專利名稱：一種電故障檢測保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電故障檢測保護裝置，尤其涉及一種用于家用電 器電源插頭的可移動的電故障檢測保護裝置。 .
背景技術(shù)：
家用電器的漏電故障會造成使用者的人身傷害。通常在家用電器 的電源輸入端都安裝有具有剩余電流保護功能的電源插頭， 一般這些 現(xiàn)有的具有剩余電流保護功能的電源插頭都能檢測相線對地的漏電 電流，當漏電電流達到預定值時斷開電源電路。
目前大多數(shù)的具有剩余電流保護功能的電源插頭是通過檢測相 線、零線電流不平衡，在檢測環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)信號，比較處理后，驅(qū)動 脫扣機構(gòu)動作，斷開輸入端、輸出端的電路連接，從而保證人身安全。
例如，實用新型專利ZL200620117867.6即7>開了 一種具有反向4妄線 保護功能的接地故障斷路器，其可以提供剩余電流保護功能。但是現(xiàn) 有的具有剩余電流保護功能的電源插頭還存在如下缺陷，即在電源插 頭到用電設(shè)備之間有一段電源線，如果該段電源線中的導線(相線、 零線、地線)因為老化、磨損等原因使得內(nèi)部導電芯線棵露，可能導 致相線(line)、零線(neutral)間產(chǎn)生漏電并進而引發(fā)火災(zāi)，危害 使用者人身及家庭財產(chǎn)的安全，而現(xiàn)有的具有剩余電流保護功能的電 源插頭無法檢測這種故障。目前還存在檢測電源線漏電故障的裝置。 例如，實用新型專利ZL200620134167.8 7>開了一種帶有漏電檢測導 體的電源線，它包括三根載流銅芯線和至少 一根用于檢測漏電現(xiàn)象的 漏電檢測導體，可以快速、準確的檢測出電源線中是否存在漏電現(xiàn)象； 而實用新型專利ZL200620134149.X則公開了 一種具有漏電保護功能 的電源插頭，該電源插頭可以檢測電源輸出線中存在的漏電現(xiàn)象，當電源輸出線出現(xiàn)漏電故障時，該電源插頭切斷其電源輸出。以上提到 的三篇實用新型專利文獻均在此全文引用。
然而，現(xiàn)在還沒有 一種裝置或設(shè)備既能提供剩余電流保護功能還 能檢測電源線的漏電故障。因此，需要一種電故障檢測保護裝置，不
僅具有剩余電流保護功能，還可以對電源線進行^r測和保護。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以用于電源插頭的電故障檢測保 護裝置，不僅具有剩余電流保護功能，還可以對電源線進行檢測和保 護。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，提供一種電故障檢 測保護裝置，其包括相線導電通路和零線導電通路，其被設(shè)置在該 電故障檢測保護裝置的能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負載 電性連接的負載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負載側(cè)的電源線的相 線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過引流線連 接到引流點，所述引流點通過引流元件與所述相線導電通路和零線導 電通路中的至少之一電性連接；電故障信號檢測電路，用于檢測所述 相線導電通路和零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電 流，并當所述電流不平#f和/或所述引流線上的電流超出預定閾值時產(chǎn) 生中斷控制信號；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號控制而在 所述線路側(cè)和負載側(cè)之間中斷所述相線導電通路和零線導電通路上 的電性連接。
所述電故障檢測保護裝置可以包括電流互感檢測環(huán)，所述相線導 電通路和零線導電通路形成所述電流互感4全測環(huán)的第一初級，所述引
流線穿過所述電流互感檢測環(huán)或纏繞在所述電流互感檢測環(huán)形成其 第二初級；其中，所述電故障信號檢測電路用于通過檢測所述電流互 感檢測環(huán)的次級線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢來檢測所述相線導電通路、 零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流。
本發(fā)明還可以做出進 一 步改進，讓所述引流點分別通過第 一 引流元件和第二引流元件與所述相線導電通路和所述零線導電通路電性 連接。需要注意的是，第一、第二引流元件的選擇應(yīng)該保證相線導電 通路、第一引流元件、引流點、第二引流元件、零線導電通路之間不 會形成大電流的導電回路，第一、第二引流元件的可選器件包括電阻、 二極管等。該改進技術(shù)方案中，所述電源線中任一導電線的芯線棵露 均會通過引流線形成放電回路，所述電故障信號檢測電路在檢測到引 流線上的電流超過第二預定閾值時會產(chǎn)生所述中斷控制信號，電路中 斷部分受該中斷控制信號控制而在線路側(cè)和負載側(cè)之間中斷所述相 線導電通路和零線導電通路上的電性連接，從而保證了用電安全。
通過閱讀以下參照附圖所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發(fā)
明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯；
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電故障檢測保護裝置的 電路示意圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例的電故障檢測保護裝置 的電路示意圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電故障檢測保護裝置的 復位傳動組件的機械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實施例作進一步說 明，但其不限制本發(fā)明。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電故障檢測保護裝置的 電路示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電故障檢測保護裝 置的復位傳動組件的機械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。以下將結(jié)合圖l和圖3詳 細說明該實施例。
該電故障檢測保護裝置包括相線導電通路和零線導電通路，其 被設(shè)置在能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負載電性連接的負載側(cè)之間，用于線路側(cè)和負載側(cè)之間的電性連接，相線導電通路和零 線導電通路被分別連接到在所述負載側(cè)的電源線的相線與零線，該電 源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過引流線連接到引流點，所 述引流點通過引流元件與所述相線導電通路和零線導電通路中的至
少之一電性連接；電故障信號檢測電路，用于檢測所述相線導電通路 和零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當所述電 流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預定閾值時產(chǎn)生中斷控制信 號；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號控制而在所述線路側(cè)和 負載側(cè)之間中斷所述相線導電通路和零線導電通路上的電性連接。
如圖l所示，負載側(cè)的電源線包括相線、零線和地線，15、 16、 17分別標示了電源線相線、零線、地線的芯線，11、 12、 13分別標 示了電源線相線、零線、地線的芯線外的絕緣層。相線導電通路自線 路側(cè)的相線端L起，經(jīng)由連接點N1、復位開關(guān)S1、連"I妾點N2并穿 過電流互感4全測環(huán)LOOP連4妻到電源線相線15。零線導電通路自線 路側(cè)的零線端N起，經(jīng)由復位開關(guān)S1、連接點N3并穿過電流互感沖企 測環(huán)LOOP,再經(jīng)過連接點N4后連接到電源線零線16。線路側(cè)的地 線端G直接連接到電源線地線17。負載側(cè)的電源線連接至用電設(shè)備 或其他負載，線路側(cè)可以連接至電源。當該電故障檢測保護裝置用于 電源插頭時，線路側(cè)連接電源插頭的輸入端。
電故障信號檢測電路包括電流互感檢測環(huán)LOOP和集成芯片IC1 等組件。相線導電通路和零線導電通路穿過電流互感檢測環(huán)形成其第 一初級。相線導電通路和零線導電通路之間還通過電阻R4和R5電 性連接，這兩個電阻即為引流元件，R4和R5之間為引流點。在本實 施例中，電源線相線絕緣層11和零線絕緣層12外面均覆蓋了一層金 屬屏蔽層14,金屬屏蔽層14連接在一起，并通過引流線18連接到 R4和R5之間的引流點，該引流線18纏繞在電流互感4全測環(huán)LOOP 形成其第二初級。當然，引流線18僅穿過電流互感#企測環(huán)LOOP也 可以形成其第二初級。當相線導電通路和零線導電通路上的電流不平 tf和/或引流線18有電流流過，會在電流互感沖全測環(huán)LOOP的次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當相線導電通路和零線導電通路上的電流不平衡
和/或引流線18上的電流超出預定閾值時，電流互感4全測環(huán)LOOP的 次級線圏產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將驅(qū)使芯片IC1在某個管腳輸出中斷控制 信號以控制可控硅器件導通。圖1所示的電故障信號檢測電路是以 IC1采用諸如型號為RV4140的低功率控制芯片為例，該芯片在管腳7 輸出可控硅控制信號，亦即中斷控制信號。
電路中斷部分包括可控硅SCR、帶鐵芯的電磁線圈SOL和復位 開關(guān)S1。在本實施例中，可控硅SCR的控制極與IC1的管腳7相連。 電路中斷部分與復位傳動組件聯(lián)合作用，控制復位開關(guān)Sl的通斷。 如圖3所示，支架105和底板106是電故障檢測保護裝置的外殼的一 部分。復位傳動部分包括復位按鈕108、復位彈簧121、復位銷109、 L型鎖扣124和柱體126。復位銷109的頂端具有楔形頭110和凹槽 122。 L型鎖扣124的水平臂穿過柱體126,復位銷109可以在柱體 126中沿垂直方向移動，楔形頭110可以穿過L型鎖扣124的水平臂 上的穿孔125使得凹槽122和鎖扣124嚙合。連接體136、 137的端 點分別i殳有電觸點167、 168、 162、 163，這四個電觸點分別對應(yīng)復位 開關(guān)Sl的四個端點。圖1中所示電磁線圏SOL對應(yīng)于圖3中的線圈 133、鐵芯131和彈簧132。鐵芯一端的凹槽134通過鎖扣124垂直臂 上的穿孔128與鎖扣124嚙合。柱體126可以通過與支架105或底斗反 106之間的彈簧保持在其初始位置，為簡明起見，圖中未示出。
當電路處于初始狀態(tài)時，電觸點167、 168、 162、 163不接觸， 復位開關(guān)Sl斷開。
當線路側(cè)正確連接至電源，按下復位按4丑108，復位銷109的凹 槽122與鎖扣124嚙合，當復位銷109在復位彈簧121的作用下彈起， 通過鎖扣124帶動柱體126彈起，從而使得連接體137被抬起，電觸 點167、 168分別與162、 163接觸，開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和 零線導電通路正常通電，負載側(cè)可以從線路側(cè)的電源處得到供電。
當相線導電通路和零線導電通路正常通電時，如果相線導電通路 和零線導電通路上的電流不平衡和/或引流線18上的電流超出預定閾值，電流互感沖全測環(huán)LOOP的次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將驅(qū)^f吏芯片 IC1在管腳7輸出可控硅控制信號，可控硅SCR受該信號控制而導通， 使得線圈133上流過大電流從而產(chǎn)生磁場帶動鐵芯131移動，帶動鎖 扣124脫出凹槽122,復位按鈕108回到原位，柱體126和連接體137 也回到原^f主，電觸點167、 168和162、 163的4秦觸斷開，復位開關(guān) Sl斷開，負載側(cè)失去供電。
圖3中所示復位開關(guān)和復位傳動組件的實現(xiàn)形式僅是示例性的， 其他實現(xiàn)形式還有4艮多，可以參考實用新型專利ZL200620117867.6 或ZL200620134149.X。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，任何可以完成復 位開關(guān)Sl的復位功能和中斷功能的設(shè)計均可以應(yīng)用于本發(fā)明。
當復位開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和零線導電通路正常通電。 如果相線導電通路發(fā)生對地漏電，會引起相線導電通路與零線導電通 路上的電流不平4軒， >夂人而通過電流互感4全測環(huán)LOOP在其次級線圈上 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果上述電流不平4軒(亦即相線漏電)超過預定閾 值，IC1將受該感應(yīng)電動勢驅(qū)動在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號，該中 斷控制信號控制可控硅SCR導通，電磁線圏SOL上流過大電流，從 而產(chǎn)生磁場驅(qū)使電磁線圈中的鐵芯131移動，帶動復位傳動組件，使 得復位開關(guān)Sl斷開連接。
當復位開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和零線導電通路正常通電時， 如果電源線中任一導線因老化等原因造成絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會通過金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路。例如，當 相線絕緣層11破損使得相線芯線15棵露，會通過相線15、金屬屏蔽 層14、引流線18、 R5、零線16形成》文電回路；當零線絕緣層12石皮 損使得零線芯線16棵露，會通過零線16、金屬屏蔽層14、引流線18、 R4、相線15形成放電回路；當?shù)鼐€絕緣層13破損使得地線芯線17 棵露，會通過地線17、金屬屏蔽層14、引流線18并經(jīng)由R4、相線 15形成放電回路。無論電源線中哪一導線的絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會通過金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路，從而通過 電流互感檢測環(huán)LOOP在其次級線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果引流線18上的電流超過預定閾值，IC1將受該感應(yīng)電動勢驅(qū)動在管腳7上產(chǎn) 生中斷控制信號，該中斷控制信號控制可控硅SCR導通，電磁線圏 SOL上流過大電流，從而產(chǎn)生磁場驅(qū)使電磁線圈中的鐵芯131移動， 帶動復位傳動組件，使得復位開關(guān)Sl斷開連接。R4、 R5應(yīng)選取合適 阻值，既不能太小以造成不必要的附加功耗，也不能太大以致于降低 電故障檢測保護裝置對電源線導線絕緣層破損的檢測靈敏度。如果R4 開路，則該電故障檢測保護裝置無法檢測零線絕緣層12破損的故障； 如果R5開路，則該電故障檢測保護裝置無法檢測相線絕緣層11破損的 故障。優(yōu)選地，R4和R5應(yīng)選擇相同的阻值，以使得電故障^r測保護裝 置對相線絕緣層11破損或零線絕緣層12破損的檢測靈敏度一致。
上述本實施例中電源線的結(jié)構(gòu)是示例性而非限制性的。在實用新 型專利ZL200620134167.8中/>開了 一種帶有漏電4全測導體的電源線 (以下統(tǒng)稱為專利電源線W),該實用新型專利中任何一種實施方式 的專利電源線W均可應(yīng)用于本發(fā)明，用于替換圖1中11至17所示 的電源線。專利電源線W也包括相線、零線和地線，參考圖1,專利 電源線W的相線分別與相線導電通路和負載側(cè)的L端相連，其零線 分別與零線導電通路和負載側(cè)的N端相連，其地線分別與線路側(cè)的G 端和負載側(cè)的G端相連，其漏電檢測導體與引流線18連接起來用于 檢測該專利電源線W中的漏電故障。
本實施例中還設(shè)置有一個試驗開關(guān)S2用于測試電故障4全測保護裝 置是否正常工作，該試驗開關(guān)S2 —側(cè)經(jīng)限流電阻R3在連接點Nl與相 線導電通路連接，另一側(cè)在連接點N4與零線導電通路連接。當復位開 關(guān)閉合，相線和零線正常通電時，如果按下試驗開關(guān)S3，會在相線、 零線間經(jīng)由R3、試驗開關(guān)S2放電，從而引起相線導電通路與零線導 電通3各上的電流不平〗軒，并通過電流互感4企測環(huán)LOOP在其次級線圏 上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，IC1受該感應(yīng)電動勢驅(qū)動在管腳7上產(chǎn)生中斷控 制信號，使得復位開關(guān)Sl受控斷開連接，從而驗證了該電故障檢測 保護裝置可以正常工作。
上面以IC1采用型號為RV4140的低功率控制芯 為例描述了本實施例的電故障檢測保護裝置的電路示意圖，類似地，本發(fā)明的電故
障檢測保護裝置還可以采用諸如型號為RV4145的低功率控制芯片來
作為電故障信號檢測電路的核心控制芯片，此時因為管腳定義的不
同，電故障信號檢測電路的設(shè)計需要做出相應(yīng)的變化，相應(yīng)的電路設(shè)
計可以參考RV4140芯片和RV4145芯片的用戶手冊，在此不再贅述。
當電故障信號4企測電路采用集成芯片RV4145為核心時，其可以包括
兩個;f全測環(huán)，即傳感變壓4全測環(huán)和接地零線變壓4全測環(huán)，相線導電通 ^各和零線導電通^各可以穿過這兩個^r測環(huán)形成其各自的第一初級，而
引流線18可以穿過這兩個檢測環(huán)或纏繞在這兩個檢測環(huán)形成其各自 的第二初級。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例的電故障檢測保護裝置 的電路示意圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電故障檢測 保護裝置的復位傳動組件的機械結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。以下將結(jié)合圖2和 圖3詳細i兌明該實施例。
該電故障檢測保護裝置包括相線導電通路和零線導電通路，其 被設(shè)置在能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負載電性連接的負 載側(cè)之間，用于線路側(cè)和負載側(cè)之間的電性連4妄，相線導電通i 各和零 線導電通路被分別連接到在所述負載側(cè)的電源線的相線與零線，該電 源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過引流線連接到引流點，所 述引流點通過引流元件與所述相線導電通路和零線導電通路中的至 少之一電性連接；電故障信號檢測電路，用于檢測所述相線導電通路 和零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當所述電 流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預定閾值時產(chǎn)生中斷控制信 號；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號控制而在所述線路側(cè)和
如圖2所示，負載側(cè)的電源線包括相線、零線和地線，15、 16、 17分別標示了電源線相線、零線、地線的芯線，11、 12、 13分別標 示了電源線相線、零線、地線的芯線外的絕緣層。相線導電通路自線 路側(cè)的相線端L起，經(jīng)由連接點N1、復位開關(guān)Sl、連接點N2,并穿過電流互感4企測環(huán)LOOP連接到電源線相線15。零線導電通路自 線路側(cè)的零線端N起，經(jīng)由復位開關(guān)S1、連接點N3，并穿過電流互 感檢測環(huán)LOOP,再經(jīng)過連接點N4后連接到電源線零線16。線路側(cè) 的地線端G直接連接到電源線地線17。負載側(cè)的電源線連接至用電 設(shè)備或其他負載，線路側(cè)可以連接至電源。當該電故障檢測保護裝置 用于電源插頭時，線路側(cè)連接電源插頭的輸入端。
電故障信號檢測電路包括電流互感檢測環(huán)LOOP和集成芯片IC1 等組件。相線導電通路和零線導電通路穿過電流互感^r測環(huán)形成其第 一初級。相線導電通路和零線導電通路之間還通過二極管Dl和D2 電性連4妄，這兩個二才及管即為引流元件，Dl和D2之間為引流點， Dl和D2相同極性的一側(cè)通過引流點連接在一起。在本實施例中，電 源線相線絕緣層11和零線絕緣層12外面均覆蓋了一層金屬屏蔽層 14,金屬屏蔽層14連接在一起，并通過引流線18和限流電阻R5連 接到Dl和D2之間的引流點，該引流線18纏繞在電流互感檢測環(huán) LOOP形成其第二初級。當然，引流線18僅穿過電流互感檢測環(huán)L00P 也可以形成其第二初級。當相線導電通路和零線導電通路上的電流不 平衡和/或引流線18有電流流過，會在電流互感檢測環(huán)LOOP的次級 線圏產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當相線導電通路和零線導電通路上的電流不平 ^f和/或引流線18上的電流超出預定閾zf直時，電流互感4全測環(huán)LOOP 的次級線圏產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將驅(qū)使芯片IC1在某個管腳輸出中斷控 制信號以控制可控硅器件導通。圖2所示的電故障信號檢測電路是以 IC1釆用諸如型號為RV4140的低功率控制芯片為例，該芯片在管腳7 輸出可控硅控制信號，亦即中斷控制信號。
電路中斷部分包括可控硅SCR、帶鐵芯的電磁線圏SOL和復位 開關(guān)S1。在本實施例中，可控硅SCR的控制極與IC1的管腳7相連。 電路中斷部分與復位傳動組件聯(lián)合作用，控制復位開關(guān)Sl的通斷。 如圖3所示，支架105和底板106是電故障檢測保護裝置的外殼的一 部分。復位傳動部分包括復位按鈕108、復位彈簧121、復位銷109、 L型鎖扣124和柱體126。復位銷109的頂端具有楔形頭110和凹槽122。 L型鎖扣124的水平臂穿過柱體126，復位銷109可以在柱體 126中沿垂直方向移動，楔形頭IIO可以穿過L型鎖扣124的水平臂 上的穿孔125使得凹槽122和鎖扣124嚙合。連接體136、 137的端 點分別i殳有電觸點167、 168、 162、 163，這四個電觸點分別對應(yīng)復位 開關(guān)Sl的四個端點。圖2中所示電磁線圈SOL對應(yīng)于圖3中的線圏 133、鐵芯131和彈簧132。鐵芯一端的凹槽134通過鎖扣124垂直臂 上的穿孔128與鎖扣124嚙合。柱體126可以通過與支架105或底板 106之間的彈簧保持在其初始位置，為簡明起見，圖中未示出。
當電路處于初始狀態(tài)時，電觸點167、 168、 162、 163不接觸， 復位開關(guān)Sl斷開。
當線;洛側(cè)正確連接至電源，按下復位按4丑108,復位銷109的凹 槽122與鎖扣124嚙合，當復位銷109在復位彈簧121的作用下彈起， 通過鎖扣124帶動柱體126彈起，從而使得連接體137被抬起，電觸 點167、 168分別與162、 163接觸，開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和 零線導電通^各正常通電，負載側(cè)可以線側(cè)的電源處得到供電。
當相線導電通^4口零線導電通路正常通電時，如果相線導電通3各 和零線導電通路上的電流不平衡和/或引流線18上的電流超出預定閾 值，電流互感4全測環(huán)LOOP的次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將驅(qū)^f吏芯片 IC1在管腳7輸出可控硅控制信號，可控硅SCR受該信號控制而導通， 使得線圏133上流過大電流從而產(chǎn)生磁場帶動鐵芯131移動，帶動鎖 扣124脫出凹槽122,復位按鈕108回到原位，柱體126和連接體137 也回到原位，電觸點167、 168和162、 163的4妄觸斷開，復位開關(guān) Sl斷開，負載側(cè)失去供電。
圖3中所示復位開關(guān)和復位傳動組件的實現(xiàn)形式僅是示例性的， 其他實現(xiàn)形式還有很多，可以參考實用新型專利ZL200620117867.6 或ZL200620134149.X。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，任何可以完成復 位開關(guān)Sl的復位功能和中斷功能的設(shè)計均可以應(yīng)用于本發(fā)明。
當復位開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和零線導電通路正常通電。 如果相線導電通路發(fā)生對地漏電，會引起相線導電通路與零線導電通路上的電流不平衡，從而通過電流互感才全測環(huán)LOOP在其次級線圈上 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果上述電流不平4軒(亦即相線漏電)超過預定閾 值，IC1將受該感應(yīng)電動勢驅(qū)動在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號，該中 斷控制信號控制可控硅SCR導通，電磁線圏SOL上流過大電流，從 而產(chǎn)生磁場驅(qū)使電磁線圏中的鐵芯131移動，帶動復位傳動組件，使 得復位開關(guān)Sl斷開連接。
當復位開關(guān)Sl閉合，相線導電通路和零線導電通路正常通電時， 如果電源線中任一導線因老化等原因造成絕緣層破損而使得其芯線 棵露，均會通過金屬屏蔽層14和引流線18形成放電回路。例如，當 相線絕緣層11破損使得相線芯線15棵露，會通過相線15、金屬屏蔽 層14、引流線18、 R5、 D2、零線16形成放電回路；當零線絕緣層 12破損使得零線芯線16棵露，會通過零線16、金屬屏蔽層14、引流 線18、 R5、 Dl、相線15形成放電回路；當?shù)鼐€絕緣層13破損使得 地線芯線17棵露，會通過地線17、金屬屏蔽層14、引流線18、 R5 并經(jīng)由D1、相線15形成放電回路。無論電源線中哪一導線的絕緣層 破損而使得其芯線棵露，均會通過金屬屏蔽層14、引流線18和R5 形成放電回路，乂人而通過電流互感檢測環(huán)LOOP在其次級線圏上產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢。如果引流線18上的電流超過預定閾值，IC1將受該感應(yīng) 電動勢驅(qū)動在管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號，該中斷控制信號控制可控 硅SCR導通，電磁線圈SOL上流過大電流，從而產(chǎn)生磁場驅(qū)使電磁 線圏中的鐵芯131移動，帶動復位傳動組件，使得復位開關(guān)Sl斷開 連接。D1和D2在相線導電通路和零線導電通^^間背靠背連接以避免 相線導電通路和零線導電通路短路連接。如果D1開路，則該電故障檢 測保護裝置無法檢測零線絕緣層12破損的故障；如果D2開路，則該電 故障檢測保護裝置無法檢測相線絕緣層11破損的故障。優(yōu)選地，Dl和 D2應(yīng)選擇相同的參數(shù)，以使得電故障檢測保護裝置對相線絕緣層11破 損或零線絕緣層12破損的檢測靈敏度一致。
專利ZL200620134167.8中7>開的任何一種實施方式的專利電源線W均可應(yīng)用于本發(fā)明，用于替換圖2中11至17所示的電源線。專利電 源線W也包括相線、零線和地線，參考圖2,專利電源線W的相線 分別與相線導電通路和負載側(cè)的L端相連，其零線分別與零線導電通 路和負載側(cè)的N端相連，其地線分別與線路側(cè)的G端和負載側(cè)的G 端相連，其漏電檢測導體與引流線18連接起來用于檢測該專利電源 線W中的漏電故障。
本實施例中還設(shè)置有一個試驗開關(guān)S2用于測試電故障檢測保護裝 置是否正常工作，該試驗開關(guān)S2 —側(cè)經(jīng)限流電阻R3在連接點Nl與相 線導電通路連接，另一側(cè)在連接點N4與零線導電通路連接。當復位開 關(guān)閉合，相線和零線正常通電時，如果按下試驗開關(guān)S3，會在相線 導電通路、零線導電通路間經(jīng)由R3、試驗開關(guān)S2放電，從而引起相 線導電通路與零線導電通路上的電流不平衡，并通過電流互感檢測環(huán) LOOP在其次級線圏上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，IC1受該感應(yīng)電動勢驅(qū)動在 管腳7上產(chǎn)生中斷控制信號，使得復位開關(guān)Sl受控斷開連接，從而 驗證了該電故障^r測保護裝置可以正常工作。
上面以IC1采用型號為RV4140的低功率控制芯片為例描述了本 實施例的電故障檢測保護裝置的電路示意圖，類似地，本發(fā)明的電故 障檢測保護裝置還可以采用諸如型號為RV4145的低功率控制芯片來 作為電故障信號檢測電路的核'G控制芯片，此時因為管腳定義的不 同，電故障信號檢測電路的設(shè)計需要做出相應(yīng)的變化，相應(yīng)的電路設(shè) 計可以參考RV4140芯片和RV4145芯片的用戶手冊，在此不再贅述。 當電故障信號4企測電3各采用集成芯片RV4145為核心時，其可以包括 兩個#全測環(huán)，即傳感變壓4企測環(huán)和接地零線變壓4企測環(huán)，相線導電通 路和零線導電通路可以穿過這兩個4企測環(huán)形成其各自的第一初級，而
引流線18可以穿過這兩個^r測環(huán)或纏繞在這兩個4全測環(huán)形成其各自 的第二初級。
當然，本發(fā)明還可以有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其 實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當可以根據(jù)本發(fā)明做出各種相 應(yīng)的改變，但這些相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電故障檢測保護裝置，其包括相線導電通路和零線導電通路，其被設(shè)置在該電故障檢測保護裝置的能夠與電源電性連接的線路側(cè)和能夠與負載電性連接的負載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負載側(cè)的電源線的相線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過引流線連接到引流點，所述引流點通過引流元件與所述相線導電通路和零線導電通路中的至少之一電性連接；電故障信號檢測電路，用于檢測所述相線導電通路和零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當所述電流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預定閾值時產(chǎn)生中斷控制信號；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號控制而在所述線路側(cè)和負載側(cè)之間中斷所述相線導電通路和零線導電通路上的電性連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 還包括電流互感#全測環(huán)，所述相線導電通^各和零線導電通路形成所述電 流互感纟企測環(huán)的第 一 初級，所述引流線形成所述電流互感#r測環(huán)的第 二初級，其中，所述電故障信號檢測電路用于通過檢測所述電流互感檢測 環(huán)的次級線圏上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢來檢測所述電流不平衡和所述引 流線上的電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述引流點分別通過第 一 引流元件和第二引流元件與所述相線導電 通路和所述零線導電通路電性連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述第一、第二引流元件包括電阻或二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述第 一 引流元件與第二引流元件為阻值相同的電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述第 一 引流元件與第二引流元件為二極管，這兩個二極管接近所述 引流點一側(cè)的極性相同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述引流線還通過限流元件連接到所述引流點。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電故障檢測保護裝置，其特征在于， 所述電故障檢測保護裝置還包括試驗開關(guān)，所述試驗開關(guān)兩側(cè)分別與 所述相線導電通路和零線導電通路電性連接，且該兩個連接點分別位 于所述電流互感4企測環(huán)的不同側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電故障檢測保護裝置，其包括相線導電通路和零線導電通路，其被設(shè)置在線路側(cè)和負載側(cè)之間，并被分別連接到在所述負載側(cè)的電源線的相線與零線，該電源線包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層通過引流線連接到引流點，所述引流點通過引流元件與所述相線導電通路和零線導電通路中的至少之一電性連接；電故障信號檢測電路，用于檢測所述相線導電通路和零線導電通路上的電流不平衡和所述引流線上的電流，并當所述電流不平衡和/或所述引流線上的電流超出預定閾值時產(chǎn)生中斷控制信號；電路中斷部分，用于受所述中斷控制信號控制而在所述線路側(cè)和負載側(cè)之間中斷所述相線導電通路和零線導電通路上的電性連接。根據(jù)本發(fā)明的電故障檢測保護裝置，不僅具有剩余電流保護功能，還可以對電源線進行檢測和保護。
文檔編號H02J3/32GK101615808SQ20081003959
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者岳國蘭, 李成力 申請人:上海益而益電器制造有限公司