一种带火零线识别功能的新型漏电防护方法及装置制造方法
【专利摘要】一种带火零线识别功能的漏电防护方法和装置，通过火零线识别装置1对输入电源的火线和零线进行识别，一旦发现电源火零线接错，立即直接或者间接调整电器火线L’和电器零线N’与电源火线L和电源零线N的接线；或者调整表面漏电信号拾取装置2的接线；或者使得主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开，从而迫使用户校正电源火零线接线；使得表面漏电信号拾取装置2总是连接电源零线N和电器表面F，随时监测电器表面F对电源零线N的电位。一旦电器表面漏电，漏电信号拾取装置2立即推动电磁脱扣装置3断开主电路开关K，断开电器和电源的连接。应用本发明方法和装置，无需电器接地，也能有效防护电器表面漏电，消除触电事故隐患。
【专利说明】一种带火零线识别功能的新型漏电防护方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种漏电防护方法及装置，特别是涉及一种带火零线识别功能的漏电防护方法及装置。
【背景技术】
[0002]基于对电器表面漏电进行防护的“表面漏电防护装置”(FLPD)与基于对剩余电流进行监控的“剩余电流装置”(RCD)相比，可以在人体接触漏电物体以前切断电器与电源的连接，变被动的“触电保护”为主动的“漏电防护”。专利文献201120482689.8《电器外表漏电的检测防护系统》给出了具体的“表面漏电防护装置”的实现方案。表面漏电防护装置随时检测电器表面和电源零线之间的电位差，一旦该电压差超过预设的阀值，就控制后续电路断开漏电防护装置的主电路开关，切断电器与电源的连接。
[0003]但是实际应用中，有时电源的火线和零线会由于错误接线而被对调；这时，电器能够运行，但“表面漏电防护装置”监控的不再是电器表面和电源零线之间的电压，而是电器表面和电源火线之间的电压；一旦电器表面产生漏电，会因为电器表面和电源火线没有电位差使得“表面漏电防护装置”无法正确动作，实现不了预定的漏电防护功能。
[0004]另外，有些电器将零线连接到电器外壳，火线和零线反接会导致电器外壳带电，人员接触带电的电器外壳将导致触电事故。在这些情况下，要求对火线进行识别以确保火线和零线接线正确无误。现有的漏电防护器没有对电源火零线接错进行提示或者纠正的功倉泛。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服在先方法和装置的上述不足，提出一种带火零线识别功能的漏电防护方法及装置，能够根据电源火线和零线的实际接入状况，相应调整电源和电器之间的接线或者“表面漏电防护装置”的接线，使得“表面漏电防护装置”始终正确地监控电器表面和电源零线之间的电压，实现预定的漏电防护功能。同时，可对电源火零线接错提示报警。
[0006]本发明的上述目的可以采用以下技术方案来实现。提出一种带火零线识别功能的漏电防护方法:
一种带火零线识别功能的漏电防护方法，其特征在于，它包括下列步骤:
1、识别电源火线L或电源零线N；
2、如果发现电源火线L和电源零线N接错使得电源火线L与电器零线N’相接或者电源零线N与电器火线L’相接，则将表面漏电信号拾取装置从与电器表面线F’和电器零线N’连接改成与电器表面线F’和电器火线L’连接；或者将电器火线L’与电源火线L连接，电器零线N’与电源零线N连接；或者令主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开；
3、连接到电器表面线F’与电源零线N之间的表面漏电信号拾取装置检测到电器表面的漏电，令连通电源和电器的漏电防护器主电路开关K断开。[0007]为实现本发明的上述目的和带火零线识别功能的漏电防护方法，提出一种带火零线识别功能的漏电防护装置:
一种带火零线识别功能的漏电防护装置，包含有默认与电源火线L连接的电器火线L’，默认与电源零线N连接的电器零线N’，与电器表面连通的电器表面线F’，表面漏电信号拾取装置2和能够控制主电路开关K通断的电磁脱扣装置3 ;其特征在于:还包含有火零线识别装置1，所述火零线识别装置I输入连接电器火线L’或者电器零线N’，输出连接表面漏电信号拾取装置2或者电磁脱扣装置3或者火零线转换开关4 ;所述表面漏电信号拾取装置2 —端连接电器表面线F’，一端通过电器零线N’或者电器火线L’与电源零线N连通。
[0008]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点；所述漏电信号拾取装置2 —端连接电器表面线F’，一端通过火零线识别装置I的转换开关经过电器零线N’与电源零线N连通，当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置I动作，其转换开关或触点将漏电信号拾取装置2从原先的经过电器零线N’与电源零线N连通改接为经过电器火线L’与电源零线N连通。
[0009]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述的火零线识别装置1，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点组成的火零线转换开关4 ;所述漏电信号拾取装置2 —端连接电器表面线F’，一端经过电器零线N’与电源零线N连通，当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置I动作，其转换开关或触点组成的火零线转换开关4将电器火线L’与电源火线L连接并且电器零线N’与电源零线N连接。
[0010]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点；所述漏电信号拾取装置2 —端连接电器表面线F’，一端经过电器零线N’与电源零线N连通；当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置I动作或不动作，使得主电路开关K受火零线识别装置I控制而无法合闸或合闸后立即断开。用户只有将电器火线L’与电源火线L连接并且电器零线N’与电源零线N连接，才能将漏电防护装置合闸，从而确保了漏电信号拾取装置2与电源零线N连通，并且避免了电源火零线接错可能导致的事故。
[0011]以上所述的火零线识别装置I还可以根据对火零线的识别结果控制指示灯或者声讯报警，以提示火零线接错。
[0012]以上所述的火零线识别装置1，可以是任何能够识别电源火零线并且输出控制信号的电路和装置，并不局限于本发明给出的以下几种火零线识别装置。
[0013]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的电源火线L或电源零线N ;所述触摸电极A可以包含有操作漏电防护装置时人体必然触及的部位表面的导体。[0014]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的火线L或零线N ;所述触摸电极A可以包含有与电器表面线F’连接的电器表面F。
[0015]对于那些需要在电源意外断电情况下漏电防护装置主电路开关依然保持闭合的应用，由于断电使得漏电防护装置内部的火零线电路被初始化，需要重新对火零线进行识别；当电源恢复供电后由于漏电防护装置主电路开关依然保持接通，用户不需要重新合闸从而不会再次碰触包含有操作漏电防护装置时人体必然触及的部位表面的导体构成的触摸电极，使得难以完成对火零线的重新识别。令触摸电极A包含与电器表面线F’连接的电器表面能够在这种情况下，通过电器表面本身及其对地的泄漏电流通道起到人体碰触触摸电极的效果；或者通过使用电器过程中人体碰触电器表面，完成火零线的识别。
[0016]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的火线L或零线N ;所述触摸电极A可以包含有通过电器表面线F’或者直接与电源地的连接。
[0017]将触摸电极A通过电器表面线F’或者直接与电源地连接的好处是在电源接地良好的情况下，无需人体碰触触摸电极就能完成对火零线的识别。
[0018]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，包含有限流元件Zl，Z2和感应电极S ;Z1和Z2串联后一端接电源火线L或者零线N，一端接感应电极S ；Z2两端连接IC信号放大电路。
[0019]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置1，包含有高输入阻抗三极管或者场效应管和感应电极S，以及与被识别电源隔离的直流工作电源；所述三极管的基极或者场效应管的栅极连接所述感应电极S，所述三极管或者场效应管输出接IC信号放大电路。
[0020]所述的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置2可以包含电磁继电器或者固体继电器，继电器的输出触点连接电磁脱扣装置3的脱扣线圈驱动电路或者直接连接电磁脱扣装置3的脱扣线圈；电磁继电器与阻抗Z串联后或者直接连接到电器表面F’和电源零线N之间；所述阻抗Z可以是各种限流元件，或者是整流元器件，或者是可控硅开关。
[0021]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置2可以包含电源火线L和电源零线N都穿过的电流传感器T，和连通电器外表与电源零线N的一个或多个电流通道I ;所述电流通道I由能够导通电流的元器件组成，电流通道I 一端通过电器表面线F’接电器表面F，一端在电流传感器T前与电源零线N连通，或者在电流传感器T后与电源零线N连通。
[0022]所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置2可以包含电压传感器单元或电流传感器单元；电压传感器单元或电流传感器单元输出经中间电路整形或者放大后触发电磁脱扣装置，也可以不经过中间电路直接触发电磁脱扣装置。
[0023]有益效果 与在先技术相比，上述本发明的方法及装置的有益效果在于:
1.能够指示或纠正电源火线和零线的接线错误，消除事故隐患；
2.根据电源火线和零线的接线错误调整漏电防护器接线，确保漏电防护器正常工作；
3.创新的表面漏电防护电路简化了现有的表面漏电防护装置，提高了装置的抗干扰能力和可靠性；将开关按钮表面和电器表面作为触摸电极，能够在用户不经意的情况下完成火零线的识别和调整；
4.电器表面无需接地，也能实现电器表面漏电防护。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明方法的流程图；
[0025]图2是本发明装置的原理图；
[0026]图3是本发明的具体实施例1的结构示意图；
[0027]图4是本发明的具体实施例2的结构示意图；
[0028]图5和图6 (a)是本发明的具体实施例3的结构示意图；
[0029]图5和图6 (b)是本发明的具体实施例4的结构示意图；
[0030]图5和图6 (C)是本发明的具体实施例5的结构示意图；
[0031]图7和图2是本发明方法和装置的实施例6的结构示意图；
[0032]图8和图3是本发明方法和装置的实施例7的结构示意图；
[0033]图9和图4是本发明方法和装置的实施例8的结构示意图；
[0034]图10是本发明方法和装置的实施例9的结构示意图；
[0035]图11是本发明方法和装置的实施例10的结构示意图；
[0036]图12(a)和图2是本发明方法和装置的实施例11的结构示意图；
[0037]图12(b)和图2是本发明方法和装置的实施例12的结构示意图；
[0038]图12(c)和图2是本发明方法和装置的实施例13的结构示意图。
图中:火零线识别装置I表面漏电信号拾取装置2 电磁脱扣装置3 火零线转换开关4电源火线L电源零线N电器火线L’电器零线N’电器表面线F’主电路开关K负载RL电器表面F触摸电极A感应电极S发光元件BI光敏元件B2限流元件Z电流通道I继电器J脱扣线圈/继电器C【具体实施方式】
[0039]以下结合各附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0040]图1为本发明带火零线识别功能的漏电防护方法的流程图。一种带火线识别功能的漏电防护方法，其具体实施包括下列步骤:
1、识别电源火线L或电源零线N；
2、如果发现电源火零线接错使得电源火线L与电器零线N’相接或者电源零线N与电器火线L’相接，则将表面漏电信号拾取装置从与电器表面线F’和电器零线N’连接改成与电器表面线F’和电器火线L’连接；或者将电器火线L’与电源火线L连接，电器零线N’与电源零线N连接；或者令主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开；
3、连接到电器表面线F’与电源零线N之间的表面漏电信号拾取装置检测到电器表面的漏电，断开连接电源和电器的漏电防护器主电路开关K。[0041]图2是本发明带火零线识别功能的漏电防护装置的结构原理图。图2中，本发明装置包含有电器火线L’，电器零线N’，电器表面线F’，火零线识别装置I，表面漏电信号拾取装置2和电磁脱扣装置3。其中电器火线L’和电器零线N’ 一头连接电源火线L和电源零线N，一头经过主电路开关K后连接负载RL。电器表面线F’可直接连接电器表面F，也可以经过主电路开关K后连接电器表面。电器表面线F’不需要连接电源地(电源地图中未标出)。电器表面线F’是否连接电源地对本发明方法和装置的功能实现没有影响。这对许多缺乏接地系统或者接地系统接地不良的家庭用户安全使用电器十分重要。火零线识别装置I的输入端通过电器火线L’和电器零线N’与电源火线L和电源零线N连接。由于电源火线L和电源零线N存在逻辑关系，两根线中的一条如果是火线，另外一根线必然是零线，因此实际应用中火零线识别装置I只需对电源火线L和电源零线N中的一根做出识别，就完成了对L和N的识别。火零线识别装置I根据识别结果，或者改变表面漏电信号拾取装置2的接线；或者改变电源火零线与电器火零线的接线；或者控制主电路开关控制电路断开主电路开关K使其无法合闸或者合闸后立即跳闸，以迫使用户校正电源火零线与电器火零线的接线；使得表面漏电信号拾取装置2始终连接到电源零线N和电器表面F之间，使得本发明装置能够始终正确地监视电器表面的漏电，同时还可以用指示灯或者讯响器报警的方式指示电源火零线接反(声光报警装置在图中未标出)。一旦电器表面发生漏电，表面漏电信号拾取装置2立即检测到电器表面线F’与电源零线N之间的电位差进而动作，推动电磁脱扣装置3断开主电路开关K，切断电器负载RL与电源的连接，或者推动声音或者指示灯报警。
[0042]以下结合图3和图4描述的实施例进一步说明本发明方法和装置的工作原理。
[0043]实施例1
图3是本发明方法和装置的实施例1。图3结构与图2相似，其功能和效果与图2描述相同。不同的是其中火零线识别装置I的输出包含有一刀两投开关或触点，一刀连接表面漏电信号拾取装置2，两投分别接电器火线L’和电器零线N’。当火零线识别装置I输入端接电器零线N’并且由于电源火零线接线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，火零线识别装置I动作，其一刀两投开关或触点的常开触点闭合，将漏电信号拾取装置2与电器火线L’连接。当火零线识别装置I输入端接电器火线L’并且电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，火零线识别装置I由于输入端实际上连接电源零线N而不动作，其一刀两投开关或触点的常闭开关仍然保持接通，漏电信号拾取装置2与电器火线L’连接。显然，在电源零线N被误接到电器火线L’的情况下，火零线识别装置I能够根据预先设定而动作或者不动作，使得漏电信号拾取装置2始终保持与电源零线N的连通。
[0044]实施例2
图4是本发明方法和装置的实施例2。图4结构与图2相似，其功能和效果与图2描述相同。不同的是其中火零线识别装置I的输入端接电器零线N’，输出包含有串联在主电路中的两刀两投开关或触点构成的火零线转换开关4。当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，火零线识别装置I动作，其两刀两投开关构成的火零线转换开关4动作使得电器火线L’重新与电源火线L连接，电器零线N’重新与电源零线N连接。如此，无论电源端的火线和零线如何接线，由于火零线识别装置I的作用，漏电信号拾取装置2总是与电源零线N连通。
[0045]以下结合图5到图9给出说明本发明方法和装置的几个采用不同零火线识别装置的优选实施例。
[0046]实施例3
图2连同图5和图6(a)构成本发明方法和装置的实施例3。如图2所示的本发明带火零线识别功能的漏电防护装置，其中的火零线识别装置I的结构如图5所示:限流元件Z和发光元件BI (氖管)串联，一头接电器火线L’或者电器零线N’，一头接触摸电极A。该触摸电极A是嵌在拨动式复位开关K的拨动手柄表面的导电体，或者是套在按钮式复位开关K按钮上的导电橡胶制作的防水外套，如图6(a)所示；用户使用漏电防护装置时必定要拨动或者按下复位开关K，从而接触触摸电极A触发火零线识别装置I完成火零线识别工作。本实施例图5中火零线识别装置I的输入端连接电器火线L’，继电器J的常闭开关J与图6(a)中电磁脱扣装置3的可控硅并联。当电源火零线接线正确时，电器火线L’与电源火线L连接，拨动或者按下复位开关K使得人体接触触摸电极A，流经电源火线L，限流阻抗Z，发光元件BI，人体和大地的电流使得发光元件BI (氖管)发光，光敏元件B2接收BI光信号后导通，经过IC放大后触发可控硅导通，继电器J得电动作，常闭开关J打开，复位开关K能够合闸。当电源火零线接线错误使得电器火线L’被误接到电源零线N时，即便人体接触触摸电极A，发光元件BI也不会发光，继电器J不动作，常闭开关J保持闭合，这时拨动或者按下复位开关K会由于脱扣线圈C得电脱扣而无法合闸，达到了锁定电路的目的。
[0047]同理，如果将图5中火零线识别装置I的输入端改接电器零线N’并且将图6(a)中与电磁脱扣装置3中可控硅并联的开关改成常开，则当电源火线与电源零线接错，导致电器零线N’与电源火线L连接时，继电器J动作，常开开关闭合使得电磁脱扣装置3中的脱扣线圈C得电脱扣，断开复位开关K，同样达到锁定电路的目的。
[0048]实施例4
图2连同图5和图6(b)构成本发明方法和装置的实施例4。与实施例3相比，实施例4的不同之处在于:1、图2中的漏电防护装置的主电路开关K受图6(b)中继电器C控制，继电器C得电，主电路开关K闭合。图6(b)中继电器C通过来自火零线识别装置I中继电器的常开开关J，停止按钮TA，启动按钮QA连接电源。2、触摸电极A由启动按钮QA表面的金属电镀层构成。按下启动按钮QA，人体接触了触摸电极A。这时如果电源火零线接线正确，即图5中火零线识别装置I的输入端与电源火线L连接，发光元件BI发光，经过B2接收，IC放大驱动继电器J动作，继电器J的常开开关J闭合，图6(b)中的继电器C得电接通图2中的主电路开关K，同时，并联在启动按钮QA两端的继电器C的辅助触点C闭合，使得继电器C在启动按钮QA断开后仍然得电，图2中主电路开关K保持接通。如果电源火零线接线错误正确，即图5中火零线识别装置I的输入端与电源零线N连接，发光元件BI不发光，继电器J不动作，常开开关J保持断开，使得图6 (b)中的继电器C无法得电接通图2中主电路开关K，达到了锁定电路的目的。这时，只有校正电源火零线接线，按下启动按钮才能够接通主电路开关K。
[0049]以上实施例3和实施例4的火零线识别，其原理是预先锁定电路(电路不能合闸，或者合闸后立即脱扣断开)，然后在主电路开关K的合闸操作过程中，通过电源火线和电源零线的正确接线来自动开锁进而接通主电路开关K。也可以预先不锁定电路，然后在主电路开关K的合闸操作过程中，如果发现电源火零线接线错误，就锁定电路(电路不能合闸，或者合闸后立即脱扣断开)。这两种方法都迫使用户校正火零线接线错误，属于间接的电源火零线校正方案。
[0050]实施例5
图2连同图5和图6 (c)构成本发明方法和装置的实施例5。与实施例3和实施例4相t匕，实施例5的不同之处在于:火零线识别装置I中的触摸电极A是在嵌在漏电防护装置的电源插头表面的金属导体，如图6(c)所示。用户使用漏电防护装置前必定要将漏电防护装置的电源插头插入电源插座，从而触摸到触摸电极A，触发火零线识别装置I完成火零线识别工作。当电源插头插入插座完成火零线性别后，电源端的火零线不再改变，直到电源插头被拔下。这时重新将电源插头插入插座将触发新一次的火零线识别。
[0051]实施例6
用包含有操作漏电防护装置时人体必然触及的部位表面的导体例如漏电防护装置的电源插头表面导体或者开关按钮的表面导体来做触摸电极能够在大多数情况下满足火零线识别的功能。但是对于那些断电后主电路开关依然保持闭合的漏电防护装置，当出现电源断电后又自动恢复供电的情况时，由于断电后漏电防护装置内部的火零线电路被初始化，需要重新对火零线进行识别；但是由于其主电路开关依然保持接通，用户因此不再需要重新合闸也即不会再去碰触触摸电极，使得对火零线的重新识别无法完成。本发明给出的用电器表面做触摸电极或者将触摸电极与电源地连接的方法和装置可以解决上述问题。其实施例为图2和图7构成的本实施例6。本实施例6与上述图5构成的实施例的不同之处为，图7中，连接电器表面线F’的电器表面F被作为触摸电极，并且与电源地G相通。当电源断电后重新给电或者漏电防护装置初次连接电源时，在电源地G接地良好的情况下，触摸电极接地提供了良好的对地通路，无需接触触摸电极A或电器表面F即可完成火零线的识别；在电源地G接地不良或没有接地的情况下，接触触摸电极A能够完成火零线的识别；如果用户没有机会接触触摸电极A，则在使用电器时总会碰触电器表面F，或者电器安装的状况使得电器表面F已经具备对地泄漏电流的通道从而无需人体碰触，仍然能够完成火零线的识别。其零火线识别及漏电防护的工作原理与上述图5构成的实施例相同。
[0052]实施例7
图3和图8构成本发明方法和装置的实施例7。图3所示的带火零线识别功能的漏电防护装置，其火零线识别装置I如图8所示，包含有限流元件Z1，Z2和感应电极S ；Z1和Z2串联后一端接电源火线L或者电源零线N，一端接感应电极S ；Z2两端直接连接或者通过光电率禹合IC信号放大电路,继电器J的触头为一刀两投开关。本实施例中，Zl和Z2米用电阻元件，一刀两投开关的一刀连接漏电信号拾取装置2，一刀两投开关的两投分别连接电器火线L’和电器零线N’，火零线识别装置I的输入端接电器零线N’。当电源火线与零线接反使得火零线识别装置I的输入端连接电源火线L时，电源电压通过Zl，Z2，感应电极S和感应电极S的对地分布电容构成的回路，在Z2两端产生电压降。该电压降经过IC放大触发可控硅导通，继电器J线圈得电，一刀两投开关动作，常开触点闭合将漏电信号拾取装置2与电器火线L’连接。由于此时电器火线L’实际上与电源零线N连接，从而使得漏电信号拾取装置2通过电器火线L’仍然连接到了电源零线N。
[0053]实施例8 图4和图9构成本发明方法和装置的实施例8。图4所示的带火零线识别功能的漏电防护装置，其火零线识别装置I如图9所示，包含有高输入阻抗三极管或者场效应管和感应电极S ;三极管的基极或者场效应管的栅极连接所述感应电极S，三极管或者场效应管输出接IC信号放大电路。继电器J的输出为二刀两投开关，如图4所示接入主电路。当感应电极S被预设为靠近电器零线N’时，如果由于电源火零线接错导致电器零线N’与电源火线L连接，感应电极S感应到火线交流电源信号，三极管或场效应管导通，经IC放大后触发可控硅导通，继电器J得电，二刀两投开关动作，使得图4中电器火线L’重新与电源火线L连接，电器零线N’重新与电源零线N连接。
[0054]实际应用中，当电源火零线接线正确，电器零线N’连接电源零线N时，感应电极S也会感应到较强的交流电源信号，使得上述火零线的鉴别非常困难甚至难以实现。其原因为，火零线识别装置I内部的直流工作电源VCC由交流电源变换而来，该交流电源与被识别火零线的电源是同一电源，使得总有部分交流电源信号通过火零线识别装置的直流工作电源VCC耦合过来并且被感应电极S感应。因此，我们在直流工作电源VCC的变换电路中采用了变压器隔离，隔断了交流电源对火零线识别装置I的上述干扰途径，使得电源火零线接线正常时，感应电极S感应的交流信号很弱，从而能够可靠地区别电源的火线和零线。众所周知有多种采用变压器隔离的电源变换方案，本实施例给出了两种比较常用方案。图9(a)方案为直接变压器降压后整流获得直流电源；图9(b)方案采取开关电源，其开关电路产生的高频交流信号经过变压器耦合后输出，经过整流后变为直流电源。
[0055]以下结合图10到图12给出说明本发明方法和装置的几个采用不同表面漏电信号拾取装置的优选实施例。
[0056]实施例9
图10构成本发明方法和装置的实施例9。图10中，漏电信号拾取装置2包含电磁继电器J或者固体继电器J，继电器J的输出触点或开关连接电磁脱扣装置3的线圈驱动电路或者直接连接电磁脱扣装置的脱扣线圈C。电磁继电器J通过阻抗Z或者直接连接到电器表面F’和电源零线N之间；所述阻抗Z可以是各种限流元件，提供交流继电器需要的交流工作电源；或者是整流元器件，为直流继电器提供直流工作电源；或者是单向可控硅开关或双向可控硅开关，其阴极和阳极(单向可控硅)或者第一阳极和第二阳极(双向可控硅)与继电器串联，控制极经过一个限流元件连接到电器表面线F’或者电源零线N，使得电器表面漏电达到一定的阀值时，可控硅被触发导通，接通继电器J。本实施例中，继电器J采用直流电磁继电器，阻抗Z由电阻和整流二极管串联，给继电器J提供直流电源。继电器J的额定工作电压选得比较低，使得漏电导致的电器表面对电源零线N的电位差达到预设的阀值时，继电器J吸合动作，其继电器触点J进而接通电磁脱扣装置3中的脱扣线圈C，断开主电路开关K。本实施例将漏电信号拾取装置2与电器零线N’或者电器火线L’的连接点放在电路主开关K的后面，使得继电器J动作断开电路主开关后，继电器J立即失去工作电源，因此即便继电器J承受的漏电电压远远大于其额定工作电压，由于是瞬间工作，所以不会损坏。
[0057]实施例10
图11构成本发明方法和装置的实施例10。图11中，漏电信号拾取装置2包含有电源火线L和电源零线N都穿过的电流传感器T，和连通电器外表F’与电源零线N的电流通道Il和电流通道12。本实施例中电流通道Il和12都为电阻，电流通道Il 一端通过电器表面线F’连接电器表面F，一端在电流传感器T后与电源零线N连通；电流通道12 —端通过电器表面线F’连接电器表面F，一端在电流传感器T前与电源零线N连通。正常情况下，流经穿越电流传感器T的电器火线L’和电器零线N’上的电流总是大小相等，方向相反，电流传感器T的次级不会产生电压。当人体触及负载的火线时，部分触电电流经过人体和大地构成的回路而不是经过电器零线N’返回电源，从而穿越电流传感器T的电流不再相等，也就是产生了剩余电流。该剩余电流在电流传感器T的次级产生电压，触发电磁脱扣装置3动作断开主电路主开关K。图11中的TEST按钮就是用于人为地产生剩余电流来验证电磁脱扣装置3是否工作正常。而当电器绝缘损坏造成电器表面漏电，该漏电从电源火线L出发穿过了电流传感器T通过负载和损坏的绝缘抵达电器表面F，然后由电器表面线F’经过11和12经过电器火线L’或者电器零线N’返回电源零线。由于12接到了电流传感器T的前面，使得12的电流没有经过电流传感器T，导致流入和流出电流传感器T的电流不相等，电流传感器T次级产生电压，触发电磁脱扣装置3动作断开电路主开关K。当电器表面漏电是来自于外部电源时，例如，漏电从电源火线L出发经过电器表面线F’抵达电器表面F，然后由电器表面线F’经过Il和12经过电器火线L’或者电器零线N’返回电源零线。由于Il接到了电流传感器T的后面，使得Il的电流经过了电流传感器T，导致流入和流出电流传感器T的电流不相等，电流传感器T次级产生电压，触发电磁脱扣装置3动作断开电路主开关K。图11中火零线识别装置I的输出为二刀二投开关，该二刀二投开关的二刀分别接Il和12，二投分别接电器火线L’或电器零线N’，火零线识别装置I根据对电源火零线接线的识别结果控制其输出的二刀二投开关的动作，使得Il和12通过电器火线L’或电器零线N’始终连接电源零线N。
[0058]实施例11
图2和图12(a)构成本发明方法和装置的实施例11。图2所示的带火零线识别功能的漏电防护装置，其漏电信号拾取装置2如图12(a)所示，包含有阻抗Z，发光元件BI (本实施例采用氖泡)和光敏三极管B2组成的电压传感器SV单元。电压传感器SV单元的输入端连接电器表面和电源零线N，一旦电器表面漏电，发光元件BI发光，光敏三极管B2接收信号并且经IC放大后输出，推动图2中电磁脱扣装置3动作断开主电路开关K，实现了电器的表面漏电防护。光敏三极管B2接收信号后也可以不经过IC放大，直接驱动推动图2中电磁脱扣装置3动作断开主电路开关K。
[0059]实施例12
图2和图12(b)构成本发明方法和装置的实施例12。图2所示的带火零线识别功能的漏电防护装置，其漏电信号拾取装置2如图12(b)所示，包含有阻抗Z，发光元件BI (本实施例采用发光二极管)和光敏三极管B2组成的电压传感器SV单元。电压传感器SV单元的输入端连接电器表面和电源零线N，一旦电器表面漏电，发光元件BI发光，光敏三极管B2接收信号并且经IC放大后输出，推动图2中电磁脱扣装置3动作断开主电路开关K，实现了电器的表面漏电防护。
[0060]实施例13
图2和图12(c)构成本发明方法和装置的实施例13。图2所示的带火零线识别功能的漏电防护装置，其漏电信号拾取装置2如图12(c)所示，包含有阻抗Z和电流传感器组成的电流传感器单元SI。电流传感器单元SI输入连接电器表面和电源零线N，一旦电器表面漏电，电流传感器初级产生电流，该电流在次级建立起电压，经IC放大后输出，推动图2中电磁脱扣装置3动作断开主电路开关K，实现了电器的表面漏电防护。
[0061]本发明提供了一种带火零线识别功能的漏电防护方法和装置，通过火零线识别装置I对输入电源的火线和零线进行识别，一旦发现电源火零线接错，立即直接或者间接调整电器火线L’和电器零线N’与电源火线L和电源零线N的接线；或者调整表面漏电信号拾取装置2的接线；或者使得主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开，从而迫使用户校正电源火零线接线；使得表面漏电信号拾取装置2总是连接电源零线N和电器表面，随时监测电器表面对电源零线N的电位。一旦电器表面漏电，漏电信号拾取装置2立即推动电磁脱扣装置3断开主电路开关K，断开电器和电源的连接。应用本发明方法和装置，无需电器接地，也能有效防护电器表面漏电，消除触电事故隐患。
[0062]以上所述仅为本发明的优选实施例，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做的等效结构或流程变换，或直接或间接应用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种带火线识别功能的漏电防护方法，其特征在于，它包括下列步骤:(I)识别电源火线L或电源零线N ； (2)如果发现电源火零线接错使得电源火线L与电器零线N’相接或者电源零线N与电器火线L’相接，则将表面漏电信号拾取装置从与电器表面线F’和电器零线N’连接改成与电器表面线F’和电器火线L’连接；或者将电器火线L’与电源火线L连接，电器零线N’与电源零线N连接；或者令主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开；(3)连接到电器表面线F’与电源零线N之间的表面漏电信号拾取装置检测到电器表面的漏电，令连通电源和电器的漏电防护器主电路开关K断开。
2.一种带火零线识别功能的漏电防护装置，包含有默认与电源火线L连接的电器火线L’，默认与电源零线N连接的电器零线N’，与电器表面连通的电器表面线F’，表面漏电信号拾取装置(2)和能够控制主电路开关K通断的电磁脱扣装置(3);其特征在于:还包含有火零线识别装置(I)，所述火零线识别装置(I)输入连接电器火线L’或者电器零线N’，输出连接表面漏电信号拾取装置(2)或者电磁脱扣装置(3)或者火零线转换开关(4);所述表面漏电信号拾取装置(2) —端连接电器表面线F’，一端通过电器零线N’或者电器火线L’与电源零线N连通。
3.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述的火零线识别装置(1)，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点；所述漏电信号拾取装置(2) —端连接电器表面线F’，一端通过火零线识别装置(I)的转换开关经过电器零线N’与电源零线N连通，当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置(I)动作，其转换开关或触点将漏电信号拾取装置(2)从原先的经过电器零线N’与电源零线N连通改接为经过电器火线L’与电源零线N连通。
4.根据权利要求2所述的带 火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述的火零线识别装置(1)，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点组成的火零线转换开关(4);所述漏电信号拾取装置(2) —端连接电器表面线F’，一端经过电器零线N’与电源零线N连通，当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置I动作，其转换开关或触点组成的火零线转换开关(4)将电器火线L’与电源火线L连接并且电器零线N’与电源零线N连接。
5.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述的火零线识别装置(1)，其输入接电器火线L’或者电器零线N’，其输出包含有一组或多组转换开关或者触点；所述漏电信号拾取装置(2) —端连接电器表面线F’，一端经过电器零线N’与电源零线N连通；当电源火零线对调使得电器火线L’与电源零线N连接或者电器零线N’与电源火线L连接时，所述火零线识别装置(I)动作或不动作，使得主电路开关K无法合闸或合闸后立即断开。
6.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置(I)，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的火线L或零线N ;所述触摸电极A可以包含有操作漏电防护装置时人体必然触及的部位表面的导体。
7.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置(I)，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的火线L或零线N ;所述触摸电极A可以包含有与电器表面线F’连接的电器表面F。
8.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置(I)，包含有限流元件Z，发光元件BI和触摸电极A ;所述发光元件BI和限流元件Z串联后，一端连接触摸电极A，另一端通过电器火线L’或电器零线N’连接或者直接连接到供电电路的火线L或零线N ;所述触摸电极A可以包含有通过电器表面线F’或者直接与电源地的连接。
9.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置(I)，包含有限流元件Zl，Z2和感应电极S ；Z1和Z2串联后一端接电源火线L或者零线N，一端接感应电极S ；Z2两端连接IC信号放大电路。
10.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所述火零线识别装置(I)，包含有高输入阻抗三极管或者场效应管和感应电极S，以及与被识别电源隔离的直流工作电源；所述高输入阻抗三极管或者场效应管的基极或栅极连接所述感应电极S，所述高输入阻抗三极管或者场效应管的输出接IC信号放大电路。
11.根据权利要求2所述的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置(2)可以包含有电磁继电器或者固体继电器，继电器的输出触点连接电磁脱扣装置(3)的脱扣线圈驱动电路或者直接连接电磁脱扣装置(3)的脱扣线圈；电磁继电器与阻抗Z串联后或者直接连接到电器表面 F’和电源零线N之间；所述阻抗Z可以是各种限流元件，或者是整流元器件，或者是可控硅开关。
12.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置(2)可以包含电源火线L和电源零线N都穿过的电流传感器T，和连通电器外表与电源零线N的一个或多个电流通道I ;所述电流通道I由能够导通电流的元器件组成，电流通道I 一端通过电器表面线F’接电器表面F，一端在电流传感器T前与电源零线N连通，或者在电流传感器T后与电源零线N连通。
13.根据权利要求2所述的带火零线识别功能的漏电防护装置，其特征在于所说的漏电信号拾取装置(2 )可以包含电压传感器单元或电流传感器单元；电压传感器单元或电流传感器单元输出经中间电路整形或者放大后触发电磁脱扣装置，也可以不经过中间电路直接触发电磁脱扣装置。
【文档编号】H02H3/32GK104009448SQ201310300405
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年7月14日 优先权日:2013年2月23日
【发明者】吴伟 申请人:吴伟