一种安全电源插座及其操作方法与流程

本发明涉及电源连接器件技术领域，特别是一种安全电源插座及其操作方法。

背景技术：

电源插座多数固定在墙壁或者其他平面上，普通的电源插座由面板和基座构成，面板的正面上有若干插孔，供用电气插头插入。面板的后面是电极连接片，在电气插头插入后电极连接片紧密贴紧电气插头。电极连接片一般直接与电源连通，往往随时处于带电状态，因此在使用的时候容易触电，特别是面板上的插孔裸露时，比如很多儿童会在好奇心驱使的情况下触摸插孔，如果接触到电极弹片就会触电。另外，当电气插头插入插孔时，往往会因为插头与电极连接片未完全接触时已经导通，形成电弧，产生火花。从而造成对插头和插座的损坏，甚至造成火灾以及人身的伤害。

业界为了防触电采取了很多种措施，最简单的办法是在插孔后面安装一个翻盖。当用电气插头插入时，此翻盖被顶开，插头与电极连接片连通导电。当没有插头插入时，翻盖抬起遮挡住插孔，起到防触电的作用。但此类电源插座由于其翻盖容易损坏导致插头无法插入。而且仍然存在用电气插头插入时的火花隐患。

另外一种复杂的办法是在插座内部安装一个开关。当插头完全插入时将开关顶开，接通电源。但这种插座造价高，只会用在少数高端电源插排上。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种安全电源插座及其操作方法，减少用电器未使用时触电情况的发生，同时防止插头与插座连通时的火花产生。

为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案是：一种安全电源插座，所述电源插座包括面板、基座和至少两个电连接单元，其特征在于，每一所述电连接单元包括：

第一电极连接片，其固定于所述基座上；

第二电极连接片，其弹性连接于所述基座上，所述第二电极连接片与所述第一电极连接片对称分布于同一个电极插孔中，所述第二电极连接片中上部与所述第一电极连接片的中上部之间形成竖直方向的夹插口，所述夹插口用于插入电气插头；

活动电连接装置，其固定于所述第二电极连接片上；以及

固定电连接装置，其固定于所述基座上，其中，

所述夹插口的厚度小于所述电气插头的插片的厚度，使得所述电气插头插入到所述夹插口的过程中，所述第二电极连接片逐渐外移从而带动所述活动电连接装置逐渐外移，直至所述电气插头插入到所述夹插口下部时，所述活动电连接装置触及所述固定电连接装置，从而产生电连接。

优选的，所述活动电连接装置由第一触片和第二触片构成，所述第一触片固定在所述第二电极连接片上，所述第二触片固定在所述固定电连接装置上，所述第一触片与所述第二触片通过面面接触时，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置导通。

优选的，还包括第一铁块、第一磁铁、第二铁块，所述第一铁块固定于所述基座上，所述第一磁铁固定于所述第一触片远离所述第二电极连接片的一端，所述第二铁块固定于所述第二触片远离所述固定电连接装置的一端，所述第一磁铁位于所述第一铁块与所述第二铁块之间。

优选的，还包括第二磁铁、所述第一磁铁、所述第一铁块，所述第一磁铁固定于所述基座上，所述第一铁块固定于所述第一触片远离所述第二电极连接片的一端，所述第二磁铁固定于所述第二触片远离所述固定电连接装置的一端，所述第一铁块位于所述第一磁铁与所述第二磁铁之间。

优选的，还包括第三磁铁、所述第一磁铁、所述第二磁铁，所述第一磁铁固定于所述基座上，所述第三磁铁固定于所述第一触片远离所述第二电极连接片的一端，所述第二磁铁固定于所述第二触片远离所述固定电连接装置的一端，所述第三磁铁位于所述第一磁铁与所述第二磁铁之间。

优选的，还包括弹簧，所述弹簧一端固定在所述第二电极连接片的下部，另一端固定于所述基座上。

优选的，所述活动电连接装置由第三触片和摇臂构成，所述第三触片固定在所述固定电连接装置上，所述摇臂的一端连接在所述第二电极连接片的下部，所述摇臂的另一端通过摆动与所述第三触片导通或断开。

优选的，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置相互导通的部位采用绝缘材料封装。

本发明采用的第二个技术方案是：一种安全电源插座的操作方法，其特征在于包括以下步骤：

电气插头未插入所述电源插座时，所述用电气插头与所述固定电连接装置处于断开状态，所述第二电极连接片贴近所述第一电极连接片，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置处于断开状态，所述第一电极连接片与所述第二电极连接片不带电；

所述电气插头逐渐插入所述电源插座时，所述电气插头挤压所述第二电极连接片，所述第二电极连接片逐渐外移从而带动所述活动电连接装置逐渐外移，所述活动电连接装置逐渐靠近所述固定电连接装置但未接触，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置处于断开状态，所述用电气插头与所述固定电连接装置处于断开状态，所述第一电极连接片与所述第二电极连接片不带电；

所述电气插头完全插入所述电源插座时，所述电气插头与所述第一电极连接片和所述第二电极连接片紧密连接，所述电气插头挤压所述第二电极连接片，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置导通，所述电气插头与所述固定电连接装置处于闭合状态，所述第一电极连接片与所述第二电极连接片带电；

所述电气插头完全拔出所述电源插座时，所述电气插头与所述第一电极连接片和所述第二电极连接片相互脱离，所述电气插头对所述第二电极连接片挤压消失，所述第二电极连接片带动所述活动电连接装置向所述第一电极连接片移动，所述活动电连接装置与所述固定电连接装置脱离，所述第二电极连接片与所述固定电连接装置处于断开状态，所述第一电极连接片与所述第二电极连接片不带电。

本发明的有益效果是：在不增加现有插座成本的前提下，避免了电极连接片外漏引起的触电事故的发生，降低了用电气插头插入插座时电弧发生率，保证了用电的安全。

附图说明

图1是本发明一种安全电源插座电连接单元结构一示意图；

附图中各部件的标记如下：101-第一电极连接片、102-固定电连接装置、103-密封部、104-活动电连接装置、105-第二电极连接片。

图2是本发明一种安全电源插座电连接单元结构二示意图；

附图中各部件的标记如下：201-第一触片、202-第二触片。

图3是本发明一种安全电源插座电连接单元结构三示意图；

图4是本发明一种安全电源插座电连接单元结构四示意图；

图5是本发明一种安全电源插座电连接单元结构五示意图；

附图中各部件的标记如下：301-第一铁块、302-第一磁铁、303-第二铁块、304-弹簧。

图6是本发明一种安全电源插座电连接单元结构六示意图；

附图中各部件的标记如下：301-第一铁块、302-第一磁铁、305-第二磁铁。

图7是本发明一种安全电源插座电连接单元结构七示意图；

附图中各部件的标记如下：306-第三磁铁。

图8是发明一种安全电源插座电连接单元结构八示意图；

附图中各部件的标记如下：401-摇臂、402-摇臂轴、403-第三触片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明一种安全用电插座包括面板、基座和电连接单元，每个电连接单元由两个电极连接片(可以制成一定硬度的弹片)、一个固定电连接装置和一个活动电连接装置构成。一个安全电源插座中电连接单元的数目至少为两个，以适应两相电源或三相电源的连接或者适应同一插座连接多个用电器。

图1所示是一种安全电源插座电连接单元结构一，主要由第一电极连接片101、固定电连接装置102、密封部103、活动电连接装置104、第二电极连接片105构成。

第一电极连接片101和第二电极连接片105对称布置于电源插座的基座上的同一个插孔内，第一连接片101固定在插孔一侧的基座上，第二电极连接片105弹性连接在与第一连接片101相对的插孔另一侧。两者的下部连通(图1中的第一电极连接片105和第二电极连接片101的连通部位107)以增加与电气插头106的接触面积，两者的中上部之间形成竖直方向的夹插口，用于连接电气插头106，此夹插口的厚度小于电气插头106的插片的厚度。第二电极连接片105的上固定一个活动电连接装置104。活动电连接装置104的一端与第二电极连接片105连接，另一端靠近固定电连接装置102，固定电连接装置102固定在安全电源插座的基座上。当活动电连接装置104向固定电连接装置102移动时，其与固定电连接装置102接触并产生电连接。活动电连接装置104与固定电连接装置102之间有一个密封部103，密封部103将活动电连接装置104和固定电连接装置102相互接触的部位(两者电连接的部位)采用绝缘材料封装以避免两者导通时电离空气产生电弧。

下面结合图1详细说明本发明的操作方法：

当电气插头106未插入插孔时，第二电极连接片105贴近第一电极连接片101，电气插头106对第二电极连接片105没有挤压作用，活动电连接装置104与固定电连接装置102之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106逐渐插入插孔时，第二电极连接片105受到电气插头106的挤压，逐渐向插孔外部移动，从而带动活动电连接装置104逐渐外移并靠近固定电连接装置102，此时，活动电连接装置104和固定电连接装置102并没有接触，从而使得电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106完全插入插孔时，电气插头106与第一电极连接片101和

第二电极连接片105紧密连接，瞬间活动电连接装置104与固定电连接装置102紧密接触，两者处于导通状态。电气插头106通过第一电极连接片101和第二电极连接片105以及活动电连接装置104与固定电连接装置102导通，电气插头106与固定电连接装置102处于闭合状态。

当电气插头106拔出时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105断开。电气插头106对第二电极连接片105的挤压作用消失，由于弹力作用，第二电极连接片105逐渐向插孔内移动，从而带动活动电连接装置104逐渐移动并脱离固定电连接装置102，活动电连接装置104与固定电连接装置102分离，两者处于断开状态。导致电气插头106、第一电极连接片101、第二电极连接片105均与固定电连接装置102处于断开状态，第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

图2所示是一种安全电源插座电连接单元结构二，主要由第一电极连接片101、固定电连接装置102、密封部103、第二电极连接片105、第一触片201、第二触片202构成。

图2是在图1基础上进行了改进，将图1中的杆状活动电连接装置104改成触片式结构，由第一触片201和第二触片202组成。第一触片201固定在第二电极连接片105上，可以随着第二电极连接片105移动。第二触片202固定在固定电连接装置102上。第一触片201的光滑平面可与第二触片202光滑的平面进行紧密接触，由于两个平面的接触面积大，从而可减少尖端放电。密封部103将第一触片201与第二触片202能够接触的部位采用绝缘材料封装以避免两者导通时电离空气产生电弧。

下面结合图2详细说明本发明的操作方法：

当电气插头106未插入插孔时，第二电极连接片105贴近第一电极连接片101，电气插头106对第二电极连接片105没有挤压作用，第一触片201与第二触片202之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106逐渐插入插孔时，第二电极连接片105受到电气插头106的挤压，逐渐向插孔外部移动，从而带动第一触片201逐渐外移并靠近第二触片202，此时，第一触片201和第二触片202并没有接触，从而使得电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106完全插入插孔时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105紧密连接，第一触片201与第二触片202紧密接触，两者处于导通状态。电气插头106通过第一电极连接片101、第二电极连接片105、第一触片201、第二触片202与固定电连接装置102导通，电气插头106与固定电连接装置102处于闭合状态。

当电气插头106拔出时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105断开。电气插头106对第二电极连接片105的挤压作用消失，由于弹力作用，第二电极连接片105逐渐向插孔内移动，从而带动第一触片201逐渐移动并脱离第二触片202，第一触片201与第二触片202分离，两者处于断开状态。导致电气插头106、第一电极连接片101、第二电极连接片105均与固定电连接装置102处于断开状态，第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

图3和图4是图2的另外两种形式，其结构和操作原理与图2类似。实际设计及应用中，可以结合具体情况调整第一触片201与第二电极连接片105之间的角度。

图5所示是一种安全电源插座电连接单元结构五，主要由第一电极连接片101、固定电连接装置102、密封部103、第二电极连接片105、第一触片201、第二触片202、第一铁块301、第一磁铁302、第二铁块303、弹簧304构成。弹簧304一端固定在电源插座的基座上，另一端固定在第二电极连接片105下部，第二电极连接片105不移动时，弹簧304处于压缩状态。

图5是在图2的基础上进行了改进，第一磁铁302固定于第一触片201远离第二电极连接片105的一端，第二铁块303固定于第二触片202远离固定电连接装置102的一端，第一铁块301位于第一磁铁302的左下方并固定在电源插座的基座上，第一磁铁302位于第一铁块301与第二铁块303之间。

密封部103将第一触片201与第二触片202能够相互接触的部位、第一磁铁302、第二铁块303、第一铁块301采用绝缘材料封装。从而避免第一触片201与第二触片202导通时电离空气产生电弧。

下面结合图5详细说明本发明的操作方法：

当电气插头106未插入插孔时，第二电极连接片105贴近第一电极连接片101，电气插头106对第二电极连接片105没有挤压作用。弹簧304被压缩在基座与第二电极连接片105的下部之间。第一磁铁302吸在第一铁块301上，二者的吸引力大于弹簧的弹力，第一触片201与第二触片202之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106逐渐插入插孔时，第二电极连接片105受到电气插头106的挤压，逐渐向插孔外部移动，此时第一磁铁302仍然吸在第一铁块301上，电气插头106对第二电极连接片105的挤压力小于第一磁铁302与第一铁块301的吸引力和弹簧304弹力之和。第一触片201与第二触片202之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106完全插入插孔时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105紧密连接，由于电气插头106的挤压作用，第二电极连接片105向右移动，弹簧304被进一步压缩，向右的作用力大于第一磁铁302与第一铁块301之间的吸引力和弹簧304弹力之和，第一磁铁302脱离铁块301，瞬间第一触片201与第二触片202紧密接触，同时第一磁铁302与第二铁块303吸在一起，弹簧304进一步压缩。第一触片201与第二触片202紧密接触，两者处于导通状态。电气插头106通过第一电极连接片101、第二电极连接片105、第一触片201、第二触片202与固定电连接装置102导通，电气插头106与固定电连接装置102处于闭合状态。

当电气插头106拔出时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105断开。电气插头106对第二电极连接片105的挤压作用消失，由于第二电极连接片105自身的弹力和弹簧304弹力的作用，第二电极连接片105向左移动，当向左的作用力大于磁铁第一302与第二铁块303之间的吸引力时，第一磁铁302脱离铁块303，瞬间第一触片201与第二触片202脱离，同时第一磁铁302与第一铁块301吸在一起，弹簧304也恢复到初始状态。第一触片201与第二触片202处于断开状态。导致电气插头106、第一电极连接片101、第二电极连接片105均与固定电连接装置102处于断开状态，第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

图6是图5中电源插座结构的一种变形，第一铁块301固定于第一触片201远离第二电极连接片105的一端，第一磁铁302固定于第二触片202远离固定电连接装置102的一端，第二磁铁块305位于第一铁块301的左下方并固定在电源插座的基座上，第一铁块301位于第一磁铁302与第二磁铁305之间。

图6的操作方法原理与图5类似，利用了中间第一铁块301和第一磁铁302与第二磁铁305之间的吸引力实现第一触片201和第二触片202快速导通。

图7是图6中电源插座结构的一种变形，将图6中将第一铁块301换成了第三磁铁306。

下面结合图7详细说明本发明的操作方法：

当电气插头106未插入插孔时，第二电极连接片105贴近第一电极连接片101，电气插头106对第二电极连接片105没有挤压作用。弹簧304被压缩在基座与第二电极连接片105的下部之间。第三磁铁306吸在第二磁铁305上，二者的吸引力大于弹簧的弹力，第一触片201与第二触片202之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106逐渐插入插孔时，第二电极连接片105受到电气插头106的挤压，逐渐向插孔外部移动，此时第三磁铁306仍然吸在第二磁铁305上，电气插头106对第二电极连接片105的挤压力小于第三磁铁306与第二磁铁305的吸引力和弹簧304的弹力之和。第一触片201与第二触片202之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106完全插入插孔时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105紧密连接，由于电气插头106的挤压作用，第二电极连接片105向右移动，弹簧304被进一步压缩，向右的作用力大于第三磁铁306与第二磁铁305的之间的吸引力和弹簧304弹力之和，第三磁铁306脱离第二磁铁305，瞬间第一触片201与第二触片202紧密接触，同时第一磁铁302与第三铁块306吸在一起，弹簧304进一步压缩。第一触片201与第二触片202紧密接触，两者处于导通状态。电气插头106通过第一电极连接片101、第二电极连接片105、第一触片201、第二触片202与固定电连接装置102导通，电气插头106与固定电连接装置102处于闭合状态。

当电气插头106拔出时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105断开。电气插头106对第二电极连接片105的挤压作用消失，由于第二电极连接片105自身的弹力和弹簧304弹力的作用，第二电极连接片105向左移动，当向左的作用力大于第二磁铁302与第三磁铁306之间的吸引力时，第三磁铁306脱离第二磁铁302，瞬间第一触片201与第二触片202脱离，同时第三磁铁306与第二磁铁305吸在一起，弹簧304也恢复到初始状态。第一触片201与第二触片202处于断开状态。导致电气插头106、第一电极连接片101、第二电极连接片105均与固定电连接装置102处于断开状态，第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

图8所示是一种安全电源插座电连接单元结构八，主要由第一电极连接片101、固定电连接装置102、密封部103、第二电极连接片105、摇臂401、摇臂轴402、第三触片403构成。

图8是在图1基础上进行了改进，将图1中的活动电连接装置104改成摇臂式结构，由摇臂401、摇臂轴402及第三触片403组成。摇臂401一端固定在第二电极连接片105的下部，摇臂轴402固定在基座上。当第二电极连接片105下部移动时，摇臂401的另一端围绕摇臂轴402转动从而与第三触片403紧密接触。第三触片403固定在固定电连接装置102上。摇臂401与第三触片403通过光滑平面接触，由于两个平面的接触面积大，从而可减少尖端放电。密封部103将摇臂401与第三触片403能够相互接触的部位采用绝缘材料封装以避免两者导通时电离空气产生电弧。

下面结合图8详细说明本发明的操作方法：

当电气插头106未插入插孔时，电气插头106对第二电极连接片105没有挤压作用，第二电极连接片105贴近第一电极连接片101，摇臂401与第三触片403之间存在空隙，二者处于断开状态。此时，电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106逐渐插入插孔时，第二电极连接片105受到电气插头106的挤压，逐渐向右移动，从而带动摇臂401围绕摇臂轴402顺时针方向转动，摇臂401的另一端向左移动。此时，摇臂401与第三触片403逐渐靠近，但没有接触，两者处于断开状态。电气插头106与固定电连接装置102处于断开状态。第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

当电气插头106完全插入插孔时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105紧密连接，由于电气插头106的挤压作用，第二电极连接片105的下部向右移动一定距离，由于摇臂401围绕摇臂轴402顺时针方向转动带动摇臂401的另一端向左移动。瞬间摇臂401与第三触片403紧密接触，两者处于导通状态。电气插头106通过第一电极连接片101、第二电极连接片105、摇臂401、第三触片403与固定电连接装置102导通，电气插头106与固定电连接装置102处于闭合状态。

当电气插头106拔出时，电气插头106与第一电极连接片101和第二电极连接片105断开。电气插头106对第二电极连接片105的挤压作用消失，在弹力的作用下，第二电极连接片105的下部向左移动，从而带动摇臂401围绕摇臂轴402逆时针方向转动，摇臂401的另一端向左移动。瞬间摇臂401与第三触片403脱离，两者处于断开状态。导致电气插头106、第一电极连接片101、第二电极连接片105均与固定电连接装置102处于断开状态，第一电极连接片101和第二电极连接片105不带电，任何触及第一电极连接片101和第二电极连接片105的情况下都不会触电，也不会产生电弧。

本发明不改变现有电源插座的结构，因而不会增加现有电源插座的成本。本发明应用时，在与现有插座成本相当的前提下，避免了电极连接片外漏引起的触电事故的发生，降低了用电气插头插入插座时电弧发生率，保证了用电的安全。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。