一种用电设备强制接地检测保护装置的制作方法

本实用新型属于用电安全保护设备技术领域，尤其是涉及一种用电设备强制接地检测保护装置。

背景技术：

电能作为常规能源，给人类带来了很多方便，如果不按规定使用也会给人类灾害，例如烧坏电器，引起火灾，或者使人触电受伤，甚至死亡。在电能的使用中，国家出台了各种规定，例如必要的接地保护，良好的接地可以避免很多不必要的损失，但是很多施工人员或设备使用者没有按照要求去做，比如没有用电设备接地线、没有安装漏电保护器等。当电器发生漏电故障时，人就有触电的风险。还有一些特殊企业设备，例如干冰清洗机，干冰清洗机体积小、可移动、电源为市电220v。该设备必须要有可靠的接地才能安全使用，因为干冰和高压空气在管道里高速流动的时候会产生很高电压的静电，操作工会触电，很危险，所以要求设备没有可靠的接地就不能工作（时实监测并控制），该产品已在干冰清洗机中应用。目前人们都认识到漏电保护的重要性，出现了多种漏电保护器，实现了漏电就跳闸的功能，但是漏电保护器有个与生俱来的缺陷和安全隐患，即当设备外壳带电时，且设备没有接地线，人体触摸设备外壳，电流直接通过人体导通，这时候漏电保护器跳闸，但是漏电保护器上的闸是机械式的，有跳不开的可能性发生，所以漏电保护器上设置了每月按一次的试验按钮，用来防止跳不开的可能性发生。再有市面上销售的漏电保护器有1p+n的还有2p的，对接线有严格要求，很多用户有接线错误的可能性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改进已有技术的不足而提供一种自动检测可靠接地、防止用电器不接保护线工作、避免漏电触电事故发生的用电设备强制接地检测保护装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用电设备强制接地检测保护装置，其特点是包括电源电路、驱动电路、动作输出电路和状态显示电路，其中：

电源电路用于将外部输入的220v交流电转换为直流电，作为驱动电路和动作输出电路的供电电源；

驱动电路用于接用电设备的启动按钮、停止按钮、外部电源火线、零线、地线；在按下用电设备的启动按钮时，产生高电平输出到动作输出电路；外部电源地线断开或者按下用电设备的停止按钮时，不输出高电平到动作输出电路，使动作输出电路恢复初始状态；

动作输出电路用于连接用电设备的金属外壳以及用电设备电器电源端，在接收到驱动电路的高电平时，动作输出电路通过两个接线端子将驱动电路的外部220v交流电源输出给用电设备供电，同时将用电设备的金属外壳与外部电源的地线连接在一起，实现最终保护；动作输出电路在没有接收到驱动电路的高电平时，保持初始状态，即切断用电设备的供电；

状态显示电路用于显示本装置的工作状态，在外部电源火线、零线接入正常时，有一个灯亮起，说明电源正常；动作输出电路输出220v电源给用电设备时，另一个灯亮起，说明外部接地线正常，用电设备正常工作。

为了进一步实现本实用新型的目的，可以是所述的驱动电路的接线端子u2的1脚接二极管d2的正极、电源电路的集成电路u6的2脚、动作输出电路的继电器relay2的9脚、状态显示电路的电阻r2的公共端，接线端子u2的2脚接二极管d1的正极、电源电路的集成电路u6的1脚、动作输出电路的继电器relay2的8脚、状态显示电路的发光二极管d3的2、4脚公共端，接线端子u2的3脚接接线端子u5的1脚，接线端子u5的2脚接接线端子u4的1脚、动作输出电路的继电器relay1的9脚，接线端子u4的2脚接电阻r1、动作驱动电路的继电器relay1的4脚和13脚公共端，电阻r1的另一端接安规电容c1、动作输出电路的继电器relay1的16脚、继电器relay2的16脚、电源电路的集成电路u6的4脚，安规电容c1的另一端接二极管d1的负极、二极管d2的负极、三极管vt的基极的公共端，三极管vt的集电极接电源电路的集成电路u6的3脚，三极管vt的发射极接动作驱动电路的继电器relay1的1脚、继电器relay2的1脚；

所述的电源电路是集成电路u6的1脚接驱动电路的接线端子u2的2脚、状态显示电路的发光二极管d3的4脚，2脚接驱动电路接线端子u2的1脚、动作输出电路的继电器relay2的9脚、状态显示电路的电阻r2，3脚接驱动电路的三极管vt的集电极，4脚接动作输出电路继电器relay1的16脚、继电器relay2的16脚以及驱动电路中电阻r1、电容c1公共端；

所述的状态显示电路是电阻r2的一端接电源电路的集成电路u6的2脚、驱动电路的二极管d2的正极、接线端子u2的1脚，电阻r2的另一端接发光二极管d3的3脚，电阻r3的一端接动作输出电路的接线端子u3的1脚、继电器relay2的13脚，电阻r3的另一端接发光二极管d3的1脚，发光二极管d3的2、4脚接电源电路的集成电路u6的1脚、驱动电路接线端子u2的2脚、动作输出电路的继电器relay2的8脚；

所述的动作输出电路是接线端子u3的1脚接继电器relay2的13脚、状态显示电路的电阻r3，2脚接继电器relay2的4脚，3脚接继电器relay1的8脚，继电器relay1、relay2的1脚接驱动电路的三极管发射极，继电器relay1的4、13脚接驱动电路接线端子u4的2脚，9脚接驱动电路接线端子u4的1脚，继电器relay1、relay2的16脚接电源电路的集成电路u6的4脚、驱动电路的电阻r1与电容c1公共端，继电器relay2的8脚接状态显示电路的发光二极管d3的2、4脚，9脚接驱动电路的二极管d2的正极、接线端子u2的1脚。

本实用新型与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本实用新型由电阻、电容、二极管、三极管、继电器等器件组成，与漏电保护器配合使用，弥补设备强制安装接地线的空白，强制了设备必须接地线才能工作，确保用户使用设备安全，本实用新型成本较低，体积较小，从根本上扼杀触电事故的发生，解决了漏电触电保护问题，再无触电事件发生，进而保护生命财产，有金属外壳的用电设备均可应用，应用前景十分可观。本装置为微功率器件组成，能耗特别低，器件较少，成本较低，稳定性特别高，发光二极管分别指示模块状态，本装置通过向地线上释放0.5毫安左右的电流巧妙地控制三极管的开关状态，再通过控制继电器动作实现最终结果。如果外围电源火线与零线是接反的，本装置正常工作，不受影响，例如选用两孔插头，可单独外接地线。

附图说明

图1为本实用新型的一种原理框图。

图2为本实用新型的一种电子线路图。

具体实施方式

一种用电设备强制接地检测保护装置，参照图1，是电源电路1与驱动电路2互连，驱动电路2与动作输出电路3互连，驱动电路2、动作输出电路3还分别与状态显示电路4连接，电源电路1还与动作输出电路3连接，其中：

电源电路1用于将外部输入的220v交流电转换为直流电，作为驱动电路2和动作输出电路3的供电电源；

驱动电路2用于接用电设备的启动按钮、停止按钮、外部电源火线、零线、地线；在按下用电设备的启动按钮时，产生高电平输出到动作输出电路3；外部电源地线断开或者按下用电设备的停止按钮时，不输出高电平到动作输出电路3，使动作输出电路3恢复初始状态；

动作输出电路3用于连接用电设备的金属外壳以及用电设备电器电源端，在接收到驱动电路2的高电平时，动作输出电路3通过两个接线端子将驱动电路2的外部220v交流电源输出给用电设备供电，同时将用电设备的金属外壳与外部电源的地线连接在一起，实现最终保护；动作输出电路3在没有接收到驱动电路2的高电平时，保持初始状态，即切断用电设备的供电；

状态显示电路4用于显示本装置的工作状态，在外部电源火线、零线接入正常时，有一个灯亮起，说明电源正常；动作输出电路3输出220v电源给用电设备时，另一个灯亮起，说明外部接地线正常，用电设备正常工作。

参照图2，所述的驱动电路2的接线端子u2的1脚接二极管d2的正极、电源电路1的集成电路u6的2脚、动作输出电路3的继电器relay2的9脚、状态显示电路4的电阻r2的公共端，接线端子u2的2脚接二极管d1的正极、电源电路1的集成电路u6的1脚、动作输出电路3的继电器relay2的8脚、状态显示电路4的发光二极管d3的2、4脚公共端，接线端子u2的3脚接接线端子u5的1脚，接线端子u5的2脚接接线端子u4的1脚、动作输出电路3的继电器relay1的9脚，接线端子u4的2脚接电阻r1、动作驱动电路2的继电器relay1的4脚和13脚公共端，电阻r1的另一端接安规电容c1、动作输出电路3的继电器relay1的16脚、继电器relay2的16脚、电源电路1的集成电路u6的4脚，安规电容c1的另一端接二极管d1的负极、二极管d2的负极、三极管vt的基极的公共端，三极管vt的集电极接电源电路1的集成电路u6的3脚，三极管vt的发射极接动作驱动电路2的继电器relay1的1脚、继电器relay2的1脚；

所述的电源电路1是集成电路u6的1脚接驱动电路2的接线端子u2的2脚、状态显示电路4的发光二极管d3的4脚，2脚接驱动电路2接线端子u2的1脚、动作输出电路3的继电器relay2的9脚、状态显示电路4的电阻r2，3脚接驱动电路2的三极管vt的集电极，4脚接动作输出电路3的继电器relay1的16脚、继电器relay2的16脚、驱动电路中电阻r1与电容c1公共端；

所述的状态显示电路4是电阻r2的一端接电源电路1的集成电路u6的2脚、驱动电路2的二极管d2的正极，电阻r2的另端接发光二极管d3的脚，电阻r3的一端接动作输出电路3的接线端子u3的1脚、继电器relay2的13脚，电阻r3的另一端接发光二极管d3的1脚，发光二极管d3的2、4脚接电源电路1的集成电路u6的1脚、驱动电路2接线端子u2的2脚、动作输出电路3的继电器relay2的8脚；

所述的动作输出电路3是接线端子u3的1脚接继电器relay2的13脚、状态显示电路4的电阻r3，2脚接继电器relay2的4脚，3脚接继电器relay1的8脚，继电器relay1、relay2的1脚接驱动电路2的三极管发射极，继电器relay1的4、13脚接驱动电路2的接线端子u4的2脚，9脚接驱动电路2接线端子u4的1脚，继电器relay1、relay2的16脚接电源电路1的集成电路u6的4脚、驱动电路2的电阻r1与电容c1公共端，继电器relay2的8脚接状态显示电路4的发光二极管d3的2、4脚，9脚接驱动电路2的二极管d2的正极、接线端子u2的1脚。

本实施例中，接线端子u2、u3的型号为db125-3.81-3p，接线端子u4、u5的型号为db125-3.81-2p，集成电路u6的型号为交流转直流集成电路hvt2p12lrn，继电器relay1、relay2的型号为g5v-2-12v，发光二极管d3的型号为a694b/2syg/s530-e2。

本实用新型的工作原理如下：

1、外围接线：接线端子u2的1、2、3脚分别接外部电源的火线、零线、地线。接线端子u3的1、2脚分别接用电器设备的主继电器交流220v线圈，接线端子u3的3脚接用电器设备的外壳。接线端子u4的1、2脚分别接用电器设备启动按钮的两个常开点，接线端子u5的1、2脚分别接用电器设备的急停按钮或者停止按钮的两个常闭点。如果没有这两种按钮可以直接短接接线端子u4的1脚和2脚，用自锁按钮或者开关的两个接线端子分别接到接线端子u5的1脚和2脚。

2、当设备外围连接好电源火线和零线时，发光二极管d3会有一个亮起，如果外部接地线接好，打开用电设备急停按钮（如果有），按下启动按钮后，本装置通过电阻r1向接地线上释放0.5毫安的电流，使三极管vt的基极产生高电位，触发三极管vt导通，三极管vt将交流转直流集成电路u6的正极电输出到两个继电器relay1、relay2的1脚，并通过两个继电器的16脚流到集成电路u6的gnd端形成回路，两个继电器relay1、relay2均动作，使得发光二极管d3另一个灯亮起；接线端子u3的1脚与2脚之间输出交流电220v，同时设备外壳与外部接地线接通形成最终保护。

3、如果外部接地线突然断开，或者按下急停按钮，则三极管vt的基极失去高电位，三极管vt截止，两个继电器relay1、relay2回到初始状态，发光二极管d3会灭掉一个灯，接线端子u3的1脚与2脚将停止输出交流电220v，断开设备外壳与外部接地线的连接，达到保护。