專利名稱：一種電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，尤其涉及一種用于家用電 器電源插頭的可移動(dòng)的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置。 .
背景技術(shù)：
家用電器的漏電故障會(huì)造成使用者的人身傷害。通常在家用電器 的電源輸入端都安裝有具有剩余電流保護(hù)功能的電源插頭， 一般這些 現(xiàn)有的具有剩余電流保護(hù)功能的電源插頭都能檢測(cè)相線對(duì)地的漏電 電流，當(dāng)漏電電流達(dá)到預(yù)定值時(shí)斷開電源電路。
目前大多數(shù)的具有剩余電流保護(hù)功能的電源插頭是通過(guò)檢測(cè)相 線、零線電流不平衡，在檢測(cè)環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，比較處理后，驅(qū)動(dòng) 脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開輸入端、輸出端的電路連接，從而保證人身安全。
例如，實(shí)用新型專利ZL200620117867.6即7>開了 一種具有反向4妄線 保護(hù)功能的接地故障斷路器，其可以提供剩余電流保護(hù)功能。但是現(xiàn) 有的具有剩余電流保護(hù)功能的電源插頭還存在如下缺陷，即在電源插 頭到用電設(shè)備之間有一段電源線，如果該段電源線中的導(dǎo)線(相線、 零線、地線)因?yàn)槔匣?、磨損等原因使得內(nèi)部導(dǎo)電芯線棵露，可能導(dǎo) 致相線(line)、零線(neutral)間產(chǎn)生漏電并進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)，危害 使用者人身及家庭財(cái)產(chǎn)的安全，而現(xiàn)有的具有剩余電流保護(hù)功能的電 源插頭無(wú)法檢測(cè)這種故障。目前還存在檢測(cè)電源線漏電故障的裝置。 例如，實(shí)用新型專利ZL200620134167.8 7>開了一種帶有漏電檢測(cè)導(dǎo) 體的電源線，它包括三根載流銅芯線和至少 一根用于檢測(cè)漏電現(xiàn)象的 漏電檢測(cè)導(dǎo)體，可以快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出電源線中是否存在漏電現(xiàn)象； 而實(shí)用新型專利ZL200620134149.X則公開了 一種具有漏電保護(hù)功能 的電源插頭，該電源插頭可以檢測(cè)電源輸出線中存在的漏電現(xiàn)象，當(dāng)電源輸出線出現(xiàn)漏電故障時(shí)，該電源插頭切斷其電源輸出。以上提到 的三篇實(shí)用新型專利文獻(xiàn)均在此全文引用。
然而，現(xiàn)在還沒有 一種裝置或設(shè)備既能提供剩余電流保護(hù)功能還 能檢測(cè)電源線的漏電故障。因此，需要一種電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，不
僅具有剩余電流保護(hù)功能，還可以對(duì)電源線進(jìn)行^r測(cè)和保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以用于電源插頭的電故障檢測(cè)保 護(hù)裝置，不僅具有剩余電流保護(hù)功能，還可以對(duì)電源線進(jìn)行檢測(cè)和保 護(hù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，提供一種電故障檢 測(cè)保護(hù)裝置，其包括相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路，其被設(shè)置在該 電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負(fù)載 電性連接的負(fù)載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負(fù)載側(cè)的電源線的相 線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過(guò)引流線連 接到引流點(diǎn)，所述引流點(diǎn)通過(guò)引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo) 電通路中的至少之一電性連接；電故障信號(hào)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述 相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電 流，并當(dāng)所述電流不平#f和/或所述引流線上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn) 生中斷控制信號(hào)；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號(hào)控制而在 所述線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間中斷所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上 的電性連接。
所述電故障檢測(cè)保護(hù)裝置可以包括電流互感檢測(cè)環(huán)，所述相線導(dǎo) 電通路和零線導(dǎo)電通路形成所述電流互感4全測(cè)環(huán)的第一初級(jí)，所述引
流線穿過(guò)所述電流互感檢測(cè)環(huán)或纏繞在所述電流互感檢測(cè)環(huán)形成其 第二初級(jí)；其中，所述電故障信號(hào)檢測(cè)電路用于通過(guò)檢測(cè)所述電流互 感檢測(cè)環(huán)的次級(jí)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)檢測(cè)所述相線導(dǎo)電通路、 零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流。
本發(fā)明還可以做出進(jìn) 一 步改進(jìn)，讓所述引流點(diǎn)分別通過(guò)第 一 引流元件和第二引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和所述零線導(dǎo)電通路電性 連接。需要注意的是，第一、第二引流元件的選擇應(yīng)該保證相線導(dǎo)電 通路、第一引流元件、引流點(diǎn)、第二引流元件、零線導(dǎo)電通路之間不 會(huì)形成大電流的導(dǎo)電回路，第一、第二引流元件的可選器件包括電阻、 二極管等。該改進(jìn)技術(shù)方案中，所述電源線中任一導(dǎo)電線的芯線棵露 均會(huì)通過(guò)引流線形成放電回路，所述電故障信號(hào)檢測(cè)電路在檢測(cè)到引 流線上的電流超過(guò)第二預(yù)定閾值時(shí)會(huì)產(chǎn)生所述中斷控制信號(hào)，電路中 斷部分受該中斷控制信號(hào)控制而在線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間中斷所述相 線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電性連接，從而保證了用電安全。
通過(guò)閱讀以下參照附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)
明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯；
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的 電路示意圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置 的電路示意圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的 復(fù)位傳動(dòng)組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō) 明，但其不限制本發(fā)明。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的 電路示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝 置的復(fù)位傳動(dòng)組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。以下將結(jié)合圖l和圖3詳 細(xì)說(shuō)明該實(shí)施例。
該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置包括相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路，其 被設(shè)置在能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負(fù)載電性連接的負(fù)載側(cè)之間，用于線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間的電性連接，相線導(dǎo)電通路和零 線導(dǎo)電通路被分別連接到在所述負(fù)載側(cè)的電源線的相線與零線，該電 源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過(guò)引流線連接到引流點(diǎn)，所 述引流點(diǎn)通過(guò)引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路中的至
少之一電性連接；電故障信號(hào)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述相線導(dǎo)電通路 和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當(dāng)所述電 流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn)生中斷控制信 號(hào)；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號(hào)控制而在所述線路側(cè)和 負(fù)載側(cè)之間中斷所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電性連接。
如圖l所示，負(fù)載側(cè)的電源線包括相線、零線和地線，15、 16、 17分別標(biāo)示了電源線相線、零線、地線的芯線，11、 12、 13分別標(biāo) 示了電源線相線、零線、地線的芯線外的絕緣層。相線導(dǎo)電通路自線 路側(cè)的相線端L起，經(jīng)由連接點(diǎn)N1、復(fù)位開關(guān)S1、連"I妾點(diǎn)N2并穿 過(guò)電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP連4妻到電源線相線15。零線導(dǎo)電通路自線 路側(cè)的零線端N起，經(jīng)由復(fù)位開關(guān)S1、連接點(diǎn)N3并穿過(guò)電流互感沖企 測(cè)環(huán)LOOP,再經(jīng)過(guò)連接點(diǎn)N4后連接到電源線零線16。線路側(cè)的地 線端G直接連接到電源線地線17。負(fù)載側(cè)的電源線連接至用電設(shè)備 或其他負(fù)載，線路側(cè)可以連接至電源。當(dāng)該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置用于 電源插頭時(shí)，線路側(cè)連接電源插頭的輸入端。
電故障信號(hào)檢測(cè)電路包括電流互感檢測(cè)環(huán)LOOP和集成芯片IC1 等組件。相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路穿過(guò)電流互感檢測(cè)環(huán)形成其第 一初級(jí)。相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路之間還通過(guò)電阻R4和R5電 性連接，這兩個(gè)電阻即為引流元件，R4和R5之間為引流點(diǎn)。在本實(shí) 施例中，電源線相線絕緣層11和零線絕緣層12外面均覆蓋了一層金 屬屏蔽層14,金屬屏蔽層14連接在一起，并通過(guò)引流線18連接到 R4和R5之間的引流點(diǎn)，該引流線18纏繞在電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP 形成其第二初級(jí)。當(dāng)然，引流線18僅穿過(guò)電流互感#企測(cè)環(huán)LOOP也 可以形成其第二初級(jí)。當(dāng)相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平 tf和/或引流線18有電流流過(guò)，會(huì)在電流互感沖全測(cè)環(huán)LOOP的次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡
和/或引流線18上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)，電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP的 次級(jí)線圏產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將驅(qū)使芯片IC1在某個(gè)管腳輸出中斷控制 信號(hào)以控制可控硅器件導(dǎo)通。圖1所示的電故障信號(hào)檢測(cè)電路是以 IC1采用諸如型號(hào)為RV4140的低功率控制芯片為例，該芯片在管腳7 輸出可控硅控制信號(hào)，亦即中斷控制信號(hào)。
電路中斷部分包括可控硅SCR、帶鐵芯的電磁線圈SOL和復(fù)位 開關(guān)S1。在本實(shí)施例中，可控硅SCR的控制極與IC1的管腳7相連。 電路中斷部分與復(fù)位傳動(dòng)組件聯(lián)合作用，控制復(fù)位開關(guān)Sl的通斷。 如圖3所示，支架105和底板106是電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的外殼的一 部分。復(fù)位傳動(dòng)部分包括復(fù)位按鈕108、復(fù)位彈簧121、復(fù)位銷109、 L型鎖扣124和柱體126。復(fù)位銷109的頂端具有楔形頭110和凹槽 122。 L型鎖扣124的水平臂穿過(guò)柱體126,復(fù)位銷109可以在柱體 126中沿垂直方向移動(dòng)，楔形頭110可以穿過(guò)L型鎖扣124的水平臂 上的穿孔125使得凹槽122和鎖扣124嚙合。連接體136、 137的端 點(diǎn)分別i殳有電觸點(diǎn)167、 168、 162、 163，這四個(gè)電觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)復(fù)位 開關(guān)Sl的四個(gè)端點(diǎn)。圖1中所示電磁線圏SOL對(duì)應(yīng)于圖3中的線圈 133、鐵芯131和彈簧132。鐵芯一端的凹槽134通過(guò)鎖扣124垂直臂 上的穿孔128與鎖扣124嚙合。柱體126可以通過(guò)與支架105或底斗反 106之間的彈簧保持在其初始位置，為簡(jiǎn)明起見，圖中未示出。
當(dāng)電路處于初始狀態(tài)時(shí)，電觸點(diǎn)167、 168、 162、 163不接觸， 復(fù)位開關(guān)Sl斷開。
當(dāng)線路側(cè)正確連接至電源，按下復(fù)位按4丑108，復(fù)位銷109的凹 槽122與鎖扣124嚙合，當(dāng)復(fù)位銷109在復(fù)位彈簧121的作用下彈起， 通過(guò)鎖扣124帶動(dòng)柱體126彈起，從而使得連接體137被抬起，電觸 點(diǎn)167、 168分別與162、 163接觸，開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和 零線導(dǎo)電通路正常通電，負(fù)載側(cè)可以從線路側(cè)的電源處得到供電。
當(dāng)相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路正常通電時(shí)，如果相線導(dǎo)電通路 和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和/或引流線18上的電流超出預(yù)定閾值，電流互感沖全測(cè)環(huán)LOOP的次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將驅(qū)^f吏芯片 IC1在管腳7輸出可控硅控制信號(hào)，可控硅SCR受該信號(hào)控制而導(dǎo)通， 使得線圈133上流過(guò)大電流從而產(chǎn)生磁場(chǎng)帶動(dòng)鐵芯131移動(dòng)，帶動(dòng)鎖 扣124脫出凹槽122,復(fù)位按鈕108回到原位，柱體126和連接體137 也回到原^f主，電觸點(diǎn)167、 168和162、 163的4秦觸斷開，復(fù)位開關(guān) Sl斷開，負(fù)載側(cè)失去供電。
圖3中所示復(fù)位開關(guān)和復(fù)位傳動(dòng)組件的實(shí)現(xiàn)形式僅是示例性的， 其他實(shí)現(xiàn)形式還有4艮多，可以參考實(shí)用新型專利ZL200620117867.6 或ZL200620134149.X。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，任何可以完成復(fù) 位開關(guān)Sl的復(fù)位功能和中斷功能的設(shè)計(jì)均可以應(yīng)用于本發(fā)明。
當(dāng)復(fù)位開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路正常通電。 如果相線導(dǎo)電通路發(fā)生對(duì)地漏電，會(huì)引起相線導(dǎo)電通路與零線導(dǎo)電通 路上的電流不平4軒， >夂人而通過(guò)電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP在其次級(jí)線圈上 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果上述電流不平4軒(亦即相線漏電)超過(guò)預(yù)定閾 值，IC1將受該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號(hào)，該中 斷控制信號(hào)控制可控硅SCR導(dǎo)通，電磁線圏SOL上流過(guò)大電流，從 而產(chǎn)生磁場(chǎng)驅(qū)使電磁線圈中的鐵芯131移動(dòng)，帶動(dòng)復(fù)位傳動(dòng)組件，使 得復(fù)位開關(guān)Sl斷開連接。
當(dāng)復(fù)位開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路正常通電時(shí)， 如果電源線中任一導(dǎo)線因老化等原因造成絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會(huì)通過(guò)金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路。例如，當(dāng) 相線絕緣層11破損使得相線芯線15棵露，會(huì)通過(guò)相線15、金屬屏蔽 層14、引流線18、 R5、零線16形成》文電回路；當(dāng)零線絕緣層12石皮 損使得零線芯線16棵露，會(huì)通過(guò)零線16、金屬屏蔽層14、引流線18、 R4、相線15形成放電回路；當(dāng)?shù)鼐€絕緣層13破損使得地線芯線17 棵露，會(huì)通過(guò)地線17、金屬屏蔽層14、引流線18并經(jīng)由R4、相線 15形成放電回路。無(wú)論電源線中哪一導(dǎo)線的絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會(huì)通過(guò)金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路，從而通過(guò) 電流互感檢測(cè)環(huán)LOOP在其次級(jí)線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果引流線18上的電流超過(guò)預(yù)定閾值，IC1將受該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在管腳7上產(chǎn) 生中斷控制信號(hào)，該中斷控制信號(hào)控制可控硅SCR導(dǎo)通，電磁線圏 SOL上流過(guò)大電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)驅(qū)使電磁線圈中的鐵芯131移動(dòng)， 帶動(dòng)復(fù)位傳動(dòng)組件，使得復(fù)位開關(guān)Sl斷開連接。R4、 R5應(yīng)選取合適 阻值，既不能太小以造成不必要的附加功耗，也不能太大以致于降低 電故障檢測(cè)保護(hù)裝置對(duì)電源線導(dǎo)線絕緣層破損的檢測(cè)靈敏度。如果R4 開路，則該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置無(wú)法檢測(cè)零線絕緣層12破損的故障； 如果R5開路，則該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置無(wú)法檢測(cè)相線絕緣層11破損的 故障。優(yōu)選地，R4和R5應(yīng)選擇相同的阻值，以使得電故障^r測(cè)保護(hù)裝 置對(duì)相線絕緣層11破損或零線絕緣層12破損的檢測(cè)靈敏度一致。
上述本實(shí)施例中電源線的結(jié)構(gòu)是示例性而非限制性的。在實(shí)用新 型專利ZL200620134167.8中/>開了 一種帶有漏電4全測(cè)導(dǎo)體的電源線 (以下統(tǒng)稱為專利電源線W),該實(shí)用新型專利中任何一種實(shí)施方式 的專利電源線W均可應(yīng)用于本發(fā)明，用于替換圖1中11至17所示 的電源線。專利電源線W也包括相線、零線和地線，參考圖1,專利 電源線W的相線分別與相線導(dǎo)電通路和負(fù)載側(cè)的L端相連，其零線 分別與零線導(dǎo)電通路和負(fù)載側(cè)的N端相連，其地線分別與線路側(cè)的G 端和負(fù)載側(cè)的G端相連，其漏電檢測(cè)導(dǎo)體與引流線18連接起來(lái)用于 檢測(cè)該專利電源線W中的漏電故障。
本實(shí)施例中還設(shè)置有一個(gè)試驗(yàn)開關(guān)S2用于測(cè)試電故障4全測(cè)保護(hù)裝 置是否正常工作，該試驗(yàn)開關(guān)S2 —側(cè)經(jīng)限流電阻R3在連接點(diǎn)Nl與相 線導(dǎo)電通路連接，另一側(cè)在連接點(diǎn)N4與零線導(dǎo)電通路連接。當(dāng)復(fù)位開 關(guān)閉合，相線和零線正常通電時(shí)，如果按下試驗(yàn)開關(guān)S3，會(huì)在相線、 零線間經(jīng)由R3、試驗(yàn)開關(guān)S2放電，從而引起相線導(dǎo)電通路與零線導(dǎo) 電通3各上的電流不平〗軒，并通過(guò)電流互感4企測(cè)環(huán)LOOP在其次級(jí)線圏 上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，IC1受該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在管腳7上產(chǎn)生中斷控 制信號(hào)，使得復(fù)位開關(guān)Sl受控?cái)嚅_連接，從而驗(yàn)證了該電故障檢測(cè) 保護(hù)裝置可以正常工作。
上面以IC1采用型號(hào)為RV4140的低功率控制芯 為例描述了本實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的電路示意圖，類似地，本發(fā)明的電故
障檢測(cè)保護(hù)裝置還可以采用諸如型號(hào)為RV4145的低功率控制芯片來(lái)
作為電故障信號(hào)檢測(cè)電路的核心控制芯片，此時(shí)因?yàn)楣苣_定義的不
同，電故障信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)需要做出相應(yīng)的變化，相應(yīng)的電路設(shè)
計(jì)可以參考RV4140芯片和RV4145芯片的用戶手冊(cè)，在此不再贅述。
當(dāng)電故障信號(hào)4企測(cè)電路采用集成芯片RV4145為核心時(shí)，其可以包括
兩個(gè);f全測(cè)環(huán)，即傳感變壓4全測(cè)環(huán)和接地零線變壓4全測(cè)環(huán)，相線導(dǎo)電通 ^各和零線導(dǎo)電通^各可以穿過(guò)這兩個(gè)^r測(cè)環(huán)形成其各自的第一初級(jí)，而
引流線18可以穿過(guò)這兩個(gè)檢測(cè)環(huán)或纏繞在這兩個(gè)檢測(cè)環(huán)形成其各自 的第二初級(jí)。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置 的電路示意圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電故障檢測(cè) 保護(hù)裝置的復(fù)位傳動(dòng)組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。以下將結(jié)合圖2和 圖3詳細(xì)i兌明該實(shí)施例。
該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置包括相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路，其 被設(shè)置在能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負(fù)載電性連接的負(fù) 載側(cè)之間，用于線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間的電性連4妄，相線導(dǎo)電通i 各和零 線導(dǎo)電通路被分別連接到在所述負(fù)載側(cè)的電源線的相線與零線，該電 源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過(guò)引流線連接到引流點(diǎn)，所 述引流點(diǎn)通過(guò)引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路中的至 少之一電性連接；電故障信號(hào)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述相線導(dǎo)電通路 和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當(dāng)所述電 流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn)生中斷控制信 號(hào)；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號(hào)控制而在所述線路側(cè)和
如圖2所示，負(fù)載側(cè)的電源線包括相線、零線和地線，15、 16、 17分別標(biāo)示了電源線相線、零線、地線的芯線，11、 12、 13分別標(biāo) 示了電源線相線、零線、地線的芯線外的絕緣層。相線導(dǎo)電通路自線 路側(cè)的相線端L起，經(jīng)由連接點(diǎn)N1、復(fù)位開關(guān)Sl、連接點(diǎn)N2,并穿過(guò)電流互感4企測(cè)環(huán)LOOP連接到電源線相線15。零線導(dǎo)電通路自 線路側(cè)的零線端N起，經(jīng)由復(fù)位開關(guān)S1、連接點(diǎn)N3，并穿過(guò)電流互 感檢測(cè)環(huán)LOOP,再經(jīng)過(guò)連接點(diǎn)N4后連接到電源線零線16。線路側(cè) 的地線端G直接連接到電源線地線17。負(fù)載側(cè)的電源線連接至用電 設(shè)備或其他負(fù)載，線路側(cè)可以連接至電源。當(dāng)該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置 用于電源插頭時(shí)，線路側(cè)連接電源插頭的輸入端。
電故障信號(hào)檢測(cè)電路包括電流互感檢測(cè)環(huán)LOOP和集成芯片IC1 等組件。相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路穿過(guò)電流互感^r測(cè)環(huán)形成其第 一初級(jí)。相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路之間還通過(guò)二極管Dl和D2 電性連4妄，這兩個(gè)二才及管即為引流元件，Dl和D2之間為引流點(diǎn)， Dl和D2相同極性的一側(cè)通過(guò)引流點(diǎn)連接在一起。在本實(shí)施例中，電 源線相線絕緣層11和零線絕緣層12外面均覆蓋了一層金屬屏蔽層 14,金屬屏蔽層14連接在一起，并通過(guò)引流線18和限流電阻R5連 接到Dl和D2之間的引流點(diǎn)，該引流線18纏繞在電流互感檢測(cè)環(huán) LOOP形成其第二初級(jí)。當(dāng)然，引流線18僅穿過(guò)電流互感檢測(cè)環(huán)L00P 也可以形成其第二初級(jí)。當(dāng)相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不 平衡和/或引流線18有電流流過(guò)，會(huì)在電流互感檢測(cè)環(huán)LOOP的次級(jí) 線圏產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平 ^f和/或引流線18上的電流超出預(yù)定閾zf直時(shí)，電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP 的次級(jí)線圏產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將驅(qū)使芯片IC1在某個(gè)管腳輸出中斷控 制信號(hào)以控制可控硅器件導(dǎo)通。圖2所示的電故障信號(hào)檢測(cè)電路是以 IC1釆用諸如型號(hào)為RV4140的低功率控制芯片為例，該芯片在管腳7 輸出可控硅控制信號(hào)，亦即中斷控制信號(hào)。
電路中斷部分包括可控硅SCR、帶鐵芯的電磁線圏SOL和復(fù)位 開關(guān)S1。在本實(shí)施例中，可控硅SCR的控制極與IC1的管腳7相連。 電路中斷部分與復(fù)位傳動(dòng)組件聯(lián)合作用，控制復(fù)位開關(guān)Sl的通斷。 如圖3所示，支架105和底板106是電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的外殼的一 部分。復(fù)位傳動(dòng)部分包括復(fù)位按鈕108、復(fù)位彈簧121、復(fù)位銷109、 L型鎖扣124和柱體126。復(fù)位銷109的頂端具有楔形頭110和凹槽122。 L型鎖扣124的水平臂穿過(guò)柱體126，復(fù)位銷109可以在柱體 126中沿垂直方向移動(dòng)，楔形頭IIO可以穿過(guò)L型鎖扣124的水平臂 上的穿孔125使得凹槽122和鎖扣124嚙合。連接體136、 137的端 點(diǎn)分別i殳有電觸點(diǎn)167、 168、 162、 163，這四個(gè)電觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)復(fù)位 開關(guān)Sl的四個(gè)端點(diǎn)。圖2中所示電磁線圈SOL對(duì)應(yīng)于圖3中的線圏 133、鐵芯131和彈簧132。鐵芯一端的凹槽134通過(guò)鎖扣124垂直臂 上的穿孔128與鎖扣124嚙合。柱體126可以通過(guò)與支架105或底板 106之間的彈簧保持在其初始位置，為簡(jiǎn)明起見，圖中未示出。
當(dāng)電路處于初始狀態(tài)時(shí)，電觸點(diǎn)167、 168、 162、 163不接觸， 復(fù)位開關(guān)Sl斷開。
當(dāng)線;洛側(cè)正確連接至電源，按下復(fù)位按4丑108,復(fù)位銷109的凹 槽122與鎖扣124嚙合，當(dāng)復(fù)位銷109在復(fù)位彈簧121的作用下彈起， 通過(guò)鎖扣124帶動(dòng)柱體126彈起，從而使得連接體137被抬起，電觸 點(diǎn)167、 168分別與162、 163接觸，開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和 零線導(dǎo)電通^各正常通電，負(fù)載側(cè)可以線側(cè)的電源處得到供電。
當(dāng)相線導(dǎo)電通^4口零線導(dǎo)電通路正常通電時(shí)，如果相線導(dǎo)電通3各 和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和/或引流線18上的電流超出預(yù)定閾 值，電流互感4全測(cè)環(huán)LOOP的次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將驅(qū)^f吏芯片 IC1在管腳7輸出可控硅控制信號(hào)，可控硅SCR受該信號(hào)控制而導(dǎo)通， 使得線圏133上流過(guò)大電流從而產(chǎn)生磁場(chǎng)帶動(dòng)鐵芯131移動(dòng)，帶動(dòng)鎖 扣124脫出凹槽122,復(fù)位按鈕108回到原位，柱體126和連接體137 也回到原位，電觸點(diǎn)167、 168和162、 163的4妄觸斷開，復(fù)位開關(guān) Sl斷開，負(fù)載側(cè)失去供電。
圖3中所示復(fù)位開關(guān)和復(fù)位傳動(dòng)組件的實(shí)現(xiàn)形式僅是示例性的， 其他實(shí)現(xiàn)形式還有很多，可以參考實(shí)用新型專利ZL200620117867.6 或ZL200620134149.X。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，任何可以完成復(fù) 位開關(guān)Sl的復(fù)位功能和中斷功能的設(shè)計(jì)均可以應(yīng)用于本發(fā)明。
當(dāng)復(fù)位開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路正常通電。 如果相線導(dǎo)電通路發(fā)生對(duì)地漏電，會(huì)引起相線導(dǎo)電通路與零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡，從而通過(guò)電流互感才全測(cè)環(huán)LOOP在其次級(jí)線圈上 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果上述電流不平4軒(亦即相線漏電)超過(guò)預(yù)定閾 值，IC1將受該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號(hào)，該中 斷控制信號(hào)控制可控硅SCR導(dǎo)通，電磁線圏SOL上流過(guò)大電流，從 而產(chǎn)生磁場(chǎng)驅(qū)使電磁線圏中的鐵芯131移動(dòng)，帶動(dòng)復(fù)位傳動(dòng)組件，使 得復(fù)位開關(guān)Sl斷開連接。
當(dāng)復(fù)位開關(guān)Sl閉合，相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路正常通電時(shí)， 如果電源線中任一導(dǎo)線因老化等原因造成絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會(huì)通過(guò)金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路。例如，當(dāng) 相線絕緣層11破損使得相線芯線15棵露，會(huì)通過(guò)相線15、金屬屏蔽 層14、引流線18、 R5、 D2、零線16形成放電回路；當(dāng)零線絕緣層 12破損使得零線芯線16棵露，會(huì)通過(guò)零線16、金屬屏蔽層14、引流 線18、 R5、 Dl、相線15形成放電回路；當(dāng)?shù)鼐€絕緣層13破損使得 地線芯線17棵露，會(huì)通過(guò)地線17、金屬屏蔽層14、引流線18、 R5 并經(jīng)由D1、相線15形成放電回路。無(wú)論電源線中哪一導(dǎo)線的絕緣層 破損而使得其芯線棵露，均會(huì)通過(guò)金屬屏蔽層14、引流線18和R5 形成放電回路，乂人而通過(guò)電流互感檢測(cè)環(huán)LOOP在其次級(jí)線圏上產(chǎn)生 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果引流線18上的電流超過(guò)預(yù)定閾值，IC1將受該感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號(hào)，該中斷控制信號(hào)控制可控 硅SCR導(dǎo)通，電磁線圈SOL上流過(guò)大電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)驅(qū)使電磁 線圏中的鐵芯131移動(dòng)，帶動(dòng)復(fù)位傳動(dòng)組件，使得復(fù)位開關(guān)Sl斷開 連接。D1和D2在相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通^^間背靠背連接以避免 相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路短路連接。如果D1開路，則該電故障檢 測(cè)保護(hù)裝置無(wú)法檢測(cè)零線絕緣層12破損的故障；如果D2開路，則該電 故障檢測(cè)保護(hù)裝置無(wú)法檢測(cè)相線絕緣層11破損的故障。優(yōu)選地，Dl和 D2應(yīng)選擇相同的參數(shù)，以使得電故障檢測(cè)保護(hù)裝置對(duì)相線絕緣層11破 損或零線絕緣層12破損的檢測(cè)靈敏度一致。
專利ZL200620134167.8中7>開的任何一種實(shí)施方式的專利電源線W均可應(yīng)用于本發(fā)明，用于替換圖2中11至17所示的電源線。專利電 源線W也包括相線、零線和地線，參考圖2,專利電源線W的相線 分別與相線導(dǎo)電通路和負(fù)載側(cè)的L端相連，其零線分別與零線導(dǎo)電通 路和負(fù)載側(cè)的N端相連，其地線分別與線路側(cè)的G端和負(fù)載側(cè)的G 端相連，其漏電檢測(cè)導(dǎo)體與引流線18連接起來(lái)用于檢測(cè)該專利電源 線W中的漏電故障。
本實(shí)施例中還設(shè)置有一個(gè)試驗(yàn)開關(guān)S2用于測(cè)試電故障檢測(cè)保護(hù)裝 置是否正常工作，該試驗(yàn)開關(guān)S2 —側(cè)經(jīng)限流電阻R3在連接點(diǎn)Nl與相 線導(dǎo)電通路連接，另一側(cè)在連接點(diǎn)N4與零線導(dǎo)電通路連接。當(dāng)復(fù)位開 關(guān)閉合，相線和零線正常通電時(shí)，如果按下試驗(yàn)開關(guān)S3，會(huì)在相線 導(dǎo)電通路、零線導(dǎo)電通路間經(jīng)由R3、試驗(yàn)開關(guān)S2放電，從而引起相 線導(dǎo)電通路與零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡，并通過(guò)電流互感檢測(cè)環(huán) LOOP在其次級(jí)線圏上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，IC1受該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)在 管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號(hào)，使得復(fù)位開關(guān)Sl受控?cái)嚅_連接，從而 驗(yàn)證了該電故障^r測(cè)保護(hù)裝置可以正常工作。
上面以IC1采用型號(hào)為RV4140的低功率控制芯片為例描述了本 實(shí)施例的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的電路示意圖，類似地，本發(fā)明的電故 障檢測(cè)保護(hù)裝置還可以采用諸如型號(hào)為RV4145的低功率控制芯片來(lái) 作為電故障信號(hào)檢測(cè)電路的核'G控制芯片，此時(shí)因?yàn)楣苣_定義的不 同，電故障信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)需要做出相應(yīng)的變化，相應(yīng)的電路設(shè) 計(jì)可以參考RV4140芯片和RV4145芯片的用戶手冊(cè)，在此不再贅述。 當(dāng)電故障信號(hào)4企測(cè)電3各采用集成芯片RV4145為核心時(shí)，其可以包括 兩個(gè)#全測(cè)環(huán)，即傳感變壓4企測(cè)環(huán)和接地零線變壓4企測(cè)環(huán)，相線導(dǎo)電通 路和零線導(dǎo)電通路可以穿過(guò)這兩個(gè)4企測(cè)環(huán)形成其各自的第一初級(jí)，而
引流線18可以穿過(guò)這兩個(gè)^r測(cè)環(huán)或纏繞在這兩個(gè)4全測(cè)環(huán)形成其各自 的第二初級(jí)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其 實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)本發(fā)明做出各種相 應(yīng)的改變，但這些相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其包括相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路，其被設(shè)置在該電故障檢測(cè)保護(hù)裝置的能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負(fù)載電性連接的負(fù)載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負(fù)載側(cè)的電源線的相線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過(guò)引流線連接到引流點(diǎn)，所述引流點(diǎn)通過(guò)引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路中的至少之一電性連接；電故障信號(hào)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當(dāng)所述電流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn)生中斷控制信號(hào)；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號(hào)控制而在所述線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間中斷所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電性連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 還包括電流互感#全測(cè)環(huán)，所述相線導(dǎo)電通^各和零線導(dǎo)電通路形成所述電 流互感纟企測(cè)環(huán)的第 一 初級(jí)，所述引流線形成所述電流互感#r測(cè)環(huán)的第 二初級(jí)，其中，所述電故障信號(hào)檢測(cè)電路用于通過(guò)檢測(cè)所述電流互感檢測(cè) 環(huán)的次級(jí)線圏上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)檢測(cè)所述電流不平衡和所述引 流線上的電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述引流點(diǎn)分別通過(guò)第 一 引流元件和第二引流元件與所述相線導(dǎo)電 通路和所述零線導(dǎo)電通路電性連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述第一、第二引流元件包括電阻或二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述第 一 引流元件與第二引流元件為阻值相同的電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述第 一 引流元件與第二引流元件為二極管，這兩個(gè)二極管接近所述 引流點(diǎn)一側(cè)的極性相同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述引流線還通過(guò)限流元件連接到所述引流點(diǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于， 所述電故障檢測(cè)保護(hù)裝置還包括試驗(yàn)開關(guān)，所述試驗(yàn)開關(guān)兩側(cè)分別與 所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路電性連接，且該兩個(gè)連接點(diǎn)分別位 于所述電流互感4企測(cè)環(huán)的不同側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，其包括相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路，其被設(shè)置在線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負(fù)載側(cè)的電源線的相線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過(guò)引流線連接到引流點(diǎn)，所述引流點(diǎn)通過(guò)引流元件與所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路中的至少之一電性連接；電故障信號(hào)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當(dāng)所述電流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn)生中斷控制信號(hào)；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號(hào)控制而在所述線路側(cè)和負(fù)載側(cè)之間中斷所述相線導(dǎo)電通路和零線導(dǎo)電通路上的電性連接。根據(jù)本發(fā)明的電故障檢測(cè)保護(hù)裝置，不僅具有剩余電流保護(hù)功能，還可以對(duì)電源線進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。
文檔編號(hào)H02J3/32GK101615808SQ20081003959
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者岳國(guó)蘭, 李成力 申請(qǐng)人:上海益而益電器制造有限公司