TW297174B - - Google Patents

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經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 397174 ^ 五、發明説明（/ ) 發明領域 本發明係關於用K監測及測試電氣電源供應器裝置之 裝置，且更特別的是，本發明係關於及用於一標準的三線 1 2 0伏特交流電氣插座，其可對使用者保證該插座已被 適當地接線及有可接受之接地特性。 發明背景 多年來已眾所周知的是，於交流插座之安全性接地係 重要的，此接地連接可將由於一於絕緣上之遇失而出現在 該工具或器具之封閉外骰上的電流無害地分流至地面。假 設該封閉外殻未被適當地接地且該電源工具之火線係被短 路至外殼，若使用者正站於具有一至地面之路徑的表面上 或者正接觸一被連接至地面的表面*該使用者將可能因而 受傷或死亡。假設該被使用之工具係Μ顯示如此一故障且 該插座接線係正確的，大量的電流將可能自該交流插座之 火線流經該工具且流回經過該交流插座之安全性接地，因 此超過其保護接線之斷路器或保瞼絲的電流額定，並且跳 開該斷路器或者燒熔該保險絲。於是呈現目前的是，該火 線及安全性接地之總電阻必須具有一足夠低的值，而容許 一超過斷路器或保險絲之額定的電流Μ流通，因此可確保 至該電路之電源將由於如此一故障而被中斷。 大部份的1 20VAC斷路器均具有一 20安培之額 定。僅使用歐姆定律，我們可發現該自主配電盤至交流插 座之接線及自該交流插座至地面之連接的總電阻必須不超 -3- 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ---------{—裝------訂-----\ '線 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 A7 _ B7_

五、發明説明（U 過6歐姆。若此缌電阻係大於6歐姆，該斷路器可能無法 於一故障期間內跳開*且一稱為火災危險或電擊之危險狀 況將會造成。對於至地面之不良的電氣連接之霄位係最為 普遍的，由於此等連接常常係透過其載有接線之金羼管道 Μ達成。此管道典型地具有許多的管接頭及透過介於交流 插座與其常常终止於電源配電盤之至地面連接的接線盒之 連接。除了此等接地迴線之有故障的組件外，超過時間之 連接可能會鬆弛或侵蝕Κ致使電阻增加。 如前述例子所示，該電路之總電阻必須不大於6歐姆 。市面上最為普遍之插座測試器使用氖（neon)電燈泡以 指示出交流插座誤接線，此等燈僅需1或2毫安培K將其 點亮或打開。一具有一高達1 20 * 000歐姆之電阻的 有錯誤之接地連接，將以此型式之測試器點亮此燈，且使 用者將於其並非安全時而假定該插座係安全Μ使用。 顯然，超過1或2毫安培係需Κ適當地施行此等接線 連接，但發生一問題於接地故障中斷器插座。若超過3毫 安培之電流自火線流通至插座之接地迴線*此等插座將出 錯。因此，一其致使超過3毫安培在測試期間流通於此等 接線之測試器係非可使用的*乃由於中斷器將在其每次被 測試時出錯。申請人已發琨，解決此問題之方法係於短期 間脈衝内汲取高電流，若該期間夠短，超過2 0安培之電 流可透過插座從火線被汲取至地面，而不會使中斷器出錯 。一具有2 0安培峯值電流之3至5微秒的總期間將不會 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --r-----4 —裝------訂-----\ '線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 五、發明説明（ 使此等中斷器出錯，且該接線之電阻現可藉由檢測該霉流 脈衝之振幅而被判定。若電路之缌電阻係低於一預定極限 ，該峯值電流將夠高Μ觸發一燈，該燈用Κ指示插座係可 安全使用。 由上述及前技之其他習知缺點而觀之，其不僅用以測 試一交流插座係正確地接線，並用Κ判定於該火線、中性 線及接地線連接之任何過失，且更用Μ檢測一有過失的接 地，本發明提供下列優點。 本發明的目的之一，係提供一測試器單元，其用以檢 測及指示一被測試的交流插座之正確接線之發生、一有過 失的接地、一開路之中性線、被顛倒之火線與中性線連接 、一其中發生”具有開路中性線之於中性線的火線”（ Η 〇 t ο η N e u t r a 1 w i t h 〇 p e η N e u t r a 1)之連接、及一開路 火線連接。 本發明的另一目的，係對使用者保證該交流插座已被 正確地接線，且該火線及接地迴線之總電阻係低於6歐姆 本發明之其他不同的目的及優點，將於詳閲並瞭解随 後之本發明詳细說明而得以知嘵。 發明槪要 本發明之前述目的係一具有”紅”、”綠”與”黃” 之三個L E D的交流電源插座接地完整性及接線測試器單 元裝置及電路Μ達成，其中L E D係被致動或激勵Μ指示 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（21〇χ297公釐） ---r------f I裝------訂-----^ .線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（4) 該交流插座的火線、中性線與接地線之任何正確及不正確 接線連接的發生，其係藉由包括三個弛張振盪器電路之可 實施的電路所完成，每一弛張振盪器電路其中結合一 L E D指示器裝置Μ指示一特定接線狀態之發生，當該測試器 單元係插入於插座時，具有所有三個之此等振盪器電路係 包含於該測試器軍元/裝置中，且其被連接於交流插座之 任何的火線、接地線與中性線連接之間。 圖式簡單說明 本發明之新穎特性係敘述於隨後之申請專利範圍中。 本發明其將參考随附之第一圖中所畫的較佳實施例而被描 述，第一圖係用Μ說明本發明之較佳實施例。 較佳實施例之詳细說明 參考第一圖，其畫有本發明之電氣交流插座監測及測 試電路裝置。测試器1 0具有三個LED : D2”紅”、 D 4 ”綠”、D 6 ”黃”。當該交流插座係正確地接線， 且火線與接地迴線之總電姐低於6歐姆時，僅有該綠色L ED D4將亮或閃光。當任一LED被點亮或激勵時， 其將Μ每秒鐘數次而短暫地閃亮。下列之表顯示可由本發 明所達成對於接線故障之不同的故障與閃光組合。 L-i： D之閃光 扯蓋 綠 所有接線良好 紅 有缺點之接地 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------I- •裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 球 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（(） 黃與綠 開路之中性線 黃與紅 顛倒之火線與中性線 黃 具有開路中性線之於中性線的火線 無 開路之火線或開路之接地線與中性線 如第一·圖中所顯示之本發明電路簡化，將允許其可安 裝入一未被顯示之小型手持、插入式封殻。其亦可自交流 線路（插座）被自動送上電源。電力係自交流之火線線路 12陸鑛通過保險絲F1、二極體D1與限流電阻器R2 ，並經由電路線路1 3而至電容器C 1。該電容器C 1將 充電之電壓係被限制於1 5伏特，其被齊納二極體D3所 控制，齊納二極體D3與電阻器R4串聯，電胆器R4連 接至電路共同點CC，該電路共同點CC係連接至在測試 中之交流插座1 8的中性線線路1 6。出現於R2、D3 與C1之接合點的15伏特係連接至一限流轚阻器R1 ， 其被連接至LED D2*該LED D2係連接至SC R Q1之陽極。該Q1之陰極係連接至電路共同點CC ，且Q 1之閘極係連接至D3與R4之接合點。當該單元 被插入於交流電源插座且電力被施加至本發明電路時，跨 於C 1之電壓將引起電流K流過齊納二極體D 3與電阻器 R4。該流過R4之電流將引起一超過0 · 6伏特之電 被建立跨接於其上，且此電壓將接著引起一電流Μ流入於 SCR Q1之閘極，其將造成Q1K傳導電流且點亮或 本紙張尺度遙用中國國家橾準（CNS〉Α4現格（210Χ297公釐〉 II ^--^-------^ I 裝-- (請先聞讀背面之注意^項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央樣率局員工消費合作社印製 A7 B7_____ 五、發明説明（卜） 檄勵LED D2。由於儲存在電容器Cl中之能量將快 速地被耗盡，且通過Q 1之電流將下降而低於其保持電流 ，故LED D2將僅短暫地保持為亮的。當Q1歸因於 缺乏足夠的保持電流而被截止時，該跨於電容器C 1之電 壓將再開始上升，且此循環將一再重覆。目前所敘述之電 路係一完全自足的第一弛張振通器，其將以一由施加線路 電壓及R2、D3、R4與C 1之預定值所決定的比率而 使LED D2閃光或發亮。若該跨於電容器Cl之電壓 係被保持低於D 3之齊納電壓*此第一弛張振盪器之動作 將被禁止。此將我們帶至該電路之第二部份：電阻器R 3 、LED D4、與SCR Q2，其係介於R2與CC 間而彼此串聯。此串聯電路係跨接或並瞄於電容器C 1 。 若Q2在跨於C 1之電壓達到1 5伏特之前被觸發，則L EDD4而非LED D2將閃光（係間軟地被點亮或激 勵）cQ2係由一第二弛張振通器電路之作用所觸發，該 第二弛張振盪器電路乃由二極體Dl 、S I DAC Q 3 、及電姐器R5與電容器C2之並聯組合所組成，該並聯 組合藉由一環繞著線圈L1之接線迺路19與電路線路2 0而被連接至該交流插座1 8之接地連接。此第二弛張振 攫器係K一兩倍於前述之第一弛張振慂器的預定比率而產 生脈衝。 ’

當電力被施加至測試器1 0，其一旦插入至插座1 8 時*電容器C 2並無電壓跨於其上。必須用以使S I DAC 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --Γ------{ —裝------訂-----^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 397174 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 B7_五、發明说明（'/ ) Q3崩潰之電壓為1 20伏特。僅有該交流線路電壓之正 半週可通過二極體D 1 ，且當該線路循環之正半週達到1 20伏特時，截斷裝置Q3將變為傳導的’並引起電容器 C 2於大約4毫秒中快速地充電。此時’通過Q3之電流 將下降而低於其保持電流，且Q3將截止。接著C2將開 始透過電阻器R 5而放電，且當跨於C 2之電壓已降低至 一夠低之電壓以允許1 2 0伏特再度發生跨於Q3時，該 循環將再次地被重覆。以第一圖中所顯示之元件值，Q3 將大約一秒鐘觸動六次。基本上’將流通之峯值電流係由 二極體D1 、D3之順向壓降及電容器C2之ESR所決 定。由於此等壓降係非常低的，該對於電流流通之主要限 制係於插座1 8中之交流接線的電阻。該流通過環繞著線 圈L 1之迴線1 9的電流將於線圈L 1感應一電壓*其電 壓係”經由電路線路2 1 ”而被施加至Q2之閘極，該線 路21具有自Q2之閘極被連接至電路共同點CC的一可 變電阻器。此電姐器R 6作用有.如一電流分路，其可控制 Q2之靈敏度，且R 6係設定K使Q2避免於該流通於環 繞著線圈L 1之迴線1 9的峯值電流低於一預定值時而觸 發之情形。若Q2歸因於由線圈L 1所感測之不足的電流 而未被觸發，則先前敘述之第一弛張振盪器將變得有效時 的，且該紅色LED D2將開始閃光K指示出一有缺點 之接地。 開路之中性線的狀態：此將我們帶至第三弛張振盪器 ----------^—裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（J> ) 電路，其係被構成如該第一弛張振通器電路，除了其經由 接線線路1 4與1 6而被跨接於在測試中之交流插座的中 性線與接地線連接之外，且其包含：D5、R7、R8、 C3、D7、R9、Q4 及 LED D6 (黃）。當該交 流插座係正確地被接線時，沒有電位差存在於跨過此二點 (中性及接地），且此第三振盪器係無效用的。若該中性 線係開路的，自電路共同點CC對第一振盪器流出之電流 現在必須經由D5及其他元件而通過該第三弛張振盪器， K達到接地電位。因此，該第一振盪器與第三振通器係以 串聯被置放跨於插座之火線與接地線。由於該二弛張振通 器係動作的，使該第一弛張振通器為無作用的，二個綠、 黃LED D4及D6將以一預定比率而閃光或被點亮。 顛倒之火線與中性線的狀態：一旦檢測出此狀態·沒 有電位差將存在跨於該第二振盪器，且Q3將不會觸發或 傳導而允許紅色LED D2M—預定比率閃光或被點亮 。該中性線規係火線且火線琨係中性線之事實，對第一振 盪器而言並無差別。由於該第三振通器現將被跨接至交流 1 2 0伏特且因為該中性線現將係火線，該黃色L E D D6亦將以一預定比率而閃光。 具有開路中性線之於中性線的火線狀態：由於僅有該 第三振邇器電路將具有1 2 0伏特跨於其上，僅有黃色L ED D6將以一預定比率而發亮或閃光。在此假設該交 流插座之火線部份/接線係開路的，且無接線被連接至其 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^S· ( 210X297公釐） --Γ------{ I裝------訂-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（I ) 上。 無燈閃光之狀態：為了發生此狀態，該交流插座1 8 將必須為”無效的（dead) ” （無火線連接）或該中 性線與接地線連接皆將必須同時為”開路”。 從前述揭示中可看出，本發明提供了超越習知前技之 眾多優點，且本發明單元之眾多故障檢測動作係經由一單 一之自足、小型手持、插入式、封入裝置所達成，其係自 被包含於在測試中之交流插座中的交流線路所送上電源。 關於前述及顯示於第一圖中之電路元件：除了另外標 註外，所有之電阻器係Μ歐姆（+ / — 5%)為軍位及係 1/4瓦特，且所有之電容器係Κ微法拉第（Wfd)為 單位。 雖然本發明已參考至一較佳實施例而被敘述·此說明 並無意K一限定意義而被解釋。該被揭示實施例之不同修 改及本發明之替代實施例，對於一旦參考至本發明之說明 的熟悉此藝中人將變得顯而易知的。可預期的是*随後之 申請專利範園將涵蓋該等羼於本發明之真正範唾的修改。 --------从 —裝------訂-----^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 BB C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用Μ測試其具有火線、中性線、及接地線連 接之一標準交流插座的火線載流能力及安全性接地迴線之 自足、手持、插入式裝置，其包含： 用Μ檢測所述交流插座之火線、中性線與接地線連接 的任何誤接線之發生及用以可見地指示該等發生的電路機 構，所述電路機構具有一軍一的指示燈機構*該指示燈機 構係可致動Κ指示所述交流插座之一適當接線狀態，並Κ 指示其中所述火線及接地線連接之缌電阻係低於一預定的 歐姆電阻極限之狀態，其中所述電路櫬構係於測試中由該 交流插座之火線連接所供電且不予考慮對於所述裝置之一 内部電源供應器的任何需要。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述電 路機構包括一第一弛張振盪器電路，其可連接於在测試中 之該交流插座的火線與中性線連接Μ及所述單一的指示燈 機構間，且所述電路機構更包括一第二指示燈機構，其可 致動Μ指示一有缺點的接地狀態之發生Μ及在測試中所述 交流插座的一被顛倒之火線與中性線連接狀態之發生。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中所述電 路機構更包括一第二弛張振Μ器電路，其可連接於所述火 線與接地線連接之間，且被跨接於所述第一弛張振盪器電 路，其中所述第二弛張振盪器控制所述單一指示燈之閃光 脈衝率。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之装置•其中所述電 本紙張尺度逋用中困國家橾隼（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 --1------f 裝------訂------^ 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 Βδ C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 I 路 機 構 更 包 括 一 第 1 * 弛 張 振 盪 器 霣 路 其 可 連 接 於 在 測 試 1 1 1 中 之 所 述 交 流 插 座 的 接 地 線 與 中 性 線 連 接 間 且 具 有 —. 第 二 ^—V J I 請 1 1 指 示 m 機 構 該 第 三 指 示燈 機 構 可 致 動 Μ 指 示 一 開 路 之 中 閱 1 I 讀 1 性 線 狀 態 被 顛 倒 之 火 線 與 中 性 線 狀 態 及 —» 具 有 開 路 背 1 1 中 性 線 之 於 中 性 線 的 火 線 狀 態 之 發 生 0 之 注 意 1 1 I 5 如 申 請 專 利 範 圍 第 4 項 所 述 之 裝 置 其 中 所 述 電 事 項 1 1 再 路 機 構 及 其 弛 張 振 盪 器 電 路 及 數 個 指 示 燈 機 構 當 檢 測 出 填 寫 本 裝 1 開 路 之 火 線 狀 態 、 或 __. 開 路 之 接 地 線 有 開 路 之 中 性 線 狀 頁 1 I 態 時 係 不 可 實 施 的 其 移 止 任 何 所 述 指 示 燈 機 構 之 致 動 9 1 I 因 而 指 示 該 測 試 中 之 交 流 插 座 接 線 係 有 缺 點 的 0 1 1 6 如 申 請 專 利 範 圍 第 5 項 所 述 之 装 置 其 中 所 述 電 1 訂 路 m 構 及 其 第 二 與 第 三 弛 張 振 邇 器 電 路 當 檢 測 出 一 開 路 之 1 I 中 性 線 狀 態 時 係 可 實 施 時 Μ 致 動 所 述 單 一 與 所 述 第 二 指 1 I 示 燈 機 構 且 更 當 檢 测 出 所 述 被 顒 倒 之 火 線 與 中 性 線 狀 態 1 1 1 時 係 可 實 施 的 Μ 致 動 所 述 第 二 與 第 三 指 示 燈 機 構 〇 —J 7 一 種 用 以 測 試 其 具 有 火 線 、 中 性 線 與 接 地 線 連 接 1 1 的 一 標 準 交 流 插 座 之 火 線 載 流 能 力 及 安 全 性 接 地 迴 線 的 1 I 方 法 其 包 含 步 驟 1 1 I a ) 藉 由 電 路 機 構 以 檢 测 所 述 交 流 插 座 之 火 線 中 性 1 1 線 與 接 地 線 連 接 的 任 何 錯 誤 接 線 之 連 接 的 發 生 且可 見 地 ί 指 示 出 該 等 發 生 \ b ) 藉 由 一 單 一 指 示 燈 機 構 以 檢 測 並 指 示 出 二 種 狀 態 1 1 I 9 為 所 述 交 流 插 座 之 正 確 接 2- 線 狀 態 — 為 其 中 該 所 述 火 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） Α8 Β8 C8 D8 297174 六、申請專利範圍 線連接與所述接地線連接之總電阻係低於一預定的歡姆電 阻極限之狀態；K及 c)自該在測試中的所述交流插座之火線連接Μ供電 給所述電路機構與所述指示燈機構。 8 ·如申謫專利範圍第7項所界定之方法，更包括檢 測並指示出一有缺點之接地線狀態、一開路之中性線狀態 、一被顯倒之火線與中性線狀態、一具有開路中性線之於 中性線的火線狀態、一開路之火線狀態、及一開路之接地 線與中性線狀態的發生之步驟，其當每一狀態發生於在測 試中之所述交流插座中時。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -3- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）