专利名称：电接线保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用电安全保护领域，尤其涉及具有输入端与输出端之间的分断特性的 电接线保护装置。
背景技术：
为避免家用电器的漏电流对使用者造成伤害，通常在家用电器，诸如电热水器、冰 箱等，的电源输入侧安装具有漏电流保护功能的装置。一般现有的保护装置都具有相线的 漏电流保护功能。现有技术中的漏电保护装置通常采用电流互感器来检测相线和零线上的 电流不平衡(通常电流互感器包括一个磁环，相线和零线在该磁环上缠绕相同的匝数)，当 相线和零线的不平衡达到或超过设定值时，断开用电设备的供电电源。现有技术中的许多 漏电保护装置存在如下缺点只对相线漏电进行保护而不对地线漏电进保护。用电设备的 金属外壳常常与电源的地线直接连接。当电源接线故障，或相线与地线间绝缘不好时，会使 得地线带电，从而使得用电设备的金属外壳也带电。当使用者在不知情的情况下接触到带 电外壳，就会受到人身伤害。或者当用电设备为电热水器时，外壳带电可能通过水龙头放出 来的水对使用者造成触电伤害。中国专利01U9867. 7公开了一种漏电保护插头，增加了地线检测保护功能。图1 示出了该专利的电路示意图。如图所示，该漏电保护插头在地线上增加一个零序电流检测 环，该检测环的次级输出端与相线剩余电流检测环的次级输出并联，当地线带电且有电流 流过时，地线上的检测环次级输出信号，经放大器处理后驱动脱扣机构动作，断开用电设备 的供电。该专利的技术方案存在以下缺点采用两只零序电流互感器分别检测相线与地线 上的漏电电流，增加了产品成本，同时在产品内狭小的空间中很难固定两个磁环，影响了产 品结构的稳定性。此外，由于两只磁环间的互感，磁场干扰作用较大，影响了两个电流检测 环各自的检测精度，难以保证漏电保护插头的检测性能。
发明内容
本发明的主要目的为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种电接线保护装置， 既能对相线漏电进行保护，又能对地线漏电进行保护。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，提供了一种电接线保护装置，其包 括相线通路、零线通路和地线通路；错误检测电路，包括一个电流互感器，该电流互感器 包括连接于所述相线通路中的第一初级绕组、连接于所述零线通路中的第二初级绕组、连 接于所述地线通路中的第三初级绕组、以及一个次级绕组，所述错误检测电路配置为响应 于至少以下错误之一在所述次级绕组产生错误检测信号所述相线通路的错误、所述零线 通路的错误、所述地线通路的错误；信号驱动电路，连接到所述次级绕组，配置为响应于所 述错误检测信号产生触发信号；脱扣组件，连接到所述信号驱动电路，配置为响应于所述触 发信号断开所述相线通路、零线通路以及地线通路的连接。本发明中的电接线保护装置通过一个电流互感器即可既检测相线漏电、又检测地线漏电。当发生电源接线故障，或者在长期使用中电源线绝缘层老化造成地线与相线接触 而产生漏电，本发明中的电接线保护装置均能迅速地断开输入端和输出端之间的电性连 接，从而有效地防止用电事故的发生。根据本发明的电接线保护装置一个实施例，其中，错误检测电路中的电流互感器 的第一初级绕组的匝数与第二初级绕组的匝数相同，而与第三初级绕组的匝数不同。该实 施例中，通过对电流互感器的三个初级绕组匝数的区别设置，可以避免当相线对地线漏电 时，因为漏电流相同且第一初级绕组与第三初级绕组匝数相同而造成在电流互感器中的感 应磁通相互抵消从而出现漏检的情形。根据本发明的电接线保护装置的一个实施例，其中，脱扣组件包括第一对触点， 用于连接所述相线通路的输入端和输出端；第二对触点，用于连接所述零线通路的输入端 和输出端；以及第三对触点，用于连接所述地线通路的输入端和输出端；所述脱扣组件配 置为响应于所述触发信号分开所述第一对触点、第二对触点以及第三对触点。根据本发明的电接线保护装置的一个实施例，其中，所述脱扣组件配置为响应于 所述触发信号，先于所述第三对触点分开所述第一对触点、第二对触点。上述实施例中的电接线保护装置，在检测到电路错误时，先断开相线通路和零线 通路的连接、后断开地线通路的连接，进一步增强了电接线保护装置的安全性能。 根据本发明的电接线保护装置的一个实施例，其中，所述脱扣组件还包括第一悬 臂，其一端连接到所述相线通路的输入端，所述第一对触点之一设置于所述第一悬臂的另 一端；以及第二悬臂，其一端连接到所述零线通路的输入端，所述第二对触点之一设置于所 述第二悬臂的另一端。根据本发明的电接线保护装置的一个实施例，其中，所述脱扣组件还包括第一悬 臂，其一端连接到所述相线通路的输出端，所述第一对触点之一设置于所述第一悬臂的另 一端；以及第二悬臂，其一端连接到所述零线通路的输出端，所述第二对触点之一设置于所 述第二悬臂的另一端。在该实施例中，在断路状态下，第一悬臂和第二悬臂不会带电，因而 电接线保护装置的安全性能更好。根据本发明的电接线保护装置的一个实施例，其中，所述脱扣组件还包括第三悬 臂，其一端连接到所述地线通路的输入端或输出端，所述第三对触点之一设置于所述第三 悬臂的另一端。其中，当第三悬臂的一端连接到地线通路的输出端的情况下，电接线保护装 置的安全性能更好。
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更加明显图1示出了现有技术中一种漏电保护插头的电路示意图；图2示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置的电路示意图；图3示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置的电路示意图；图如示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置在断路状态下的结构示 意图；图4b示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置在状态变化过程中的结构示意图；图如示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置在复位状态下的结构示 意图；在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示对应的特征。
具体实施例方式图2示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置的电路示意图。如图所 示，该实施例中的电接线保护装置包括相线通路10、零线通路20、地线通路30、错误检测电 路40、信号驱动电路50、脱扣组件60。相线通路10包括一个输入端11和一个输出端12。零线通路20包括一个输入端 21和一个输出端22。地线通路30包括一个输入端31和一个输出端32。典型地，输入端 11、21、31可以连接到电源插头的接线端(叶片)；输出端12、22、32可以连接到用电设备 (例如电冰箱、电热水器、等)的电源输入端和接地保护端。错误检测电路40包括一个电流互感器400。电流互感器400包括连接于相线通 路10中的第一初级绕组411、连接于零线通路20中的第二初级绕组412、连接于地线通路 30中的第三初级绕组413、以及一个次级绕组421。错误检测电路40配置为响应于至少以 下错误之一在次级绕组421产生错误检测信号相线通路10的错误、零线通路20的错误、 地线通路30的错误。信号驱动电路50，连接到次级绕组421，配置为响应于所述错误检测信号产生触 发信号。脱扣组件60，连接到信号驱动电路50，配置为响应于所述触发信号断开相线通路 10、零线通路20以及地线通路30的连接。在电路正常使用的情况下，第一初级绕组411和第二初级绕组412之中流过的电 流应是等值且反向的，第三初级绕组413之中应该没有电流流过；亦即相线通路10与零线 通路20电流平衡，而地线通路30无电流。当发生至少以下错误之一时相线通路10的错误、零线通路20的错误、地线通路 30的错误，通常会造成第一初级绕组411和第二初级绕组412之间的电流不平衡、或者在第 三初级绕组413中有电流流过。则响应于上述错误，在次级绕组421中将产生错误检测信号。典型地，信号驱动电路50包括运算放大电路以及可控硅器件；脱扣组件60包括一 个带铁芯的线圈69以及三个开关61、62、63，分别连接于相线通路10、零线通路20、地线通 路30之中。当电路正常工作时，三个开关61、62、63闭合，相线通路10、零线通路20、地线 通路30的输入端与输出端之间分别保持电性连接。一旦次级绕组421上产生的错误检测 信号满足预定条件，就会由运算放大电路进行放大并输出一个高电平信号，该高电平信号 通常被输入可控硅器件的控制极，用于控制可控硅器件导通。当可控硅器件导通时会产生 一个大电流信号，该大电流信号即为触发信号。当触发信号，亦即大电流信号，流过脱扣组 件60中的线圈69时，将产生磁场使得铁芯运动，从而引起其他机构的相互运动，其结果是 断开开关61、62、63，切断了相线通路10、零线通路20、地线通路30的输入端与输出端之间 的电性连接，以保证用电设备的安全。
图2所示的电接线保护装置还包括一个电源模块90。电源模块90连接到相线通 路10以及零线通路20。典型地，电源模块90包括桥式整流电路，将交流电转变为直流电， 为信号驱动电路50等提供电源。本领域技术人员应能理解，电源模块90也可以采用电池 供电，或者其他直接地直流供电设计。通常，第一初级绕组411与第二初级绕组412的匝数相同。而第三初级绕组413 的匝数可以与第一、第二初级绕组相同，也可以不同。当三个初级绕组411、412、413的匝数均相同时，可能会出现漏检的情况。例如，当 相线通路10与地线通路30之间发生漏电时，第一绕组411与第二绕组412之间的电流不 平衡在电流互感器400中引起的磁通量有可能被第三初级绕组413引起的磁通量所抵消， 从而产生漏检。因此，优选地，第一初级绕组411的匝数与第二初级绕组412的匝数相同，而与第 三初级绕组413的匝数不同。如图2所示，该实施例中，第三初级绕组413的匝数多于第一初级绕组411和第二 初级绕组412的匝数。图3示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置的电路示意图。在图3所 示实施例中，电接线保护装置也包括相线通路10、零线通路20、地线通路30、错误检测电路 40、信号驱动电路50以及脱扣组件60 ；其中，在错误检测电路40中的电流互感器400上， 第三初级绕组413的匝数少于第一初级绕组411和第二初级绕组412的匝数。图如和图如示出了根据本发明的一个实施例的电接线保护装置的结构示意图。如图所示，脱扣组件60包括线圈69、铁芯68、闩体67，以及第一对触点611和 612、第二对触点621和622、第三对触点631和632。其中，第一对触点611和612分别连 接到相线通路10的输入端和输出端，组成图3所示开关61 ；第二对触点621和622分别连 接到零线通路20的输入端和输出端，组成图3所示开关62 ；第三对触点631和632分别连 接到地线通路30的输入端和输出端，组成图3所示开关63。图中所示电接线保护装置还包括复位组件，该复位组件包括按钮71、销体72、置 位部件73、弹簧74。按钮71连接着销体72，弹簧74套在销体72之上，为按钮71提供朝 向电接线保护装置之外的弹力。闩体67伸入置位部件73之中，销体72可以穿过置位部件 73中的孔而与闩体67啮合，从而在弹簧74的弹力作用下将闩体67和置位部件73 —并挂起。在静止状态下，按钮71可以处于一个第一位置和一个第二位置；相应地，置位部 件73可以处于一个第三位置和一个第四位置。如图如示出了按钮71处于第一位置而置位部件73处于第三位置的情形，该情形 对应于电接线保护装置的断路状态。按钮71处于第一位置，销体72与闩体67彼此分离。电接线保护装置还包括第一悬臂613、第二悬臂623、第三悬臂633。触点611设 置于第一悬臂613的一端，触点621设置于第二悬臂623的一端，触点631设置于第三悬臂 633的一端。图如至图如中包括侧视图，第一悬臂613被第二悬臂623遮挡，因而在图中 未示出附图标记613。结合说明书中的描述以及图如和图如所示，本领域技术人员应能理 解，在该实施例中，第一悬臂613的形态与第二悬臂623的形态相似，两者分别位于销体72的两侧。置位部件73处于第三位置，第一悬臂613、第二悬臂623、第三悬臂633分别搁置 在置位部件73 (的伸出臂)之上。第一对触点611和612、第二对触点621和622、第三对 触点631和632均处于分开的状态。开关61、62、63均断开，相线通路10、零线通路20、地 线通路30的输入端和输出端之间的电性连接处于断开状态。如图如示出了按钮71处于第二位置而置位部件73处于第四位置的情形，该情形 对应于电接线保护装置的复位状态。按钮71处于第二位置，销体72与闩体67相互啮合。置位部件73处于第四位置。第一悬臂613、第二悬臂623、第三悬臂633均被置位 部件73抬起。第一对触点611和612、第二对触点621和622、第三对触点631和632分别 处于两两相接触的状态。开关61、62、63均闭合，相线通路10、零线通路20、地线通路30的 输入端和输出端之间保持电性连接。当电接线保护装置处于复位状态时，按钮71处于第二位置，销体72与闩体67相 互啮合，置位部件73处于第四位置，相线通路10、零线通路20、地线通路30的输入端和输 出端之间保持电性连接。当发生前述电路错误时，信号驱动电路50将产生触发信号，例如 大电流信号。该触发信号流过线圈69，产生磁场使得铁芯68移动，从而撞击或拉动闩体67。 闩体67与销体72分离，按钮71回复到第一位置，置位部件73回复到第三位置，第一悬臂 613、第二悬臂623、第三悬臂633也在各自的张力的作用下随着置位部件73弹开，第一对 触点611和612、第二对触点621和622、第三对触点631和632均回复到彼此分开的状态。 相线通路10、零线通路20、地线通路30的输入端和输出端之间的电性连接被断开，从而保 证了输出端所连接的用电设备的电气安全。当电接线保护装置处于断路状态时，按下按钮71，销体72将与闩体67啮合，在弹 簧74的弹力作用下，按钮71、销体72、闩体67、置位部件73将一同抬起，第一悬臂613、第 二悬臂623、第三悬臂633也被置位部件73抬起。最终，按钮71运动到第一位置，置位部件 73运动到第三位置，第一对触点611和612、第二对触点621和622、第三对触点631和632 分别两两相接触。开关61、62、63均闭合，相线通路10、零线通路20、地线通路30的输入端 和输出端之间分别导通。根据本发明的一个实施例，在断路状态，三对触点被设置为第三对触点631和 632之间的距离小于第一对触点611和612之间的距离以及第二对触点621和622之间的 距离。则，在电接线保护装置从断路状态变化到复位状态的过程中，第三对触点631和632 先接触，而第一对触点611和612、第二对触点621和622后接触；反之，在电接线保护装置 从复位状态变化到断路状态的过程中，第一对触点611和612、第二对触点621和622先分 开，而第三对触点631和632后分开。这样，在发生电路错误时，相线通路10和零线通路20 先断开，而地线通路30后断开，进一步增强了电接线保护装置的安全性能。图4b示出了该实施例中，电接线保护装置在状态变化过程中的情形。以电接线保护装置由断路状态变化到复位状态为例，如图4b所示，置位部件73抬 起，三条悬臂613、623、633均被抬起，第三对触点631和632率先接触。结合图如至如所 示，第三悬臂633具有较好的弹性，置位部件73继续抬起，第三悬臂633的中段随着被抬 起，直至第一对触点611和612、第二对触点621和622分别接触，电接线保护装置转变为复位状态。本领域技术人员应能理解，在该实施例中，也可以是触点632所连接的悬臂634具 有较好的弹性，当置位部件73继续抬起，第三对触点631和632随着置位部件73 —起继续 向上移动，直至第一对触点611和612、第二对触点621和622分别接触，电接线保护装置转 变为复位状态。结合上述描述，本领域技术人员应能理解该实施例中电接线保护装置由复位状态 变化到断路状态的情形，在此不再赘述。根据本发明的一个实施例，第一悬臂613的一端连接到相线通路10的输入端11， 第一对触点之中的触点611设置于第一悬臂613的另一端，触点612连接到相线通路10的 输出端12。第二悬臂623的一端连接到零线通路20的输入端21，第二对触点之中的触点 621设置于第二悬臂623的另一端，触点622连接到零线通路20的输出端22。根据本发明的另一个实施例，第一悬臂613的一端连接到相线通路10的输出端 12，第一对触点之中的触点611设置于第一悬臂613的另一端，触点612连接到相线通路10 的输入端11。第二悬臂623的一端连接到零线通路20的输出端22，第二对触点之中的触 点621设置于第二悬臂623的另一端，触点622连接到零线通路20的输入端21。参考图 4a，在该实施例中，电接线保护装置处于断路状态时，第一悬臂613和第二悬臂623均不带 电，因而电接线保护装置的安全性能更好。根据本发明的一个实施例，第三悬臂633的一端连接到地线通路30的输入端31， 第三对触点之中的触点631设置于第三悬臂633的另一端，触点632连接到地线通路30的 输出端32。根据本发明的另一个实施例，第三悬臂633的一端连接到地线通路30的输出端 32，第三对触点之中的触点631设置于第三悬臂633的另一端，触点632连接到地线通路30 的输入端31。在该实施例中，电接线保护装置处于断路状态时，即使电源输入侧发生接线错 误使得地线通路30的输入端31带电，第三悬臂633也不会带电，因而电接线保护装置的安 全性能更好。本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例 中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明 书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利 要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第 一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不 应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件 或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技 术特征进行组合以取得有益效果。
权利要求
1.一种电接线保护装置，其包括相线通路(10)、零线通路(20)和地线通路(30)；错误检测电路(40)，包括一个电流互感器000)，该电流互感器包括连接于所述相线 通路中的第一初级绕组G11)、连接于所述零线通路中的第二初级绕组G12)、连接于所述 地线通路中的第三初级绕组G13)、以及一个次级绕组021)，所述错误检测电路配置为响 应于至少以下错误之一在所述次级绕组产生错误检测信号所述相线通路的错误、所述零 线通路的错误、所述地线通路的错误；信号驱动电路(50)，连接到所述次级绕组，配置为响应于所述错误检测信号产生触发 信号；脱扣组件(60)，连接到所述信号驱动电路，配置为响应于所述触发信号断开所述相线 通路、零线通路以及地线通路的连接。
2.根据权利要求1所述的电接线保护装置，其特征在于，所述第一初级绕组的匝数与 第二初级绕组的匝数相同，而与第三初级绕组的匝数不同。
3.根据权利要求1或2所述的电接线保护装置，其特征在于，所述脱扣组件包括第一对触点(611、612)，用于连接所述相线通路的输入端和输出端；以及第二对触点(621、622)，用于连接所述零线通路的输入端和输出端；以及第三对触点(631、632)，用于连接所述地线通路的输入端和输出端；所述脱扣组件配置为响应于所述触发信号分开所述第一对触点、第二对触点以及第三 对触点。
4.根据权利要求3所述的电接线保护装置，其特征在于，所述脱扣组件配置为响应于 所述触发信号，先于所述第三对触点分开所述第一对触点、第二对触点。
5.根据权利要求3所述的电接线保护装置，其特征在于，所述脱扣组件还包括第一悬臂(613)，其一端连接到所述相线通路的输入端，所述第一对触点之一设置于所 述第一悬臂的另一端；以及第二悬臂(623)，其一端连接到所述零线通路的输入端，所述第二对触点之一设置于所 述第二悬臂的另一端。
6.根据权利要求3所述的电接线保护装置，其特征在于，所述脱扣组件还包括第一悬臂(613)，其一端连接到所述相线通路的输出端，所述第一对触点之一设置于所 述第一悬臂的另一端；以及第二悬臂(623)，其一端连接到所述零线通路的输出端，所述第二对触点之一设置于所 述第二悬臂的另一端。
7.根据权利要求3所述的电接线保护装置，其特征在于，所述脱扣组件还包括第三悬臂(633)，其一端连接到所述地线通路的输入端或输出端，所述第三对触点之一 设置于所述第三悬臂的另一端。
全文摘要
本发明涉及用电安全保护领域。根据本发明的一个实施例的电接线保护装置包括相线通路(10)、零线通路(20)和地线通路(30)；错误检测电路(40)，包括一个电流互感器(400)，其包括第一初级绕组(411)、第二初级绕组(412)、第三初级绕组(413)、以及一个次级绕组(421)，所述错误检测电路配置为响应于电路错误在所述次级绕组产生错误检测信号；信号驱动电路(50)，连接到所述次级绕组，配置为响应于所述错误检测信号产生触发信号；脱扣组件(60)，连接到所述信号驱动电路，配置为响应于所述触发信号断开所述相线通路、零线通路以及地线通路的连接。本发明的电接线保护装置，既能对相线漏电进行保护，又能对地线漏电进行保护。
文档编号H02H3/32GK102142670SQ20101010512
公开日2011年8月3日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者岳国兰, 张晓明, 李成力 申请人:上海益而益电器制造有限公司