随着对物理世界的探索，人类迈入了电气时代。为了便于居民用电，世界各国通过公共电网向居民提供一定标准的市电。根据不同的需求，电厂可以通过变压器向居民提供额定电压的电力输入。

根据我国的配电系统设计规范，我国的低压配电电压一般采用220V/380V，采用220V/380V配电时，必须采用中性点接地的方式。即变压器的中性点需要接地，从中性点接入的零线也相应接地。在居民用电时，可以通过接入负载，形成由火线-负载-零线构成的电回路。由于人体中含有大量的水分子和金属粒子，因此人体为导体。在零线接地时，若人体站在大地上且与火线有接触时，则会形成由火线-人体-大地-零线构成的电回路，使得人体触电。这无疑给居民用电带来了较大的安全隐患。

实用新型内容

本鉴于此，本公开提供了一种能够避免上述安全隐患的电信号转换装置。

本公开的一个方面提供了一种电信号转换装置，该装置包括：输入组件，连接至公共电网，所述输入组件被构造成接收所述公共电网输出的市电信号，并根据所述市电信号产生磁场；输出组件，与输入组件构成磁通回路，输出组件被构造成通过感应输入组件产生的磁场来产生输出电信号；以及电绝缘层，设置于输入组件与输出组件之间，且与输入组件和输出组件均接触。其中，输出组件包括连接端，连接端与负载电连接且不接地。

在本公开的一些实施例中，输入组件包括至少一个子输入组件，至少一个子输入组件中的每个子输入组件包括：第一磁芯；以及初级线圈，缠绕于第一磁芯，初级线圈包括输入端和输出端，其中，初级线圈的输入端连接公共电网的火线。

在本公开的一些实施例中，输出组件包括至少一个子输出组件，至少一个子输出组件中的每个子输出组件包括：第二磁芯；以及次级线圈，缠绕于第二磁芯，次级线圈包括输入端和输出端，其中，次级线圈的输出端用作连接端，其中，至少一个子输入组件与至少一个子输出组件一一对应，且每个子输入组件与对应其的子输出组件构成一个磁通回路；每个子输出组件包括的第二磁芯与对应的子输入组件包括的第一磁芯通过电绝缘层耦接。

在本公开的一些实施例中，输入组件包括一个子输入组件，输出组件包括一个子输出组件：该一个子输入组件包括的初级线圈的输出端连接公共电网的零线；该一个子输出组件包括的次级线圈的输入端用于连接接入负载的零线；该一个子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的火线，其中，连接端还包括该一个子输出组件包括的次级线圈的输入端。

在本公开的一些实施例中，输入组件包括第一子输入组件和第二子输入组件，输出组件包括第一子输出组件和第二子输出组件，其中，第一子输入组件包括的初级线圈的输入端与公共电网的第一火线连接，第二子输入组件包括的初级线圈的输入端与公共电网的第二火线连接，第一子输入组件包括的初级线圈的输出端和第二子输入组件包括的初级线圈的输出端连接形成输入组件中性点；第一子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的第一火线，第二子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的第二火线，第一子输出组件包括的次级线圈的输入端和第二子输出组件包括的次级线圈的输入端连接形成输出组件中性点，其中，输出组件中性点不接地。

在本公开的一些实施例中，输入组件包括第一子输入组件、第二子输入组件和第三子输入组件；输出组件包括第一子输出组件、第二子输出组件和第三子输出组件。其中，第一子输入组件包括的初级线圈的输入端与公共电网的第一火线连接，第二子输入组件包括的初级线圈的输入端与公共电网的第二火线连接，第三子输入组件包括的初级线圈的输入端与公共电网的第三火线连接，第一子输入组件包括的初级线圈的输出端、第二子输入组件包括的初级线圈的输出端和第三子输入组件包括的初级线圈的输出端连接形成输入组件中性点；第一子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的第一火线，第二子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的第二火线，第三子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入负载的第三火线，第一子输出组件包括的次级线圈的输入端、第二子输出组件包括的次级线圈的输入端和第三子输出组件包括的次级线圈的输入端连接形成输出组件中性点。

在本公开的一些实施例中，输入组件中性点连接公共电网的零线，输出组件还包括连接至输出组件中性点的输入端，用于连接接入负载的零线，连接端还包括连接至输出组件中性点的输入端。

在本公开的一些实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个，电转换装置还包括：至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括过压保护器件，过压保护器件的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，过压保护器件的第二端接地。

在本公开的一些实施例中，过压保护器件包括：封装为一体的放电电极对，包括第一放电电极和第二放电电极，第一放电电极的第一极连接至其所属的保护电路所对应的连接端，第二放电电极的第一极接地；其中，第一放电电极的第二极和所述第二放电电极的第二极相对设置，第一放电电极的第二极和第二放电电极的第二极之间的间距为预定间距值；放电电极对被构造成：在第一放电电极的第一极的接入电压超过预定电压值时，第一放电电极与第二放电电极之间电导通。

在本公开的一些实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个；电转换装置还包括：至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括电阻器，电阻器的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，电阻器的第二端接地，其中，电阻器为高阻抗电阻。

在本公开的一些实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个，电转换装置还包括：至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括相互并联的电阻器和过压保护器件，且保护电路的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，保护电路的第二端接地，其中，电阻器为高阻抗电阻。

根据本公开实施例的电信号转换装置，通过输入组件和输出组件之间电绝缘层的设置以及输出组件的连接端不接地的设置，可以保证在电信号转换装置对市电进行转换后接入负载时，即使用户接触火线并站在地面上也无法形成包括人体的电回路。因此，通过本公开的电信号转换装置接入负载时，可以避免用户触电，提高向用户提供的电力的安全性。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的电信号转换装置的系统架构图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的电信号转换装置的结构示意图；

图3示意性示出了第一场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图；

图4示意性示出了第二场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图；

图5示意性示出了第三场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图；

图6示意性示出了第三场景下本公开另一实施例的电信号转换装置的示意图；

图7示意性示出了第三场景下本公开再一实施例的电信号转换装置的示意图；以及

图8示意性示出了第三场景下本公开又一实施例的电信号转换装置的示意图；以及

图9示意性示出了第三场景下本公开又一实施例的电信号转换装置的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

本公开实施例提供了一种电信号转换装置，该装置包括输入组件、输出组件和电绝缘层。输入组件连接至公共电网，且该输入组件被构造成接收公共电网输出的市电信号，并根据市电信号产生磁场。输出组件与输入组件构成磁通回路，输出组件被构造成通过感应输入组件产生的磁场来产生输出电信号。电绝缘层设置于输入组件与输出组件之间，且与输入组件和输出组件均接触。其中，输出组件包括连接端，该连接端与负载连接且不接地。

图1示意性示出了根据本公开实施例的电信号转换装置的系统架构100。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的系统架构的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、或场景。

如图1所示，根据该实施例的系统架构100可以包括配电站110、电闸130和负载140。

其中，配电站110可以提供市电信号。可以从该配电站110引出三根火线和一根零线。电闸130例如可以采用单相两线制、两相两线制、两相三线制、三相三线制或三相四线制的方式接入配电站110提供的市电信号，以向负载140提供额定电压的电信号。该电闸130例如可以为用户住所或工厂等场所中的电源开关。例如，该电闸130例如可以由空气开关等构成。

其中，负载140例如可以为家用电器或者工厂中的各种加工生产设备等。例如，家用电器可以为冰箱、电视、洗衣机、空调等。负载140通过插入与电闸130电连接的插座来接入电流，构成包括负载140和电闸130的电回路。

在一实施例中，考虑到根据我国的配电系统设计规范，配电站提供的零线或中性点是接地的，因此存在用户站在大地上接触从电闸130引出的火线时会与大地形成回路，从而触电的危险。为了避免该危险，如图1所示，本公开实施例的应用场景例如可以设置电信号转换装置120，该电信号转换装置120可以通过单相两线制、两相两线制、两相三线制、三相三线制或三相四线制等方式接入配电站110提供的市电信号，用于对该市电信号进行转换，输出与用户需求相适应的电信号。

在一实施例中，电信号转换装置120例如可以用于对电信号进行电压、电流或阻抗等的转换。该配电站110与电信号转换装置120可以形成包括两者的电回路。其中，该电信号转换装置120可以设置有连接端，电闸130可以根据负载140的类型从该连接端引出火线和/或零线，以接入电信号转换装置120的输出电信号。其中，为了避免上述触电的危险，该电信号转换装置120的连接端为不接地的设计，以此使得用户站在地面上接触火线时，无法形成电回路。

根据本公开的实施例，该电信号转换装置120的连接端的设置可以根据实际需求进行设定。若负载140需要接入单相两线制电力时，该连接端可以包括用于连接一根火线的连接端和用于连接一根零线的连接端。若负载140需要接入三相四线制电力时，该连接端可以包括用于连接三根火线的连接端和用于连接一根零线的连接端等。其中，需要保证该些连接端均不接地。

需要说明的是，本公开实施例所提供的电信号转换装置例如可以为图1中的电信号转换装置120。图1中的配电站110、电信号转换装置120、电闸130和负载140的类型仅仅是示意性的。根据实际需要，可以具有任意类型的配电站、电信号转换装置、电闸和负载。

以下将结合图2～图9对本公开实施例的电信号转换装置进行详细描述。

图2示意性示出了根据本公开实施例的电信号转换装置的结构示意图。

如图2所示，该实施例的电信号转换装置200可以包括输入组件210、输出组件220和电绝缘层230。

其中，输入组件210连接至公共电网，例如可以是连接至如图1所示的配电站110。该输入组件210通过连接该公共电网可以接收公共电网输出的市电信号，并能够根据该市电信号产生磁场。在一实施例中，该输入组件210例如可以包括金属导线。

其中，由于输入组件210能够根据市电信号产生磁场，且输入组件210接收的市电信号为交流电，因此输入组件210产生的磁场为变化的磁场。输入组件210与输出组件220构成了磁通回路，因此，输出组件220可以通过感应输入组件210产生的磁场产生电信号。在一实施例中，输出组件220包括连接端，连接端可以与负载电连接，以使得负载接收电转换装置200的输出电信号。

其中，为了减轻电信号转换装置一相接地的危险性并稳定装置电位，该输入组件210的中性点应与大地形成电回路。为了避免用户站在地面后接触输出组件220的连接端存在的触电危险，应保证输出组件220的连接端不接地，且输出组件220与接地的输入组件210之间电绝缘。为了在使得输入组件210与输出组件220构成磁通回路的同时保证两者电绝缘，电绝缘层230可以设置于输入组件210与输出组件220之间，且该电绝缘层230与输入组件210和输出组件220均接触。

在一实施例中，电绝缘层230例如可以包括陶瓷片，或者可以包括材质为塑料或橡胶等的片状或棒状绝缘体。在一实施例中，该电绝缘层230例如可以为涂敷于输入组件210和输出组件220构成磁通回路时两者之间的接触面上的绝缘材料，如绝缘漆。

在一实施例中，输入组件210例如可以包括至少一个子输入组件，该子输入组件的个数可以根据负载所需的接线的线制(单相双线制、两相两线制、三相四线制等)来确定。例如，该子输入组件的个数可以与负载所需的接线线制包括的相数相等。其中，相数指火线的根数。

为了根据市电信号感应产生磁场，每个子输入组件例如可以包括第一磁芯和初级线圈。每个初级线圈缠绕于其所属的子输入组件包括的第一磁芯上，且初级线圈具有输入端和输出端。其中，每个初级线圈的输入端连接一根从公共电网引出的火线，每个初级线圈的输出端根据实际需求连接从公共电网引出的零线或仅连接形成输入组件中性点。例如，若负载所需的接线的线制中，线数比相数多(对于单相两线线制，线数为2，相数为1；对于三相四线线制，线数为4，相数为3)，则每个初级线圈的输出端均与公共电网引出的零线连接。若负载所需的接线的线制中，线数比相数相等，则各初级线圈的输出端连接形成输入组件中性点。通过该方式，可以使得从公共电网流出的市电信号流入每个初级线圈，并根据电生磁原理，使得初级线圈根据接收的市电信号产生分布于其周围空间的变化磁场。

在一实施例中，输出组件220例如可以包括至少一个子输出组件，该子输出组件的个数可以根据负载所需的接线的线制(单相双线制、两相两线制、三相四线制等)来确定。例如，该子输出组件的个数可以与负载所需的接线线制包括的相数相等。其中，为了通过感应输入组件产生的磁场来产生输出电信号，每个子输出组件例如可以包括第二磁芯和次级线圈。每个次级线圈缠绕于其所属的子输出组件包括的第二磁芯上，且次级线圈具有输入端和输出端。其中，每个次级线圈的输出端用于连接接入负载的一根火线，每个次级线圈的输出端可以用作输出组件的一个连接端。

在一实施例中，至少一个子输出组件与至少一个子输入组件一一对应。为了使得输出组件能够通过感应输入组件产生的磁场产生输出电信号，每个子输出组件可以与其对应的子输入组件构成一个磁通回路，以此通过电磁感应原理，使得每个子输出组件通过感应与其对应的子输入组件产生的变化的磁场来产生输出电信号。

由于与每个子输出组件对应的子输入组件连接至公共电网，因此是能够与大地形成电回路的。为了避免人体在地面上接触到子输出组件的连接端所连接的火线而发生触电，每个子输出组件包括的第二磁芯可以与其对应的子输入组件包括的第一磁芯通过前述的电绝缘层230耦接。从而实现输入组件与输出组件之间的电绝缘。

在一实施例中，可以采用夹设在至少一个子输出组件与至少一个子输入组件之间的一个电绝缘层来实现至少一个子输出组件与其对应的输入组件之间的耦接。在另一实施例中，可以采用涂敷于每个第一磁芯和/或第二磁芯上的电绝缘层来实现每个子输出组件与其对应的子输入组件之间的耦接。

根据本公开的实施例，第一磁芯与第二磁芯例如可以为C形或马蹄形等形状的磁芯，且第一磁芯与第二磁芯的尺寸相匹配，以便于能够相对设置形成封闭结构，从而构成磁通回路。该磁芯可以根据具体的使用场景而使用不同的材料。在电信号转换装置应用于大功率场景时，第一磁芯和第二磁芯例如可以采用硅钢等材质制成的磁芯。在电信号转换装置应用于小功率场景时，第一磁芯和第二磁芯例如可以采用铁氧体磁芯等。

在一实施例中，为了使得电信号转换装置的整体重量更轻，并提高磁通回路的磁通量，提高电信号转换装置的输出功率，第一磁芯与第二磁芯例如可以采用非金属的新型材料。该非金属的新型材料例如可以包括亚纳米合金等。

根据本公开的实施例，初级线圈与次级线圈的匝数比可以根据电信号转换装置接入的市电信号与输出电信号的电压比或电流比来确定。例如，初级线圈与次级线圈之间的匝数比可以与市电信号与输出电信号之间的电压比相等。初级线圈与次级线圈之间的匝数比可以与市电信号与输出电信号之间的电压比互为倒数。可以理解的是，可以根据实际需求，来设定初级线圈与次级线圈的匝数。

以下将结合图3～图5分别对本公开实施例中的电信号转换装置在单相双线制应用场景下、双相双线制应用场景下和三相四线制应用场景下的结构进行详细描述。

图3示意性示出了第一场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图。

如图3所示，在单相双线制应用场景下，电信号转换装置300包括的输入组件包括一个子输入组件，电信号转换装置300包括的输出组件包括一个子输出组件。

该一个子输入组件包括第一磁芯311和初级线圈312。初级线圈312缠绕于第一磁芯311上。初级线圈312包括输入端313和输出端314。输入端313与公共电网的火线21连接，输出端314与公共电网的零线22连接。

该一个子输出组件包括第二磁芯321和次级线圈322。次级线圈322缠绕于第二磁芯321上。次级线圈322包括输出端323和输入端324。输出端323用于连接接入负载的火线31，输入端324用于连接接入负载的零线32。其中，包括一个子输出组件的输出组件的连接端包括次级线圈322的输出端323和输入端324。负载在与火线31和零线32均连接时，形成包括负载和次级线圈322的闭合回路。因此，负载可以接收输出组件产生的输出电信号从而使得负载能够运转。其中，输出端323与输入端324均不接地。

在该第一场景中，如图3所示，电绝缘层330夹设于第一磁芯311和第二磁芯321之间。该单相双线制的应用场景下，即使用户站在地面上与火线31接触时，也无法形成包括用户和次级线圈的电回路，因此，可以在一定程度上避免用户触电的危险。其中，若负载为中国居民使用的家用电器时，该次级线圈322与初级线圈312的匝数例如可以相等，且火线31与零线32之间的电压差例如可以为220V。可以理解的是，在不同的国家或地区，该火线31与零线32之间的电压差、及初级线圈312与次级线圈322之间的匝数比可以根据实际需求进行设定。

图4示意性示出了第二场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图。

如图4所示，在双相双线制应用场景下，电信号转换装置400包括的输入组件包括第一子输入组件和第二子输入组件，电信号转换装置400包括的输出组件包括第一子输出组件和第二子输出组件。其中，第一子输入组件与第一子输出组件构成第一磁通回路，第二子输入组件与第二子输出组件构成第二磁通回路。

第一子输入组件包括第一磁芯411和初级线圈412。初级线圈412缠绕于第一磁芯411上。初级线圈412包括输入端413和输出端414。输入端413与公共电网的火线21(该火线21例如可以为公共电网提供的三根火线中的任一火线，该任一火线例如可以为第一火线)连接。

第二子输入组件包括第一磁芯431和初级线圈432。初级线圈432缠绕于第一磁芯431上。初级线圈432包括输入端433和输出端434。输入端433与公共电网的火线23(该火线23例如可以为公共电网提供的三根火线中除第一火线外的任一火线，该任一火线例如可以为第二火线)连接。在一实施例中，输出端414与输出端434可以连接形成输入组件中性点。

第一子输出组件包括第二磁芯421和次级线圈422，次级线圈422缠绕于第二磁芯421上。次级线圈422包括输出端423和输入端424。其中，输出端423用于连接接入负载的火线31。

第二子输出组件包括第二磁芯441和次级线圈442，次级线圈442缠绕于第二磁芯441上。次级线圈442包括输出端443和输入端444。其中，输出端443用于连接接入负载的火线33。在一实施例中，输入端424与输入端444可以连接形成输出组件中性点，该输出组件中性点不接地。

在该第二场景中，如图4所示，电绝缘层450夹设于第一磁芯411和第二磁芯421之间，以及第一磁芯431与第二磁芯441之间。该双相双线制的应用场景下，即使用户站在地面上与火线31或火线33接触时，也无法形成包括用户和次级线圈的电回路。因此，可以在一定程度上避免用户触电的危险。在一实施例中，若负载为中国居民使用的家用电器时，次级线圈422与初级线圈412的匝数例如可以相等，次级线圈442与初级线圈432的匝数例如可以相等。火线31与火线33之间的电压差例如可以为380V。可以理解的是，在不同的国家或地区，该火线31与火线33之间的电压差、初级线圈412与次级线圈422之间的匝数比及初级线圈432与次级线圈442之间的匝数比可以根据实际需求进行设定。

根据本公开的实施例，在双相三线制的应用场景下，输出组件还可以包括连接至输入端424与输入端444连接形成的输出组件中性点的输入端。在一实施例中，该输入端可以与输入端444为同一端，该连接至输出组件中性点的输入端用于连接接入负载的零线32。输出端414与输出端434连接形成的输入组件中性点与公共电网的零线22连接。相应地，输出组件包括的用于连接负载的连接端还包括该连接至输出组件中性点的输入端。在一实施例中，若负载为中国居民使用的家用电器时，火线31与零线32之间的电压差、以及火线33与零线32之间的电压差均为220V，火线31与火线33之间的电压差为380V。可以理解的是，在不同的国家或地区，该火线31与零线32之间的电压差、火线33与零线32之间的电压差可以根据实际需求进行设定。

图5示意性示出了第三场景下本公开实施例的电信号转换装置的示意图。

如图5所示，在三相四线制应用场景下，电信号转换装置500包括的输入组件包括第一子输入组件、第二子输入组件和第三子输入组件，电信号转换装置500包括的输出组件包括第一子输出组件、第二子输出组件和第三子输出组件。其中，第一子输入组件与第一子输出组件构成第一磁通回路，第二子输入组件与第二子输出组件构成第二磁通回路，第三子输入组件与第三子输出组件构成第三磁通回路。

第一子输入组件包括第一磁芯511和初级线圈512。初级线圈512缠绕于第一磁芯511上。初级线圈512包括输入端513和输出端514。输入端513与公共电网的火线21(该火线21例如可以为公共电网提供的三根火线中的第一火线)连接，输出端514与公共电网的零线22连接。

第二子输入组件包括第一磁芯531和初级线圈532。初级线圈532缠绕于第一磁芯531上。初级线圈532包括输入端533和输出端534。输入端533与公共电网的火线23(该火线23例如可以为公共电网提供的三根火线中的第二火线)连接，输出端534与公共电网的零线22连接。

第三子输入组件包括第一磁芯551和初级线圈552。初级线圈552缠绕于第一磁芯551上。初级线圈552包括输入端553和输出端554。输入端553与公共电网的火线24(该火线24例如可以为公共电网提供的三根火线的第三火线)连接，输出端554与公共电网的零线22连接。在一实施例中，输出端514、输出端534和输出端554可以连接形成输入组件中性点，该输入组件中性点与公共电网的零线22连接。

第一子输出组件包括第二磁芯521和次级线圈522，次级线圈522缠绕于第二磁芯521上。次级线圈522包括输出端523和输入端524。其中，输出端523用于连接接入负载的火线31。

第二子输出组件包括第二磁芯541和次级线圈542，次级线圈542缠绕于第二磁芯541上。次级线圈542包括输出端543和输入端544。其中，输出端543用于连接接入负载的火线33。

第三子输出组件包括第二磁芯561和次级线圈562，次级线圈562缠绕于第二磁芯561上。次级线圈562包括输出端563和输入端564。其中，输出端563用于连接接入负载的火线34。在一实施例中，输入端524、输入端544和输入端564可以连接形成输出组件中性点，该输出组件中性点不接地。

根据本公开的实施例，如图5所示，输出组件还可以包括连接至输入端524、输入端544和输入端564连接形成的输出组件中性点的输入端。在一实施例中，该输入端可以与输入端564为同一端，该连接至输出组件中性点的输入端用于连接接入负载的零线32。在另一实施例中，连接至输出组件中性点的输入端还可以为独立于输入端524、输入端544和输入端564的输入端。

在该第三场景中，如图5所示，电绝缘层570夹设于第一磁芯511和第二磁芯521之间、第一磁芯531与第二磁芯541之间以及第一磁芯551与第二磁芯561之间。该三相四线制的应用场景下，即使用户站在地面上与火线31、火线33或火线34中的任一火线接触时，也无法形成包括用户和次级线圈的电回路。因此，可以在一定程度上避免用户触电的危险。在一实施例中，若负载为中国居民使用的家用电器时，次级线圈522与初级线圈512的匝数例如可以相等，次级线圈542与初级线圈532的匝数例如可以相等，且次级线圈562与初级线圈552的匝数例如可以相等。相应地，火线31、火线33和火线34中任意两根火线之间的电压差例如可以为380V，火线31、火线33和火线34中任一火线与零线32之间的电压差例如可以为220V。可以理解的是，在不同的国家或地区，任意两根火线之间的电压差、任一火线与零线之间的电压差以及初级线圈与对应的次级线圈之间的匝数比可以根据实际需求进行设定。

在该三相四线制的应用场景下，可以根据负载的额定电压的大小，将负载与三根火线中任意一根火线及零线32连接，构成包括负载和电信号转换装置500的闭合回路。或者，将负载与三根火线中任意两根火线连接，构成包括负载和电信号转换装置500的闭合回路。因此，负载可以接收输出组件产生的输出电信号从而使得负载能够运转。

根据本公开的实施例，在三相三线制的应用场景下，电信号转换装置的结构与图5描述的电信号转换装置500的结构类似，区别在于输入端524、输入端544和输入端564仅连接形成输出组件中性点。输出端514、输出端534和输出端554仅连接形成输入组件中性点，但该输入组件中性点不与公共电网的零线22连接。此种场景下，负载可以通过与三根火线中的任意两根火线连接，来形成包括负载和输出组件的闭合回路。负载可以接收输出组件产生的输出电信号从而使得负载能够运转。

根据本公开的实施例，在负载通过与两根火线连接以与输出组件构成闭合回路时，该负载例如可以为工厂或实验室使用的一些电气设备，该些电气设备例如可以包括马费炉或石墨炉等。在负载通过与一根火线及零线连接以与输出组件构成闭合回路时，该负载例如可以为各种家用电器等。

综上可知，可以在接入负载时，通过将负载不直接接入公共电网的火线和零线，而是接入图2～图5中任一实施例描述的能够产生与市电信号相应的输出电信号的电信号转换装置，可以避免相关技术中市电与大地及人体构成闭合回路的缺陷。因此，当人体触摸火线时，也不会与大地构成电回路，从而避免触电危险的发生。

根据本公开的实施例，为了避免瞬间过电压导致的电信号转换装置受损的情况，还可以在电信号转换装置的连接端上设置过压保护器。

图6示意性示出了第三场景下本公开另一实施例的电信号转换装置的示意图。

如图6所示，在电信号转换装置应用于三相四线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置600与图5描述的电信号转换装置500类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置600还包括至少一个保护电路。每个保护电路包括一个过压保护器件670。

根据本公开的实施例，在电信号转换装置应用于两相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图4描述的电信号转换装置400类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。类似的，在电信号转换装置应用于单相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图3描述的电信号转换装置300类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。每个保护电路包括一个过压保护器件。可以理解的是，在电信号转换装置应用于两相三线制和三相三线制的应用场景时，可以基于类似的设置方式，为电信号转换装置设置保护电路，每个保护电路包括一个过压保护器件。

在一实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个。至少一个保护电路与该至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应。具体地，该至少一个保护电路可以是与连接至至少一个连接端的火线或零线一一对应。过压保护器件670的第一端连接至包括该过压保护器件670的保护电路所对应的连接端(例如还可以连接至过压保护器件670所属的保护电路所对应的连接端连接的火线或零线)，过压保护器件的第二端接地。在输出组件产生的输出电信号中出现浪涌电压时，浪涌电压可以经由该过压保护器件流入大地，从而避免浪涌现象，避免电信号转换装置被损坏。其中，浪涌电压指瞬时过电压。

在如图6所示的电信号输出装置600中，保护电路可以为一个，该一个保护电路连接于以下连接端中的一个：输出端523、输出端543、输出端563和连接至输出组件中性点的输入端(具体可以连接于连接该些输入端的火线31、火线33、火线34和零线32中的一个)。或者，保护电路可以为两个，两个保护电路可以分别连接于火线31、火线33和火线34中的任意两个。或者，该两个保护电路可以一个连接于火线31、火线33和火线34中的任意一个，另一个连接于零线32。或者，该至少一个保护电路可以为三个，三个保护电路可以分别连接于火线31、火线33和火线34。或者，该三个保护电路可以有两个分别连接于火线31、火线33和火线34中的任意两个，剩余的一个连接于零线32。或者，如图6所示，该至少一个保护电路可以为四个，四个保护电路可以分别连接于火线31、火线33、火线34和零线32。

在一实施例中，过压保护器件670例如可以包括气体放电管或放电电极对等。此处以过压保护器件670为放电电极对为例进行详细描述。例如，该过压保护器件670可以包括封装为一体的放电电极对，该放电电极对包括第一放电电极和第二放电电极。该第一放电电极和第二放电电极均包括尖状结构的一端。在封装时，可以将该两个放电电极的尖状结构的一端对应设置。即将两个放电电极的尖状结构的一端相互靠近设置。例如，第一放电电极的第一极连接至其所属的保护电路对应的连接端(对应的连接端连接的火线或零线)，第二放电电极的第一极接地。第一放电电极的第二极和第二放电电极的第二极相对设置，且第一放电电极的第二极和第二放电电极的第二极之间的间距为预定间距值。即两个放电电极的两个尖状结构的一端之间的距离为预定间距值(例如可以为0.2mm)。通过尖端放电原理，在第一放电电极的第一极的接入电压超过预定电压值(例如260V)时，该放电电极对会将两个放电电极之间的空气被电离，从而使得第一放电电极与第二放电电极之间电导通。从而将超过预定电压值的电信号引入大地，避免电信号转换装置因过大电压而被烧毁。在第一放电电极的第一极的接入电压未超过预定电压值时，则由于第一放电电极和第二放电电极之间不导通，输出组件产生的输出电信号将直接流入接入的负载。

根据本公开的实施例，考虑到在接入负载后，与负载连接的导线或者负载内部元件均有可能产生感应电荷，电信号转换装置工作过程中可能会因为变化的磁场和/或变化的电流而产生感应电荷，以及负载在接电后，可能也会由于静电场的存在而产生感应电荷。该些感应电荷如果达到一定的强度，也可能给用户带来危害。为了避免该些感应电荷带来的危险，可以对该些感应电荷进行消除。

图7示意性示出了第三场景下本公开再一实施例的电信号转换装置的示意图。

如图7所示，在电信号转换装置应用于三相四线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置700与图5描述的电信号转换装置500类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置700还包括至少一个保护电路。每个保护电路包括电阻器780，该电阻器780为高阻抗电阻。

根据本公开的实施例，在电信号转换装置应用于两相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图4描述的电信号转换装置400类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。类似的，在电信号转换装置应用于单相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图3描述的电信号转换装置300类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。每个保护电路包括电阻器780，该电阻器780为高阻抗电阻。可以理解的是，在电信号转换装置应用于两相三线制和三相三线制的应用场景时，可以基于类似的设置方式，为电信号转换装置设置保护电路，每个保护电路包括一个高阻抗电阻。

在一实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个。至少一个保护电路与该至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应。其中，该至少一个保护电路例如可以是与连接至至少一个连接端的火线或零线一一对应。电阻器780的第一端连接至包括该电阻器780的保护电路所对应的连接端(例如可以连接至该电阻器780所属的保护电路所对应的连接端连接的火线或零线)，电阻器780的第二端接地。

在如图7所示的电信号输出装置700中，保护电路可以为一个，该一个保护电路连接于以下连接端中的一个：输出端523、输出端543、输出端563和连接至输出组件中性点的输入端(例如也可以连接于连接该些输入端的火线31、火线33、火线34和零线32中的一个)。或者，保护电路可以为两个，两个保护电路可以分别连接于火线31、火线33和火线34中的任意两个。或者，该两个保护电路可以一个连接于火线31、火线33和火线34中的任意一个，另一个连接于零线32。或者，该至少一个保护电路可以为三个，三个保护电路可以分别连接于火线31、火线33和火线34。或者，该三个保护电路可以有两个分别连接于火线31、火线33和火线34中的任意两个，剩余的一个连接于零线32。或者，如图7所示，该至少一个保护电路可以为四个，四个保护电路可以分别连接于火线31、火线33、火线34和零线32。

在一实施例中，至少一个保护电路包括连接于零线32的一个保护电路，以及连接于火线31、火线33和火线34中至少一根火线的至少一个保护电路。在电信号转换装置没有连接负载时，连接火线的电阻器与连接零线的电阻器为串联关系，在火线上引起的感应电荷会通过该串联关系的两个电阻流回零线，形成电信号转换装置-连接火线的电阻器-连接零线的电阻器的电回路。通过该电回路能够消除火线上引起的感应电荷。可以理解的是，至少一个保护电路也可以仅包括连接于零线的保护电路，或仅包括连接于火线的保护电路，通过该保护电路可以消除电信号转换装置中除火线产生的感应电荷外其他的感应电荷。

在一实施例中，至少一个保护电路包括连接于零线32的一个保护电路，以及连接于火线31、火线33和火线34中至少一根火线的至少一个保护电路。在电信号转换装置连接负载后，连接火线的电阻器与连接零线的电阻器为并联关系，且该连接火线的电阻器与连接零线的电阻器接地。负载和电信号转换装置产生的感应电荷中，以直流形式存在的感应电荷可以通过该连接火线的电阻器和连接零线的电阻器导向地面。可以理解的是，至少一个保护电路也可以仅包括连接于零线的保护电路，或仅包括连接于火线的保护电路，基于上述同样的原理，通过高阻抗的电阻值可以消除感应电荷中的直流电荷。

为了同时起到消除感应电荷和过压保护的效果，在一实施例中，可以综合图6～图7中的方案进行电信号转换装置的设置。

图8示意性示出了第三场景下本公开又一实施例的电信号转换装置的不意图。

如图8所示，在电信号转换装置应用于三相四线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置800与图5描述的电信号转换装置500类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置800还包括至少一个保护电路。每个保护电路包括并联的过压保护器件870和电阻器880。其中，电阻器880为高阻抗电阻。

根据本公开的实施例，在电信号转换装置应用于两相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图4描述的电信号转换装置400类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。类似的，在电信号转换装置应用于单相两线制的应用场景时，本实施例的电信号转换装置与图3描述的电信号转换装置300类似。两者的区别在于，该实施例的电信号转换装置还包括至少一个保护电路。类似地，每个保护电路包括如图8所示的并联的过压保护器件870和电阻器880。可以理解的是，在电信号转换装置应用于两相三线制和三相三线制的应用场景时，可以基于类似的设置方式，为电信号转换装置设置保护电路，每个保护电路包括一个并联的过压保护器件和高阻抗电阻。

在一实施例中，输出组件包括的连接端为至少两个。至少一个保护电路与该至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应。具体地，该至少一个保护电路可以是与连接至至少一个连接端的火线或零线一一对应。其中，每个保护电路的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，保护电路的第二端接地。具体地，并联的过压保护器件870的一端和电阻器880的一端均连接至包括该过压保护器件870和电阻器880的保护电路对应的连接端所连接的火线或零线，过压保护器件870的另一端和电阻器880的另一端均接地。

基于与图6～图7描述的类似原理，通过由以并联形式连接的过压保护器件870和电阻器880组成的保护电路的设置，不仅可以避免浪涌电压，还可以消除感应电荷。

图9示意性示出了第三场景下本公开又一实施例的电信号转换装置的示意图。

为了便于对外壳需要接地的负载提供接地的安全线，如图9所示，该实施例的电信号转换装置900还包括连接至输出组件的第二磁芯、且接地的安全线990。该安全线990用于接入负载的金属外壳，以将负载的金属外壳产生的感应电荷或者负载绝缘材料损坏导致的金属外壳所带的电经由安全线990流入大地。通过该安全线的设置，可以进一步避免负载漏电或金属外壳产生的感应电荷危及人身安全的情况。可以理解的是，图9仅以三相四线制的应用场景为例，在各应用场景中，电信号转换装置均可包括连接至输出组件的第二磁芯、且接地的安全线。在电信号转换装置包括多个第二磁芯时，该多个第二磁芯可以分别与安全线连接。或者，该多个第二磁芯可以电连接，通过多个第二磁芯中距离地面最近的第二磁芯与安全线连接。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (11)

1.一种电信号转换装置，其特征在于，所述电信号转换装置包括：

输入组件，连接至公共电网，所述输入组件被构造成接收所述公共电网输出的市电信号，并根据所述市电信号产生磁场；

输出组件，与所述输入组件构成磁通回路，所述输出组件被构造成通过感应所述输入组件产生的磁场来产生输出电信号；以及

电绝缘层，设置于所述输入组件与所述输出组件之间，且与所述输入组件和所述输出组件均接触，

其中，所述输出组件包括连接端，所述连接端与负载电连接且不接地。

2.根据权利要求1所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输入组件包括至少一个子输入组件，所述至少一个子输入组件中的每个子输入组件包括：

第一磁芯；以及

初级线圈，缠绕于所述第一磁芯，所述初级线圈包括输入端和输出端，

其中，所述初级线圈的输入端连接所述公共电网的火线。

3.根据权利要求2所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输出组件包括至少一个子输出组件，所述至少一个子输出组件中的每个子输出组件包括：

第二磁芯；以及

次级线圈，缠绕于所述第二磁芯，所述次级线圈包括输入端和输出端，其中，所述次级线圈的所述输出端用作所述连接端，

其中，所述至少一个子输入组件与所述至少一个子输出组件一一对应，且每个子输入组件与对应其的子输出组件构成一个磁通回路；每个子输出组件包括的第二磁芯与对应的子输入组件包括的第一磁芯通过所述电绝缘层耦接。

4.根据权利要求3所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输入组件包括一个子输入组件，所述输出组件包括一个子输出组件：

所述一个子输入组件包括的初级线圈的输出端连接所述公共电网的零线；

所述一个子输出组件包括的次级线圈的输入端用于连接接入所述负载的零线，所述一个子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的火线，

其中，所述连接端还包括所述一个子输出组件包括的次级线圈的输入端。

5.根据权利要求3所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输入组件包括第一子输入组件和第二子输入组件，所述输出组件包括第一子输出组件和第二子输出组件，其中：

所述第一子输入组件包括的初级线圈的输入端与所述公共电网的第一火线连接，所述第二子输入组件包括的初级线圈的输入端与所述公共电网的第二火线连接，所述第一子输入组件包括的初级线圈的输出端和所述第二子输入组件包括的初级线圈的输出端连接形成输入组件中性点；

所述第一子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的第一火线，所述第二子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的第二火线，所述第一子输出组件包括的次级线圈的输入端和所述第二子输出组件包括的次级线圈的输入端连接形成输出组件中性点，

其中，所述输出组件中性点不接地。

6.根据权利要求3所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输入组件包括第一子输入组件、第二子输入组件和第三子输入组件；所述输出组件包括第一子输出组件、第二子输出组件和第三子输出组件，其中：

所述第一子输入组件包括的初级线圈的输入端与所述公共电网的第一火线连接，所述第二子输入组件包括的初级线圈的输入端与所述公共电网的第二火线连接，所述第三子输入组件包括的初级线圈的输入端与所述公共电网的第三火线连接，所述第一子输入组件包括的初级线圈的输出端、所述第二子输入组件包括的初级线圈的输出端和所述第三子输入组件包括的初级线圈的输出端连接形成输入组件中性点；

所述第一子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的第一火线，所述第二子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的第二火线，所述第三子输出组件包括的次级线圈的输出端用于连接接入所述负载的第三火线，所述第一子输出组件包括的次级线圈的输入端、所述第二子输出组件包括的次级线圈的输入端和所述第三子输出组件包括的次级线圈的输入端连接形成输出组件中性点。

7.根据权利要求6所述的电信号转换装置，其特征在于：

所述输入组件中性点连接所述公共电网的零线；

所述输出组件还包括连接至所述输出组件中性点的输入端，用于连接接入所述负载的零线，所述连接端还包括所述连接至所述输出组件中性点的输入端。

8.根据权利要求1所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输出组件包括的连接端为至少两个，所述电信号转换装置还包括：

至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括过压保护器件，所述过压保护器件的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，所述过压保护器件的第二端接地。

9.根据权利要求8所述的电信号转换装置，其特征在于，所述过压保护器件包括：

封装为一体的放电电极对，包括第一放电电极和第二放电电极，所述第一放电电极的第一极连接至其所属的保护电路所对应的连接端，所述第二放电电极的第一极接地；

其中，所述第一放电电极的第二极和所述第二放电电极的第二极相对设置，所述第一放电电极的第二极和所述第二放电电极的第二极之间的间距为预定间距值；所述放电电极对被构造成：在所述第一放电电极的第一极的接入电压超过预定电压值时，所述第一放电电极与所述第二放电电极之间电导通。

10.根据权利要求1所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输出组件包括的连接端为至少两个，所述电信号转换装置还包括：

至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括电阻器，所述电阻器的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，所述电阻器的第二端接地，其中，所述电阻器为高阻抗电阻。

11.根据权利要求1中所述的电信号转换装置，其特征在于，所述输出组件包括的连接端为至少两个，所述电信号转换装置还包括：

至少一个保护电路，与至少两个连接端中的至少一个连接端一一对应，每个保护电路包括相互并联的电阻器和过压保护器件，且所述保护电路的第一端连接至其所属的保护电路所对应的连接端，所述保护电路的第二端接地，其中，所述电阻器为高阻抗电阻。

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