專利名稱：一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于用電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，它除了能夠?qū)崿F(xiàn)普通漏電保護(hù)裝置的保護(hù)功能外，在用電器電源的接地線帶電時(shí)也能起到漏電保護(hù)的功能。
背景技術(shù)：
當(dāng)前常見的用電器漏電保護(hù)裝置按工作原理大致可以分為兩大類基于相線、零線間剩余電流檢測的漏電保護(hù)裝置和基于用電器接地線帶電檢測的漏電保護(hù)裝置?；谙嗑€、零線間剩余電流檢測的漏電保護(hù)裝置使用零序電流互感器檢測出相線、零線間的剩余電流，再經(jīng)過放大器放大信號后驅(qū)動或使用敏感元件直接驅(qū)動的方式，驅(qū)動通常以電磁鐵為基礎(chǔ)的電路斷開裝置。當(dāng)用電器發(fā)生人體觸電情況導(dǎo)致用電器相線和大地之間產(chǎn)生電流回路，或者用電器的相線和接地線之間因漏電故障產(chǎn)生電流回路時(shí)，用電器電源線路的相線、零線之間就會出現(xiàn)剩余電流，當(dāng)該剩余電流值達(dá)到漏電保護(hù)裝置設(shè)定的閾值時(shí)，漏電保護(hù)裝置的電路斷開裝置就會動作，斷開用電器的電源電路，從而保護(hù)人體免遭觸電傷害。但是，當(dāng)用電器的電源端由于外部接線錯誤或其他原因?qū)е码娫炊说慕拥鼐€帶電時(shí)，用電器的接地系統(tǒng)就會因此而被動帶電，這時(shí)如果人體接觸到用電器上正常應(yīng)該接地的位置(如外殼等)，那么就會經(jīng)人體產(chǎn)生用電器的帶電接地線到大地之間的電流回路，導(dǎo)致觸電事故?；谟秒娖鹘拥鼐€帶電檢測的漏電保護(hù)裝置則與基于相線、零線之間剩余電流檢測的漏電保護(hù)裝置不同，其使用檢測用電器接地線與電源零線間的電壓來判斷用電器的接地線是否帶電。當(dāng)用電器的相線和接地線之間因漏電故障或因外部電源問題導(dǎo)致用電器接地線帶電時(shí)，漏電保護(hù)裝置就能檢測到用電器接地線和電源零線之間存在的電壓，該電壓直接或經(jīng)放大處理后被用來驅(qū)動電路斷開裝置，避免用電器因漏電故障給人體帶來觸電傷害。這種漏電保護(hù)裝置在用電器的電源端由于外部接線錯誤或其他原因?qū)е码娫炊说慕拥鼐€帶電時(shí)，可以可靠地?cái)嚅_用電器電源，但是這種類型的漏電保護(hù)裝置也存在著嚴(yán)重的問題。通常這種類型漏電保護(hù)裝置的電路斷開裝置不配備接地線的斷開功能，因此，當(dāng)用電器因?yàn)殡娫炊?外部原因而非用電器內(nèi)部相線、接地線間漏電)的問題導(dǎo)致接地系統(tǒng)帶電時(shí)， 漏電保護(hù)裝置的電路斷開動作不能斷開用電器接地線的外部連接，因而無法使接觸用電器應(yīng)該接地位置(如外殼等)的人員避免相應(yīng)的觸電事故。此外，當(dāng)人體因意外原因接觸到用電器上的相線時(shí)，或者是用電器上接地不良但與相線存在漏電情況的區(qū)域時(shí)，整個(gè)電路系統(tǒng)不會出現(xiàn)這種漏電保護(hù)裝置所保護(hù)的漏電現(xiàn)象，漏電保護(hù)裝置也不會動作，此時(shí)，當(dāng)事人員還是會發(fā)生觸電事故。除了以上兩種常見的漏電保護(hù)裝置外，也有機(jī)構(gòu)對接地線帶電問題進(jìn)行了一些研究，如中國專利CN01U9867. 7和中國專利CN20102066^37. 2，這兩個(gè)專利公開了一種具有對地線帶電檢測能力進(jìn)行監(jiān)視的全能漏電保護(hù)插頭。這種漏電保護(hù)裝置既能檢測到由于人體接觸用電器相線觸電導(dǎo)致的電源剩余電流，也能檢測到因電源端接地線帶電的情況，可以避免多種類型的漏電、觸電事故。但是，這種類型的漏電保護(hù)裝置使用了兩個(gè)電流互感器，而且需要對常見的漏電保護(hù)和接地線帶電情況分別設(shè)置測試或監(jiān)視裝置，導(dǎo)致漏電保護(hù)器的成本增加，而且由于被常規(guī)基于剩余電流檢測的漏電保護(hù)器多出了一個(gè)電流互感器和一個(gè)測試電路，使整個(gè)漏電保護(hù)器變得更復(fù)雜，也給漏電保護(hù)器的可靠性帶來了一定的影響。鑒于上述已有技術(shù)，有必要對現(xiàn)有用電器漏電保護(hù)裝置加以改進(jìn)，為此，本申請人進(jìn)行了有益的嘗試，找到了解決上述技術(shù)問題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是要提供一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，它既能保護(hù)人體避免因接觸到用電器相線或用電器漏電而導(dǎo)致觸電事故，也能在電源端接地線因外部錯誤或其它原因帶電時(shí)避免人體因接觸到用電器上本應(yīng)接地的位置而發(fā)生觸電事故，對各種漏電、觸電情形均作出可靠保護(hù)。本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣來完成的，一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，其特點(diǎn)是包括剩余電流檢測裝置、電路斷開裝置和動作測試裝置，所述的剩余電流檢測裝置由一個(gè)零序電流互感器實(shí)現(xiàn)，其初級繞組由電源相線、零線和接地線共同構(gòu)成，其中電源相線、零線以相同的方向和相同的圈數(shù)繞線，接地線則以與電源相線、零線相反的方向和相同或相近的圈數(shù)繞線；所述的零序電流互感器的次級繞組連接到電路斷開裝置作為其動作觸發(fā)信號，所述的電路斷開裝置與電源相線和零線連接以獲取工作電源，動作時(shí)能夠全部斷開電源的相線、零線和接地線，同時(shí)具有斷電時(shí)保持?jǐn)嚅_功能；所述的動作測試裝置由一個(gè)限流電阻和一個(gè)測試按鈕串聯(lián)連接組成，其一端連接到零序電流互感器之前的電源相線或零線，另一端連接到零序電流互感器之后的電源零線或相線。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的零序電流互感器的次級繞組在連接到電路斷開裝置前分別串聯(lián)了電阻Rl和并聯(lián)了電阻R2，其中電阻Rl的一端與零序電流互感器次級繞組的一端連接，電阻Rl的另一端與電路斷開裝置連接，電阻R2的一端與電路斷開裝置和電阻Rl的連接點(diǎn)連接，電阻R2的另一端與電路斷開裝置和零序電流互感器次級繞組的另一端的連接點(diǎn)連接。本實(shí)用新型的技術(shù)方案由于僅使用一個(gè)電流檢測裝置和一個(gè)動作測試裝置，就實(shí)現(xiàn)了漏電保護(hù)器所需要具備的各種可能的漏電、觸電保護(hù)功能和完整的動作測試功能，電路簡單而可靠。

圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的原理圖。圖2為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施方式
下面具體描述用電器在各種可能對人體造成傷害的漏電、觸點(diǎn)情況下漏電保護(hù)器的動作過程，假設(shè)零序電流互感器初級的接地線繞線圈數(shù)與相線、零線的繞線圈數(shù)相同，漏電保護(hù)器電路斷開裝置動作所設(shè)定的互感器初級剩余電流值為ΙΔ，該剩余電流值與初級圈數(shù)、互感器導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁特性以及電路斷開裝置的觸發(fā)特性共同確定零序電流互感器次級的繞線圈數(shù)。第一種情況，用電器電源端連接正常，電源相線、零線正常供電，電源接地線正常接地。當(dāng)用電器的相線、接地線存在漏電情況時(shí)，如果該漏電電流為I，由于漏電保護(hù)器的零序電流互感器的初級相線和接地線的圈數(shù)相同方向相反，其初級的等效剩余電流將達(dá)到 21，當(dāng)21值達(dá)到電路斷開裝置規(guī)定的動作剩余電流ΙΔ，該電路斷開裝置就會動作，使用電器電源的相線、零線、接地線全部斷開。第二種情況，用電器電源端連接正常，電源相線、零線正常供電，電源接地線正常接地或未接地。用電器的相線、接地線不存在漏電情況，用電器正常工作。當(dāng)接觸到用電器上零線和接地線時(shí)，人體不會產(chǎn)生有影響的反應(yīng)。當(dāng)接觸到用電器上相線時(shí)，電源相線和大地之間就會經(jīng)人體構(gòu)成電流回路(此時(shí)電源接地線中不會有電流)，如果該電流為I，則零序電流互感器初級的剩余電流將同樣為I，當(dāng)該電流值I達(dá)到電路斷開裝置規(guī)定的動作剩余電流ΙΔ時(shí)，該電路斷開裝置就會動作，使用電器電源的相線、零線和接地線全部斷開。第三種情況，用電器電源端連接異常，電源相線、零線正常供電，電源接地線因?yàn)橥獠窟B接錯誤或其他原因而異常帶電。當(dāng)用電器上相線與接地線之間或零線與接地線之間存在漏電情況時(shí)，同上面第一種情況分析。當(dāng)用電器上相線與接地線之間、零線與接地線之間不存在漏電情況時(shí)，用電器能正常工作。此時(shí)如人體接觸到用電器上相線，同上面第二種情況分析；當(dāng)接觸到接地線時(shí)，由于此時(shí)用電器上接地線帶電，該接地線與大地之間就會經(jīng)人體構(gòu)成電流回路，如果該電流為I，則零序電流互感器初級的剩余電流將同樣為I，當(dāng)該電流值I達(dá)到電路斷開裝置規(guī)定的動作剩余電流ΙΔ，該電路斷開裝置就會動作，使用電器電源的相線、零線和接地線全部斷開。一般性情況下，除了直接連接在電源的相線和零線之間的特殊情況，人體接觸到用電器上帶電部分導(dǎo)致觸電均因人體處于該帶電線路和大地之間而構(gòu)成觸電電流回路，由于零序電流互感器初級的電源接地線與相線零線反向繞線，該觸電電路中的電流總是能在零序電流互感器的初級形成剩余電流(見第二和第三種情況的分析)，當(dāng)該電流達(dá)到電路動作裝置規(guī)定的動作剩余電流IΔ，該電路斷開裝置就會動作，使用電器電源的相線、零線和接地線全部斷開，從而從最大程度上避免觸電事故的發(fā)生。動作測試裝置用于測試在指定剩余電流條件下電路斷開裝置的動作可靠性，動作測試裝置電路中的限流電阻根據(jù)電源相線、零線間的電壓和規(guī)定的剩余電流值計(jì)算獲得。 當(dāng)按下測試按鈕時(shí)，動作測試裝置電路中將出現(xiàn)設(shè)計(jì)預(yù)期的電流，根據(jù)前面描述的電路構(gòu)成，顯然該電流對零序電流互感器來說完全是可探測的剩余電流，此時(shí)如電路斷開裝置可以可靠動作，那么漏電保護(hù)器在發(fā)生相應(yīng)的漏電、觸電情況時(shí)，必然也能夠可靠動作。為了能更清楚地描述本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和應(yīng)用效果，下面給出本實(shí)用新型的兩種具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1 請參閱圖1，電源的相線L、零線N和接地線G繞在零序電流互感器1上作為初級繞組，其中相線L和零線N的繞線方向和繞線圈數(shù)均相同，接地線G的繞線方向和相線L與零線N的繞線方向相反且繞線圈數(shù)相同，電源相線L、零線N和接地線G經(jīng)零序電流互感器1初級繞組后連接到用電器4。零序電流互感器1的次級繞組引出線連接到電路斷開裝置 3作為其觸發(fā)信號，電路斷開裝置3動作時(shí)能夠全部斷開電源相線L、零線N和接地線G與用電器4的連接。電路斷開裝置3同時(shí)連接到電源相線L和零線N，以取得電路斷開裝置的供電電源。當(dāng)用電器4出現(xiàn)各種觸電或漏電情況時(shí)，根據(jù)上面的分析，零序電流互感器1 的初級繞組就會出現(xiàn)相應(yīng)的剩余電流，通過設(shè)計(jì)零序電流互感器1次級繞組的圈數(shù)和電路斷開裝置的調(diào)節(jié)，可以使零序電流互感器1初級繞組出現(xiàn)規(guī)定的剩余電流時(shí)，其次級繞組出現(xiàn)的信號恰好能觸發(fā)電路斷開裝置動作，從而全部切斷電源與用電器的連接。動作測試裝置由一個(gè)限流電阻R和一個(gè)測試按鈕PB串聯(lián)連接組成，其一端連接到零序電流互感器1 之前的電源相線或零線，另一端連接到零序電流互感器1之后的電源零線或相線。實(shí)施例2 請參閱圖2，該實(shí)施例以第一種實(shí)施例為基礎(chǔ)構(gòu)成。該實(shí)施例同第一種實(shí)施例相比，在零序電流互感器1的次級繞組連接到電路斷開裝置3之前，分別串聯(lián)了電阻Rl和并聯(lián)了電阻R2，其中電阻Rl的一端與零序電流互感器1的一端連接，電阻Rl的另一端與電路斷開裝置3連接，電阻R2的兩端均與電路斷開裝置3連接，用于調(diào)節(jié)電路斷開裝置3對零序電路互感器1次級繞組輸出信號的敏感度。其中Rl的阻值可以小到零，即直通；R2的阻值可以很大，直至斷開(相當(dāng)于無窮大)。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于電路斷開裝置的動作所需要的信號強(qiáng)度具有一定的離散度，通過Rl、R2的相應(yīng)選擇可以使漏電保護(hù)裝置的動作性能基本達(dá)到一致。上面列出了本實(shí)用新型在單相電路的使用實(shí)例，但本實(shí)用新型并不受單相電路的限制，本實(shí)用新型對于三相電路也同樣適用。當(dāng)各具體實(shí)施方式
中的相線所指為三相電源的全部三相線時(shí)，本實(shí)用新型的前面所有論述同樣成立。同時(shí)，當(dāng)三相用電器使用三相三線連接方式并外加接地線時(shí)，本實(shí)用新型的前面所有論述在使用三相相線替代相線和零線后同樣成立。這些均應(yīng)視為本實(shí)用新型的等效變換。綜上所述，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案彌補(bǔ)了已有技術(shù)中的欠缺，達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了非顯而易見的技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，其特征在于包括剩余電流檢測裝置、電路斷開裝置和動作測試裝置，所述的剩余電流檢測裝置由一個(gè)零序電流互感器實(shí)現(xiàn)， 其初級繞組由電源相線、零線和接地線共同構(gòu)成，其中電源相線、零線以相同的方向和相同的圈數(shù)繞線，接地線則以與電源相線、零線相反的方向和相同或相近的圈數(shù)繞線；所述的零序電流互感器的次級繞組連接到電路斷開裝置作為其動作觸發(fā)信號，所述的電路斷開裝置與電源相線和零線連接以獲取工作電源，動作時(shí)能夠全部斷開電源的相線、零線和接地線， 同時(shí)具有斷電時(shí)保持?jǐn)嚅_功能；所述的動作測試裝置由一個(gè)限流電阻和一個(gè)測試按鈕串聯(lián)連接組成，其一端連接到零序電流互感器之前的電源相線或零線，另一端連接到零序電流互感器之后的電源零線或相線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述的零序電流互感器的次級繞組在連接到電路斷開裝置前分別串聯(lián)了電阻Rl和并聯(lián)了電阻R2，其中電阻Rl的一端與零序電流互感器次級繞組的一端連接，電阻Rl的另一端與電路斷開裝置連接，電阻R2的一端與電路斷開裝置和電阻Rl的連接點(diǎn)連接，電阻R2的另一端與電路斷開裝置和零序電流互感器次級繞組的另一端的連接點(diǎn)連接。
專利摘要一種具有接地線帶電保護(hù)功能的漏電保護(hù)裝置，屬于用電器技術(shù)領(lǐng)域。包括剩余電流檢測裝置、電路斷開裝置和動作測試裝置，所述的剩余電流檢測裝置由一個(gè)零序電流互感器實(shí)現(xiàn)，其初級繞組由電源相線、零線和接地線共同構(gòu)成；所述的零序電流互感器的次級繞組連接到電路斷開裝置，電路斷開裝置與電源相線和零線連接；所述的動作測試裝置由一個(gè)限流電阻和一個(gè)測試按鈕串聯(lián)連接組成，其一端連接到零序電流互感器之前的電源相線或零線，另一端連接到零序電流互感器之后的電源零線或相線。優(yōu)點(diǎn)電路簡單可靠、成本低，可以對各種漏電、觸電情形均作出可靠的保護(hù)，特別是接地線帶電時(shí)的漏電保護(hù)。
文檔編號H02H3/32GK202231406SQ20112035738
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者劉利東, 王建剛, 趙云文 申請人:常熟市天銀機(jī)電股份有限公司