CN2906903Y - 一种快速通断式漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速通断式漏电保护装置，包括两个接线端组件、线路板组件、零序互感器、脱扣线圈骨架组件和输出端组件。所述脱扣线圈骨架组件上安装有动触头组件、中间带有铁芯的电磁线圈、一个动触片，所述电磁线圈一端与设置在线路板组件上的N极连接，另一端连接在动触片上，所述线圈骨架安装座上设有与动触片相配对的脱扣静触片和复位静触片，所述脱扣静触片、复位静触片分别经过可控硅和整流二极管与设置在线路板组件上的L极连接，所述铁芯两侧的固定件上与铁芯对应处分别设有脱扣永磁铁和复位永磁铁。此种结构充分运用了杠杆原理及磁力磁性特点，有效达到了漏电动作电流小、动触头组件分断速度快、高可靠性的、高灵敏度的标准。

Description

一种快速通断式漏电保护装置

技术领域：

本实用新型涉及一种安全用电插座技术领域，是一种可保证使用者人身和电器安全的高灵敏度的漏电保护装置。

技术背景：

随着科学技术的发展，漏电保护装置已得到广泛应用，为人们用电和电器设备提供安全保护。但目前国内所用的各种类型漏电保护装置，漏电动作电流均为30mA，漏电流超过了人体绝对安全电流(10mA)，通、断速度慢(＞40mS)，灵敏度低，反应迟钝，不能充分满足人们保护人身安全和电器安全的需要。其原因是该漏电保护装置电路设计简单，采用分离元器件，所以漏电动作电流大，另外现有漏电装置复位按钮与动触头组件之间，部分采用手动的速度接通，所以动触头组件接通速度慢，容易产生火花烧蚀银点。

发明内容：

本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的不足，进而提供一种漏电动作电流小(5~10mA)、动触头组件分断速度快(30mS)、高可靠性的、高灵敏度的漏电保护装置。

实现上述目的所采用的技术方案是：一种快速通断式漏电保护装置，包括一对接线端组件、零序互感器、线路板组件、脱扣机构，所述的线路板组件包括线路板和控制电路，所述零序互感器与所述的控制电路电连接，其特征在于：所述脱扣机构包括支架、设置在所述支架上且带有铁芯的电磁线圈和一对动触头组件，所述的支架轴接在一个设置在所述的线路板上的安装座上，所述电磁线圈由控制电路控制导通，所述一对接线端组件分别依次与零序互感器的左、右连接片以及一对动触头组件电连接，在所述安装座上与所述铁芯的一侧端相对应处设有脱扣永磁铁。

所述动触头组件由动触头和焊接在动触头上的银触点组成，所述动触头与线圈骨架之间设有顶紧弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，位于所述铁芯另一侧端固定件上还设有与所述脱扣永磁铁同极相对的复位永磁铁。

作为本实用新型的进一步改进，所述支架上设有一个动触片，所述安装座上设有与所述动触片相配对的脱扣静触片和复位静触片，所述电磁线圈一端与设置在线路板组件上的N极连接，另一端连接在动触片上，所述脱扣静触片、复位静触片分别与所述控制电路电连接；所述控制电路中设有一个控制所述复位静触片与所述电磁线圈组成的通路通断电的复位开关。

所述动触头组件在脱扣线圈骨架上的安装位置位于轴孔和电磁线圈之间。若使所述动触头组件在脱扣线圈骨架上的安装位置到所述轴孔的距离为轴孔到电磁线圈的距离的1/4至3/4效果最佳。

所述动触头组件与零序互感器的左、右连接片之间可以通过铜特软绞线TTJR连接。

当上述装置处于断开状态时，铁芯(没有磁性)下端被脱扣永磁铁N极吸住。接通复位开关，L极(火线)上交流电正半周电流流经整流二极管、复位静触片、动触片、脱扣电磁线圈、线路板N极形成回路，电磁线圈使铁芯产生电磁，其磁性为上端S极，下端N极，根据同性相斥异性相吸原理线圈骨架在磁力的作用下绕着转轴摆动，随后铁芯(电磁已消失)被复位永磁铁N极吸住，脱扣线圈骨架带动动触头组件使其上的两个动触点分别与输出端静触点接触，此时电路由接线端组件到零序互感器再到动触头组件最终通过输出端，从而实现了电路的接通。

当线路中存在漏电时(火线或零线漏电)零序互感器立即产生感生电压信号，电压信号输入到线路板组件上的IC放大器，经放大、比较后翻转为高电平触发可控硅导通，N极(零线)上交流电的正半周电流流经脱扣电磁线圈、动触片、脱扣静触片、可控硅、线路板L极形成回路，电磁线圈使铁芯产生电磁，其磁性为上端N极，下端S极，脱扣线圈骨架在磁力的作用下绕着转轴摆动，随后铁芯(电磁已消失)下端脱扣永磁铁N极吸住，脱扣线圈骨架带动动触头组件脱离输出端静触点，从而实现电路分断状态。

作为本实用新型的一种应用，根据上述漏电保护装置设计出一种漏电保护插座，主要包括壳体、L极插套组件、N极插套组件和上述漏电保护装置，该通漏电保护装置过线路板组件固定安装在壳体上，所述插套组件在与装置中动触头组件对应处设置静触头组件，包括凸起静触头和焊接在静触头上的银触点。所述漏电保护装置中的复位永磁铁固定在插套安装架上与铁芯对应的位置。所述壳体上还包括压板、盖板、面板，所述压板和面板均卡扣在插座安装架上，所述盖板卡扣在面板上，其上装有一个透明的塑料件，下面和透明的塑料件对应处设置一由插座电源的通断状态控制的发光二极管。所述压板上还设有分别用于控制复位开关和测试开关的复位按键、测试按键，按键与插套安装架之间设有复位弹簧。

因为本实用新型的特点适合小功率的用电器及开关等宜于触及的电产品，把它用于插座上达到的漏电保护效果特别明显。

在本实用新型中，因为所述动触头组件比所述铁芯更靠近脱扣线圈骨架转轴，所以根据杆原理，只要很小的脱扣力就可以实现漏电脱扣，这样就实现了小电流脱扣，一般为5~10mA。而且在电路正常导通时，复位永磁铁对铁芯的磁力也会在动触点上形成一定压力，这又保证了接触的可靠性。

此外，由于在本实用新型中设置了两个同极对称永磁铁来推、吸电磁线圈及铁心，以此来实现保护器的脱扣动作。一方面，两个磁铁的同时作用，使得脱扣线圈骨架动作更为灵敏。有效提高了动触头组件的分断速度。另一方面，因为免去了手对脱扣件的直接控制，提高了脱扣器复位速度，有效的避免了通断触头之间产生火花烧蚀银触点。

附图说明

图1是本实用新型的正面示意图。

图2是本实用新型左视图。

图3是图1的A-A向视图。

图4是本实用新型的立体结构示意图。

图5是本实用新型的脱扣线圈骨架结构示意图。

图6是图5的B-B向视图。

图7是本实用新型的零序互感器结构示意图。

图8是本实用新型的零序互感器立体结构示意图。

图9是图10的C-C向视图。

图10是本实用新型应用在漏电保护插座中的结构示意图。

图11是图10的D-D向视图。

图12是应用本实用新型的漏电保护插座中的插套组件结构示意图。

图13是应用本实用新型的漏电保护插座中的插套组件的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参考图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，本发明主要包括两个接线端组件5、线路板组件1、零序互感器6、脱扣线圈骨架组件8。所述线路板组件1包括线路板和控制电路，控制电路主要由一个整流二极管、一个可控硅元件、及一个用于触发可控硅导通的IC放大器组成，线路板上还设有一个L极和一个N极。所述零序互感器28包括薄膜合金线圈19和铁氧体线圈20，且两线圈的接头均由插针22连接在线路板上的IC放大器上，所述线板上的L极、N极，分别与所述零序互感器的左、右连接片18、21连通。所述脱扣线圈骨架组件8通过其下端设置的轴孔9轴接在固定于线路板上的脱扣线圈骨架安装座7上，其上端设有一个中间装有铁芯15的电磁线圈16，在轴孔9与电磁线圈16之间挂接有一对动触头组件3，所述动触头组件3经过所述零序互感器的左、右连接片18、21与所述两个接线端组件5相连。所述电磁线圈16一端接头与固在脱扣线圈骨架上的动触片12连接，另一端连接到线路板组件的N极。所述脱扣线圈骨架安装座7与所述铁芯15对应处设有一个脱扣永磁铁17，铁芯15的另一侧，固定有一个与脱扣永磁铁17同极相对的复位永磁铁，与动触片12对应处固定安装一个与之配对脱扣静触片11，所述脱扣静触片11通过线路板上的可控硅与线路板上的L极相连，当电路正常导通时，铁芯15被复位永磁铁吸住，动触片12与脱扣静触片11相接触。

所述脱扣线圈骨架安装座7上还设有一个与动触片12对应的复位静触片10，所述复位静触片10通过设置在线路板上的整流二极管与线路板上的L极相连，当电路处于断电保护状态时，铁芯15被脱扣永磁铁17吸住，动触片12与复位静触片10相接触，所述整流二极管与线路板上的L极之间设有一个复位开关。所述线路板L极与N极之间设有一个测试开关。

所述动触头组件3由动触头14和焊接在动触头上的银触点2组成，所述动触头与线圈骨架之间设有顶紧弹簧13。

当上述装置处于断开状态时，铁芯15(没有磁性)下端被脱扣永磁铁17的N极吸住。接通复位开关，L极(火线)上交流电正半周电流流经整流二极管、复位静触片10、动触片12、脱扣电磁线圈16、线路板N极形成回路，电磁线圈16使铁芯15产生电磁，其磁性为上端S极，下端N极，根据同性相斥异性相吸原理线圈骨架23在磁力的作用下绕着转轴24摆动，随后铁芯15(电磁已消失)被复位永磁铁N极吸住，脱扣线圈骨架23带动动触头组件3使其上的两个动触头14分别与输出端静触头接触，此时电路由接线端组件5到零序互感器28再到动触头组件3最终通过输出端流通，从而实现了电路的接通。

当线路中存在漏电时(火线或零线漏电)零序互感器28立即产生感生电压信号，电压信号输入到线路板组件1上的IC放大器，经放大、比较后翻转为高电平触发可控硅导通，N极(零线)上交流电的正半周电流流经脱扣电磁线圈16、动触片12、脱扣静触片11、可控硅、线路板L极形成回路，电磁线圈16使铁芯15产生电磁，其磁性为上端N极，下端S极，脱扣线圈骨架23在磁力的作用下绕着转轴24摆动，随后铁芯15(电磁已消失)下端被脱扣永磁铁17的N极吸住，脱扣线圈骨架带动动触头组件脱离输出端静触点，从而实现电路分断状态。

图5、图6、为本实用新型中脱扣线圈骨架组件示意图。主要包括线圈骨架23及设置其上的电磁线圈16、铁芯15、动触头组件3。

图7、图8为本实用新型中所采用的零序互感器结构示意图。主要包括零序互感器外壳、右连接片21、左连接片18、薄膜合金线圈19、铁氧体线圈20、插针22和隔片，所述薄膜合金线圈19和铁氧体线圈20的端点分别焊接在四根插针22上，各插针22的下端焊接在线路板组件1上的相应位置。

参考图9、图10、图11、图12、图13，在本实施例中，L、N极插套组件34、35固定安装在壳体上的插套安装架38上，上述漏电保护装置通过线路板组件1固定安装在壳体上，所述插套组件34、35在与装置中动触头组件3、4对应处设置静触头组件43、46，包括凸起的静触头44、47和焊接在静触头上的银触点45、48。所述复位永磁铁41固定在插套安装架38上与铁芯15对应的位置。所述复位开关由一个固定在插套安装架38上的接触片33和两条导线组成，其中第一条导线的两端分别连接在线路板组件L极和接触片33上，第二条导线一端与二极管相连，另一端穿过插套安装架38固定在插套安装架右边的卡槽29上。所述测试开关由另一个测试接触片27和第三条导线组成，所述测试接触片固定在插套安装架38上且与N极插套组件相联，所述第三条导线一端连接在线路板组件L极上，另一端固定在插套安装架左边的卡槽25上。所述壳体上还包括压板39、盖板40、面板42，所述压板39和面板42均卡扣在插座安装架38上，所述盖板40卡扣在面板42上，其上装有一个透明的塑料件30，下面和透明的塑料件30对应处设置一由插座电源的通断状态控制的发光二极管31。所述压板39上还设有分别用于控制复位开关和测试开关的复位按键36、测试按键37，按键与插套安装架之间设有复位弹簧32

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型所采用的脱扣机构，利用了磁铁、脱扣线圈骨架、弹簧等元件，结构简单合理，体积小，工作可靠，其主要部件一脱扣机构像个不耗电的微型交流接触器，在接通和断开状态时不耗电且功率大，能使触头之间的接触压力比磁铁本身的磁力大1-2倍，能完成大流220V/16A的需要，接通和分断速度快(30mS)，断开距离大于3mm，对于功率因数低的(0.45-0.5)交流电，具有较好的灭弧能力。其产品科技含量高，造价低，通用性好，具有广阔的市场前景，除应用在漏电插座中外还可以广泛应用在各种手持电动工具上。

Claims (9)

1、一种快速通断式漏电保护装置，包括一对接线端组件(5、6)、零序互感器(28)、线路板组件(1)、脱扣机构(8)，所述的线路板组件(1)包括线路板和控制电路，所述零序互感器(28)与所述的控制电路电连接，其特征在于：所述脱扣机构(8)包括支架(23)、设置在所述支架(23)上且带有铁芯(15)的电磁线圈(16)和一对动触头组件(3、4)，所述的支架(23)轴接在一个设置在所述的线路板上的安装座(7)上，所述电磁线圈(16)由控制电路控制导通，所述一对接线端组件(5、6)分别依次与零序互感器的左、右连接片(18、21)以及一对动触头组件(3、4)电连接，在所述安装座(7)上与所述铁芯(15)的一侧端相对应处设有脱扣永磁铁(17)。

2、根据权利要求1所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述铁芯另一侧端的固定件上设有与所述脱扣永磁铁(17)同极相对的复位永磁铁(41)。

3、根据权利要求2所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述支架(23)上设有一个动触片(12)，所述安装座(7)上设有与所述动触片(12)相配对的脱扣静触片(11)和复位静触片(10)，所述电磁线圈(16)一端与设置在线路板组件上的N极连接，另一端连接在动触片(12)上，所述脱扣静触片(11)、复位静触片(10)分别与所述控制电路电连接；所述控制电路中设有一个控制所述复位静触片(10)与所述电磁线圈(16)组成的通路通断电的复位开关。

4、根据权利要求3所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述动触头组件(3、4)在脱扣线圈骨架(23)上的安装位置位于轴孔(9)和电磁线圈(16)之间。

5、根据权利要求4所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述动触头组件(3、4)在脱扣线圈骨架(23)上的安装位置到所述轴孔(9)的距离为轴孔到电磁线圈的距离的1/4至3/4。

6、根据权利要求5所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述动触头组件(3、4)与零序互感器的左、右连接片(18、21)之间通过铜特软绞线TTJR连接。

7、根据权利要求6所述的一种快速通断式漏电保护装置，其特征在于所述动触头组件(3、4)由动触头(14)和焊接在动触头上的银触点(2)组成，所述动触头与线圈骨架之间设有顶紧弹簧(13)。

8、一种快速通断式漏电保护插座，主要包括壳体、L极插套组件(34)、N极插套组件(35)和漏电保护机构，其特征在于所述漏电保护机构包括一对接线端组件(5、6)、零序互感器(28)、线路板组件(1)、脱扣机构(8)，所述的线路板组件(1)包括线路板和控制电路，所述零序互感器(28)与所述的控制电路电连接，所述脱扣机构(8)包括支架(23)、设置在所述支架(23)上且带有铁芯(15)的电磁线圈(16)和一对动触头组件(3、4)以及一个动触片(12)，所述的支架(23)轴接在一个设置在所述的线路板上的安装座(7)上，所述安装座(7)上设有与所述动触片(12)相配对的脱扣静触片(11)和复位静触片(10)，所述电磁线圈(16)分别与所述脱扣静触片(11)和复位静触片(10)组成的通路均由所述控制电路控制导通。所述控制电路中设有一个控制所述复位静触片(10)与所述电磁线圈(16)组成的通路通断电的复位开关和一个测试开关，所述一对接线端组件(5、6)由分别依次与零序互感器的左、右连接片(18、21)以及一对动触头组件(3、4)电连接，所述L、N极插套组件(34、35)安装在固定于壳体上的插套安装架(38)上，其上与所述两个动触头组件(3、4)对应处设置有两个静触头组件(43、46)，位于所述铁芯(15)两侧的固定件安装座(7)和插套安装架(38)上与所述铁芯(15)对应处分别设有脱扣永磁铁(17)和复位永磁铁(41)。

9、根据权利要求8所述的一种快速通断式漏电保护插座，其特征在于所述壳体上还包括压板(39)、盖板(40)、面板(42)，所述压板(39)和面板(42)均卡扣在插座安装架(38)上，所述盖板(40)卡扣在面板(42)上，其上装有一个透明的塑料件(30)，下面和透明的塑料件(30)对应处设置一由插座电源的通断状态控制的发光二极管(31)；所述压板(39)上还设有分别用于控制复位开关和测试开关的复位按键(36)和测试按键(37)，按键与插套安装架之间设有复位弹簧(32)。

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