CN220544690U - 漏电保护装置、电连接设备和用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种漏电保护装置，包括：开关模块，耦合在载流线的输入端与输出端之间，被配置为控制输入端与输出端之间的电力连接；漏电检测模块，被配置为在检测到漏电流信号时生成漏电故障信号；驱动模块，耦合至开关模块和漏电检测模块，被配置为接收漏电故障信号，响应于漏电故障信号而驱动开关模块断开电力连接；自检模块，耦合至漏电检测模块和驱动模块，被配置为周期性地生成模拟的漏电流信号，并在漏电检测模块和/或驱动模块发生故障时生成自检故障信号；报警模块，耦合至自检模块，被配置为响应于漏电故障信号和/或自检故障信号而发出报警信号。本实用新型在装置发生故障时和/或发生脱扣时发出报警信号提醒用户，避免危险发生。

Description

漏电保护装置、电连接设备和用电器

技术领域

本实用新型涉及电气领域，尤其涉及一种漏电保护装置、电连接设备和用电器。

背景技术

随着人们安全意识的提高，越来越多的家庭选择在房屋内安装漏电保护装置，包括接地故障断路器(GFCI)、漏电保护器(ALCI)，移动式漏电保护器(PRCD)等。

然而，目前的漏电保护装置只有单一的分闸保护(脱扣保护)功能，当产品发生故障导致不能脱扣时无法阻止危险发生，带来重大安全隐患。因此，亟需一种在漏电保护功能丧失时仍可以提醒用户的漏电保护装置。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型的第一方面提出了一种漏电保护装置，包括：开关模块，其耦合在载流线的输入端与输出端之间，并且被配置为控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；漏电检测模块，其被配置为检测所述载流线上的漏电流信号，并在检测到所述漏电流信号时生成漏电故障信号；驱动模块，其耦合至所述开关模块和所述漏电检测模块，并且被配置为接收所述漏电故障信号，并响应于所述漏电故障信号而驱动所述开关模块断开所述电力连接；自检模块，其耦合至所述漏电检测模块和所述驱动模块，并且被配置为周期性地生成模拟的所述漏电流信号，以检测所述漏电检测模块和/或所述驱动模块是否发生故障，并在所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时生成自检故障信号；以及报警模块，其耦合至所述自检模块，并且被配置为接收所述自检故障信号，并响应于所述漏电故障信号和/或所述自检故障信号而发出报警信号。

在一些实施例中，所述报警模块包括用于发出所述报警信号的报警元件。

在一些实施例中，所述报警元件包括蜂鸣器、扬声器、指示灯和发光元件中的至少一个。

在一些实施例中，所述报警信号包括闪烁的光信号和/或间断发出的声音信号。

在一些实施例中，所述报警模块包括第一电容和/或第一电阻，所述第一电容和/或所述第一电阻与所述报警元件并联连接。

在一些实施例中，所述自检模块包括串联连接的电压触发元件和第二电容，并且，所述第二电容由所述载流线充电并经由所述电压触发元件周期性地生成模拟的所述漏电流信号。

在一些实施例中，所述自检模块还包括半导体元件，并且，当所述漏电检测模块和所述驱动模块正常工作时，所述半导体元件在所述漏电故障信号的作用下导通，并为所述第二电容提供电荷泄放路径，当所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时，所述半导体元件无法为所述第二电容提供电荷泄放路径，进而使所述自检模块生成所述自检故障信号。

在一些实施例中，所述半导体元件选自以下各项中的一项：可控硅、双极型晶体管、场效应晶体管和光电耦合元件。

在一些实施例中，漏电保护装置还包括：监控模块，其耦合至所述漏电检测模块并包括测试开关，并且被配置为在操作所述测试开关时产生模拟的所述漏电故障信号，以检测所述漏电保护装置是否正常工作。

本实用新型的第二方面提出了一种电连接设备，所述电连接设备包括：壳体；以及根据第一方面的各实施例中任一个的漏电保护装置，所述漏电保护装置容纳在所述壳体中。

本实用新型的第三方面提出了一种用电器，所述用电器包括：负载设备；以及电连接设备，其耦合在载流线与所述负载设备之间，用于向所述负载设备供电，其中，所述电连接设备包括根据第一方面的各实施例中任一个的漏电保护装置。

本实用新型通过在漏电保护装置中增加报警模块，当漏电保护装置发生故障导致无法检测漏电流时和/或发生脱扣时仍可以发出报警信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。此外，本实用新型提供的漏电保护装置的电路结构简单、成本低且安全性高。

附图说明

参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。另外，架构图中每个框之间的连线表示两个框之间是电气耦合，两个框之间没有连线并不表示该两个框没有耦合。

图1示出了根据本实用新型实施例的漏电保护装置的一个示意性架构图；

图2示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第一实施例的原理图；

图3示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第二实施例的原理图；

图4示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第三实施例的原理图；

图5示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第四实施例的原理图；以及

图6示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第五实施例的原理图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。

在介绍本实用新型的实施例之前，首先对本实用新型中涉及到的部分术语进行解释，以便更好地理解本实用新型。

本实用新型所使用的术语“连接”或“耦合”及类似术语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“一个”、“一组”或者“一”等类似的词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

本实用新型所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其他内容。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”等等。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型旨在提出一种漏电保护装置。在该装置中增加报警模块，当漏电保护装置发生故障导致无法检测漏电流时和/或发生脱扣时仍可以发出报警信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。此外，本实用新型提供的漏电保护装置的电路结构简单、成本低且安全性高。

图1示出了根据本实用新型实施例的漏电保护装置的一个示意性架构图。如图1中示出的，漏电保护装置100包括开关模块103、漏电检测模块104、驱动模块105、自检模块106和报警模块107。开关模块103耦合在电源线的输入端101与输出端102之间，并控制载流线的输入端101与输出端102之间的电力连接。载流线可以包括用于连接到电网火线的第一载流线(L)和用于连接到电网零线的第二载流线(N)。漏电检测模块104检测载流线上的漏电流信号，并在检测到漏电流信号时生成漏电故障信号。驱动模块105耦合至开关模块103和漏电检测模块104，并且接收漏电故障信号，并响应于漏电故障信号而驱动开关模块103断开电力连接。自检模块106耦合至漏电检测模块104和驱动模块105，并周期性地生成模拟的漏电流信号(即自检信号)，以检测漏电检测模块104和/或驱动模块105是否发生故障，并在漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时生成自检故障信号。报警模块107耦合至自检模块106，接收自检故障信号，并响应于漏电故障信号和/或自检故障信号而发出报警信号。

本实用新型的漏电保护装置100能够在漏电保护装置发生故障和/或发生脱扣时发出报警信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。此外，本实用新型提供的漏电保护装置的电路结构简单、成本低且安全性高。

在一些实施例中，报警模块107包括用于发出报警信号的报警元件。报警元件可以包括蜂鸣器、扬声器、指示灯或发光元件，也可以是它们中任意一个或多个元件的组合，还可以包括其它类型的报警器件或它们的任意组合。发光元件例如可以是发光二极管。报警信号可以包括间断发出的声音信号或闪烁的光信号，或者也可以包括间断发出的声音信号和闪烁的光信号的组合。在这些实施例中，在漏电保护装置发生故障和/或发生脱扣时，通过间断发出的声音信号和/或闪烁的光信号提醒用户，相比于普通的报警信号更为明显，能够有效引起用户注意，避免潜在的危险，进一步提高漏电保护装置的安全性和可靠性。

在一些实施例中，报警模块107包括第一电容和/或第一电阻，该第一电容和/或第一电阻与报警元件并联连接。

在一些实施例中，自检模块106包括串联连接的电压触发元件和第二电容，并且，第二电容由载流线充电并经由电压触发元件周期性地生成模拟的漏电流信号。

在一些实施例中，自检模块106还包括半导体元件，用于控制其所在回路的接通和断开，其可以是可控硅、双极型晶体管、场效应晶体管和光电耦合元件中的任意一个。当漏电检测模块104和驱动模块105正常工作时，半导体元件在漏电故障信号的作用下导通，并为第二电容提供电荷泄放路径，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，半导体元件无法为第二电容提供电荷泄放路径，进而使自检模块106生成自检故障信号。

在一些实施例中，漏电保护装置100还包括监控模块，其耦合至漏电检测模块104并包括测试开关，并且在操作测试开关时产生模拟的漏电故障信号，以检测漏电保护装置是否正常工作。

图2示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第一实施例的原理图。

如图2所示，漏电保护装置200耦合在输入端LINE与负载设备LOAD之间，并包括开关模块103、漏电检测模块104、驱动模块105、自检模块106、报警模块107和监控模块108。载流线包括第一载流线L(HOT)11和第二载流线N(WHITE)12。漏电检测模块104包括零序电流互感器ZCT、漏电检测芯片U1及其周边电路，第一载流线11和第二载流线12穿过零序电流互感器ZCT。开关模块103包括复位开关RESET，用于控制载流线的电力连接通断。驱动模块105包括开关驱动元件(如螺线管SOL)、两个可控硅Q1和Q2以及辅助开关SW。辅助开关SW与复位开关RESET为联动开关。自检模块106包括电压触发元件ZD1(如触发二极管)、电容C6(第二电容)、可控硅Q3(半导体元件)及一些周边元器件。在其它实施例中，也可以省略可控硅Q3，而是与驱动模块105共用可控硅Q1和/或Q2，即将可控硅Q1和/或Q2与电容C6并联，用于在导通时为电容C6提供电荷泄放路径。报警模块107包括电阻R10(第一电阻)、电容C4(第一电容)以及与电阻R10和电容C4并联且与电容C6串联的发光二极管LED(报警元件)。监控模块108包括串联连接的电阻R1和测试开关TEST。

漏电保护装置200在进行漏电流检测时，复位开关RESET和辅助开关SW均闭合。当第一载流线11和第二载流线12电流平衡时，零序电流互感器ZCT不会产生不平衡电流。当第一载流线11或第二载流线12上存在漏电流时，零序电流互感器ZCT检测到该漏电流信号，次级端产生相应的感应信号。零序电流互感器ZCT耦合至漏电检测芯片U1，将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。当处理后的漏电流的值大于设定阈值时，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚1的高电平经由二极管D3、D4和电阻R12被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接，同时辅助开关SW断开。

漏电保护装置200还具有自检功能。电流通过第一载流线11-D5-R14为电容C6充电，随着电容C6两端电压的升高，电压触发元件ZD1两端电压随之升高。经过预设时段后，电压触发元件ZD1两端电压达到电压触发元件ZD1的触发电压，电压触发元件ZD1导通，电流经C6-C4-R4产生模拟的漏电流，同时经D2-R8为漏电检测芯片U1供电(在负半周期)，以及经电阻R9为电容C5充电。在漏电保护装置200的正常工作状态下，即漏电检测模块104和驱动模块105都正常工作，如果零序电流互感器ZCT检测到模拟的漏电流，则其次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平，触发可控硅Q3导通。此时，电容C6通过可控硅Q3和螺线管SOL迅速释放电量，两端电压迅速下降，当下降到小于电压触发元件ZD1的触发电压时，电压触发元件ZD1截止。这个过程的时间较短，通过预先设定电容C4和C5的容量，使得C4和C5两端电压在此过程中缓慢地增加，均处于较低水平，不足以触发发光二极管LED点亮，也不足以触发可控硅Q1、Q2导通，因此不会影响漏电保护装置200的正常工作。因此，在这个过程中，发光二极管LED不会点亮，开关模块103也不会断开，而是保持在闭合状态。

当漏电检测模块104发生故障，不能检测到模拟的漏电流时，漏电检测芯片U1的引脚1保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C6无法通过可控硅Q3、螺线管SOL快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C6-C4-R9持续为电容C4和C5充电(即生成自检故障信号)，使电容C4和C5两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED点亮(即发出报警信号)。如果驱动模块105正常工作，则可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。如果驱动模块105也发生故障，例如螺线管SOL断路，则开关模块103保持在闭合状态。

当漏电检测模块104正常工作而驱动模块105发生故障时，例如螺线管SOL断路，零序电流互感器ZCT检测到模拟的漏电流，次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平，触发可控硅Q3导通。由于螺线管SOL断路，电容C6无法通过可控硅Q3、螺线管SOL快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C6-C4-R9持续为电容C4和C5充电(即生成自检故障信号)，使电容C4和C5两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮(即发出报警信号)并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED点亮，开关模块103保持在闭合状态。

随着电容C6电量的进一步释放，电压触发元件ZD1截止，发光二极管LED熄灭。电流通过第一载流线11-D5-R14再次为电容C6充电，随着电容C6两端电压的再次升高，电压触发元件ZD1再次导通，发光二极管LED也会再次点亮。以此反复，最终呈现出发光二极管LED闪烁的状态，即发出闪烁的光信号。因此，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，发光二极管LED可以通过闪烁的光信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。

此外，图2中的漏电保护装置200还可以进行漏电保护功能的测试。在测试时，复位开关RESET闭合。将监控模块108的试验开关TEST闭合，形成第一载流线11-R1-第二载流线12的电流回路，产生模拟的漏电流。零序电流互感器ZCT检测到该漏电流信号，产生相应的感应信号，并将该感应信号传递给漏电检测芯片U1。当漏电流的值大于预设阈值时，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平(漏电故障信号)。漏电检测芯片U1的引脚1的高电平被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈中产生电流变化，因此产生电磁力，驱动复位开关RESET断开，从而断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。也就是说，如果试验开关TEST闭合，开关模块103断开第一载流线11和第二载流线12的输入端与输出端之间的电力连接，则表示漏电保护装置200的漏电保护功能正常，否则，表示漏电保护装置200的漏电保护功能缺失，漏电检测模块104和驱动模块105之一或两者发生故障。通过监控模块108进行漏电保护功能的测试，可以发现漏电保护装置200存在的故障，提醒用户及时更换装置。

图3示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第二实施例的原理图。与图2的实施例相比，区别主要在于驱动模块105中的辅助开关SW和螺线管SOL位于可控硅Q1、Q2和电阻R5的前端，报警模块107中的发光二极管LED被替换为蜂鸣器SP，并且报警模块107位于电压触发元件ZD1的后端。

漏电保护装置300在进行漏电流检测时，复位开关RESET和辅助开关SW均闭合。当第一载流线11和第二载流线12电流平衡时，零序电流互感器ZCT不会产生不平衡电流。当第一载流线11或第二载流线12上存在漏电流时，零序电流互感器ZCT检测到该漏电流信号，次级端产生相应的感应信号。零序电流互感器ZCT耦合至漏电检测芯片U1，将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。当处理后的漏电流的值大于设定阈值时，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚1的高电平经由二极管D3和电阻R12被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接，同时辅助开关SW断开。此时，第一载流线11无法经由螺线管SOL和R5为漏电检测芯片U1提供电源，自检模块106无法完成自检，蜂鸣器SP间断性鸣叫(下面将具体描述)。

在漏电保护装置200进行自检时，电流通过第一载流线11-D5-R14为电容C6充电，随着电容C6两端电压的升高，电压触发元件ZD1两端电压随之升高。经过预设时段后，电压触发元件ZD1两端电压达到电压触发元件ZD1的触发电压，电压触发元件ZD1导通，电流经C6-R4-C4产生模拟的漏电流，同时经D2-R8为漏电检测芯片U1供电(在负半周期)，以及经电阻R9为电容C5充电。在漏电保护装置300正常工作状态下，即漏电检测模块104和驱动模块105都正常工作，如果零序电流互感器ZCT检测到模拟的漏电流，则其次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚1输出高电平，触发可控硅Q3导通。此时，电容C6通过可控硅Q3迅速释放电量，两端电压迅速下降，当下降到小于电压触发元件ZD1的触发电压时，电压触发元件ZD1截止。这个过程的时间较短，通过预先设定电容C4和C5的容量，使得C4和C5两端电压在此过程中缓慢地增加，均处于较低水平，不足以触发蜂鸣器SP鸣叫，也不足以触发可控硅Q1、Q2导通，因此不会影响漏电保护装置300的正常工作。因此，在这个过程中，蜂鸣器SP不会鸣叫，开关模块103也不会断开，而是保持在闭合状态。

当漏电检测模块104发生故障，不能检测到模拟的漏电流时，漏电检测芯片U1的引脚1保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C6无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C6-R4持续为电容C4充电，并且经C6-R9持续为电容C5充电(即生成自检故障信号)，使电容C4和C5两端电压上升到一定水平，足以触发蜂鸣器SP鸣叫并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，蜂鸣器SP鸣叫(即发出报警信号)。如果驱动模块105正常工作，则可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接，同时辅助开关SW断开。

当驱动模块105发生故障时，例如螺线管SOL断路，则第一载流线11无法经由螺线管SOL和R5为漏电检测芯片U1提供电源，漏电检测芯片U1的引脚1保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C6无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C6-R4持续为电容C4充电，并且经C6-R9持续为电容C5充电(即生成自检故障信号)，使电容C4和C5两端电压上升到一定水平，足以触发蜂鸣器SP鸣叫并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，蜂鸣器SP鸣叫(即发出报警信号)，开关模块103保持在闭合状态。

当漏电检测模块104和驱动模块105均正常工作，且检测到第一载流线11或第二载流线12上的漏电流时，由于开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接，同时辅助开关SW断开，第一载流线11无法经由螺线管SOL和R5为漏电检测芯片U1提供电源，漏电检测芯片U1的引脚1保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C6无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C6-R4持续为电容C4充电，并且经C6-R9持续为电容C5充电(即生成自检故障信号)，使电容C4两端电压上升到一定水平，足以触发蜂鸣器SP鸣叫。此时，蜂鸣器SP鸣叫(即发出报警信号)。

随着电容C6电量的进一步释放，电压触发元件ZD1截止，蜂鸣器SP停止鸣叫。电流通过第一载流线11-D5-R14再次为电容C6充电，随着电容C6两端电压的再次升高，电压触发元件ZD1再次导通，蜂鸣器SP也会再次鸣叫。以此反复，最终呈现出蜂鸣器SP间断性鸣叫的状态，即发出间断的声音信号。因此，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，或者当检测到漏电故障时，蜂鸣器SP可以通过间断的声音信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。

此外，图3中的漏电保护装置300还可以进行漏电保护功能的测试。漏电保护装置300的测试功能与图2中的漏电保护装置200的测试功能相同，在此不再赘述。

图4示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第三实施例的原理图。与图2的实施例相比，区别主要在于漏电检测模块104包括两个电流互感器CT1和CT2，其中CT1用于第二载流线12的接地故障检测，报警模块107位于电压触发元件ZD1的后端，并且使用全桥整流器DB1进行整流供电，省去2中D2和R8的辅助供电电路。

自检模块106包括电压触发元件ZD1(如触发二极管)、电容C8(第二电容)、可控硅Q3(半导体元件)及一些周边元器件。报警模块107包括电阻R4(第一电阻)、电容C5(第一电容)以及与电阻R4和电容C5并联且与电容C8串联的发光二极管LED(报警元件)。

在漏电保护装置400的正常工作状态下，当第一载流线11或第二载流线12上存在漏电流时，电流互感器CT2检测到该漏电流信号，次级端产生相应的感应信号，或者当第二载流线12出现接地故障时，电流互感器CT1检测到该接地故障，次级端产生相应的感应信号。电流互感器CT1和CT2耦合至漏电检测芯片U1，将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。当处理后的数值大于设定阈值时，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚5的高电平经由二极管D2和电阻R10被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接，同时辅助开关SW断开。

漏电保护装置400还具有自检功能。电流通过第一载流线11-D3-R9为电容C8充电，随着电容C8两端电压的升高，电压触发元件ZD1两端电压随之升高。经过预设时段后，电压触发元件ZD1两端电压达到电压触发元件ZD1的触发电压，电压触发元件ZD1导通，电流经C8-C5-R2产生模拟的漏电流，以及经电阻R3为电容C9充电。在漏电保护装置400正常工作状态下，即漏电检测模块104和驱动模块105都正常工作，如果电流互感器CT2检测到模拟的漏电流，则其次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平，触发可控硅Q3导通。此时，电容C8通过可控硅Q3和螺线管SOL迅速释放电量，两端电压迅速下降，当下降到小于电压触发元件ZD1的触发电压时，电压触发元件ZD1截止。这个过程的时间较短，通过预先设定电容C5和C9的容量，使得C5和C9两端电压在此过程中缓慢地增加，均处于较低水平，不足以触发发光二极管LED点亮，也不足以触发可控硅Q1、Q2导通，因此不会影响漏电保护装置400的正常工作。因此，在这个过程中，发光二极管LED不会点亮，开关模块103也不会断开，而是保持在闭合状态。

当漏电检测模块104发生故障，不能检测到模拟的漏电流时，漏电检测芯片U1的引脚5保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C8无法通过可控硅Q3、螺线管SOL快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C8持续为电容C5充电，并且经C8-R4-R3持续为C9充电(即生成自检故障信号)，使电容C5和C9两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED点亮(即发出报警信号)。如果驱动模块105正常工作，则可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。如果驱动模块105也发生故障，例如螺线管SOL断路，则开关模块103保持在闭合状态。

当漏电检测模块104正常工作而驱动模块105发生故障时，例如螺线管SOL断路，电流互感器CT2检测到模拟的漏电流，次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平，触发可控硅Q3导通。由于螺线管SOL断路，电容C8无法通过可控硅Q3、螺线管SOL快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C8持续为电容C5充电，并且经C8-R4-R3持续为C9充电(即生成自检故障信号)，使电容C5和C9两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED点亮(即发出报警信号)，开关模块103保持在闭合状态。

随着电容C8电量的进一步释放，电压触发元件ZD1截止，发光二极管LED熄灭。电流通过第一载流线11-D3-R9再次为电容C8充电，随着电容C8两端电压的再次升高，电压触发元件ZD1再次导通，发光二极管LED也会再次点亮。以此反复，最终呈现出发光二极管LED闪烁的状态，即发出闪烁的光信号。因此，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，发光二极管LED可以通过闪烁的光信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。

此外，图4中的漏电保护装置400还可以进行漏电保护功能的测试。漏电保护装置400的测试功能与图2中的漏电保护装置200的测试功能相同，在此不再赘述。

图5示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第四实施例的原理图。与图2的实施例相比，区别主要在于漏电检测模块104包括两个电流互感器CT1和CT2，其中CT2用于第二载流线12的接地故障检测，报警模块107位于电压触发元件ZD1的后端，并且使用全桥整流器DB1进行整流供电。此外，在驱动模块105中，使用继电器RELAY替代螺线管SOL。

自检模块106包括电压触发元件ZD1(如触发二极管)、电容C10(第二电容)、可控硅Q3(半导体元件)及一些周边元器件。报警模块107包括电阻R7(第一电阻)、电容C7(第一电容)以及与电阻R7和电容C7并联且与电容C10串联的发光二极管LED(报警元件)。

在漏电保护装置500的正常工作状态，当输入端LINE上电时，电流经第一载流线11-R2-C6-DB1为电容C9充电。电容C9与继电器RELAY、R10和R13并联，因此其两端电压通过继电器RELAY、R10和R13进行分压。当电容C9两端电压达到设定阈值时，电流通过继电器RELAY-R10触发可控硅Q4导通。电流经第一载流线11-R2-C6-DB1-RELAY-D1-U1-Q4-DB1-第二载流线12形成回路。此时，继电器RELAY中流过较大电流，驱动开关模块103的两个开关闭合。同时，漏电检测芯片U1获得电源，上电工作。

在漏电保护装置500的正常工作状态下，当第一载流线11或第二载流线12上存在漏电流时，电流互感器CT1检测到该漏电流信号，次级端产生相应的感应信号，或者第二载流线12出现接地故障时，电流互感器CT2检测到该接地故障，次级端产生相应的感应信号。电流互感器CT1和CT2耦合至漏电检测芯片U1，将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。当处理后的数值大于设定阈值时，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚5的高电平经由二极管D2和电阻R11被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通。将电阻R9设置为具有较小阻值，使得多数电流流经第一载流线11-R2-C6-DB1-R9-Q1/Q2-Q4-DB1-第二载流线12，因此流过继电器RELAY的电流急剧减小，从而不能保持开关模块103中两个开关的闭合状态，即断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。

漏电保护装置500还具有自检功能。电流通过第一载流线11-D3-R12为电容C10充电，随着电容C10两端电压的升高，电压触发元件ZD1两端电压随之升高。经过预设时段后，电压触发元件ZD1两端电压达到电压触发元件ZD1的触发电压，电压触发元件ZD1导通，电流经C10-R3产生模拟的漏电流，以及经电阻R8、R11为电容C11充电。在漏电保护装置500的正常工作状态下，即漏电检测模块104和驱动模块105都正常工作，如果电流互感器CT1检测到模拟的漏电流，则其次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平，触发可控硅Q3导通。此时，电容C10通过可控硅Q3迅速释放电量，两端电压迅速下降，当下降到小于电压触发元件ZD1的触发电压时，电压触发元件ZD1截止。这个过程的时间较短，通过预先设定电容C7和C11的容量，使得C7和C11两端电压在此过程中缓慢地增加，均处于较低水平，不足以触发发光二极管LED点亮，也不足以触发可控硅Q1、Q2导通，因此不会影响漏电保护装置500的正常工作。因此，在这个过程中，发光二极管LED不会点亮，开关模块103也不会断开，而是保持在闭合状态。

当漏电检测模块104发生故障，不能检测到模拟的漏电流时，漏电检测芯片U1的引脚5保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C10无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C10持续为电容C7充电，并且经C10-R7-R8-R11持续为电容C11充电(即生成自检故障信号)，使电容C7和C11两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED点亮(即发出报警信号)。如果驱动模块105正常工作，则可控硅Q1和/或Q2导通，进而使流过继电器RELAY的电流急剧减小，从而断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。

当驱动模块105发生故障时，例如继电器RELAY断路，开关模块103的两个开关断开，同时漏电检测芯片U1失去电源，自检模块106无法完成自检。具体地，即使电流互感器CT1检测到模拟的漏电流，漏电检测芯片U1的引脚5保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C10无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C10持续为电容C7充电，并且经C10-R7-R8-R11持续为电容C11充电(即生成自检故障信号)，使电容C7两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED点亮(即发出报警信号)。此时，发光二极管LED点亮。

随着电容C10电量的进一步释放，电压触发元件ZD1截止，发光二极管LED熄灭。电流通过第一载流线11-D3-R12再次为电容C10充电，随着电容C10两端电压的再次升高，电压触发元件ZD1再次导通，发光二极管LED也会再次点亮。以此反复，最终呈现出发光二极管LED闪烁的状态，即发出闪烁的光信号。因此，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，发光二极管LED可以通过闪烁的光信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。

此外，图5中的漏电保护装置500还可以进行漏电保护功能的测试。漏电保护装置500的测试功能与图2中的漏电保护装置200的测试功能相同，在此不再赘述。

图6示出了根据本实用新型的漏电保护装置的第五实施例的原理图。与图2的实施例相比，区别主要在于漏电检测模块104包括两个电流互感器CT1和CT2，其中CT1用于第二载流线12的接地故障检测，使用全桥整流器DB进行整流供电，并且驱动模块105包括两个螺线管SOL1和SOL2。

自检模块106包括电压触发元件ZD1(如触发二极管)、电容C8(第二电容)、可控硅Q3(半导体元件)及一些周边元器件。报警模块107包括电阻R7(第一电阻)、电容C7(第一电容)以及与电阻R7和电容C7并联且与电容C8串联的发光二极管LED1(报警元件)。

在漏电保护装置600的正常工作状态下，电流经第一载流线11-SOL1-SOL2-R11-DB-U1-DB-第二载流线12形成回路，漏电检测芯片U1正常工作。当第一载流线11或第二载流线12上存在漏电流时，电流互感器CT2检测到该漏电流信号，次级端产生相应的感应信号，或者第二载流线12出现接地故障时，电流互感器CT1检测到该接地故障，次级端产生相应的感应信号。电流互感器CT1和CT2耦合至漏电检测芯片U1，将该感应信号传递给漏电检测芯片U1进行处理。当处理后的数值大于设定阈值时，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平(漏电故障信号)，反之输出低电平。漏电检测芯片U1的引脚5的高电平经由二极管D2和电阻R6被提供给可控硅Q1和Q2的控制极，触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL1和SOL2的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。

在复位时，用户手动按下复位开关RESET。通过机械结构的特殊设计，在按下复位开关RESET时，辅助开关SW同时也闭合，复位开关RESET在下行过程中受到金属片的阻挡无法继续下行。由于辅助开关SW闭合，通过R9触发可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL1和SOL2的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动阻碍复位开关RESET下行的金属片移动，从而使得复位开关RESET在用户的按压下继续下行至锁扣位置，表示复位成功，用户的手离开复位开关RESET，辅助开关SW断开。

漏电保护装置600还具有自检功能。电流通过第一载流线11-D3-R8为电容C8充电，随着电容C8两端电压的升高，电压触发元件ZD1两端电压随之升高。经过预设时段后，电压触发元件ZD1两端电压达到电压触发元件ZD1的触发电压，电压触发元件ZD1导通，电流经C8-C7-R2产生模拟的漏电流，以及经电阻R3为电容C10充电。在漏电保护装置600的正常工作状态下，即漏电检测模块104和驱动模块105都正常工作，如果电流互感器CT2检测到模拟的漏电流，则其次级端产生相应的感应信号并传递给漏电检测芯片U1，漏电检测芯片U1的引脚5输出高电平，触发可控硅Q3导通。此时，电容C8通过可控硅Q3迅速释放电量，两端电压迅速下降，当下降到小于电压触发元件ZD1的触发电压时，电压触发元件ZD1截止。这个过程的时间较短，通过预先设定电容C7和C10的容量，使得C7和C10两端电压在此过程中缓慢地增加，均处于较低水平，不足以触发发光二极管LED1点亮，也不足以触发可控硅Q1、Q2导通，因此不会影响漏电保护装置600的正常工作。因此，在这个过程中，发光二极管LED1不会点亮，开关模块103也不会断开，而是保持在闭合状态。

当漏电检测模块104发生故障，不能检测到模拟的漏电流时，漏电检测芯片U1的引脚5保持在低电平，无法触发可控硅Q3导通，电容C8无法通过可控硅Q3快速释放电量，电压触发元件ZD1较长时间导通，电流经C8持续为电容C8充电，并且经C8-R7-R3持续为电容C10充电(即生成自检故障信号)，使电容C7和C10两端电压上升到一定水平，足以触发发光二极管LED1点亮并触发可控硅Q1、Q2导通。此时，发光二极管LED1点亮(即发出报警信号)。如果驱动模块105正常工作，则可控硅Q1和/或Q2导通，进而使螺线管SOL1和SOL2的线圈上产生电流变化，因此产生电磁力，驱动开关模块103的复位开关RESET断开载流线的输入端与输出端之间的电力连接。

随着电容C8电量的进一步释放，电压触发元件ZD1截止，发光二极管LED1熄灭。电流通过第一载流线11-D3-R8再次为电容C8充电，随着电容C8两端电压的再次升高，电压触发元件ZD1再次导通，发光二极管LED1也会再次点亮。以此反复，最终呈现出发光二极管LED1闪烁的状态，即发出闪烁的光信号。因此，当漏电检测模块104和/或驱动模块105发生故障时，发光二极管LED1可以通过闪烁的光信号提醒用户，避免危险发生，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了漏电保护装置的安全性。

此外，图6中的漏电保护装置600还可以进行漏电保护功能的测试。漏电保护装置600的测试功能与图2中的漏电保护装置200的测试功能相同，在此不再赘述。

本实用新型的第二方面提出了一种电连接设备，包括：壳体；以及根据上述各实施例中任一个的漏电保护装置，该漏电保护装置容纳在所述壳体中。

本实用新型的第三方面提出了一种用电器，包括：负载设备；以及电连接设备，其耦合在载流线与负载设备之间，用于向负载设备供电，电连接设备包括上述各实施例中任一个的漏电保护装置。

因此，虽然参照特定的示例来描述了本实用新型，其中这些特定的示例仅仅旨在是示例性的，而不是对本实用新型进行限制，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本实用新型的精神和保护范围的基础上，可以对所公开的实施例进行改变、增加或者删除。

Claims (11)

1.一种漏电保护装置，其特征在于，所述漏电保护装置包括：

开关模块，其耦合在载流线的输入端与输出端之间，并且被配置为控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；

漏电检测模块，其被配置为检测所述载流线上的漏电流信号，并在检测到所述漏电流信号时生成漏电故障信号；

驱动模块，其耦合至所述开关模块和所述漏电检测模块，并且被配置为接收所述漏电故障信号，并响应于所述漏电故障信号而驱动所述开关模块断开所述电力连接；

自检模块，其耦合至所述漏电检测模块和所述驱动模块，并且被配置为周期性地生成模拟的所述漏电流信号，以检测所述漏电检测模块和/或所述驱动模块是否发生故障，并在所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时生成自检故障信号；以及

报警模块，其耦合至所述自检模块，并且被配置为接收所述自检故障信号，并响应于所述漏电故障信号和/或所述自检故障信号而发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述报警模块包括用于发出所述报警信号的报警元件。

3.根据权利要求2所述的漏电保护装置，其特征在于，所述报警元件包括蜂鸣器、扬声器、指示灯和发光元件中的至少一个。

4.根据权利要求2或3所述的漏电保护装置，其特征在于，所述报警信号包括闪烁的光信号和/或间断发出的声音信号。

5.根据权利要求2所述的漏电保护装置，其特征在于，所述报警模块包括第一电容和/或第一电阻，所述第一电容和/或所述第一电阻与所述报警元件并联连接。

6.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述自检模块包括串联连接的电压触发元件和第二电容，并且，所述第二电容由所述载流线充电并经由所述电压触发元件周期性地生成模拟的所述漏电流信号。

7.根据权利要求6所述的漏电保护装置，其特征在于，所述自检模块还包括半导体元件，并且，当所述漏电检测模块和所述驱动模块正常工作时，所述半导体元件在所述漏电故障信号的作用下导通，并为所述第二电容提供电荷泄放路径，当所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时，所述半导体元件无法为所述第二电容提供电荷泄放路径，进而使所述自检模块生成所述自检故障信号。

8.根据权利要求7所述的漏电保护装置，其特征在于，所述半导体元件选自以下各项中的一项：可控硅、双极型晶体管、场效应晶体管和光电耦合元件。

9.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电保护装置还包括：

监控模块，其耦合至所述漏电检测模块并包括测试开关，并且被配置为在操作所述测试开关时产生模拟的所述漏电故障信号，以检测所述漏电保护装置是否正常工作。

10.一种电连接设备，其特征在于，所述电连接设备包括：

壳体；以及

根据权利要求1-9项中任一项所述的漏电保护装置，所述漏电保护装置容纳在所述壳体中。

11.一种用电器，其特征在于，所述用电器包括：

负载设备；以及

电连接设备，其耦合在载流线与所述负载设备之间，用于向所述负载设备供电，其中，所述电连接设备包括根据权利要求1-9项中任一项所述的漏电保护装置。