專利名稱：一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，屬于低壓電器的 保護裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于我國有很多用戶敷設(shè)的線路有失規(guī)范，電器插座經(jīng)常出現(xiàn)接線錯誤，使得用 電器的外殼及地線存在帶電問題，導致觸電事故的情形較多?，F(xiàn)有的地線可斷開的漏電保 護器在一定程度上能避免前述的事故而起到安全保障作用，但是，現(xiàn)有地線可斷開的漏電 保護器產(chǎn)品中所用的檢測報警技術(shù)中對地線異常帶電的檢測方法存在隱患?，F(xiàn)有地線可斷 開的漏電保護器產(chǎn)品中對地線異常帶電檢測報警的第一種方法是在漏電保護器中，將地 線異常帶電檢測電路接在零線和地線之間，用零線作為參考來對地線作帶電檢測，但此種 方法存在隱患，例如當用戶插座上的相、零線被接反(此種情況在我國較為普遍)，使插在 插座上的漏電保護器的零線帶電，如果此時發(fā)生地線異常帶電，由于異常帶電的地線和被 接反的零線電位相同，因此不能檢測出地線異常帶電，無法對地線異常帶電作出報警，存在 隱患?，F(xiàn)有地線可斷開的漏電保護器產(chǎn)品中對地線異常帶電檢測報警的第二種方法是在 漏電保護器中，將地線異常帶電檢測電路接在漏電保護器可斷開的地線觸點之間，此種方 法主要用于電熱水器產(chǎn)品，有以下隱患漏電保護器在合閘狀態(tài)下(此時可斷開的地線觸 點閉合，地線異常帶電檢測電路的檢測端被短路)，此時如果發(fā)生地線異常帶電，將無法對 地線異常帶電作出檢測報警。國家也對一些常用的家用電器產(chǎn)品作出了安全規(guī)定，如國家 標準4706. 12-2006《家用和類似用途電器的安全儲熱式熱水器的特殊要求》中AA. 22. 7規(guī) 定“熱水器上應(yīng)采取一旦外部接地系統(tǒng)異常情況出現(xiàn)時的報警措施，報警應(yīng)能持續(xù)到人工 切斷電源為止”。可見現(xiàn)有漏電保護裝置產(chǎn)品由于存在某些情況下地線發(fā)生異常帶電而不 能作出報警的死角，不能達到相關(guān)國標的規(guī)定，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，該裝 置安裝在地線可斷開的漏電保護器中，一旦地線發(fā)生異常帶電或電源插座的相、零線接反 時，它能立即輸出信號，該輸出信號與報警裝置連接后能夠發(fā)出報警，提示用戶不要使用電 熱水器。本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝 置，它包括可分斷相線、零線、地線的漏電保護器10，微電流檢測電路U1，電阻Rl和電阻R2， 漏電保護器10的電源輸入地線1與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一 端和微電流檢測電路Ul的檢測端3連接，電阻R2的另一端與漏電保護器10的輸出地線2 連接，微電流檢測電路Ul的檢測端4與電源輸入零線7連接，微電流檢測電路Ul的兩輸出 端5、6接報警電路，漏電保護器10的電源輸入地線1、電源輸入相線8和電源輸入零線7分 別通過插座9與電源地線PE、相線L和零線N連接，漏電保護器10的輸出地線2、輸出相線和輸入零線與電熱水器連接。本發(fā)明所述的微電流檢測電路Ul由氖氣燈泡XD和光敏元件G彼此靠近組成，氖 氣燈泡XD兩端分別與微電流檢測電路Ul的檢測端3、4連接，光敏元件G的兩端分別與微 電流檢測電路兩輸出端5、6連接。本發(fā)明所述的微電流檢測電路Ul由微電流互感器CT組成，微電流互感器CT初級 繞組Tl的兩端分別與微電流檢測電路Ul的檢測端3、4連接，微電流互感器CT次級繞組T2 的兩端分別與微電流檢測電路Ul兩輸出端5、6連接。本發(fā)明所述的微電流檢測電路Ul運算放大器AP、電阻R4和直流電源DC組成，運 算放大器AP的輸入端mi和電阻R4的一端與微電流檢測電路Ul的檢測端3連接，運算放 大器AP的輸出端OUTl與微電流檢測電路Ul的輸出端5連接，直流電源DC的負極、運算放 大器AP的輸入端IN2和運算放大器AP的接地端、電阻R4的另一端與微電流檢測電路Ul 的檢測端4和輸出端6連接，直流電源DC的正極接運算放大器AP的電源端。本發(fā)明所述的微電流檢測電路Ul由三極管Q和電阻R3組成，三極管Q的基極和 電阻R3的一端與微電流檢測電路Ul的檢測端3連接，三極管Q的集電極與微電流檢測電 路Ul的輸出端5連接，三極管Q的發(fā)射極和電阻R3的另一端與微電流檢測電路Ul的檢測 端4和輸出端6連接。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，該裝置安裝在地線可斷開的漏電保護器中，一 旦地線發(fā)生異常帶電或電流插座的相、零線接反時，該裝置能立即輸出信號，該輸出信號與 報警裝置連接后能夠發(fā)出報警，提示用戶不要使用電熱水器。


圖1為本發(fā)明的電路電原理圖。圖2為本發(fā)明的第一個實施例的電路電原理圖。圖3為本發(fā)明的第二個實施例的電路電原理圖。圖4為本發(fā)明的第三個實施例的電路電原理圖。圖5為本發(fā)明的第四個實施例的電路電原理圖。
具體實施例方式參見圖1，漏電保護器10的輸出地線2與電熱水器的外殼接地端連接。電熱水器 的外殼接地端通過水箱以及水管的水與大地相通，漏電保護器10的輸出相線和零線分別 與電熱水的相線、零線連接，在漏電保護器10合閘前，如果輸入電源插座9上的相、零線接 反，漏電保護器10的電源輸入零線7帶電，電流從零線7經(jīng)過微電流檢測電路Ul的檢測端 4、微電流檢測電路Ul的檢測端3、電阻R2、漏電保護器10輸出地線2、電熱水器水箱以及水 管中的水、流入大地。微電流檢測電路Ul的檢測端3、4有電流通過，因此微電流檢測電路 Ul的輸出端5、6輸出信號，此信號可與報警裝置連接，使報警裝置發(fā)出報警，提示用戶需對 插座9接反的輸入電源的相線L、零線N糾正后方能使用。在輸入電源插座9上的相、零線 L、N連接正確時，如果發(fā)生地線PE異常帶電，漏電保護器無論是否合閘，電流從發(fā)生異常帶 電的地線PE經(jīng)過電源輸入線1、電阻R1、微電流檢測電路Ul的檢測端3、4、電源輸入線7、 流入電源零線N，微電流檢測電路Ul的檢測端3、4有電流通過，微電流檢測電路Ul的輸出端5、6輸出信號，此輸出信號可與報警裝置連接，使報警裝置發(fā)出報警，提示用戶存在安全 隱患不要使用電熱水器。設(shè)置電阻Rl、R2的阻抗使得在發(fā)生零線N帶電或地線N帶電時， 流過電阻Rl、R2的電流為一個安全的人體不能覺察的微電流，以保證用戶在使用電熱水器 時的人身安全。微電流檢測電路Ul可根據(jù)情況由圖2至圖5的中一種形式組成。參見圖2，微電流檢測電路Ul由一個氖氣燈泡XD和一個光敏元件G彼此靠近組 成，氖氣燈泡XD的二個腳分別作為微電流檢測電路Ul的檢測端3和4，光敏元件G的輸出 端作為微電流電測電路Ul的輸出端5和6。此電路的工作原理當電源插座9接反或地線 PE異常帶電時，微電流檢測電路Ul的檢測端3、4有微電流流過，接在檢測端3、4之間的氖 氣燈泡XD發(fā)光，與之靠近的光敏元件G接收到光線，此時光敏元件G產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光敏 元件G連接的微電流檢測電路Ul輸出端5和6之間產(chǎn)生輸出變化信號。參見圖3，微電流檢測電路Ul由一個微電流互感器CT組成，微電流互感器CT由 繞在同一個的鐵芯上的初級繞組Tl和次級繞組T2組成，鐵芯由高導磁材料制成，初級繞組 Tl的二根引線分別作為微電流檢測電路Ul的檢測端3、4，次級繞組T2的二根引線分別作 為為微電流檢測電路Ul輸出端5、6。工作原理當電源插座9接反或地線PE異常帶電時， 微電流檢測電路Ul的檢測端3、4有微電流流過，與之連接的初級繞組Tl中有微電流流過， 此電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通變化，此時次級繞組T2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與次級繞組T2連接的 微電流檢測電路Ul輸出端5和6之間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢輸出信號。參見圖4，微電流檢測電路Ul由運算放大器AP、電阻R4和直流電源DC組成，運算 放大器AP由單獨的直流電源DC供電。運算放大器AP的輸入端mi和電阻R4的一端與微 電流檢測電路Ul的檢測端3連接，運算放大器AP的輸出端OUTl與微電流檢測電路Ul的 輸出端5連接，直流電源DC的負極、運算放大器AP的輸入端IN2和運算放大器AP的接地 端、電阻R4的另一端與微電流檢測電路Ul的檢測端4和輸出端6連接，直流電源DC的正 極接運算放大器AP的電源端。工作原理當電源插座9接反或地線PE異常帶電時，微電流 檢測電路Ul的檢測端3、4有微電流流過，微電流在電阻R4上產(chǎn)生電壓信號，與之連接的運 算放大器AP的輸入端INI、IN2有信號電壓輸入，運算放大器AP將此信號電壓放大后在微 電流檢測電路Ul輸出端5和6之間輸出。參見圖5，微電流檢測電路Ul由一個電阻R3和三極管Q組成，三極管Q可以是單 個三極管也可以是達林頓三極管，電阻R3的二端分別與三極管Q的基極、發(fā)射極連接，電阻 R3的二端也分別與微電流檢測電路Ul的檢測端3、4連接，三極管Q的集電極連接微電流檢 測電路Ul的輸出端5，三極管Q的發(fā)射極連接微電流檢測電路Ul的輸出端6。工作原理 當電源插座9接反或地線PE異常帶電時，微電流檢測電路Ul的檢測端3、4沒有電流或有 交流負半周的微電流流過時，與之連接的三極管Q為截止狀態(tài)，三極管Q的集電極和發(fā)射極 之間為高阻抗狀態(tài)，與三極管Q的集電極和發(fā)射極連接的微電流檢測電路Ul輸出端5和6 之間輸出高阻抗狀態(tài)；當微電流檢測電路Ul的檢測端3、4有交流正半周微電流流過時，與 之連接的三極管Q由截至狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，三極管Q的集電極和發(fā)射極之間為導通狀態(tài)， 與三極管Q的集電極和發(fā)射極連接的微電流檢測電路Ul輸出端5和6之間的輸出變?yōu)閷?通狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，其特征在于它包括可分斷相線、零線、地線的漏電保護器(10)，微電流檢測電路(U1)，電阻R1和電阻R2，漏電保護器(10)的電源輸入地線(1)與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與電阻R2的一端和微電流檢測電路(U1)的檢測端3連接，電阻R2的另一端與漏電保護器(10)的輸出地線(2)連接，微電流檢測電路(U1)的檢測端4與電源輸入零線(7)連接，微電流檢測電路(U1)的兩輸出端5、6接報警電路，漏電保護器(10)的電源輸入地線(1)、電源輸入相線(8)和電源輸入零線(7)分別通過插座(9)與電源地線(PE)、相線(L)和零線(N)連接，漏電保護器(10)的輸出地線(2)、輸出相線和輸入零線與電熱水器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，其特征 在于所述的微電流檢測電路(Ul)由氖氣燈泡(XD)和光敏元件(G)彼此靠近組成，氖氣燈 泡(XD)兩端分別與微電流檢測電路(Ul)的檢測端3、4連接，光敏元件(G)的兩端分別與 微電流檢測電路兩輸出端5、6連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，其特征 在于所述的微電流檢測電路(UI)由微電流互感器(CT)組成，微電流互感器(CT)初級繞組 (Tl)的兩端分別與微電流檢測電路(Ul)的檢測端3、4連接，微電流互感器(CT)次級繞組 (T2)的兩端分別與微電流檢測電路(Ul)兩輸出端5、6連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，其特征 在于所述的微電流檢測電路(Ul)運算放大器(AP)、電阻R4和直流電源(DC)組成，運算放 大器(AP)的輸入端mi和電阻R4的一端與微電流檢測電路(Ul)的檢測端3連接，運算放 大器(AP)的輸出端OUTl與微電流檢測電路(Ul)的輸出端5連接，直流電源(DC)的負極、 運算放大器(AP)的輸入端IN2和運算放大器(AP)的接地端、電阻R4的另一端與微電流檢 測電路(Ul)的檢測端4和輸出端6連接，直流電源(DC)的正極接運算放大器(AP)的電源 端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，其特征 在于所述的微電流檢測電路(Ul)由三極管(Q)和電阻R3組成，三極管(Q)的基極和電阻 R3的一端與微電流檢測電路(Ul)的檢測端3連接，三極管(Q)的集電極與微電流檢測電路 (Ul)的輸出端5連接，三極管(Q)的發(fā)射極和電阻R3的另一端與微電流檢測電路(Ul)的 檢測端4和輸出端6連接。
全文摘要
一種用于電熱水器漏電保護器的地線帶電檢測裝置，屬于低壓電器。包括可分斷相線、零線、地線的漏電保護器，微電流檢測電路，電阻R1和電阻R2，漏電保護器的電源輸入地線與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與電阻R2的一端和微電流檢測電路的檢測端連接，電阻R2的另一端與漏電保護器的輸出地線連接，微電流檢測電路的檢測端與電源輸入零線連接，微電流檢測電路的兩輸出端接報警電路，漏電保護器的電源輸入地線、電源輸入相線和電源輸入零線分別通過插座與電源地線、相線和零線連接，漏電保護器的輸出地線、輸出相線和輸入零線與電熱水器連接。優(yōu)點一旦地線發(fā)生異常帶電或電流插座的相、零線接反時，能立即輸出信號并發(fā)出報警，提示用戶不要使用電熱水器。
文檔編號G01R31/02GK101907672SQ201010220749
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者章祖德 申請人:常熟市立得電器有限公司