CN202260378U - 漏电保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电保护器，第一电流互感器环套在输出端火线上且连接第一电压比较器的同相输入端，反相输入端连接第一电阻后接地，并经第二电阻连接降压整流电路，第一电压比较器输出至第一开关三极管的基极，集电极串联第六电阻后连接到降压整流电路，发射极连接第二电压比较器的同相输入端并经分压电阻连接第一继电器的第二触点，第一触点经第三电阻连接降压整流电路，第二电压比较器的反相输入端经第四电阻接地，并经第五电阻连接降压整流电路，第二电压比较器输出至第二开关三极管的基极，集电极连接第一继电器的线圈负极，线圈正极连接降压整流电路。本实用新型，负载断开时，能够自动停止供电，既节省了能源，又提高了安全性。

Description

漏电保护器

技术领域

本实用新型涉及电路保护装置，具体涉及漏电保护器。

背景技术

在用电器使用过程中，如果出现断路故障，则电源和用电器相连的线路上还保持着一定的电压，容易导致触电；当用电器不工作时，线路上也始终存在一定的泄漏电流，这一部分的电能在无形中被浪费掉；随着设备使用时间的增加、绝缘老化以及受潮因素的作用等，泄漏电流会逐渐增加。

现有的漏电保护器的工作原理是首先检测是否有漏电，如果有漏电再实施保护，是一种被动型的保护器。中国实用新型专利CN2652004公开了一种自动断电漏电保护器，其输入端主线路通过控制电路继电器触点后穿过电流互感器与输出端相连。该自动断电漏电保护器能在电器出现关机、断路或线路出现漏电故障时，能自动断电，使电源至电器的线路上电压为零；当电器再开机或漏电故障排除后，电源自动恢复供电。但是，这种漏电保护器不能解决用电器不工作时，线路上始终存在一定的泄漏电流的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是解决当用电器不工作时，线路上始终存在一定的泄漏电流，以及不具备断零主动防护的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种漏电保护器，包括输入端、输出端、降压整流电路和负载控制电路，所述负载控制电路包括第一继电器、第一电流互感器、第一电压比较器、第一开关三极管以及第二电压比较器、第二开关三极管，所述第一继电器为转换型继电器，所述输入端通过所述第一继电器的触点与所述输出端连接，所述第一电流互感器环套在所述输出端的火线上且与第一电压比较器的同相输入端连接，第一电压比较器的反相输入端连接连接第一电阻后接地，第一电压比较器的反相输入端还连接第二电阻后再连接到降压整流电路的输出端，第一电压比较器的输出端连接至第一开关三极管的基极，第一开关三极管的集电极串联第六电阻后连接到降压整流电路的输出端，第一开关三极管的发射极连接至第二电压比较器的同相输入端，第二电压比较器的同相输入端同时连接分压电阻后和第二触点相对应的常闭触点，分压电阻的另一端接地，与第一触点相对应的常闭触点连接第三电阻后与降压整流电路的输出端连接，第二电压比较器的反相输入端通过第四电阻接地，同时，第二电压比较器的反相输入端还通过第五电阻连接至降压整流电路的输出端，第二电压比较器的输出端连接第二开关三极管的基极，第二开关三极管集电极连接第一继电器的线圈负极，第一继电器的线圈正极连接降压整流电路的输出端。

在上述方案中，还包括漏电保护电路，所述漏电保护电路包括第二电流互感器、第三电压比较器和第二继电器，第二继电器具有第三、第四两个触点，其中第三触点为常开触点，第四触点为常闭触点，第三触点连接在第二继电器线圈负极与地线之间，第四触点串接在整流电路输出端与负载控制电路之间，第二电流互感器环套在输出端上且与第三电压比较器的同相输入端连接，第三电压比较器的反相输入端连接第七电阻后接地，同时，第三电压比较器的反相输入端还连接第八电阻后连接至降压整流电路的输出端，第三电压比较器的输出端连接第三开关三极管的基极，第三开关三极管的集电极连接第二继电器的线圈负极，第二继电器的线圈正极连接至降压整流电路的输出端。

在上述方案中，输出端的火线、零线之间设有漏电试验按钮，漏电试验按钮的一端连接输出端的零线，另一端连接输出端的火线，第二电流互感器设置在漏电试验按钮的上述两个连接点之间。

在上述方案中，第二继电器的线圈正极与降压整流电路输出端之间的线路上设有复位按钮。

在上述方案中，输出端的火线、零线之间设有指示灯。

本实用新型，设置了负载控制电路，根据负载的接入或断开，电压比较器输出高电平或低电平，控制继电器接通或断开输入、输出端，从而实现了当负载断开时，能够自动停止向负载供电，这样线路以及负载均不带电，既节省了能源，又提高了安全性。

同现有的漏电保护器相比，现有的漏电保护器在运行时，如果进线端零线出现断路，火线仍有电压输出，在这种情况下即使发生触电，也不能实现漏电保护，而本实用新型却可以实现断零保护，无论是在进线端还是出线端出现零线断路情况，均可以切断电源输出。

附图说明

图1为本实用新型的电路图；

图2为本实用新型负载连接到负载火线、零线输出端时的等效电路图；

图3为本实用新型负载正常工作时的等效电路图。

具体实施方式

本实用新型提供的漏电保护器除了具有漏电保护功能外，当负载断开时，能够自动停止向负载供电，这样线路以及负载均不带电，既节省了能源，又提高了安全性，并且能够实现无论是在进线端还是出现端出现零线断路情况，均可以切断电源输出。本技术方案的核心在于，本实用新型中设有负载控制电路。

下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供的漏电保护器具有用于连接输入电源的电源火线、零线输入端11、12以及用于连接负载的负载火线、零线输出端21、22。

该漏电保护器设有降压整流电路、负载控制电路和漏电保护电路，通过设置在电源火线输入端与降压整流电路之间的手动开关SH启动该漏电保护器。

降压整流电路将从电源火线、零线输入端11、12输入的220V电压降压整流后为负载控制电路和漏电保护电路供电。

负载控制电路包括第一继电器K1、第一电流互感器TA1、第一电压比较器IC1、第一开关三极管VT1以及第二电压比较器IC3、第二开关三极管VT3。

第一继电器K1具有第一、第二触点K11、K12，第一、第二触点K11、K12为转换触点（Z型），电源火、零线输入端11、12分别通过第一、第二触点K11和K12的闭合与断开同负载火线、零线输出端21、22连通或断开。

第一电流互感器TA1环套在负载火线上且其感应电流经整流、滤波后输入至第一电压比较器IC1的同相输入端，第一电压比较器IC1的反相输入端连接第一电阻R1后接地，第一电压比较器IC1的反相输入端还连接第二电阻R2后再连接到降压整流电路的输出端，第一电压比较器IC1的输出端连接至第一开关三极管VT1的基极，第一开关三极管VT1的集电极串联第六电阻R6后连接到降压整流电路的输出端，第一开关三极管VT1的发射极连接至第二电压比较器IC3的同相输入端。

第二电压比较器IC3的同相输入端同时连接分压电阻R0和第二触点K12相对应的常闭触点连接，分压电阻R0的另一端接地，与第一触点K11相对应的常闭触点连接第三电阻R3后与降压整流电路的输出端连接，第二电压比较器IC3的反相输入端通过第四电阻R4接地，同时，第二电压比较器IC3的反相输入端还通过第五电阻R5连接至降压整流电路的输出端，第二电压比较器IC3的输出端连接第二开关三极管VT3的基极，第二开关三极管VT3集电极连接第一继电器K1的线圈负极，第一继电器K1的线圈正极连接降压整流电路的输出端。

按下手动开关SH启动本漏电保护器，降压整流电路开始工作。当负载连接到负载火线、零线输出端21、22上时，该负载等效于一个负载电阻Rx，等效电路如图2所示，于是负载电阻Rx经与第一、第二触点K11、K12相对应的常闭触点与第三电阻R3和分压电阻R0构成分压回路，在分压电阻R0上形成的压降输入第二电压比较器IC3的同相输入端。此时，第二电压比较器IC3同相输入端的电压U2＝U0×R0/(Rx+R3+R0),第二电压比较器IC3反相输入端的电压U1＝U0×R4/（R5＋R4），通过对这些电阻的设定，使U2＞U1，因此，第二电压比较器IC3输出高电平使第二开关三极管VT3饱和导通，于是第一继电器K1得电，第一、第二触点K11、K12的常开触点闭合，电源火线、零线输入端11、12与负载火线、零线输出端21、22连通，负载火线、零线输出端21、22有正常电压输出。

当电源火线、零线输入端11、12经负载火线、零线输出端21、22与负载连通后，负载正常工作时，第一电流互感器TA1检测到负载火线中有电流流过，该电流经整流、滤波后，输入第一电压比较器IC1的同相输入端，并与反相输入端电压比较，通过设定可以使此时第一电压比较器IC1的同相输入端电压大于反相输入端电压，于是第一电压比较器IC1输出高电平，第一三极管VT1饱和导通。再参见如图3所示的等效电路，此时，第六电阻R6与分压电阻R0构成分压回路，U2＝(UO- Uces)×R0/(R6+R0)，其中Uces为三极管VT1的饱和压降，约0.3V,由于U2＞U1，因此，第二电压比较器IC3保持高电平输出状态，第一继电器K1始终得电，电源火线、零线输入端11、12与负载火线、零线输出端21、22始终处于导通状态，负载正常工作。

当负载断开或线路出现断线包括火线或零线之中的任意一条线出现断线时，第一电流互感器TA1无电流输出，于是第一电压比较器IC1的同相输入端电压＝0，小于反相输入端电压，第一电压比较器IC1输出低电平，第一三极管VT1截止，此时，第二电压比较器IC3的同相输入端电压U2＝0，小于反相输入端电压U1，于是第二电压比较器IC3输出低电平，第二三极管VT3截止，第一继电器K1失电，第一、第二触点K11、K12断开，因此电源火线、零线输入端11、12与负载火线、零线输出端21、22断开，负载火线、零线输出端21、22无电压输出，所接的线路对地均无交流电压，保证了使用安全。

漏电保护电路包括第二电流互感器TA2、第三电压比较器IC2和第二继电器K2，第二继电器K2具有第三、第四两个触点K21、K22，其中第三触点K21为常开触点，第四触点K22为常闭触点，第三触点K21连接在第二继电器K2线圈负极与地线之间，第四触点串接在整流电路输出端与负载控制电路之间。

第二电流互感器TA2环套在火线、零线输出端21、22上且与第三电压比较器IC2的同相输入端连接，第三电压比较器IC2的反相输入端连接第七电阻R7后接地，同时，第三电压比较器IC2的反相输入端还连接第八电阻R8后连接至降压整流电路的输出端，第三电压比较器IC2的输出端连接第三开关三极管VT2的基极，第三开关三极管VT2的集电极连接第二继电器K2的线圈负极，第二继电器K2的线圈正极连接至降压整流电路的输出端。

当负载接通后，线路中如果出现漏电，则第二电流互感器TA2检测到漏电电流，该漏电电流经整流、滤波后输入至第三电压比较器IC2的同相输入端，第三电压比较器IC2的反相输入端电压为U0×R7/（R7＋R8），通过设定第七电阻R7和第八电阻R8的阻值，可以使第三电压比较器IC2的同相输入端的电压值高于反相输入端电压值，于是第三电压比较器IC2输出高电平，使第三开关三极管VT2饱和导通，第二继电器K2得电，其第一触点K21闭合，此时，第二继电器K2自锁，其第二触点K22断开，于是第一继电器K1失电，第一、第二触点K11、K12常开触点断开，输出端无电压输出，负载断电，起到保护的目的。

负载火线、零线输出端21、22之间连接有指示灯H1，用于指示输出端是否有交流电压输出，有交流电压输出时H1亮，无输出时H1不亮。

本实用新型在负载火线、零线输出端设有漏电试验按钮AN，漏电试验按钮AN的一端连接负载零线输出端，另一端连接负载火线输出端，第二电流互感器TA2设置在漏电试验按钮AN的上述两个连接点之间，当漏电试验按钮AN按下时，第二电流互感器TA2会检测到漏电电流。漏电试验按钮AN用于定期进行漏电试验，以检测漏电保护功能的可靠性。

本实用新型，在第二继电器K2的线圈正极与降压整流电路输出端之间的线路上设有复位按钮SB，按下复位按钮SB，第二继电器K2失电，其常开触点K21断开，自锁解除，其常闭触点K22闭合，漏电保护器恢复正常工作。

压敏电阻Rv、二极管D3的作用在于吸收线路中出现的浪涌电压，保护负载控制电路的正常工作。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.漏电保护器，包括输入端、输出端和降压整流电路，其特征在于，还包括负载控制电路，所述负载控制电路包括第一继电器、第一电流互感器、第一电压比较器、第一开关三极管以及第二电压比较器、第二开关三极管，所述第一继电器为转换型继电器，所述输入端通过所述第一继电器的触点与所述输出端连接，所述第一电流互感器环套在所述输出端的火线上且与第一电压比较器的同相输入端连接，第一电压比较器的反相输入端连接连接第一电阻后接地，第一电压比较器的反相输入端还连接第二电阻后再连接到降压整流电路的输出端，第一电压比较器的输出端连接至第一开关三极管的基极，第一开关三极管的集电极串联第六电阻后连接到降压整流电路的输出端，第一开关三极管的发射极连接至第二电压比较器的同相输入端，第二电压比较器的同相输入端同时连接分压电阻后和第二触点相对应的常闭触点，分压电阻的另一端接地，与第一触点相对应的常闭触点连接第三电阻后与降压整流电路的输出端连接，第二电压比较器的反相输入端通过第四电阻接地，同时，第二电压比较器的反相输入端还通过第五电阻连接至降压整流电路的输出端，第二电压比较器的输出端连接第二开关三极管的基极，第二开关三极管集电极连接第一继电器的线圈负极，第一继电器的线圈正极连接降压整流电路的输出端。

2.如权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，还包括漏电保护电路，所述漏电保护电路包括第二电流互感器、第三电压比较器和第二继电器，第二继电器具有第三、第四两个触点，其中第三触点为常开触点，第四触点为常闭触点，第三触点连接在第二继电器线圈负极与地线之间，第四触点串接在整流电路输出端与负载控制电路之间，第二电流互感器环套在输出端上且与第三电压比较器的同相输入端连接，第三电压比较器的反相输入端连接第七电阻后接地，同时，第三电压比较器的反相输入端还连接第八电阻后连接至降压整流电路的输出端，第三电压比较器的输出端连接第三开关三极管的基极，第三开关三极管的集电极连接第二继电器的线圈负极，第二继电器的线圈正极连接至降压整流电路的输出端。

3.如权利要求2所述的漏电保护器，其特征在于，输出端的火线、零线之间设有漏电试验按钮，漏电试验按钮的一端连接输出端的零线，另一端连接输出端的火线，第二电流互感器设置在漏电试验按钮的上述两个连接点之间。

4.如权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，第二继电器的线圈正极与降压整流电路输出端之间的线路上设有复位按钮。

5.如权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，输出端的火线、零线之间设有指示灯。

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