CN103311885B - 漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护装置，包括：检测电路，用于对***电路中的火线、零线和地线的异常情况进行检测，并将检测结果输出至控制电路；控制电路，设于***电路的电力输入端和电力输出端之间，根据检测电路发送过来的电路检测结果，对***电路中火线、零线和地线的通断进行控制；开关电源，连接在电路的火线和零线之间，用于对所述控制电路提供电源；控制开关，一端连接在电力输入端与所述控制电路之间的零线上，另一端连接在电力输出端与所述控制电路之间的零线上；其中，所述开关电源与火线连接的部分位于所述控制电路与电力输入端之间、与零线连接的部分位于所述控制电路与电力输出端之间。本发明对火、零线对地漏电、地线带电进行全面保护。

Description

漏电保护装置

技术领域

本发明涉及电器产品技术领域，尤其涉及一种漏电保护装置。

背景技术

现有的漏电开关、断路保护器、漏电器等产品功能单一，只有L-N漏电保护功能，即当火线和零线的电流差值达到一定阈值后通过断开火线或零线保护断电，这样只解决了家用电器的L-N漏电保护问题；当地线发生漏电电流时不能保护或断开。

由于地区环境等差异，家电设备本身的保护功能是有限的，现有产品对出现的故障不能全面实现保护。当出现以下情况时均不能起到保护作用，对人身安全存在很大的危险：

1.用户家里***地线接地不良时其他家电漏电导致本用电设备外壳或地线带电；

2.用户小区***地线接地不良时其他用户家中地线带电导致本用电设备外壳或地线带电；

3.用户家插座火线和地线接反导致本用电设备外壳或地线带电。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种漏电保护装置，防止地线带电危害人身安全。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种漏电保护装置，包括：

检测电路，用于对***电路中的火线、零线和地线的异常情况进行检测，并将检测结果输出至控制电路；

控制电路，设于***电路的电力输入端和电力输出端之间，根据检测电路发送过来的电路检测结果，对***电路中火线、零线和地线的通断进行控制；

开关电源，连接在电路的火线和零线之间，用于对所述控制电路提供电源；

控制开关，一端连接在电力输入端与所述控制电路之间的零线上，另一端连接在电力输出端与所述控制电路之间的零线上；

其中，所述开关电源与火线连接的部分位于所述控制电路与电力输入端之间、与零线连接的部分位于所述控制电路与电力输出端之间。

优选地，所述检测电路为漏电及地线带电检测电路，用于检测火线和零线对地漏电以及地线带电的异常情况。

优选地，所述漏电及地线带电检测电路包括电流互感器，所述***电路中的地线在所述电流互感器上缠绕至少一圈，所述***电路中的火线和零线比地线在所述电流互感器上至少多缠绕一圈。

优选地，缠绕所述电流互感器的火线、零线和地线位于电力输入端与控制电路之间。

优选地，所述控制电路包括：

三个继电器单元，分别串联在所述火线、零线和地线的电力输入端和电力输出端之间，分别用于根据控制单元的控制信号实现电力输入端和电力输出端之间火线、零线和地线的通断；

控制单元，用于根据所述检测电路发送过来的电路检测结果，分别给各继电器单元发送相应的通断控制信息。

优选地，所述控制单元为单片机，所述单片机设有与所述检测电路的输出端相连的检测信号输入端口、分别与所述三个继电器单元的控制信号输入端相连的控制信号输出端口。

优选地，所述开关电源接通后分别向所述控制单元和继电器输送对应电压的电源。

优选地，所述漏电保护装置还包括测试开关，所述测试开关两端分别连接在火线和零线上，其中与火线连接的一端位于所述控制电路与所述电力输入端之间，与零线连接的一端位于所述控制电路与所述电力输出端之间。

(三)有益效果

1、本发明的漏电保护装置能对火线、零线对地漏电、地线带电情况进行检测，只要设备漏电流达到设定的最大安全电流值即保护断电，使人体免受意外伤害，具有全面用电保护的功能。本发明可针对以上3种情况单独保护，也可任意组合综合保护。

2、本发明漏电保护器对地线和火线反接的情况进行保护，在地线和火线反接时无法接通电路，避免地线与火线反接可能给人身带来的伤害；

3、本发明可以同时断开L、N、G三线，避免因为其它家电漏电，造成地线或使用普通漏电保护器的电器外壳带电，以免人接触后产生危险。

附图说明

图1为根据本发明实施例漏电保护装置的原理框图；

图2为根据本发明实施例控制电路和测试开关在***电路上的电路示意图；

图3为根据本发明实施例漏电及地线带电检测电路的电路结构示意图；

图4为根据本发明实施例开关电源的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图1所示，本实施例记载了一种漏电保护装置，包括：

检测电路，用于对***电路中的火线L、零线N和地线G的异常情况进行检测，并将检测结果输出至控制电路；

控制电路，设于***电路的电力输入端(位于图1中三线的左端，与220V公共电网连接)和电力输出端(位于图1中三线的右端，与家用电器设备连接)之间，根据检测电路发送过来的电路检测结果，对***电路中火线L、零线N和地线G的通断进行控制；

开关电源，连接在电路的火线L和零线N之间，用于对所述控制电路提供电源；

控制开关SW1，一端连接在电力输入端与所述控制电路之间的零线N上，另一端连接在电力输出端与所述控制电路之间的零线N上；

其中，所述开关电源与火线L连接的部分位于所述控制电路与电力输入端之间、与零线N连接的部分位于所述控制电路与电力输出端之间。

使用时，首先闭合所述控制开关，使得开关电源从火线L到零线N之间形成通电回路，开关电源开始向控制电路提供电源VCC1和VCC2，控制电路才开始工作；若是用户将火线L和地线G反接的话，即使闭合所述控制开关，也形成不了开关电源从火线L到零线N的通电回路，开关电源不向控制电路供电，不通电时控制电路控制的火线L、地线G和零线N是断开的，不会因火线L和地线G反接导致设备带电。

如图2所示，本实施例中，所述控制电路包括：

三个继电器单元K1、K2和K3，分别串联在所述火线L、零线N和地线G的电力输入端和电力输出端之间，分别用于根据控制单元的控制信号实现电力输入端和电力输出端之间火线L、零线N和地线G的通断；

控制单元，用于根据所述检测电路发送过来的电路检测结果，分别给各继电器单元发送相应的通断控制信息。

所述控制单元为单片机IC4，所述单片机设有与所述检测电路的输出端相连的检测信号输入端口7、分别与所述三个继电器单元的控制信号输入端相连的控制信号输出端口8、9和10。

在本发明的其它实施例中，所示控制电路还可以为其它合适的结构。

所述检测电路为漏电及地线带电检测电路，用于检测火线L和零线N对地漏电以及地线G带电的异常情况。

本实施例中，所述漏电及地线带电检测电路包括电流互感器CT1，所述***电路中的地线G在所述电流互感器CT1上缠绕至少一圈，所述***电路中的火线L和零线N比地线G在所述电流互感器CT1上至少多缠绕一圈。缠绕所述电流互感器CT1的火线L、零线N和地线G位于电力输入端与控制电路之间。其中，火线L和零线N与地线G穿过电流互感器CT1绕线的圈数差至少为1圈可以保证所检测到的电流能起到全面保护作用。

在本实施例中，所述地线G在所述电流互感器CT1上缠绕一圈，所述火线L与零线N在所述电流互感器CT1上缠绕两圈。所述漏电及地线带电检测电路取三线电流值的差值作为漏电流的参考值。

在本实施例中，所述漏电及地线带电检测电路除了电流互感器CT1以外，还包括运算放大器和比较器，用于将感应的三线电流值的差值放大后与预先设定的阈值进行比较，并将比较后的结果输出到控制电路。一种合适的漏电及地线带电检测电路的结构如图3所示，在本发明的其它实施例中，所述检测电路的结构还可以为其它常用的电流检测电路结构。

开始工作时，按下控制开关SW1，若地线G和火线L没有接反，则开关电源瞬间上电并分别向所述单片机IC4输送电源VCC2，向所述三个继电器单元输送电源VCC1；接通电源VCC2后，所述单片机IC4首先向所述零线N和地线G上的继电器单元K2和K3发送闭合信号，使得零线N和地线G上的继电器单元K2和K3闭合，保证地线在最短时间15ms内闭合；然后所述漏电及地线带电检测电路通过电流互感线圈对零线N和地线G进行检测，并将检测信号LEAK输送到单片机IC4；单片机IC4判断所述检测电路输入的检测信号LEAK是否为异常信号，若为非异常信号，说明用户***接地良好或者地线安全可靠不带电，则向火线L上的继电器单元K1发送闭合控制信号，使得整个***电路的三线都导通，给用户家中的电器设备正常供电，家用电器可以正常使用；若为异常信号，说明漏电或地线带电，则向零线N和地线G上的继电器单元K2和K3发送断开控制信号，使得整个***电路上的三线都断开，提醒用户用电设备或电网***地线G存在问题，需要找专业售后人员分析处理。

在正常工作时，检测电路持续检测电流互感器输出信号，当检测电路输出异常信号时，单片机控制断开所有继电器K1、K2、K3，断开用电设备电源，保证人身安全。

如图2所示，本实施例中，所述漏电保护装置还包括测试开关SW2，所述测试开关两端分别连接在火线L和零线N上，其中与火线L连接的一端位于所述控制电路与所述电力输入端之间，与零线N连接的一端位于所述控制电路与所述电力输出端之间。当按下测试开关SW2后，火线L和零线N之间被导通，若此时控制电路没有控制地线G、火线L和零线N上的电路断开，则表示漏电保护装置出现问题，需要进行检修。本发明的漏电保护装置每次上电时都需要按下测试开关测试一次，以确保漏电保护装置工作正常。

一种合适的开关电源的电路结构如图4所示，***电路的火线L和零线N分别连接至图4所示的ACV+端和ACV-端；控制开关SW1闭合后，开关电源输出VCC1和VCC2电源。在本发明的其它实施例中，所述开关电源还可以为其它常用的开关电源电路结构。

本发明的漏电保护装置能对火线、零线对地漏电、地线带电情况进行检测，只要设备漏电流达到设定的最大安全电流值即保护断电，使人体免受意外伤害，具有全面用电保护的功能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种漏电保护装置，其特征在于，包括：

检测电路，用于对***电路中的火线、零线和地线的异常情况进行检测，并将检测结果输出至控制电路；

控制电路，设于***电路的电力输入端和电力输出端之间，根据检测电路发送过来的电路检测结果，对***电路中火线、零线和地线的通断进行控制；

开关电源，连接在电路的火线和零线之间，用于对所述控制电路提供电源；

控制开关，一端连接在电力输入端与所述控制电路之间的零线上，另一端连接在电力输出端与所述控制电路之间的零线上；

其中，所述开关电源与火线连接的部分位于所述控制电路与电力输入端之间、与零线连接的部分位于所述控制电路与电力输出端之间；

所述检测电路取三线电流值的差值作为漏电流的参考值。

2.如权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述检测电路为漏电及地线带电检测电路，用于检测火线和零线对地漏电以及地线带电的异常情况。

3.如权利要求2所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电及地线带电检测电路包括电流互感器，所述***电路中的地线在所述电流互感器上缠绕至少一圈，所述***电路中的火线和零线比地线在所述电流互感器上至少多缠绕一圈。

4.如权利要求3所述的漏电保护装置，其特征在于，缠绕所述电流互感器的火线、零线和地线位于电力输入端与控制电路之间。

5.如权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述控制电路包括：

三个继电器单元，分别串联在所述火线、零线和地线的电力输入端和电力输出端之间，分别用于根据控制单元的控制信号实现电力输入端和电力输出端之间火线、零线和地线的通断；

控制单元，用于根据所述检测电路发送过来的电路检测结果，分别给各继电器单元发送相应的通断控制信息。

6.如权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，所述控制单元为单片机，所述单片机设有与所述检测电路的输出端相连的检测信号输入端口、分别与所述三个继电器单元的控制信号输入端相连的控制信号输出端口。

7.如权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，所述开关电源接通后分别向所述控制单元和继电器单元输送对应电压的电源。

8.如权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电保护装置还包括测试开关，所述测试开关两端分别连接在火线和零线上，其中与火线连接的一端位于所述控制电路与所述电力输入端之间，与零线连接的一端位于所述控制电路与所述电力输出端之间。