CN2361020Y - 一种用电安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电安全防护装置,在其电子控制线路中包括有输入电路(1)、电源电路(2)、负载检测电路(3)、自5锁电路(4)、过流检测电路(5)、输出电路(6)、执行电路(7)、漏电检测电路(8)和超压检测电路(9)。本实用新型对电源超压、负载过流具有自动断电功能和自恢复功能,在负载漏电时自动断电,直至故障排除后方能恢复供电。本实用新型线路简洁、使用方便,保护功能齐全,可广泛应用于家庭、工厂等日常用电场合。

Description

一种用电安全防护装置

本实新型涉及到一种用于防触电、过压、过流及漏电时切断电源的用电安全防护装置，属电子技术领域。

在日常生活中，由于触电、漏电引起的人身伤亡事故屡屡发生，因此各种用电安全防护装置如触电保安器、过流保护器等不断问世。这些装置普遍存在着如下缺陷：一是保护方式为被动式，即通常在触电后延迟一段时间才能切断电源；二是只能对相线通过人体-大地构成回路的并线触电起保护作用，而对相线-人体-零线构成回路的触电则起不到保护作用；三是误动作率较高，如对天线接地的热板电视机在开机时容易自动跳闸；四是过流保护一般采用保险丝，使得过流保护可靠性降低。

本实用新型在于提供一种新型的用电安全防护装置，它能对触电、漏电等情况反应灵敏、无滞后作用，而且能对过压、过流情况均起到防护作用，同时可制止用户超额用电。

本实用新型采用如下技术途径实现：它由外壳和电子控制线路组成。在电子控制线路中，输入电路(1)与电源电路(2)相连，电源电路(2)还分别连接负载检测电路(3)、执行电路(7)和自电锁电路(4)，负载检测电路(4)还分别与过流检测电路(5)、输出电路(6)和执行电路(7)相连，过流检测电路(5)还分别连接执行电路(7)、输出电路(6)和超压检测电路(9)，漏电检测电路(8)还分别连接执行电路(7)和超压电路(9)，执行电路(7)还与输出电路(6)相连，超压检测电路(9)还连接执行电路(7)。

本实用新型的特殊之处还在于：自锁电路(4)中是由电压互感器B2、桥式整流器D5-D8、三极管V1及外围元件组成。B2的初级线圈一端接电源电路(2)中的相线，另一端接过流检测电路(5)的输入端，B2的次级线圈与桥式整流器的输入端相连，在桥式整流器的输出端间并联有电容C1、二极管D9、电位器W1，W1的可调端接V1的基极，V1的发射极接地，集电极通过电阻R2分别与负载检测电路(3)和输出电路(6)相连。

在负载检测电路(3)中，二极管D1与串联的D2、D3、D4并联后，一端接电源电路(2)中的电压互感器81次级线圆的一端，另一端通过电阻R1与自锁电路(4)和输出电路(6)相连。

在超压检测电路(9)中，电阻R10与电位器W3串联后一端接电源正极，另一端通过R14接地，二极管D15、电阻R8、电容C5串联后，一端接继电器触点J1-1的常开触点3上，另一端接地；R8和C5的中点通过R9接W3的可调端，同时还通过继电器触点J2-1接R10、W3的中点，J1-1的常闭触点与电器C4串联接地，其中点与漏电检电路(8)相连；在电源正极与地间还跨接有串联的二极管D18和电阻R13。

在漏电检测电路(8)中，可控硅SCR1、二极管D16、电阻R17串联后，一端接电源正极，另一端接三极管V3基极，按钮开关AN与电阻R11串联后跨接在电源正极与地之间，其中点与SCR1和D16的中点相连，SCR1的控制极接二极管D17并通过电阻R12接地，D17的正极(e点)与工作负载外壳相连，D16、R7的中点通过电位器W2与超压检测电路(9)相连，V3发射极接地，集电极与执行电路(7)相连。

在执行电路(7)中，电阻R5、R6、电容C3串联后一端接电源正极，另一端通过R14接地，三极管V2基极接R6、C3的中点并与漏电检测电路(8)相连，发射极通过R14接地，集电极通过继电器线圈J1、电阻R4接电源正极，在J1的两端并联保护二极管D14。

本实用新型的另一特殊之处在于：在自锁电路(4)中，电压互感器B2的初级线圈上还分别并联正、反向接法的二极管D19、D20，电阻R2与双向可控硅SCR2串联后一端接地线，另一端分别与负载检测电路(3)和输出电路(6)相接，SCR2的控制极接电位器W1的可调端。B2的匝数比为1∶50-320。

在负载检测电路(3)中，双向稳压二极管D21与D1并联后一端接电源电路(2)、另一端通过电阻R1与自锁电路(4)相连。

本实用新型的工作原理是：输出电路(6)中的c、d端元负载时，负载检测电路(3)中无电流，D1不发光，执行电路(7)中的R5呈高阻状态，V2截止，J1不工作，使得输出电路(6)中的输出端c、d间只有安全电压。当c、d间有负载接入时，负载检测电路(3)中有电流，D1发光，使得执行电路(7)中的R5呈低阻状态，V2导通，J1工作，J1-1的常开触点1、3接通，J1-2中的常开触点4、6接通，负载有工作电流。变压器B2的次级感应电压经整流、滤波、稳压使V1导通，电流经R1、R2、V1的构成回路、电路自锁。当输入电路电压升高时，变压器B1的另一组次级线圈L3的感应电流增加，C2两端电压升高，从而导致V3导通、V2截止、J1不工作，进而切断负载电源，同时C4通过W2、R7、V3构成放电回路，经一段延迟时间后，V3截止，V2导通，J1工作，J1-1、J1-2的常开触点断开，导致负载断电。R8和C5构成一个延时电路，用于防止输入电路电压瞬时升高、外界干扰及负载脉冲大电流引起J1的误动作。当负载漏电时，漏电压经D17、R12、R11整流限压后加到SCR1的控制极，使SCR1导通、V3导通、V2截止，J1不工作，J1-1、J1-2的常开触点断开，切断负载电源。故障排除后，按下复位按钮AN，重新向负载供电。

本实用新型使用方法如下：输入电路(1)中的a、b两端分别接交流电的火线和零线，输出电路(6)中的c、d两端接负载，漏电检测电路(8)中的D17的正极(e点)接负载外壳。本装置接通交流电后，自动进入待机状态，D1发光。不接负载时，c、d间为安全电压；接入负载后则自动换到交流供电状态，Ne发光显示。在电源过电压，负载过流时立即切断电源，经延迟后自动恢复供电。当负载漏电时，自动切断电源，D16发光，故障排除后，按下AN才能恢复供电。

本实用新型具有线路简洁，使用方便等特点；对于电源超压，负载过流具有自动断电功能，且延迟后自动恢复供电；有负载漏电时迅速切断电源，直到排除故障后，按下复位按钮，才能恢复供电。本实用新型保护功能齐全，可广泛地应用于家庭、工厂等日常用电场合，是安全用电的一种必不可少的装置。

附图及图面说明

附图1——本实用新型的电子控制线路电原量方框图。

附图2——本实用新型一个实施便的电子控制线路电原理图。

附图3——本实用新型另一实施便的电子控制线路电原理图。

在图中，1—输入电路，2—电源电路，3—负载检测电路，4—自锁电路，5—过流检测电路，6—输出电路，7—执行电路，8—漏电检测电路，9—超压检测电路。

下面参照附图对本实新型做以详细描述。

参照图1、图2，本实用新型的一个实施例是：在电子控制线路中，保险丝BX1、BX2分别串接在交流电的火线a和地线b上构成输入电路(1)。变压器B1、桥式整流器D10-D13、电容C2组成电源电路(2)。B1的初级线圈分别通过BX1、BX2接火线和地线，次级线圈一端为输入出端，另一端接地线，B1的另一组次级线圈L3，其两端分别接桥式整流器的两输入端，桥式整流器的输出端一个通过R14接地，另一个为工作电源正极，C2并联在桥式整流器的输出端上，二极管D1-D4、电阻R1组成负载检测电路(3)。D2-D4依次串联后与D1并联，其一端与B1的次级线圈相接，另一端通过R1做为输出端。电压互感器B2、桥式整流器D5-D8、三极管V1、电容C1、二极管D9、电阻R2、电位器W1组成自锁电路(4)。B2的初级线圈的一端与火线相接，另一端与过流检测电路(5)相接，次级线圈与桥式整流器输入端相接，B2的匝数比为1∶50；桥式整流器的两输入出端间分别跨接C1、D9和W1，W1的可调端与V1基极相连，V1发射极接地线、集电极通过R2分别接负载检测电路(3)的输出端和输出电路(6)的输入端。过流检测电路(5)是一个继电器线圈J2，其一端接自锁电路(4)，另一端接输出电路(6)。输出电路(6)由继电器J1-2的触点4、5、6及电阻R3，氖泡Ne组成。J1-2的常闭触点4、5连接自锁电路(4)，常开触点6连接过流检测电路(5)，R3、Ne串联后跨接在电源与地之间，c、d两端为负载电源输出端。执行电路(7)由三极管V2、二极管D14、继电器J1、电阻R4-6、电容C3组成。V2发射极通过R14接地，集电极通过J1、R4接电源正极，基极接漏电检测电路(8)，J1两端并联D14，R5、R6、C3串联后一端接电源正极，另一端通过R14接地，R6、C3的中点分别接V2基极的和漏电检测电路(8)中的V3集电极。三极管V3、可硅硅SCR1、二极管D17、D16，电阻R7、R11、R12、电位器W2，按钮AN组成漏电检测电路(8)。V3发射极通过R14接地，集电极接执行电路(7)，基极通过串联的R7、D16、SCR1接电源正极，SCR1与D16的中点分别通过AN接电源正极及R11接地，D16、R7的中点通过W2接超压检测电路(9)，SCR1的控制极通过R12接地并接D17的负极，D17的正极(e点)接负载外壳。二极管D15、D18、电阻R8-10、R13、R14电容C5、电位器W3、继电器常开触点J2-1、继电器触点J1-1组成超压检测电路(9)。C4一端连接J1-1的常闭触点1、2，另一端通过R14接地，其中点连接W2的一端；J1-1的常开触点3与D15，R8、C5、R14串联接地，R8、C5中点通过R9接W3的可调端；R10、W3串联后一端经R14接地，另一端接电源正极；在R10、W3的中点和R8、C5的中点间连接J2-1；D18、R13串联后跨接在电源正极与地之间。在本实施例中B1采用双12V/1.5W变压器、互感器B2初/次级匝数为25T/6250T、三极管V1-V3为2SC9013型npn三极管，二极管D2-D8、D10-D14、D17为1N4001型，D9、D15为6V稳压二极管。D16、D18为2EF型发光二极管，D1、R8为GO-100型光电耦合器，SCR1为3CT051型。

参照图1、图3。本实用新型的另一个实施例是：在负载检测电路(3)中，双向二极管D21与D1并联后一端接B1的次级线圈，另一端通过R1接自锁电路(4)。在自锁电路(4)中，D19、D20反向并联后又并联在B2初级线圈两端，桥式整流器的两输出端分别跨接C1和W1，W1的可调端连接SCR2的控制板，R2、SCR2串联后一端接地线，另一端分别与负载检测电路(3)和输出电路(6)相连。本实施例中的其它电路与上一实施例相同。在本实例中，D3为3V双向稳压管，SCR2为KS05-1型，其它与上一实施例相同。

Claims (9)

1、一种用电安全防护装置，它包括有外壳和电子控制线路，其特征是；在电子控制线路中，输入电路(1)与电源电路(2)相连，电源电路(2)还分别连接负载检测电路(3)、执行电路(7)和自锁电路(4)，负载检测电路(3)还分别连接自锁电路和执行电路(7)，自锁电路(4)还分别与过流检测电路(5)、输出电路(6)和执行电路(7)相连，过流检测电路(5)还分别与连接执行电路(7)，输出电路(6)和超压检测电路(9)，漏电检测电路(8)分别连接执行电路(7)和超压检测电路(9)，执行电路还与输出电路(6)相连，超压检测电路(9)还与执行电路(7)相连。

2、根据权利要求1所述的用安全防护装置，其特征是：在自锁电路(4)中，电压互感器B2的初级线圈一端接电源电路(2)中的相线，另一端接过流检测电路(3)中的输入端，次级线圈连接桥式整流器D5-D8的输入端；桥式整器的输出端间分别并联电容C1、二极管D9、电位器W1，W1的可调端与三极管V1基极相接，V1发射极接地、集电板通过电阻R2分别连接负载检测电路(3)和输出电路(6)。

3、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在负载检测电路(3)中，二极管D1与串联的D2-D4并联后一端接电源电路(2)中变压器B1一个次级线圈一端，另一端通过R1做为输出端。

4、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在超压检测电路(4)中，电容C4一端通过R14接地，另一端连接继电器触点J1-1的常闭触点1、2，其中点与漏电检测电路(8)相连，二极管D15、电阻R8、电容C5串接后一端通过R14接地，另一端与J1-1的常开触点3相连，R8、C5的中点通过电阻R9接电位器W3，W3和R10串联后一端通过R14接地，另一端接电源正极，在R10、W3的中点和R8、C5的中点之间连接继电器触点J1-2，在电源正极和地之间还跨接有串联的二极管D18、电阻R13。

5、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在漏电检测电路(8)中，可控硅SCR1、二极管D16、电阻R7串联后一端接电源正极、另一端接三极管V3基极，V3发射极通过R14接地、集电极与执行电路(7)相连，按钮AN、电阻R11串联后跨接在电源正极和地之间，其中点与SCR1、D16的中点相连，SCR1的控制极接二极管D17负极并通过R12接地，D17正极(e点)与负载外壳相接，D16、R7中点通过电位器W2与超压检测电路(9)相连。

6、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在执行电路(7)中，电阻R5、R6、电容C3串联后一端接电源正极，另一端通过R14接地，三极管V2基极同时连接R6、C3的中点及漏电检测电路(8)、发射极通过R14接地、集电极通过串联的继电器J1、电阻R4接电源正极，在J1的两端并联二极管D14。

7、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在自锁电路(4)中，B1的初级线圈的两端分别并联正、反向接法的二极管D19、D20，桥式整流器D5-D8的输出端分别并联电容C1、电位器W1，W1的可调端接可控硅SCR2的控制极，SCR1、电阻R2串联后一端接地，另一端分别接负载检测电路(3)和输出电路(6)。

8、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：在负载检测电路(3)中，双向稳压二极管D21与D1并联后一端接电源电路(2)，另一端通过电阻R1做为输出端。

9、根据权利要求1所述的用电安全防护装置，其特征是：自锁电路(4)中的电压互感器B2的初次级线圈匝数比为1∶50-320。

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