專利名稱：防火防漏電保護插頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可隨用電器移動的高靈敏度的具有漏電保護、過流保護、 過熱保護、過壓保護和短路保護功能的電源插頭，特別是一種快速防火防漏電 安全保護電源插頭。
背景技術(shù)：
目前市場上銷售的電器漏電保護插頭產(chǎn)品，漏電流均為30mA，越過人體 絕對安全電流(人體絕對安全電流10mA),對人體沒有很好的保護作用，也 沒有過流和短路保護功能，而過流和短路故障都是引起火災(zāi)的元兇，當(dāng)保護插 頭線路出現(xiàn)過載、漏電、短路等故障時，由于插頭沒有過流和過熱保護功能， 不能切斷電源，甚至用電器起火燒毀后，保護器還沒有跳閘的現(xiàn)象時有發(fā)生， 所以輕則會燒壞負載電器，重則會引發(fā)人身安全事故或火災(zāi)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，使用安全保護插頭的需求日 益廣泛，例如，手持電動工具和家用電器插頭經(jīng)常出現(xiàn)過流起火和短路起火問 題，又如，電路引起火災(zāi)的問題也不斷發(fā)生。但現(xiàn)有技術(shù)的插頭可靠性差，普 遍存在以下缺陷。
特別雙金屬片式過流防火開關(guān)，其過流一倍的情況下半小時以后才能跳 閘，可是無論什么樣的電子電器電流超過一倍不立即燒毀，就會馬上起火，哪 有燒半個小時燒不壞之理；因此雙金屬片防火開關(guān)、雙金屬片式小型斷路器都 沒有防火功能，再者是安全保護的功能不全，無漏電保護，無過壓保護、無過 流保護、無短路保護、無高溫保護等功能；且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
本發(fā)明人經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，在電源插頭上實現(xiàn)多種安全保護功能，關(guān)鍵主要是要在用電器起火前插頭用脫扣裝置能實現(xiàn)高靈敏快速響應(yīng)斷電。對插頭
用脫扣裝置的基本要求是體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、脫扣靈 敏度高(30ms以下)、壽命長并能承受頻繁通/斷操作等。而現(xiàn)有技術(shù)的低壓 電器(如斷路器、保護器等)上的脫扣裝置，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、 體積大、脫扣靈敏低、不適用于頻繁操作場合等原因，所以不能用作插頭的脫 扣裝置。
為了提高防火防漏電保護插頭產(chǎn)品性能、降低成本、使之真正具有防火防 漏電功能。因本防火防漏電保護插頭比現(xiàn)有雙金屬片防火開關(guān)功能多，性能可 靠，其特點是具有過壓防火、過流防火、高溫防火、短路防火、漏電防火和漏 電保護等全方位防火保護功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于進一步提高上述現(xiàn)有技術(shù)保護器的靈敏度和動作穩(wěn)定 性，提供一種具有漏電保護、過流保護、過壓保護、過熱保護和短路保護多種 安全保護功能的防火防漏電保護插頭，不僅跳閘速度快、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、 生產(chǎn)成本低，而且使用壽命長、穩(wěn)定性能好，其漏電電流在人體絕對安全電流 lOmA范圍內(nèi)就可引起跳閘，跳閘速度可控制在17-25ms內(nèi)，可以在電器起火 之前即自動完成斷電。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
防火防漏電保護插頭包括固定于所述的插頭的絕緣外殼上的控制電路 板、安裝在所述控制電路板上的電磁脫扣裝置、零序互感器Ll、電流傳感器 L2、試驗按鈕K1、分別對應(yīng)于中線N和相線L的一對靜觸片和一對動觸片， 以及一個固定安裝在所述插頭的絕緣外殼上的靜鐵芯，該插頭還包括
由所述控制電路板一體構(gòu)成的基板；在所述基板上安裝帶有動鐵芯的復(fù)位 開關(guān)組件K、主脫扣線圏L4和短路脫扣線圏L3及其骨架、控制所述脫扣裝置 動作并與其相適配的具有多種安全保護功能的輔助電路；所述輔助電路由防過 熱和/或漏電保護電路、試驗檢測電路和包括主脫扣電路、短路脫扣電路和整流 電路的基本電路構(gòu)成。所述動觸片的一端以可彈性變形的方式固定安裝在基板 上，所述動觸片的自由端帶有與設(shè)置在基板上的靜觸片一端上的靜觸點對應(yīng)設(shè)置的動觸點。絕緣板固定設(shè)置在所述動觸片的中心位置上，永久磁鐵固定安裝 在絕緣板的能與所述靜鐵芯吸合的位置上，使所述動觸點與靜觸點的接觸力由 安裝在基板上的復(fù)位彈簧的彈性力和所述永久磁鐵的磁力提供。當(dāng)插頭本身發(fā) 生過熱和/或插頭負載端發(fā)生漏電、短路、過壓、過流故障時，所述的輔助電路 控制永久磁鐵與動鐵芯配合，使動觸片隨絕緣板一起聯(lián)動向靜鐵芯擺動，使所 述動、靜觸點同時分?jǐn)?，從而自動快速切斷電源?br> 所述的電》茲脫扣裝置的每個靜觸片的一端分別:&有靜觸點，每個靜觸片的 另一端分別與主電路輸入端的相、中線兩極La、 Na連接，將靜觸點固定在靜 觸片的一端，靜觸片固定在基板上的另一端分出相線(L極)、中線(N極)。
所述的電磁脫扣裝置的每個動觸片分別固定在所述的基板上的一端為U 形結(jié)構(gòu)，每個動觸片的一端均^沒有動觸點，其另一端分別與主電路的相、中線 兩極Lc、 Nc連接。所述絕緣4反與動觸片通過兩個鉚釘分別固定，以使動觸片 可隨絕緣板一起聯(lián)動，通過所述U形結(jié)構(gòu)的彈性變形，使得每個動觸片同時擺 動動作，從而實現(xiàn)兩對動、靜觸點之間的同時分?jǐn)?閉合。動觸點的擺動行程應(yīng) 滿足使動觸點與靜觸點之間的爬電距離大于3mm的要求。
所述的主脫扣線圏L4和短路脫扣線圏L3均同軸地套裝在動鐵芯外的骨架 的外壁外。所述的短路脫扣線圏L3在交流正半周時所產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵 同性相斥(能斷開電源)，在交流負半周時所產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵異性相吸 (能給磁鐵充磁)。
所述復(fù)位開關(guān)組件K由均安裝在基板上的動鐵芯、按鈕4建和復(fù)位彈簧組成， 所述復(fù)位開關(guān)組件K的動鐵芯可滑動的插裝在骨架的內(nèi)壁內(nèi)；所述的復(fù)位彈簧 套裝在動鐵芯上；所述的按鈕4建與動鐵芯固定連接。所述的動鐵芯的形狀為兩 個直徑不等的同心軸體組成；所述的復(fù)位彈簧套裝在所述同心軸體的小軸體 上；所述的按鈕4建固定安裝在所述同心軸體的小軸的端部處；所述同心軸體的 大小軸體相交并在大軸體的交界面上形成起阻擋止動作用的軸肩，使動鐵芯處 于穩(wěn)定狀態(tài)。
所述的過熱保護電路由連接于零序互感器Ll兩側(cè)的主電路的中、相線兩 極(N、 L)之間的溫敏開關(guān)KT組成；所述的輔助電路的基本電路中，所述的整流電路由4個二極管Dl-D4組成；所述的主脫扣電路由集成電路IC、可控 硅VS、零序互感器L1、主脫扣線圈L4組成；所述的短路脫扣電路由短路脫 扣線圈L3以及主脫扣電路組成。
所述的輔助電路可添加過壓保護電路、和/或浪涌保護電路、和/或過流保 護電路，以及和/或電源指示電路。所述的過壓保護電路由連接于零序互感器 Ll兩側(cè)的主電路的中、相線兩極(N、 L)之間的壓敏電阻RV2組成；所述的 浪涌保護電路由連接于主電路輸出端的兩極(Nb， Lb)之間的壓敏電阻RV1 和防浪涌開關(guān)K2組成；所述的過流保護電路由電流傳感器L2組成；所述的電 源指示電路由串聯(lián)在整流電路輸出端的發(fā)光二極管Dl和電阻R1組成，當(dāng)整流 電路輸出端有電時，發(fā)光二極管D1發(fā)亮，指示電源接通。
所述的主電路的相線L穿過零序互感器Ll和電流傳感器L2，分別形成零 序互感器Ll和電流傳感器L2的原邊；所述的主電路的中線N穿過零序互感 器L1，形成零序互感器L1的原邊；零序互感器L1和電流傳感器L2的副邊分 別連接到輔助電路的基本電路中；所述的短路脫扣線圏L3串聯(lián)在主電路的相 線L中。
本發(fā)明的防火防漏電保護插頭在正常工作時，只要回路漏電流超過6mA, 就會在25ms內(nèi)完成脫扣動作，顯著提高了保護人們生命財產(chǎn)安全的速度。當(dāng) 相線中線接反時不能復(fù)位，相線、中線掉線立即跳閘或不能復(fù)位，對小電流家 用電器和人身安全起到很好的保護作用，是一種防火性能特別可靠的小型漏電 保護裝置。


圖l是本發(fā)明的防火防漏電保護插頭實施例的脫扣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的仰視圖。
圖3是本發(fā)明的防火防漏電保護插頭實施例的電路示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的防火防漏電保護電源插頭，其多功能是指具有短路保護功能、過 壓保護功能、過載保護功能、漏電保護功能、過熱保護功能、試驗檢測功能和 電源指示功能，其高靈敏度是指它通過采用新的脫扣裝置及其相適配的包含過 流保護、漏電保護、短路保護、過壓保護、過熱保護五種保護功能電路及試驗 檢測電路、主脫扣電路、短路脫扣電路、電源指示電路、整流電路等基本電路 的輔助電路，從而具有跳閘速度快、靈敏度高的特性。
參照附圖，本發(fā)明的防火防漏電保護插頭主要包括 一個電磁脫扣裝置 100、 一個與其相適配的具有多種安余保護功能的控制所述脫扣裝置動作的輔 助電路200、 一組伸出插頭絕緣外殼的與極數(shù)相等的用于與電源插座相插接的 插腳、 一組與極數(shù)相等的用于與負載電器的電源線相連接的接線端子。如圖1 和2所示，本發(fā)明的防火防漏電保護插頭包括一個固定于所述的插頭的絕緣外 殼上的電路板作為基板1,在所述基板1上安裝固定有電磁脫扣裝置100、零 序互感器L1、電流傳感器L2、復(fù)位開關(guān)組件K、試驗按4丑K1、分別對應(yīng)于中 線N和相線L的一對靜觸片22a、 22b和一對動觸片14a、 14b、 一組伸出插頭 絕緣外殼的用于與電源插座相插接的插腳、 一組用于與負載電器的電源線相連 接的接線端子，以及一個固定安裝在所述絕緣外殼上的靜鐵芯18。所述插頭的 基板1上還安裝有主脫扣線圏L4、短路脫扣線圈L3及其骨架和控制所述脫扣 裝置動作并與其相適配的具有多種安全保護功能的輔助電路200，該電路由過 流保護、漏電保護、短路保護、過壓保護、過熱保護電路及試驗檢測電路、主 脫扣電路、短路脫扣電路、電源指示電路和整流電路構(gòu)成。所述復(fù)位開關(guān)組件 K由動鐵芯2、按鈕鍵4和復(fù)位彈簧3組成，均安裝在基板1上。所述脫扣裝 置100的動觸片14a、 14b的一端以可彈性變形的方式固定安裝在基板1上， 所述動觸片的自由端帶有與兩個設(shè)置在基板1上的靜觸片22a、 22b—端上的 靜觸點21對應(yīng)設(shè)置的動觸點20,絕緣板16固定設(shè)置在所述動觸片14a、 14b 的中心位置上，通過動觸片14a和14b隨絕緣板16—起聯(lián)動的擺動動作，同 時實現(xiàn)各動觸點20與靜觸點21的分?jǐn)?閉合。 一個永久磁鐵19固定安裝在絕 緣板16的中央，使所述動觸點20與靜觸點21的接觸力由基板1上的復(fù)位彈簧3的彈性力和所述永久磁鐵19的磁力提供，通過與動鐵芯2配合，驅(qū)動所 述動、靜觸點(20， 21)的閉合/分?jǐn)?。短路脫扣線圈L3在交流正半周時所產(chǎn) 生的磁場與永久磁鐵19同性相斥(能斷開電源)，在交流負半周時所產(chǎn)生的 磁場與永久磁鐵19異性相吸(能給磁鐵充磁)。即所述主脫扣線圈L4和短路 脫扣線圈L3所產(chǎn)生的磁場方向一致，而且該磁場方向與永久磁鐵19的磁場方 向相反。
見圖3所示，主電路的中線N和相線L均穿過零序互感器L1作為其原邊， 主電路的相線L穿過零序互感器Ll后還穿過電流傳感器L2,作為電流傳感器 L2的原邊，零序互感器Ll和電流傳感器L2的副邊分別按圖3所示連接到輔 助電路200中。如圖l所示， 一對呈L形的靜觸片22a和22b分別固定在所述 的基板1上；在每個靜觸片22a和22b的一端分別設(shè)有靜觸點21，每個靜觸片 22a和22b的另一端分別與主電路輸入端的兩極La、 Na (見圖3所示)連接； 一對動觸片14a和14b分別固定在所述的基板1上，每個動觸片14a和14b的 一端均設(shè)有動觸點20，其另一端分別與主電路的兩極Lc、 Nc(見圖3所示) 連接。所述的動觸片14a和14b與基板l相固定的一端為U形結(jié)構(gòu)，通過該U 形結(jié)構(gòu)的彈性變形，使得每個動觸片14a和14b均能作擺動動作，以便實現(xiàn)動 觸點20與靜觸點21的分?jǐn)?閉合。所述的動觸點20的擺動行程控制在3-4mm， 既滿足了動觸點20與靜觸點21之間的爬電距離大于3mm的要求(AC250V電 壓規(guī)定的分?jǐn)嗑嚯x的要求)，又滿足了高靈敏度的要求(行程越短，動、靜觸 點的分?jǐn)?閉合靈敏度越高)。通過兩個鉚釘17分別將所述絕緣板16與動觸片 14a、 14b固定，以使動觸片14a和14b—起隨絕緣板16聯(lián)動，實現(xiàn)兩對動、 靜觸點(20, 21)之間的同時分?jǐn)?閉合。
如圖2所示，將靜觸點(21)固定在靜觸片(22)的一端，靜觸片的另一 端固定在基板l上，并分出相線(L極)、中線(N極)。在基板l的對稱線 A-A上，設(shè)有復(fù)位開關(guān)組件K,它由動鐵芯2、按鈕鍵4、復(fù)位彈簧3組成。 插裝在骨架(24)內(nèi)壁內(nèi)的動鐵芯2的形狀為兩個直徑不等的同心軸體組成， 所述的復(fù)位彈簧(3)套裝在所述同心軸體的小軸體上，所述的按鈕鍵(4)固 定安裝在所述小軸的端部處，小軸端穿過基板1和復(fù)位彈簧3后與按鈕鍵4固定連接，所述同心軸體的大小軸體相交并在大小軸體的結(jié)合面上形成軸肩，該
軸肩的阻擋止動作用，保證了動鐵芯(2)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
如圖1所示，在永久磁鐵19與動鐵芯2不吸合時，永久磁鐵19與固定在 絕緣外殼上的靜鐵芯18吸合，使絕緣板16貼在靜鐵芯18上，此時動觸點20 與靜觸點21處于分?jǐn)酄顟B(tài)，動鐵芯2在復(fù)位彈簧3的彈力作用下，其上的軸 肩貼在基板1上以使其穩(wěn)定不動(如圖1所示狀態(tài))。 一個固定在基板1中心 部位的骨架24為套桶結(jié)構(gòu)，動鐵芯2的大軸部分以可滑動的方式被套裝在骨 架24的套桶內(nèi)，穿過基板l，套上墊片，再套上復(fù)位彈簧3，卡上復(fù)位按鈕， 以使動鐵芯2只能沿骨架24的套桶軸線方向移動。骨架24的套桶外壁上裝有 主脫扣線圈L4和短路脫扣線圈L3，主脫扣線圏L4和短路脫扣線圈L3分別按 圖3所示連接到基板1上的輔助電路200中。本發(fā)明同時采用了零序互感器L1 和電流互感器L2， L、 N兩極穿過零序互感器Ll后，N極向外彎折，并跨過 電流傳感器L2后焊接在基板1的N極上，L極再穿過電流傳感器L2后焊接在 基板即電路板1的L極電路上，并與短路線圏L3相連接，短路線圈L3的另一 端焊接在基板1的L極上。用電器正常工作時，由于電源相線和中線的電流值 相同，磁場方向相反，磁場相互抵消，零序互感器Ll的副邊線圈中的感應(yīng)電 壓為零。當(dāng)電路中出現(xiàn)漏電流時，電源相線和中線的電流值不相等，零序互感 器Ll的副邊線圈中感應(yīng)出微弱的漏電信號電壓，當(dāng)該電壓達到整定值時，輔 助電路200觸發(fā)可控硅自動斷開電源。由于電流傳感器L2省略了原邊線圈， 而且在零電壓以上時能起監(jiān)控作用，本發(fā)明插頭的體積可以設(shè)計得更小，反應(yīng) 更靈敏。
如圖1所示，在基板1上還設(shè)有試驗按鈕K1，試驗按鈕K1是一個常開開 關(guān)，串聯(lián)連接在主電路負載端的零序互感器L1兩側(cè)的兩極(N與L)之間，試 驗按鈕K1壓動焊接在電路板上的測試鍵動觸片上。本發(fā)明的防火防漏電保護 插頭的輔助電路固化在基板1上，即基板1與輔助電路的電路板為同一元件， 很顯然，這樣可大大簡化結(jié)構(gòu)、縮小體積、降低成本、便于組裝。這樣就構(gòu)成 了一個很緊湊的機電一體化的漏電保護插頭。
如圖3所示，本發(fā)明的輔助電路包括過載保護電路、漏電保護電路、試驗電路、過壓保護/防浪涌保護電路、過熱保護電路、整流電路、主脫扣電路、短 路脫扣電路和電源指示電路。本發(fā)明的脫扣裝置可采用市場上具有漏電保護、 過載保護、過熱保護、過壓保護和短路保護等多種功能的標(biāo)準(zhǔn)化的電路板構(gòu)成
適配的基板l。在基板l上的電路中，還設(shè)有電源指示燈D1和集成電路IC等 電子元件，各電子元件的連接如圖3所示。當(dāng)主電路接通時，電源指示燈Dl 亮，否則不亮。所述的過流、漏電保護電路由電流傳感器L2的副邊、二極管 D2、電容C5和電阻R4、 R5、 R6、 RP等元件組成。所述主脫扣電路由集成電 路IC、可控硅VS、主脫扣線圏L4、電容C1-C3等組成。所述的短路脫扣電路 由短路脫扣線圈L3及主脫扣電路組成。所述的浪涌保護/過壓保護電路由壓敏 電阻RV1、 RV2組成。所述的過熱保護電路由熱敏開關(guān)KT組成。所述的整流 電路由二極管Dl-D4組成。所述的電源指示電路由發(fā)光二極管Dl和電阻Rl 組成。所述的試驗電路由試驗按鈕K1、電阻R2組成。圖3中的K2為防浪涌 開關(guān)。
下面結(jié)合附圖1和圖3，進一步描述本發(fā)明的防火防漏電保護插頭的工作 過程和動作原理。
下面說明通電操作。將本發(fā)明插頭的插腳插入電源插座，再按下按鈕鍵4， 按鈕鍵4帶動所述動鐵芯2克服復(fù)位彈簧3的彈力向永久磁鐵19的方向移動， 使動鐵芯2與永久磁鐵19接觸吸合；再將手從按鈕鍵4上松開，此時在復(fù)位 彈簧3的彈力作用下，動鐵芯2帶動永久磁鐵19、絕緣板16和動觸片14a、 14b移向靜觸片22a和22b,直至動觸點20與靜觸點21接觸閉合，將主電路 接通。由此可見，如果先作復(fù)位操作使動、靜觸點閉合，然而再將插腳插入電 源插座，仍能正常接通電源。從以上接通電源的操作過程可見，動觸點20與 靜觸點21的接觸力是由復(fù)位彈簧3的彈性力和永久磁鐵19的磁力提供的，所 以該接觸力的大小是穩(wěn)定的、可控制的。通過合理設(shè)計復(fù)位彈簧3的彈力特性 系數(shù)和永久磁鐵19的磁力特性系數(shù)，可將動、靜觸點之間的接觸電阻控制在 理想的范圍。
下面說明手動斷開電源測試保護器的過程。在動、靜觸點閉合(即接通電 源)的狀態(tài)下，如按下試驗按鈕Kl (常開開關(guān))使其接通，此時零序互感器
13Ll的副邊會感應(yīng)出一個微弱的模擬漏電信號，該信號送給脫扣電路，并經(jīng)集成 電路IC放大、比較后翻轉(zhuǎn)為高電平，該高電平由IC的7腳輸出給可控硅VS， 觸發(fā)可控硅VS導(dǎo)通，使主脫扣線圈L4內(nèi)的電流增大并在動鐵芯2內(nèi)產(chǎn)生與永 久磁鐵19相斥的磁場，將永久磁鐵19斥開并驅(qū)動動觸點20與靜觸點21分?jǐn)啵?使主電路斷開，從而實現(xiàn)手動斷開電源的操作。從以上手動的操作過程可見， 試驗按鈕K1的功能有兩個， 一是通過試驗按鈕K1實現(xiàn)手動切斷電源操作， 二是通過試驗按鈕Kl測試電路和機械零部件的安全保護功能是否正常。
下面說明當(dāng)主電路發(fā)生短路、過載和漏電故障時的自動脫扣斷電動作過 程。當(dāng)短路電流流過短路脫扣線圈L3和/或主脫扣線圈L4,該電流使動鐵芯2 產(chǎn)生磁力，該磁力與永久磁鐵19的磁力相互排斥，該排斥力驅(qū)動永久磁鐵19、 絕緣板16和動觸片14a、 14b向下移動，使動觸點20與靜觸點21分?jǐn)?如圖 l所示狀態(tài))。當(dāng)主電路兩極上出現(xiàn)過載電流或漏電電流時，直接會使零序互 感器L1的副邊感應(yīng)出漏電信號，該漏電信號如同上述過程致使切斷電源。.
由于短路脫扣線圈L3直接串聯(lián)在主電路的L極中，所以當(dāng)主電路的負載 端的相線L極發(fā)生短路故障、漏電故障、過載故障時，短路脫扣線圏L3內(nèi)電 流急劇增大，當(dāng)該電流超過臨界值時，使動鐵芯2產(chǎn)生與永久磁鐵19相斥的 磁場將永久磁鐵19斥開，永久磁鐵19帶動4觸點20與靜觸點21分?jǐn)?，使?電路斷開，從而實現(xiàn)自動斷開電源的跳閘。在短路、漏電、過載故障發(fā)生時， 由于主電路L極的電流急劇增大，所以電流傳感器L2和零序互感器Ll的副邊 也會感應(yīng)到漏電信號，該漏電信號通過主脫扣電路^f吏主脫扣線圈L4產(chǎn)生將永 久磁鐵19斥開的磁場。從以上短路跳閘的過程分析可知，短路脫扣線圈在交 流正半周時所產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵同性相斥(能斷開電源)，在交流負半周 時所產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵異性相吸(能給磁鐵充磁)。
下面說明過壓和高溫自動斷電保護的過程。在動、靜觸點閉合(即接通電 源)的狀態(tài)下，如果主電路的中、相兩極N與L之間出現(xiàn)過電壓時，由于壓敏 電阻RV2的特性功能，可使零序互感器L1的副邊的電流增大。或者當(dāng)插頭內(nèi) 部的溫升達到限定值時，熱敏開關(guān)KT導(dǎo)通，從而使零序互感器Ll的副邊電 流增大。上述兩種情況使零序互感器Ll的副邊電流增大到限定值時，都會象前面所述的試驗電流一樣，導(dǎo)致主脫扣線圈L4內(nèi)的電流增大并產(chǎn)生斥開動、 靜觸點的磁力，從而切斷電源。
從以上各種自動斷開電源的跳閘過程的分析可見，當(dāng)本發(fā)明插頭的負載端 發(fā)生過載、過壓、漏電、短路等故障時和/或插頭內(nèi)部的溫度升高時，本發(fā)明的 插頭都會迅速自動執(zhí)行斷開電源的跳閘動作，以切斷主電路，亦即自動斷開插 頭負載端的電源，從而實現(xiàn)過流、過壓、漏電、短路和過熱(防火)保護等多 種保護功能。
下面說明本發(fā)明的電源指示電路的工作原理。作為電源指示燈的發(fā)光二極 管D1與電阻R1串接在整流電路的正極，組成電源指示電路。當(dāng)插頭處于接通 電源狀態(tài)時，即動、靜觸點處于閉合狀態(tài)時，整流電路有電，使發(fā)光二極管 Dl發(fā)光，指示插頭處于帶電并接通電源狀態(tài)。當(dāng)插頭處于斷開電源狀態(tài)時， 即動、靜觸點處于分?jǐn)酄顟B(tài)時，不管插頭的插腳是否插入帶電的電源插座，整 流電路始終失電，發(fā)光二極管D1不亮，以指示插頭的電源未接通。特別是即 使當(dāng)插頭處于可接通電源動、靜觸點處于閉合狀態(tài)時，如果插頭的插腳未插入 電源插座或插入不帶電的電源插座，則發(fā)光二極管D1不亮，以指示插頭內(nèi)不 帶電，電源未接通。
綜上實施例所述，由于本發(fā)明插頭的脫扣裝置只采用一個永久磁4失19，且 主脫扣線圈L4、短路脫扣線圈L3及動鐵芯2均安裝在基板1上，而不是如現(xiàn) 有技術(shù)的保護器安裝在擺動的動觸片14a、 14b上，所以顯著減小了動觸片14a、 14b的負重和慣性，大大加快了動觸片14a、 14b分?jǐn)鄤幼鞯捻憫?yīng)速度，明顯提 高了動觸片14a、 14b動作的靈敏度。而且由于主脫扣線圏L4和短路脫扣線圏 L3共同套裝在動鐵芯2外的骨架24上，且它所產(chǎn)生的電磁場同向，所以使跳 閘所需的驅(qū)動力(電磁斥力)加大，從而加快了跳閘速度。
從以上本發(fā)明說明書所述不難理解的是，通過改變以上脫扣裝置或其輔助 電路實施例的結(jié)構(gòu)，可改變插頭的保護功能，因此，通過這些改變實現(xiàn)與所描 述的功能的區(qū)別，均屬本發(fā)明的實施例的可替代方案。
權(quán)利要求
1.一種防火防漏電保護插頭，包括固定于所述的插頭的絕緣外殼上的控制電路板、安裝在所述控制電路板上的電磁脫扣裝置100、零序互感器L1、電流傳感器L2、試驗按鈕K1、分別對應(yīng)于中線N和相線L的一對靜觸片22a、22b和一對動觸片14a、14b，以及一個固定安裝在所述插頭的絕緣外殼上的靜鐵芯18，其特征在于該插頭還包括基板1，由所述控制電路板一體構(gòu)成；在所述基板1上還安裝帶有動鐵芯2的復(fù)位開關(guān)組件K、主脫扣線圈L4和短路脫扣線圈L3及其骨架24、控制所述脫扣裝置動作并與其相適配的具有多種安全保護功能的輔助電路200；所述輔助電路200由防過熱和/或漏電保護電路、試驗檢測電路和包括主脫扣電路、短路脫扣電路和整流電路的基本電路構(gòu)成；所述動觸片14a、14b的一端以可彈性變形的方式固定安裝在基板1上，所述動觸片14a、14b的自由端帶有與設(shè)置在基板1上的靜觸片22a、22b一端上的靜觸點21對應(yīng)設(shè)置的動觸點20；絕緣板16固定設(shè)置在所述動觸片14a、14b的中心位置上，永久磁鐵19固定安裝在絕緣板16的能與所述靜鐵芯(18)吸合的位置上，使所述動觸點20與靜觸點21的接觸力由安裝在基板1上的復(fù)位彈簧3的彈性力和所述永久磁鐵19的磁力提供；當(dāng)插頭本身發(fā)生過熱和/或插頭負載端發(fā)生漏電、短路、過壓、過流故障時，所述的輔助電路200控制永久磁鐵19與動鐵芯2配合，使動觸片14a和14b隨絕緣板16一起聯(lián)動向靜鐵芯18擺動動作，驅(qū)動所述動、靜觸點(20，21)同時分?jǐn)?，從而自動快速切斷電源?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的電》茲脫扣裝置100的每個靜觸片22a和22b的一端分別設(shè)有靜觸點每個靜觸片22a和22b的另一端分別與主電路輸入端的相、中線兩極La、 Na連接；將靜觸點(21)固定在靜觸片(22)的一端，靜觸片固定在基板l上的另 一端分出相線(L極)、中線(N極)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的電磁脫扣裝置100的每個動觸片14a和14b分別固定在所述的基板 1上的一端為U形結(jié)構(gòu)，每個動觸片14a和14b的一端均設(shè)有動觸點20，其另 一端分別與主電路的相、中線兩極Lc、 Nc連接；所述絕緣板16與動觸片14a、 14b通過兩個鉚釘17分別固定，以使動觸 片14a和14b可隨絕緣板16—起聯(lián)動，通過所述U形結(jié)構(gòu)的彈性變形，使得 每個動觸片14a和14b同時擺動動作，從而實現(xiàn)兩對動、靜觸點(20， 21)之 間的同時分?jǐn)?閉合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于動觸 點20的擺動行程應(yīng)滿足使動觸點20與靜觸點21之間的爬電距離大于3mm的 要求。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的主脫扣線圖L4和短路脫扣線圈L3均同軸地套裝在動鐵芯(2)外 的骨架(24)的外壁外；所述的主脫扣線圏L4與短路脫扣線圈L3在輔助電路(200)控制下所產(chǎn) 生的》茲場的方向相同；所述的主脫扣線圏L4與短路脫扣線圏L3產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵 (19)的磁場方向相反。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述復(fù)位開關(guān)組件K由均安裝在基板1上的動4失芯2、按鈕鍵4和復(fù)位彈 簧3組成；所述復(fù)位開關(guān)組件K的動鐵芯(2)可滑動的插裝在骨架(24)的內(nèi)壁內(nèi)；所述的復(fù)位彈簧(3)套裝在動鐵芯(2)上； 所述的按鈕鍵(4)與動鐵芯(2)固定連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l或6所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的動鐵芯(2)的形狀為兩個直徑不等的同心軸體組成；所述的復(fù)位彈簧(3)套裝在所述同心軸體的小軸體上；所述的按4丑鍵(4)固定安裝在所述同心軸體的小軸的端部處；所述同心軸體的大小軸體相交并在大軸體的交界面上形成起阻擋止動作用 的軸肩，使動鐵芯(2)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的過熱保護電路由連接于零序互感器Ll兩側(cè)的主電路的中、相線兩 極(N、 L)之間的溫敏開關(guān)KT組成；所述的輔助電路(200 )的基本電路中，所述的整流電路由4個二極管Dl-D4 組成；所述的主脫扣電路由集成電路IC、可控硅VS、零序互感器L1、主脫扣線 圈L4組成；所述的短路脫扣電路由短路脫扣線圏L3以及主脫扣電路組成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的輔助電路(200)可添加過壓保護電路、和/或浪涌保護電路、和/或 過流保護電路，以及和/或電源指示電路；所述的過壓保護電路由連接于零序互感器Ll兩側(cè)的主電路的中、相線兩 極(N、 L)之間的壓敏電阻RV2組成；所述的浪涌保護電路由連接于主電路輸出端的兩極(Nb， Lb)之間的壓敏 電阻RV1和防浪涌開關(guān)K2組成；所述的過流保護電路由電流傳感器L2組成;所述的電源指示電路由串聯(lián)在整流電路輸出端的發(fā)光二極管Dl和電阻Rl組成，當(dāng)整流電路輸出端有電時，發(fā)光二極管D1發(fā)亮，指示電源接通。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火防漏電保護插頭，其特征在于所述的主電路的相線L穿過零序互感Ll和電流傳感器L2,分別形成零序 互感Ll和電流傳感器L2的原邊；所述的主電路的中線N穿過零序互感器Ll,形成零序互感器L1的原邊；零序互感器Ll和電流傳感器L2的副邊分別連接到輔助電路(200)的基 本電路中；所述的短路脫扣線圈L3串聯(lián)在主電路的相線L中。
全文摘要
一種緊湊小巧的多功能防火防漏電安全插頭，包括安裝在基板上的電磁脫扣裝置和多功能保護輔助電路，且動鐵芯和套裝在其上的各脫扣線圈及骨架均安裝在基板上，一絕緣板固定設(shè)置在動觸片的中心位置上，一永久磁鐵固定安裝在絕緣板的能與插頭外殼上的靜鐵芯吸合的位置上。當(dāng)插頭的負載端發(fā)生過載、過壓、漏電、短路和/或插頭內(nèi)過熱等故障時，保護電路控制脫扣裝置自動迅速作切斷電源的跳閘動作。在正常工作時，只要回路漏電流超過5～10mA，就會在25ms內(nèi)完成斷電，顯著提高了斷電速度和靈敏度，對小電流家用電器和手持電動工具起到很好的保護作用，是一種防火性能特別可靠的小型防火防漏電保護裝置。
文檔編號H01R13/66GK101651272SQ20081014704
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者祝振卿, 玉 陳 申請人:浙江正泰建筑電器有限公司