CN2704941Y - 一种具有反向接线保护功能的漏电保护插座 - Google Patents

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CN2704941Y CNU2004200597705U CN200420059770U CN2704941Y CN 2704941 Y CN2704941 Y CN 2704941Y CN U2004200597705 U CNU2004200597705 U CN U2004200597705U CN 200420059770 U CN200420059770 U CN 200420059770U CN 2704941 Y CN2704941 Y CN 2704941Y
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Abstract

本实用新型公开了一种具有反向接线保护功能的漏电保护插座，它由壳体和安装在壳体内的安装接地架、电源火线/零线输出导体、电路板构成，其特征在于：在所述电路板上焊接有与电源火线、零线相连的电源输入导体、用于检测漏电电流的差动微分变压器、用于使电源火线、零线输入导体与输出导体电力连接/或断开的脱扣器组件，以及用于阻止插座电源输入端/输出端反向接线错误的部件。该部件包括一移动杆和一可带动移动杆移动的螺旋式线圈。本实用新型不仅具有漏电保护功能，而且，在安装时能可靠地避免漏电保护插座反向接线错误的发生，使用安全、可靠。

Description

一种具有反向接线保护功能的漏电保护插座
技术领域
本实用新型涉及一种具有漏电保护功能的插座(GFCI)，尤指一种安装在普通墙面内，具有反向接线保护功能和漏电保护功能的插座。
背景技术
随着家用电器的日益普及，家用电器的使用安全也日益受到人们的重视。在居室建造时，人们不仅希望在墙壁内多安装些插座(GFCI)，而且更希望安装在墙面内的电源插座真正具有漏电保护功能，安装可靠，使用安全。
现有的具有漏电保护功能的插座(GFCI)，如：US 4237435、US 4247840、US4595894等专利公开的电源插座(GFCI)虽然具有漏电保护功能，但是，它们仍然存在以下缺点：当安装人员接线错误时，它不能真正起到漏电保护功能，使用安全性差。当安装人员错误的把电源输入线接在漏电保护插座的输出端上(LOAD)，而将电源输出线接在漏电保护插座的输入端(LINE)上时，人们仍能正常操作漏电保护插座的复位按钮(RESET)和试验按钮(TEST)，使漏电保护插座的输入端和输出端电力连接/或断开，但这时漏电保护插座不仅不能起到漏电的保护功能，而且最容易误导使用者继续使用，造成人身触电伤害的发生。
发明内容
为了解决现有具有漏电保护功能的插座安全性差的问题，本实用新型的目的是提供一种使用更安全，且具有反向接线保护功能和漏电保护功能的可安装在普通墙面内的插座。该插座不仅具有漏电保护功能，而且，当安装人员错误的将电源输入线接到插座电源输出端时，该插座可有效的阻断插座的电力输出。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：一种具有反向接线保护功能的漏电保护插插座，它由壳体和安装在壳体内的安装接地架、绝缘支架、电路板构成；其中，所述壳体由上盖和底座组合而成；安装接地架安装在上盖和绝缘支架之间，并通过导线与大地相连；绝缘支架安装在接地架和电路板之间，绝缘支架上设置有电源火线、零线输出导体；电路板设置在绝缘支架与底座之间，且容置在底座内；
在所述电路板上焊接有与电源输入火线、零线相连的一对电源输入导体、用于检测漏电电流的差动微分变压器、一对穿过差动微分变压器与电源输入导体相连的输入触头臂和用于使用电源火线、零线输入导体、输出导体电力连接/或断开的脱扣器组件；
所述脱扣器组件位于与所述电源输入导体相连的输入触头臂的下方；脱扣器组件左右两侧分别伸出一个侧臂，所述火线、零线输入触头臂就位于该对侧臂的上方；脱扣器组件的中央设有一通孔，在其下部横置有一个可前后滑动的倒“L”形锁扣，在锁扣上设有一椭圆形的孔，在锁扣的侧面设有一倒“U”形的槽，用于接纳脱扣铁芯上的环形凹槽；脱扣铁芯设置在可带动所述脱扣器组件动作的脱扣线圈内部，在脱扣线圈的内部还设置有脱扣弹簧；
在脱扣器组件中央通孔中设有圆柱形金属导向锁，该导向锁穿过所述绝缘支架、接地安装架直抵所述上盖上的复位按钮；导向锁的下部为圆锥形，在圆锥形的上部设有一环形凹槽，在金属导向锁的上部与所述绝缘支架之间放置一复位弹簧；
所述带动脱扣器组件动作的脱扣线圈设有两个接线柱，其中一个接线柱通过受所述差动微分变压器和检测放大芯片控制的可控硅与电路板上的直流负电源相连，另一个接线柱与插座电源输入端火线相连；
其特征在于：在所述电路板上还设有用于阻止插座电源输入端/输出端反向接线错误的组件；所述组件包括一移动杆和一可带动移动杆移动的螺旋式线圈；
所述移动杆固定在螺旋式线圈中心铁芯上；移动杆的一端位于穿过所述脱扣器组件中央通孔的金属导向锁的锥形体的下面；移动杆的另一端位于设置在螺旋式线圈一侧的开关触片的开关触头之间；
所述开关触片设置在所述螺旋式线圈的一侧；开关触片的一端嵌入在螺旋式线圈的尾部，另一端铆有一个开关触头；在开关触片靠近开关触头的一侧设有一个自锁的锁定片，与锁定片相对应在移动杆上设有自锁定凹槽；
可带动移动杆移动的所述螺旋式线圈设有两个接线引脚，一个接线引脚与插座电源输入端的零线相连，另一个接线引脚通过所述开关触片上的开关触头与插座电源输入端火线相连。
在所述带动脱扣器组件动作的脱扣线圈的一侧设有一个用于容纳永磁铁的“U”形槽；在所述移动杆与螺旋式线圈相连的螺旋式线圈铁芯一端、脱扣线圈SOL一侧“U”形槽中放置一永磁铁。
在所述火线输出导体上还设有一试验片，该试验片位于上盖上的试验按钮的下方，在试验片的下方放置有与电路板电源零线相连的金属导体。
由于本实用新型采用了以上设计方案，即在脱扣器组件的旁边增设了一个可以阻断电源火线、零线输入导体与输出导体电力连接的移动杆和可带动该移动杆移动的自锁型螺旋式线圈，使得本实用新型不仅具有漏电保护功能，而且，能有效地避免安装时的反向接线错误的发生，保护使用者的人身安全。
本实用新型能可靠地避免安装时安装人员错误地将电源输入线接在漏电保护插座的输出端上(LOAD)，而将电源输出线接在漏电保护插座的输入端(LINE)上。在安装时，如果电源输入线、输出线错误的反接，本实用新型增设的自锁型螺旋式线圈不能带动移动杆移动，移动杆始终阻止导向锁向下移动，使电源火线、零线输入导体与输出导体不能电力连接，插座不能被复位，其电源输入端与输出端始终保持断开，插座无电源输出，从而促使安装人员正确安装，保护使用者的人身安全。
本实用新型使用安全、可靠，可有效地避免因插座安装接线错误，导致的电源插座不仅不能起到漏电保护功能，而且误导使用者继续使用，造成人身触电伤亡事故的发生。
附图说明
图1为本实用新型的主视图
图2为本实用新型的分解结构示意图
图3为本实用新型电路板的主视图
图4为本实用新型电路板上部分组件的分解结构示意图
图5为本实用新型电路板上电器元件的电路连接图
图6为图1沿A-A向的剖视图，也是当本实用新型正确安装接线时输入输出电源电力连接的原理图
图7为图1沿A-A向的剖视图，也是当本实用新型正确安装接线时输入输出电源电力连接断开的原理图
图8为图1沿A-A向的剖视图，也是当本实用新型安装接线错误，本实用新型具有反向接线保护功能阻止输入输出电源电力连接的原理图
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型公开的具有反向接线保护功能的漏电保护插座主要由壳体和安装在壳体内的安装接地架2、绝缘支架3、电路板4构成。其中，所述壳体由上盖1和底座5组合而成；安装接地架2安装在上盖1和绝缘支架3之间，并通过导线与大地相连；绝缘支架3安装在接地架2和电路板4之间，绝缘支架3上设置有电源火线、零线输出导体；电路板4设置在绝缘支架3与底座5之间，且容置在底座5内，电路板4上焊接有与电源火线、零线相连的电源输入导体，用于使电源火线、零线输入导体、输出导体连接/断开的脱扣器组件，以及用于检测漏电电流的差动微分变压器和用于阻止插座电源输入端/输出端反向接线错误的组件。
如图1、图2所示，组成壳体的上盖1上设有两对电源输出插座孔6、7；一个试验按钮(TEST)8和一个复位按钮(RESET)9。
在上盖1和绝缘支架3之间设有安装接地架2，在安装接地架2上设有接地触头10、11和接地安装螺钉12。接地触头10、11与电源输出插座孔6、7的接地孔相对应，接地安装螺钉12安装在底座5上的接地导线孔13内，并通过导线与大地相连。
如图2所示，绝缘支架3设置在安装接地架2与电路板4之间，主要用于放置火线和零线输出导体14、15。在绝缘支架3的两边分别放置有火线输出导体14和零线输出导体15。在输出导体14、15上分别设有两对与上盖1电源输出插座孔6、7火线和零线插孔相对应的插座叶片16、17和18、19。在导体14、15上还分别设有“U”形的电源火线、零线输出接线端20、21，它们容纳于底座5两侧，并与电源输出接线螺钉22、23组合。在输出导体14、15上还设有一对电触头24、25，该对电触头24、25分别与电路板4上的电源火线、零线输入动触头26、27相对应。另外，在火线输出导体14上还设有一试验片28，实验片28位于试按钮(TEST)8的下方，在实验片28的下方放置有一与电源零线或大地相连的金属导体100(见图6所示)。
如图2、图3所示，电路板4设置在绝缘支架3与底座5之间，且容置在底座5内。在电路板4上设有一对与电源输入火线、零线相连的火线输入导体29和零线输入导体30，在导体29、30上设有“U”形接线螺钉槽可以接纳与电源输入火线、零线相连的组合式接线螺钉31、32。在输入导体29、30中间、穿过输入导体29、30设有一用于检测漏电电流的差动微分变压器33(如图5所示)。在变压器33的上面穿过变压器设置有一对与电源输入火线、零线相连的电源输入触头臂34、35，触头臂34、35的一端穿过微分变压器33通过电路板4分别与火线输入导体29、零线输入导体30相连接，另一端分别设有可以与火线输出导体14和零线输出导体15上的电触头24、25相连通的电源火线、零线输入动触头26、27。
如图2、3、4所示，在电路板4上还设有一个可使电源火线、零线输入导体29、30与电源火线、零线输出导体14、15电力连接或断开的脱扣器组件38和一个可使脱扣器组件38动作的脱扣线圈SOL 45。
如图3、4所示，脱扣器组件38设置在火线、零线输入触头臂34、35靠近动触头26、27一端的下方。脱扣器组件38的左右两侧分别伸出一个侧臂381、382，火线、零线输入触头臂34、35就位于侧臂381、382的上方。脱扣器组件38的中央设有一通孔39，在其下部横置有一个可前后滑动的倒“L”形锁扣40，在锁扣40上设有一椭圆形的孔41，在锁扣40的侧面设有一倒“U”形的槽43，用于接纳脱扣铁芯42上的环形凹槽44。脱扣铁芯42设置在脱扣线圈SOL 45的内部，在脱扣线圈SOL45的内部还设置有脱扣弹簧46，在脱扣线圈SOL 45的一侧设有一容纳永磁铁66的“U”形槽01。
在脱扣器组件38中央通孔39中设有圆柱形金属导向锁48(如图2所示)，该导向锁48穿过绝缘支架3、接地安装架2直抵复位按钮(RESET)9。导向锁48的下部为圆锥形，在圆锥形的上部设有一环形凹槽49，金属导向锁48的上部与复位按钮(RESET)9相连，在金属导向锁48的外面与支架3之间放置一复位弹簧50。
为了使导向锁48能在脱扣器组件38内上下移动，并带动脱扣器组件38上下移动，如图4、5所示脱扣线圈SOL 45设有两个接线柱51、52。接线柱51、52分别焊接在电路板4上，脱扣线圈SOL 45的一个接线柱51通过可控硅SCR与电路板上二极管整流桥的直流负电输出端相连，另一个接线柱52与电源火线输入端相连。
为了使本实用新型具有反向接线保护功能，当安装人员接线错误时，阻止电源输入火线、零线与电源输出火线、零线电连接，如图3、图4所示，本实用新型在脱扣器组件38的旁边横置一个阻止反向接线的移动杆60和一个可带动移动杆60移动的螺旋式线圈62。移动杆60固定在螺旋式线圈62中心铁芯63上，且在铁芯63的顶部、脱扣线圈SOL 45一侧的“U”形槽01内设置有一永磁铁66。移动杆60的一端61位于穿过脱扣器组件38中央通孔39、锁扣40椭圆形孔41的金属导向锁48的锥形体49的下面(如图8所示)；移动杆60的另一端71位于螺旋式线圈62一侧开关触片K下面。
在螺旋式线圈62的一侧放置有开关触片K，开关触片K的一端K1嵌入在螺旋式线圈62的尾部，另一端K2铆有一个触头70。开关触片K上的触头对应于电路图5中的开关70。在开关触片K靠近开关触头70的一侧设有一个自锁的锁定片69，与锁定片69相对应在移动杆60上设有自动锁定凹槽101。
如图5所示，带动移动杆60移动的螺旋式线圈62设有两个接线引脚64、65，引脚64、65分别焊接在电路板4上，引脚64通过电路板4与插座输入端(LINE)零线(WHITE)相连，引脚65通过开关触头70与插座输入端火线(HOT)相连。
如图5所示，当本实用新型电源输入端接线正确时即输入电源接在插座输入端(LINE)上时，螺旋式线圈62内有电流流过，产生磁场，带动移动杆60移动，开关触头K上的锁定片69滑进移动杆60一端的凹槽101内，同时也切断了串联在螺旋式线圈62与输入火线HOT之间的开关触头70(如图5所示)，使得移动杆60以及与移动杆60相连的铁芯63被长期锁定。在移动杆60移动的过程中，移动杆60的一端61让开导向锁48，使导向锁48可以在脱扣器组件38的中央通过孔39内上下移动，从而使电源输入端与输出端电连接。
当本实用新型在第一次安装时把电源输入端错误的反向接线时即输入电源接在输出端(LOAD)上时，如图5所示，螺旋式线圈62内始终无电流流过，移动杆60不移动，始终处于阻止复位状态，导向锁48不能在脱扣器组件38的中央通孔39内上下移动，从而阻止电源输入端和输出端的电连接。
下面结合图5至图8说明本实用新型具有漏电保护功能和反向接线保护功能的原理。
图6为本实用新型正确安装接线时输入输出电源电力连接的原理图。参考图5和图6所示，当安装人员将输入电源接在本实用新型输入侧LINE的火线HOT和零线WHITE上时，螺旋式线圈62内有电流流过，产生磁场，带动移动杆60移动，使移动杆60移动到自锁定凹槽101和开关触片K上的锁定片69自锁的位置；同时，由于移动杆60的移动，使螺旋式线圈62一侧的开关触头70断开，线圈62内无电电流过，移动杆60受自锁定凹槽101和锁定片69的作用保持自锁状态。
在线圈62内有电流流过，产生磁场，带动移动杆60移动的过程中，移动杆60迅速从位置68移动到位置67，移动杆60的一端61让开导向锁48；此时，压下复位按钮9，与之相连的金属导向锁48的锥形头49滑入到受脱扣弹簧46、脱扣铁芯42顶压的倒“L”形锁扣40的椭圆孔41内；释放复位按钮(RESET)9，复位按钮(RESET)9受复位弹簧50向上压力的作用，金属导向锁48向上移动；由于导向锁48向上移动，带动脱扣器组件38也随之向上移动，又由于火线、零线输入触头臂34、35位于脱扣器组件38两侧侧臂381、382的上方，随着脱扣器组件38向上移动，火线、零线输入触头臂34、35也随之向上移动，这样火线、零线输入触头臂34、35上的一对输入动触头26、27就分别与火线、零线输出导体14、15上的一对电触头24、25相连接，从而实现了正确接线状态下，输入电源与输出电源的电力连接。
当想切断插座的电力输出时，如图7、图5所示，按下试验按钮(TEST)8，使火线输出导体14上的实验片28与金属导体100相连，产生短路电流(漏电电流)。差动微分变压器33检测到这一漏电电流后，使可控硅SCR触发导通，脱扣线圈SOL45产生了磁场，使脱扣铁芯42迅速拉动锁扣40向右移动；使导向锁48的锥形头迅速从锁扣40上的椭圆孔41内向上逃离出来；此时，脱扣器组件38向下移动，带动火线、零线输入触头臂34、35向下移动，使电源输入动触头26、27与电源输出电触头24、25断开，从而实现输入、输出电力断开的目的。
同理，当本实用新型在使用过程中，出现短路或漏电现象时，如图7、图5所示。当差动微分变压器33检测到这一漏电电流或短路电流后，就使可控硅SCR触发导通，脱扣线圈(SOL)45产生了磁场，使脱扣铁芯42迅速拉动锁扣40向右移动；使导向锁48的锥形头迅速从锁扣40上的椭圆孔41内向上逃离出来，由于导向锁48的锥形头从锁扣40上的椭圆孔41内向上逃离出来，脱扣器组件38向下移动，带动火线、零线输入触头臂34、35向下移动，使电源输入动触头26、27与电源输出电触头24、25断开，从而实现输入、输出电力断开，起到保护的目的。
图8为本实用新型具有反向接线保护功能，阻止输入电源与输出电源电力连接的原理图。如图8、图5所示，当安装人员第一次安装时，错误地把电源输入线接到漏电保护插座的输出端上(LOAD)，而将电源输出线接到漏电保护插座的输入端(LINE)上时，由于阻止反向接线的螺旋式线圈62的两引脚64、65是分别接在插座输入侧(LINE)火线(HOT)和零线(WHITE)上的，如果安装时错误地把一对电源输入线接在输出侧(LOAD)的火线(HOT)和零线(WHITE)上，由于输入动触点26、27与输出电触点24、25处于断开状态，螺旋式线圈62无电流流过，螺旋式线圈62不产生磁场，移动杆60就始终停留在位置68处；此时，即使用力压下复位按钮(RESET)9，导向锁48的锥形头始终顶在移动杆60的一端61上，使导向锁48不能在脱扣器组件38内移动，不能带动火线、零线输入触头臂34、35向上移动，使电源输入动触头26、27与电源输出电触头24、25始终不能电力连接，从而实现了反向接线保护功能，即当安装人员接线错误时阻止输入电源与输出电源的电力连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此。任何基于本实用新型技术方案上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有反向接线保护功能的漏电保护插插座，它由壳体和安装在壳体内的安装接地架、绝缘支架、电路板构成；其中，所述壳体由上盖和底座组合而成；安装接地架安装在上盖和绝缘支架之间，并通过导线与大地相连；绝缘支架安装在接地架和电路板之间，绝缘支架上设置有电源火线、零线输出导体；电路板设置在绝缘支架与底座之间，且容置在底座内；
在所述电路板上焊接有与电源输入火线、零线相连的一对电源输入导体、用于检测漏电电流的差动微分变压器、一对穿过差动微分变压器与电源输入导体相连的输入触头臂和用于使用电源火线、零线输入导体、输出导体电力连接/或断开的脱扣器组件；
其特征在于：
所述脱扣器组件位于与所述电源输入导体相连的输入触头臂的下方；脱扣器组件左右两侧分别伸出一个侧臂，所述火线、零线输入触头臂就位于该对侧臂的上方；脱扣器组件的中央设有一通孔，在其下部横置有一个可前后滑动的倒“L”形锁扣，在锁扣上设有一椭圆形的孔，在锁扣的侧面设有一倒“U”形的槽，用于接纳脱扣铁芯上的环形凹槽；脱扣铁芯设置在可带动所述脱扣器组件动作的脱扣线圈内部，在脱扣线圈的内部还设置有脱扣弹簧；
在脱扣器组件中央通孔中设有圆柱形金属导向锁，该导向锁穿过所述绝缘支架、接地安装架直抵所述上盖上的复位按钮；导向锁的下部为圆锥形，在圆锥形的上部设有一环形凹槽，在金属导向锁的上部与所述绝缘支架之间放置一复位弹簧；
所述带动脱扣器组件动作的脱扣线圈设有两个接线柱，其中一个接线柱通过受所述差动微分变压器和检测放大芯片控制的可控硅与电路板上的直流负电源相连，另一个接线柱与插座电源输入端火线相连。
2、根据权利要求1所述的一种具有反向接线保护功能的漏电保护插插座，其特征在于：在所述电路板上还设有用于阻止插座电源输入端/输出端反向接线错误的组件；
所述组件包括一移动杆和一可带动移动杆移动的螺旋式线圈；
所述移动杆固定在螺旋式线圈中心铁芯上；移动杆的一端位于穿过所述脱扣器组件中央通孔的金属导向锁的锥形体的下面；移动杆的另一端位于设置在螺旋式线圈一侧的开关触片的开关触头之间；
所述开关触片设置在所述螺旋式线圈的一侧；开关触片的一端嵌入在螺旋式线圈的尾部，另一端铆有一个开关触头；在开关触片靠近开关触头的一侧设有一个自锁的锁定片，与锁定片相对应在移动杆上设有自锁定凹槽；
可带动移动杆移动的所述螺旋式线圈设有两个接线引脚，一个接线引脚与插座电源输入端的零线相连，另一个接线引脚通过所述开关触片上的开关触头与插座电源输入端火线相连。
3.根据权利要求2所述的一种具有反向接线保护功能的漏电保护插座，其特征在于：所述带动脱扣器组件动作的脱扣线圈的一侧设有一个用于容纳永磁铁的“U”形槽；在所述螺旋式线圈铁芯一端与脱扣线圈SOL一侧“U”形槽中放置有一永磁铁。
4.根据权利要求3所述的一种具有反向接线保护功能的漏电保护插座，其特征在于：在所述火线输出导体上还设有一试验片，该试验片位于上盖上的试验按钮的下方，在试验片的下方放置有与电路板电源零线相连的金属导体。
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