专利名称：一种漏电保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用电安全保护技术领域，尤其是涉及一种漏电保护装置。
背景技术：
中国专利文献CN1142618C公开了一种地线能开闭的漏电保护插头，该漏电保护插头上不但设有相线与零线均穿过的零序电流互感器、还设有地线穿过的地线带电检测感应器，因此它不但能检测负载端相线与零线之间有无剩余电流，当相、零线之间出现剩余电流并达到预置的阀值时(例如10mA)，它就会立即脱扣，切断相线、零线和地线；而且在接地保护系统异常造成地线意外带电时，它还能检测负载端地线有无意外电流，当地线出现意外电流并达到预置的阀值时(例如10mA)，它也会立即脱扣，切断相线、零线和地线。由上可知，现有漏电保护装置在负载端故障漏电或地线意外带电时能脱扣的前提条件就是负载端相、零线之间必须有剩余电流或负载端地线上必须有意外电流流过才能脱扣，所以现有漏电保护装置就存在如下缺陷使用时，不论是在接地保护系统地线缺失(例如插座地线虚接造成无接地)且漏电保护装置负载端用电器具绝缘故障漏电时，还是在接地保护系统异常(例如相线、地线短路)造成地线意外带电时，都会造成用电器具的外露金属部件带上危险电压，但它们都没有构成回路因而还没有产生剩余电流或地线意外电流， 所以，尽管用电器具外露金属部件已带上了危险电压，但现有漏电保护装置在这种情况下都不会自动脱扣，只有当人体或牲畜触及这些已经带上电的外露金属部件时，经人体或牲畜才形成回路，从而产生剩余电流或地线意外电流使漏电保护装置在0. IS内脱扣而把相线、零线、地线断开，虽然它能及时脱扣保护了人们或牲畜的生命安全，但是现有漏电保护装置在这种情况下是必须先通过人体或牲畜触电产生剩余电流或地线意外电流并流过人体或牲畜后，它才能脱扣把相线、零线、地线断开的，所以现有漏电保护装置仍会造成人体或牲畜的触电事故。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能克服上述现有漏电保护装置缺陷的漏电保护装置，它不但能在负载端的相、零线路上的用电器具发生漏电或地线发生意外带电时能及时地把相线触头、零线触头及地线触头全部断开，而且它在接地保护系统出现接地缺失且漏电保护装置负载端的用电器具发生漏电造成用电器具外壳及地线带上危险电压时或者在接地保护系统发生异常造成地线意外带上危险电压时还能在人们或牲畜触及用电器具之前就会自动脱扣，及时把相线、零线及地线断开，为人们提供可靠性更高的漏电保护装置和更好的用电安全保障。本实用新型所提出的技术解决方案是这样的一种漏电保护装置，包含有外壳、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、第1可控硅组成，所述零序电流互感器次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端连接，还设有微弱电流检测感应器、电压比较器电路、单向输出电路，所述微弱电流检测感应器上设有铁芯、初级绕组和次级绕组，所述微弱电流检测感应器初级绕组与所述微弱电流检测感应器次级绕组均绕在所述微弱电流检测感应器铁芯上，在地线与零线之间连接有由所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，从稳压电源获得的基准电压输入所述电压比较器电路一输入端，所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，所述微弱电流检测感应器次级绕组另一输出端与所述整流电路输出端负极连接，所述电压比较器电路输出端通过所述单向输出电路与电磁线圈的驱动电路连接。当在所述电磁线圈的驱动电路中还设有放大电路时，所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述放大电路的一输入端与另一输入端，所述放大电路触发输出端输出的信号送入第1可控硅触发极。所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述第1可控硅的触发极与阴极。当在所述电磁线圈的驱动电路中还设有第3电阻、第4电阻、第2 二极管时，所述第3电阻一端与所述整流电路输出端正极连接，第3电阻另一端与第4电阻一端连接，第4 电阻另一端与第2 二极管正极连接，第2 二极管负极与所述整流电路输出端负极连接，第3 电阻另一端与第4电阻一端的连接点与稳压二极管负极连接，稳压二极管正极与整流电路输出端负极连接；所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述第1可控硅触发极与所述第2 二极管正极。所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。所述微弱电流检测感应器铁芯由坡莫合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成。所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或连接在负载端的地线与零线之间。当还设有第1电阻、第2电阻时，所述第1电阻与第2电阻串联而成的回路连接在稳压电源的一端与另一端之间，第1电阻一端与稳压电源一端连接，第1电阻另一端与第2 电阻一端连接，第2电阻另一端与稳压电源另一端连接，所述基准电压从第1电阻另一端与第2电阻一端的连接点取得。当所述基准电压送入所述电压比较器电路一输入端，该输入端为电压比较器电路的反相输入端时；所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，该输入端为电压比较器电路的同相输入端。当所述基准电压送入所述电压比较器电路一输入端，该输入端为电压比较器电路的同相输入端时；所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，该输入端为电压比较器电路的反相输入端。当所述单向输出电路由第1 二极管组成时，所述电压比较器电路的输出端与所述第1 二极管正极连接，所述第1 二极管负极与所述第1可控硅触发极连接。当所述单向输出电路由NPN三极管组成时，所述电压比较器电路的输出端与所述 NPN三极管基极连接，所述NPN三极管发射极与所述第1可控硅触发极连接，所述NPN三极管集电极与稳压电源一端连接。[0018]当所述单向输出电路由PNP三极管组成时，所述电压比较器电路的输出端与所述 PNP三极管基极连接，所述PNP三极管集电极与所述第1可控硅触发极连接，所述PNP三极管发射极与稳压电源一端连接。当所述单向输出电路由第2可控硅组成时，所述电压比较器电路的输出端与第2 可控硅触发极连接，第2可控硅的阳极与阴极分别和所述第1可控硅的阳极与阴极并联连接。所述稳压电源的一端与另一端分别为稳压二极管的负极与正极。所述稳压电源的一端与另一端分别为三端稳压器的输出端与地端。所述稳压电源的一端与另一端分别为所述放大电路的电源端与地端。所述电压比较器电路为电压比较器或运算放大器。本实用新型的实质特点在于除了与现有技术的漏电保护装置一样能检测负载相、 零线之间有无剩余电流和检测地线是否带电、当相、零线之间和地线分别或同时出现故障时都会立即动作把相、零、地线全部断开外，还在于本实用新型的漏电保护装置在地线与零线之间设有由微弱电流检测感应器与限流阻容元件串联而成的检测回路，并且把微弱电流检测感应器检测、感应输出与触发可控硅的电路和零序电流互感器检测、感应输出与触发可控硅的电路独立分开设置，这样当微弱电流检测感应器与零序电流检测感应器同时有信号输出时也不会造成互相影响，当接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压或当接地保护系统接地缺失且用电器具漏电造成外露金属部件和地线带上危险电压时，它能自动检测、感应输出信号并使漏电保护装置自动脱扣，把相线、零线、地线断开，从而实现了在人体或牲畜触及这些已带上危险电压的外露金属部件之前就把相线、零线、地线全断开。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果(1)、本实用新型的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦漏电保护装置负载端相、零线上的用电器具故障漏电且接地保护系统地线缺失(例如插座地线虚接造成无接地)时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线都会带上危险电压，微弱电流检测感应器就会检测、感应和输出信号，并把该信号与电压比较器电路的基准电压进行比较，当信号电压达到预定值时，电压比较器电路输出信号触发可控硅导通，使漏电保护装置在人体或牲畜触及用电器具之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况时必须人体或牲畜触及并流过剩余电流之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，因此它比现有漏电保护装置更安全。O)、本实用新型的漏电保护装置由于在地线与零线之间连接有由微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压时，微弱电流检测感应器就会检测、感应和输出信号，并把该信号与电压比较器电路的基准电压进行比较，当信号电压达到预定值时，电压比较器电路输出信号触发可控硅导通，使漏电保护装置在人体或牲畜触及电器之前就能及时把相线、 零线和地线全断开，它比现有漏电保护装置在这种情况时必须人体或牲畜触及并流过地线意外电流之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，因此它比现有漏电保护装置更安全。(3)、本实用新型的漏电保护装置由于连接在地线与零线之间的微弱电流检测感应器初级绕组对流过它的微弱电流信号也能检测、感应和输出信号，而且该初级绕组无最低起始电压的限制，所以它对地线所带的电压高低无限制，只要流过微弱电流检测感应器初级绕组的电流达到一定的值(例如10微安)就会使微弱电流检测感应器次级绕组所输出的信号电压大于电压比较器电路的基准电压，电压比较器电路就会输出信号触发可控硅导通使本实用新型的漏电保护装置脱扣，因此它不但在地线(或用电器具外露金属部件)所带的危险电压高为250V时能脱扣，而且在地线所带的电压低至预定的36V安全电压时(或更低，例如J4V)也能可靠脱扣，当地线所带的电压低于预定的36V安全电压时，它就不需要脱扣以避免误动作，它所能起保护作用的电压范围宽，所以，本实用新型的漏电保护装置不但好使用，而且更安全可靠。0)、本实用新型的漏电保护装置在电源端的相线与零线反接时也会自动脱扣，不能复位，只有把电源插座相线与零线的接线状态纠正以后才能投入使用，强制性地规范了用户端电源插座接线必须符合国家规范的要求连接，以防使用时发生其他意外事故。(5)、本实用新型的漏电保护装置把微弱电流检测感应器的检测、感应输出、比较、 输出信号触发可控硅的电路与零序电流互感器检测、感应输出信号触发可控硅的电路独立分开设置，这样当微弱电流检测感应器与零序电流检测感应器同时有信号输出时也不会造成互相干涉，因而更安全和可靠。本实用新型的漏电保护装置主要应用在各种家用电器的漏电保护上，依据本实用新型的技术方案和电气原理示意图可以把本实用新型的漏电保护装置做成一种漏电保护插头或一种漏电保护插座。
图1是本实用新型第1个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。图2是本实用新型第2个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。图3是本实用新型第3个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。图4是本实用新型第4个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。图5是本实用新型第5个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。图6是本实用新型第6个实施例的漏电保护装置电气原理示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。实施例1参见图1所示，一种漏电保护装置主要由外壳、电源端的相线5、零线6、地线7、负载端的相线8、零线9、地线10、整流电路12、第1可控硅13、放大电路14、零序电流互感器 15、试验回路16、限流阻容元件17、微弱电流检测感应器18、第1电阻19、第2电阻20、电磁脱扣与锁扣装置、电压比较器电路21、单向输出电路组成，电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位推杆组成。在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、内置有稳压电源 14-1的放大电路14、第1可控硅13组成，所述零序电流互感器15次级绕组的一输出端与另一输出端分别和放大电路14的一输入端与另一输入端连接，放大电路14触发输出端输出的信号送入第1可控硅13触发极。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联组成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21同相输入端(+ )连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极(_)连接，电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与内置有稳压电源14-1的放大电路14的电源端(+VS)连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接， 第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、放大电路14地端(GND)连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端的连接点与电压比较器电路21的反相输入端(_)连接，单向输出电路采用第1 二极管22，电压比较器电路21输出端与第1 二极管22正极连接，第1 二极管22负极与第1可控硅13触发极连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用超微晶合金材料制成，也可采用非晶态合金或坡莫合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。在本实施例中，单向输出电路选用第1 二极管22，也可选用三极管或第2可控硅。在本实施例中，利用了放大电路14内置的稳压电源14-1作为稳压电源。在本实施例中，电压比较器电路21采用电压比较器，也可采用运算放大器。使用时，把漏电保护装置的复位推杆按下，相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与 2-2和地线触头3与4都正常接通，负载端的相线8、零线9、地线10分别与电源端的相线 5、零线6、地线7接通，地线7与10由于接地的作用使电压被钳制在零伏左右，同时零线6 与9也是在零伏左右，这样连接在漏电保护装置电源端的地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17组成的检测回路就没有电流流过或流过的电流没有达到预置的阀值(例如10微安)，由微弱电流检测感应器18次级绕组感应输出给电压比较器电路21同相输入端(+ )的信号电压就小于电压比较器电路21反相输入端(_)的基准电压，电压比较器电路21输出端就维持为低电压，第1 二极管22截止，第1可控硅截止，这样漏电保护装置就保持在复位通电状态，从而为它下端的用电器具供电和提供接地。当接地保护系统发生异常(例如相、地短路造成地线意外带电)造成地线7与10 意外带上危险电压时，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器 18初级绕组与限流阻容元件17组成的检测回路就有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组输出一个信号给电压比较器电路21同相输入端(+ )，并在微弱电流达到预置的阀值(例如10微安)时，由微弱电流检测感应器18次级绕组感应输出给电压比较器电路21同相输入端(+ )的信号电压大于电压比较器电路21反相输入端(-)的基准电压，电压比较器电路21输出端就变为高电压，使第1 二极管22导通，从而触发第1可控硅13导通并使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障人们用电安全。当负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统正常的情况下时，会经地线10与7产生一个剩余电流，零序电流互感器15会检测到相、零线之间的剩余电流并输出一个信号给放大电路14，并在剩余电流达到预置的阀值(例如10毫安)时，放大电路14触发输出端输出信号，由于第1 二极管22反向截止，从而触发第1可控硅13 导通，漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开；而当负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统无接地(例如插座上地线虚接造成无接地)时，用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17组成的检测回路就有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组输出一个信号给电压比较器电路21 同相输入端(+ )，并在微弱电流达到预置的阀值(例如10微安)时，由微弱电流检测感应器 18次级绕组感应输出给电压比较器电路21同相输入端(+ )的信号电压大于电压比较器电路21反相输入端(_)的基准电压，电压比较器电路21输出端就变为高电压，第1 二极管22 导通，从而触发第1可控硅13导通并使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障人们用电安全。实施例2参见图2所示，本实施例与实施例1相比，本实施例稳压电源采用稳压二极管M 稳压，单向输出电路采用NPN三极管23。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间组成检测回路，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21同相输入端(+ )连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极连接；电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与稳压二极管M负极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接，第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、稳压二极管M正极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端的连接点与电压比较器电路21的反相输入端(_)连接，电压比较器电路21输出端与NPN三极管23 基极连接，NPN三极管23集电极与稳压二极管M负极连接，NPN三极管23发射极与第1可控硅13触发极连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用超微晶合金材料制成，也可采用非晶态合金或坡莫合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。在本实施例中，单向输出电路选用NPN三极管23，也可选用第1 二极管或第2可控娃。在本实施例中，电压比较器电路21采用电压比较器，也可采用运算放大器。由于本实施例与实施例1相比，仅为电压比较器电路21提供基准电压的稳压电源和单向输出电路有所不同，其余的结构组成与电路原理均与实施例1相同，在此不再赘述。实施例3参见图3所示，一种漏电保护装置主要由外壳、电源端的相线5、零线6、地线7、负载端的相线8、零线9、地线10、整流电路12、第1可控硅13、放大电路14、零序电流互感器 15、试验回路16、限流阻容元件17、微弱电流检测感应器18、第1电阻19、第2电阻20、电磁脱扣与锁扣装置、三端稳压器26、电压比较器电路21、单向输出电路组成，电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位推杆组成。在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、放大电路14、第 1可控硅13组成。所述零序电流互感器15次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈11的驱动电路中的放大电路14的一输入端与另一输入端连接，放大电路14触发输出端输出的信号送入第1可控硅13触发极。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间组成检测回路，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21反相输入端(-)连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极(-)连接，电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与三端稳压器沈输出端(Vo)连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接，第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、三端稳压器沈地端(GND)连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 一端的连接点与电压比较器电路21的同相输入端(+ )连接，三端稳压器沈输入端(Vi)通过限流电阻与整流电路12输出端正极(+ )连接，单向输出电路采用PNP三极管25，电压比较器电路21输出端与PNP三极管25基极连接，PNP三极管25发射极与三端稳压器沈输出端(Vo)连接，PNP三极管25集电极与第1可控硅13触发极连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用非晶态合金材料制成，也可采用超微晶合金或坡莫合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。在本实施例中，单向输出电路选用PNP三极管25。在本实施例中，稳压电源采用三端稳压器沈稳压，也可选用稳压二极管稳压或利用放大电路14的电源端与地端稳压。在本实施例中，电压比较器电路21采用电压比较器，也可采用运算放大器。使用时，把漏电保护装置的复位推杆按下，相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与 2-2和地线触头3与4都正常接通，负载端的相线8、零线9、地线10分别与电源端的相线 5、零线6、地线7接通，地线7与10由于接地的作用使电压被钳制在零伏左右，同时零线6 与9也是在零伏左右，这样连接在漏电保护装置电源端的地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17组成的检测回路就没有电流流过或流过的电流没有达到预置的阀值(例如10微安)，由微弱电流检测感应器18次级绕组感应输出给电压比较器电路21反相输入端(_)的信号电压小于电压比较器电路21同相输入端(+ )的基准电压，电压比较器电路21输出端就维持为高电压，PNP三极管25截止，第1可控硅截止， 这样漏电保护装置就保持在复位通电状态，从而为它下端的用电器具供电和提供接地。当接地保护系统发生异常(例如相、地短路造成地线意外带电)造成地线7与10 意外带上危险电压，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器18 初级绕组与限流阻容元件17组成的检测回路就有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组输出一个信号给电压比较器电路21反相输入端(_)，并在微弱电流达到预先设定的阀值(例如10微安)时，由微弱电流检测感应器18次级绕组感应输输出给电压比较器电路21反相输入端(_)的信号电压大于电压比较器电路21同相输入端(+ )的基准电压，电压比较器电路21输出端就变为低电压，PNP三极管25导通，从而触发第1可控硅13 导通使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障人们用电安全。当负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统正常的情况下时，会经地线10与7产生一个剩余电流，零序电流互感器15会检测到相、零线之间的剩余电流并输出一个信号给放大电路14，并在剩余电流达到预定的阀值(例如10毫安)时， 放大电路14触发输出端输出信号给第1可控硅13触发极，而PNP三极管25反向截止，从而触发第1可控硅13导通使漏电保护装置脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开；而当负载端的相线8、零线 9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统无接地(例如插座上地线虚接造成无接地)时， 用电器具外露的金属部件及漏电保护装置地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护装置电源端地线7与零线6之间的由微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件 17组成的检测回路就有一个微弱电流流过，微弱电流检测感应器18次级绕组会输出一个信号给电压比较器电路21反相输入端(_)，并在微弱电流达到预先设定的阀值(例如10微安)时，由微弱电流检测感应器18次级绕组感应输出给电压比较器电路21反相输入端(_) 的信号电压大于电压比较器电路21同相输入端(+ )的基准电压，电压比较器电路21输出端就变为低电压，PNP三极管25导通，从而触发第1可控硅13导通使漏电保护装置脱扣， 在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头 3与4都断开，从而更好地保障人们用电安全。实施例4参见图4所示，本实施例与实施例2相比，本实施例的单向输出电路采用第2可控硅27。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间组成检测回路，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21同相输入端(+ )连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极(-)连接，电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与稳压二极管M负极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接，第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、稳压二极管M正极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端的连接点与电压比较器电路21的反相输入端(_)连接，电压比较器电路21输出端与第2可控硅27 触发极连接，第2可控硅27的阳极与阴极分别和第1可控硅13的阳极与阴极并联连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用坡莫合金材料制成，也可采用非晶态合金或超微晶合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。在本实施例中，单向输出电路选用第2可控硅27。在本实施例中，稳压电源采用稳压二极管M稳压，也可选用三端稳压器稳压或利用放大电路14的电源端与地端稳压。在本实施例中，电压比较器电路21采用电压比较器，也可采用运算放大器。在本实施例中，电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供；当选所用的微弱电流检测感应器18次级绕组能输出较大的信号且稳压电源的电压值较低时，也可以把稳压电源直接作为电压比较器电路21的基准电压，并取消第1 电阻19与第2电阻20。由于本实施例与实施例2相比，仅为单向输出电路有所不同，其余的结构组成与电路原理均与实施例2相同，在此不再赘述。实施例5参见图5所示，本实施例与实施例4相比，在本实施例中取消了实施例4所述电磁线圈11的驱动电路中的放大电路14。一种漏电保护装置主要由外壳、电源端的相线5、零线6、地线7、负载端的相线8、 零线9、地线10、整流电路12、第1可控硅13、零序电流互感器15、试验回路16、限流阻容元件17、微弱电流检测感应器18、第1电阻19、第2电阻20、电磁脱扣与锁扣装置、稳压二极管24、电压比较器电路21、单向输出电路组成，电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位推杆组成。 在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、第1可控硅13组成。所述零序电流互感器15次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈11的驱动电路中的第1可控硅13的触发极与阴极连接，第1可控硅13的阳极与阴极分别和整流电路12输出端的正极(+ )与负极(_)连接。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在负载端的地线10与零线9之间组成检测回路，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21同相输入端(+ )连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极(_)连接，电压比较器电路21 的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与稳压二极管 24负极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接，第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、稳压二极管M正极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端的连接点与电压比较器电路21的反相输入端(_)连接，单向输出电路采用第2可控硅27，电压比较器电路21输出端与第2可控硅27触发极连接，第2可控硅27的阳极与阴极分别和第 1可控硅13的阳极与阴极并联连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用超微晶合金材料制成，也可采用非晶态合金或坡莫合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间，也可以把该检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间。在本实施例中，单向输出电路选用第2可控硅27。在本实施例中，稳压电源选用稳压二极管M稳压，也可选用三端稳压器稳压。在本实施例中，电压比较器电路21采用电压比较器，也可采用运算放大器。由于本实施例与实施例4相比，仅为驱动电磁线圈11的驱动电路有所不同，其余的结构组成与电路原理均与实施例4相同，在此不再赘述。实施例6参见图6所示，本实施例与实施例5相比，本实施例在电磁线圈11的驱动电路中增加了第3电阻28、第4电阻29、第2 二极管30。一种漏电保护装置主要由外壳、电源端的相线5、零线6、地线7、负载端的相线8、 零线9、地线10、整流电路12、第1可控硅13、零序电流互感器15、试验回路16、第3电阻 28、第4电阻四、第2 二极管30、限流阻容元件17、微弱电流检测感应器18、第1电阻19、第 2电阻20、电磁脱扣与锁扣装置、稳压二极管24、电压比较器电路21、单向输出电路组成，电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与 2-2、地线触头3与4、弹簧、复位推杆组成。在本实施例中，所述电磁线圈11的驱动电路主要由整流电路12、第1可控硅13、 第3电阻观、第4电阻四、第2 二极管30组成，第3电阻观一端与整流电路12输出端正极(+ )连接，第3电阻观另一端与第4电阻四一端连接，第4电阻四另一端与第2 二极管30正极连接，第2 二极管30负极与整流电路12输出端负极(_)连接，第3电阻观另一端与第4电阻四一端的连接点还与稳压二极管M负极连接，稳压二极管M正极与整流电路12输出端负极(_)连接，所述零序电流互感器15次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈11的驱动电路中的第1可控硅13触发极与第2 二极管30正极连接，第 1可控硅13的阳极与阴极分别和整流电路12输出端的正极(+ )与负极(_)连接。在本实施例中，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联后连接在电源端的地线7与零线6之间组成检测回路，微弱电流检测感应器18次级绕组一输出端与电压比较器电路21同相输入端(+ )连接，微弱电流检测感应器18次级绕组另一输出端分别与电压比较器电路21地端、整流电路12输出端负极(_)连接，电压比较器电路21的基准电压由第1电阻19与第2电阻20串联分压后提供，第1电阻19 一端与稳压二极管M 负极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端连接，第2电阻20另一端分别与电压比较器电路21地端、稳压二极管M正极连接，第1电阻19另一端与第2电阻20 —端的连接点与电压比较器电路21的反相输入端(_)连接，单向输出电路采用第2可控硅27，电压比较器电路21输出端与第2可控硅27触发极连接，第2可控硅27的阳极与阴极分别和第1 可控硅13的阳极与阴极并联连接。在本实施例中，限流阻容元件17为电阻，也可采用电容或电阻与电容组件，微弱电流检测感应器18的铁芯采用超微晶合金材料制成，也可采用非晶态合金或坡莫合金材料制成，微弱电流检测感应器18初级绕组与限流阻容元件17串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，也可以把该检测回路连接在负载端的地线10与零线9之间。在本实施例中，单向输出电路选用第2可控硅27。在本实施例中，稳压电源选用稳压二极管M稳压，也可选用三端稳压器稳压。在本实施例中，电压比较器电路21采用运算放大器，也可采用电压比较器。由于本实施例与实施例5相比，仅为驱动电磁线圈11的驱动电路有所不同，其余的结构组成与电路原理均与实施例5相同，在此不再赘述。
权利要求1.一种漏电保护装置，包含有外壳、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、第1可控硅组成，所述零序电流互感器次级绕组的一输出端与另一输出端分别和所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端连接，其特征在于还设有微弱电流检测感应器、电压比较器电路、单向输出电路； 所述微弱电流检测感应器上设有铁芯、初级绕组和次级绕组，所述微弱电流检测感应器初级绕组与所述微弱电流检测感应器次级绕组均绕在所述微弱电流检测感应器铁芯上，在地线与零线之间连接有由所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路；从稳压电源获得的基准电压输入所述电压比较器电路一输入端，所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，所述微弱电流检测感应器次级绕组另一输出端与所述整流电路输出端负极连接，所述电压比较器电路输出端通过所述单向输出电路与电磁线圈的驱动电路连接。
2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于在所述电磁线圈的驱动电路中还设有放大电路，所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述放大电路的一输入端与另一输入端，所述放大电路触发输出端输出的信号送入第1可控硅触发极。
3.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述第1可控硅的触发极与阴极。
4.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于在所述电磁线圈的驱动电路中还设有第3电阻、第4电阻、第2 二极管，所述第3电阻一端与所述整流电路输出端正极连接，第3电阻另一端与第4电阻一端连接，第4电阻另一端与第2 二极管正极连接，第2 二极管负极与所述整流电路输出端负极连接，第3电阻另一端与第4电阻一端的连接点与稳压二极管负极连接，稳压二极管正极与整流电路输出端负极连接；所述电磁线圈的驱动电路的一输入端与另一输入端分别为所述第1可控硅触发极与所述第2 二极管正极。
5.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。
6.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述微弱电流检测感应器铁芯由坡莫合金或非晶态合金或超微晶合金材料制成。
7.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述微弱电流检测感应器初级绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或连接在负载端的地线与零线之间。
8.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于还设有第1电阻、第2电阻，所述第1电阻与第2电阻串联而成的回路连接在稳压电源的一端与另一端之间，第1电阻一端与稳压电源一端连接，第1电阻另一端与第2电阻一端连接，第2电阻另一端与稳压电源另一端连接，所述基准电压从第1电阻另一端与第2电阻一端的连接点取得。
9.根据权利要求1或8所述的漏电保护装置，其特征在于所述基准电压送入所述电压比较器电路一输入端，该输入端为电压比较器电路的反相输入端；所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，该输入端为电压比较器电路的同相输入端。
10.根据权利要求1或8所述的漏电保护装置，其特征在于所述基准电压送入所述电压比较器电路一输入端，该输入端为电压比较器电路的同相输入端；所述微弱电流检测感应器次级绕组一输出端与所述电压比较器电路另一输入端连接，该输入端为电压比较器电路的反相输入端。
11.根据权利要求9所述的漏电保护装置，其特征在于所述单向输出电路由第1二极管组成，所述电压比较器电路的输出端与所述第1 二极管正极连接，所述第1 二极管负极与所述第1可控硅触发极连接。
12.根据权利要求9所述的漏电保护装置，其特征在于所述单向输出电路由NPN三极管组成，所述电压比较器电路的输出端与所述NPN三极管基极连接，所述NPN三极管发射极与所述第1可控硅触发极连接，所述NPN三极管集电极与稳压电源一端连接。
13.根据权利要求10所述的漏电保护装置，其特征在于所述单向输出电路由PNP三极管组成，所述电压比较器电路的输出端与所述PNP三极管基极连接，所述PNP三极管集电极与所述第1可控硅触发极连接，所述PNP三极管发射极与稳压电源一端连接。
14.根据权利要求9所述的漏电保护装置，其特征在于所述单向输出电路由第2可控硅组成，所述电压比较器电路的输出端与第2可控硅触发极连接，第2可控硅的阳极与阴极分别和所述第1可控硅的阳极与阴极并联连接。
15.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述稳压电源的一端与另一端分别为稳压二极管的负极与正极。
16.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述稳压电源的一端与另一端分别为三端稳压器的输出端与地端。
17.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述稳压电源的一端与另一端分别为所述放大电路的电源端与地端。
18.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于所述电压比较器电路为电压比较器或运算放大器。
专利摘要本实用新型公开了一种漏电保护装置，它不但能防止因电器故障引起的触电事故，还能防止因地线意外带电而导致的触电事故。在漏电保护装置上还设有微弱电流检测感应器、电压比较器电路、单向输出电路，微弱电流检测感应器的铁芯上绕有初、次级绕组，该初级绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路连接在地、零线之间，从稳压电源获得的基准电压输入电压比较器电路一输入端，微弱电流检测感应器次级绕组的一输出端与另一输出端分别和电压比较器电路另一输入端与整流电路输出端负极连接，电压比较器电路输出端通过单向输出电路与电磁线圈的驱动电路连接。
文档编号H02H3/32GK202333746SQ20112051352
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘睿刚 申请人:刘睿刚