專利名稱：漏電消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電子技術(shù)(三)對(duì)審查、了解、檢索有參考作用的現(xiàn)有技術(shù)及反映該技術(shù)的文件1、安全用電，參考《實(shí)用電工技術(shù)問(wèn)答2000題》下冊(cè)，P20－1－18。
2、信號(hào)放大集成電路，參考《實(shí)用無(wú)線電技術(shù)手冊(cè)》P132。
3、晶體管開(kāi)關(guān)電路，參考《實(shí)用無(wú)線電技術(shù)手冊(cè)》P627。
(四)實(shí)用新型的目的本實(shí)用新型的目的，是使家用電器等電器設(shè)備在無(wú)附加線路(即接零或接地專用線)的情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接零保護(hù)。消除電器外殼上的漏電，保證人身及設(shè)備的安全。
(五)實(shí)用新型的內(nèi)容一般來(lái)講，漏電只是對(duì)使用交流市電的家電而言的。其主要形式為短路性漏電、高阻性漏電和電容性漏電三種。本實(shí)用新型能消除電器上的各種漏電，實(shí)現(xiàn)形式為把電器外殼部分自動(dòng)接零保護(hù)，泄除漏電。而不需專用的接零保護(hù)線，電器也不用接地線保護(hù)。
工作原理見(jiàn)附圖
一。交流市電從A、B端輸入，經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)絲RD。由變壓器B、整流管D13～D16和電容C1組成的直流電源輸出6V直流電，經(jīng)常閉觸點(diǎn)J4－1，使繼電器J1吸合。則J1－1和J1－2閉合，從中通過(guò)市電到達(dá)A’、B’端，供應(yīng)電器負(fù)載工作。
由常閉觸點(diǎn)J3－2取出判斷信號(hào)，為50HZ低頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)限流電阻R1，進(jìn)入由IC1組成的放大電路。被放大的信號(hào)，由IC1的1腳輸出，經(jīng)二級(jí)管D4的整流和電容C12濾波，在電阻W1上產(chǎn)生一個(gè)直流電壓。如果B端是火線，則這個(gè)直流電壓為1.0V左右；若B端是零線，則為0.1V左右。在此，B端的電性就可判斷出了。是無(wú)接地條件下僅單端判斷出來(lái)的，叫做自動(dòng)認(rèn)相。其中R3和D3組成并聯(lián)穩(wěn)壓電路，保護(hù)IC1。
由BG1、BG2和BG3組成晶體管開(kāi)關(guān)電路。W1上得到的信號(hào)如果是1.0V左右，即B端是火線，則BG1和BG2導(dǎo)通，繼電器J2吸合，J2－1由常開(kāi)變閉合，把A端即零線同機(jī)殼E點(diǎn)連接起來(lái)，完成接零保護(hù)。同時(shí)J2－3由常開(kāi)變閉合，完成J2的自鎖。其中W1和W2為靈敏度調(diào)整電阻，D5、D6為BG2的保護(hù)二級(jí)管。
如果B端是零線，則W1上得到0.1V左右的微弱信號(hào)。BG1和BG2截止，J2不動(dòng)作。此時(shí)BG2的集電極為高電位，通過(guò)限流電阻R6，使BG3導(dǎo)通，則J3吸合。J3－1由常開(kāi)變閉合，把B端即零線同機(jī)殼E點(diǎn)連接起來(lái)，同樣完成接零保護(hù)。J3－3由常開(kāi)變閉合，完成J3的自鎖，D7和D8為BG3的保護(hù)二極管。
以上是漏電消除器的主要工作電路。下面是自檢電路，其目的是監(jiān)督主電路的工作情況，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作立即糾正，并在主電路出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。
其電路原理與主電路類似。它的判斷信號(hào)取自機(jī)殼。當(dāng)主電路出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作，將火線接到機(jī)殼上時(shí)，通過(guò)按紐開(kāi)關(guān)SA的常閉點(diǎn)和限流電阻R7，IC2取得信號(hào)，將其放大。經(jīng)過(guò)D10和C23的整流濾波，在W3上出現(xiàn)一個(gè)1.0V左右的強(qiáng)信號(hào)。致使BG4和BG5導(dǎo)通，J4吸合。J4－1由常閉而斷開(kāi)，切斷了主電路的電源，導(dǎo)致J1、J2或J3的釋放，從而解除了錯(cuò)誤的動(dòng)作。
繼電器J4沒(méi)有自鎖電路，它的吸合是靠強(qiáng)信號(hào)維持。錯(cuò)誤動(dòng)作解除后，機(jī)殼上信號(hào)消失，則J4釋放。J4－1恢復(fù)常閉，接通電源，使主電路再次進(jìn)行判斷接零。如果再接錯(cuò)，則再次被除掉。J4每動(dòng)作一次，J4－2就由常開(kāi)而閉合一次，信號(hào)燈XD閃一下。如果主電路出現(xiàn)故障，總是錯(cuò)動(dòng)作，則信號(hào)燈連續(xù)地閃爍，發(fā)出警報(bào)主電路出現(xiàn)了故障。
SA為試驗(yàn)按鈕，要定期試按，來(lái)檢查漏電消除器是否可靠地工作。其原理是D1和D2是對(duì)接在A、B兩線間的兩個(gè)二極管，對(duì)A、B來(lái)講是截止的。但在D1和D2的中間存在著來(lái)自火線的正半波信號(hào)。在SA按下時(shí)，常開(kāi)點(diǎn)閉合，正半波信號(hào)經(jīng)過(guò)SA和R7傳到自檢電路，使繼電器J4吸合。J4－2由常開(kāi)變閉合，信號(hào)燈XD亮，表明自檢電路工作正常。自檢電路又保障主電路。所以，通過(guò)試驗(yàn)按鈕SA，看看信號(hào)燈XD，就可知本實(shí)用新型是否工作可靠。
該漏電消除器，采用可靠的接零保護(hù)，而不用專門接零線。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)零線斷開(kāi)現(xiàn)象時(shí)，變壓器B等組成的電源隨之停電。繼電器J1、因斷電而釋放，J1－1和J1－2恢復(fù)常開(kāi)，通往電器負(fù)載的雙線都被切斷，所以，不會(huì)出現(xiàn)簡(jiǎn)單接零那樣的危險(xiǎn)。
高阻性電容性漏電，可以從接零中泄掉。對(duì)于電流較大的短路性漏電，當(dāng)漏電電流超過(guò)額定的保險(xiǎn)絲電流值時(shí)，則保險(xiǎn)絲熔斷，起到可靠地保護(hù)作用。如果換上新保險(xiǎn)絲，通電后很快再次熔斷，則說(shuō)明電器出現(xiàn)了短路性漏電，需修理再用。
總之，采用這種漏電消除器后，無(wú)論電器存在何種形式的漏電，人體直接接觸電器外殼，都無(wú)任何帶電感覺(jué)，連輕微麻手的感覺(jué)都沒(méi)有。
(六)實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)或者積極效果目前，國(guó)內(nèi)外在漏電保護(hù)方面所采取的措施大致分兩個(gè)方面一是傳統(tǒng)的接地或接零保護(hù)；二是使用漏電保安器。
使用傳統(tǒng)的接地或接零保護(hù)，需要專門的接地線或?qū)ｉT的接零線，這在一般的建筑中是沒(méi)有的。而安裝了這種專門用線，會(huì)將大地電位引至室內(nèi)，有可能增加觸電的危險(xiǎn)性。并且，會(huì)使用戶用一線一地的方法來(lái)偷電成為可能。
本漏電消除器，不需任何外加線，免除了以上兩線的麻煩。
目前國(guó)內(nèi)外使用的漏電保安器，一般是通過(guò)零序互感器來(lái)獲得漏電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大線路來(lái)控制脫扣機(jī)構(gòu)的。這類保安器在使用中，存在以下的缺陷1、其靈敏度不能太高。否則，有可能因電網(wǎng)微小的漏電而造成保安器頻繁地動(dòng)作，使電器無(wú)法工作。因此，一般起動(dòng)電流都在10mA以上。而在這個(gè)范圍之內(nèi)的漏電，則無(wú)能為力，對(duì)人體的危害仍很大。
本漏電消除器不存在這個(gè)問(wèn)題。無(wú)論電器有多小或多大的漏電，都會(huì)從自動(dòng)接零線路上泄除掉，對(duì)人身毫無(wú)影響。
2、目前使用中的漏電保安器還有一個(gè)動(dòng)作時(shí)間的問(wèn)題。它是在人體觸電時(shí)才動(dòng)作的，一般動(dòng)作時(shí)間為0.1秒左右?？墒?，時(shí)間再短，電流已經(jīng)傳至人體了，對(duì)人身仍有危害。因?yàn)?，人的心臟每收縮擴(kuò)張一次，中間約有0.1秒的間歇。這0.1秒內(nèi)心臟對(duì)電流最為敏感，如果電流在這一瞬間通過(guò)心臟，即使電流很小(零點(diǎn)幾毫安)也會(huì)引起心臟震顫，導(dǎo)至心臟麻痹。
本漏電消除器不存在動(dòng)作時(shí)間這個(gè)問(wèn)題。它在市電接通的同時(shí)，就完成了自動(dòng)接零保護(hù)。之后，電器發(fā)生的任何形式漏電，都被接零線路泄除掉了，自始至終，對(duì)人體毫無(wú)影響。
3、目前使用中的漏電保安器，要求它后面的線路及電器等與大地絕緣。否則，常出現(xiàn)誤動(dòng)作。這一點(diǎn)，一般用戶也很難做到。如洗衣機(jī)的進(jìn)水管與水龍頭就是相通的。
而本漏電消除器對(duì)電器等則沒(méi)有這些特殊要求。
4、現(xiàn)有的漏電保安器，只是在人體觸電時(shí)才動(dòng)作，不能消除電器外殼上漏電造成的高電位。而且，對(duì)于電器的感性和容性漏電也無(wú)能為力，而這兩種漏電也會(huì)造成麻手的感覺(jué)，尤其對(duì)心臟及神經(jīng)不好的人危脅更大。
本漏電消除器，則能保證電器外殼永遠(yuǎn)處于零電位，對(duì)任何形式的漏電都能泄除干凈。
除了以上所列，本實(shí)用新型還有下面兩條優(yōu)點(diǎn)1、對(duì)市電能自動(dòng)認(rèn)相，從而自動(dòng)接零保護(hù)。
2、具有自檢電路，能在主電路發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)及時(shí)糾證，并通過(guò)信號(hào)燈來(lái)顯示運(yùn)行情況。
本實(shí)用新型解決了電器漏電對(duì)人身危害這個(gè)問(wèn)題，對(duì)推動(dòng)安全用電和家電的普及能產(chǎn)生積極效果。
(七)對(duì)附圖一圖面的說(shuō)明見(jiàn)附圖一。RD為保險(xiǎn)絲，其選用應(yīng)根據(jù)電器負(fù)載的情況，保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)稍大于負(fù)載的額定電流。B為電源變壓器，選用輸出6V的小型變壓器，如小型收錄機(jī)電源中的即可。XD為信號(hào)燈，選用6V的電筒燈炮。繼電器J1、J2、J3為JZX－DC6V型，J4為JRC－DC6V型。集成塊IC1和IC2為L(zhǎng)A4100。BG1～BG5為3DG6型三極管。圖中的其它原件規(guī)格為D1、D2為2CZ82F，D3、D9為2CW55，D4、D10為2AP21，D5、D6、D7、D8、D11、D12為2CZ82A。R1、R7為1.5M，R2、R8為100Ω，R3、R9為150Ω，W1、W3為4.7K，W2、W4為50K，R4、R11、R6為5K，R5、R10為1.2K。C1、C7、C12、C20、C23為220μF／10V，C2、C3、C13、C14為100μF／6.3V，C4、C15為1.7μF，C5、C16為33μF／6.3V，C6、C21為0.15μF、C8、C19為47μF／6.3V，C9、C17為470PF，C10、C18為560PF，C11、C22為470μF／10V。
(八)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最好方式見(jiàn)附圖二，全部的元件按附圖一的連接，焊接在電路板上，組成芯片。外殼尺寸為18cm×12cm×7cm，材料為塑料。芯片由六個(gè)螺絲釘固定在底板上。在前面的面板上，有兩個(gè)輸入接線柱、兩個(gè)輸出接線柱和一個(gè)機(jī)殼接線柱。
輸入接線柱內(nèi)接附圖一中的A、B兩點(diǎn)，外接市電。
輸出接線柱內(nèi)接附圖一中的A’、B’兩點(diǎn)，外接電器負(fù)載。
機(jī)殼接線柱內(nèi)接附圖一中的E點(diǎn)，外接電器外殼。
面板中間是試驗(yàn)按鈕SA和信號(hào)燈XD。如果把本實(shí)用新型作為電器的一部分安裝在電器內(nèi)部時(shí)，可把SA和XD移到電器操作面板上面。
權(quán)利要求1.一種漏電消除器，屬電子技術(shù)領(lǐng)域，電路主要構(gòu)成為變壓器B及整流管D13～D16組成的整流直流電源，集成IC1及其周圍元件組成的低頻信號(hào)放大電路，D4及C12組成的信號(hào)整流電路，BG1、BG2、BG3等組成的開(kāi)關(guān)電路，繼電器J1～J4組成的動(dòng)作電路等。其特征是(1)由R1單端輸入，由IC1放大信號(hào)，由D4、C12及W1對(duì)信號(hào)整流、濾波等，構(gòu)成對(duì)市電自動(dòng)認(rèn)相電路；(2)由W1取出的自動(dòng)認(rèn)相信號(hào)，驅(qū)使BG1、BG2、BG3組成的開(kāi)關(guān)電路工作，繼電器J2或J3動(dòng)作而構(gòu)成的自動(dòng)對(duì)電器進(jìn)行接零保護(hù)；(3)由按鈕開(kāi)關(guān)SA、限流電阻R7、放大電路IC2、認(rèn)相電路D10、C23、開(kāi)關(guān)電路BG4、BG5、繼電器J4、信號(hào)燈XD等，一起組成自檢電路，且SA又為試驗(yàn)按鈕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的漏電消除器，其特征是自動(dòng)認(rèn)相電路中，信號(hào)的輸入是通過(guò)電阻R1一端接到市電的任一線上單端采集的，這個(gè)信號(hào)進(jìn)入IC1的9腳，放大后由1腳輸出，經(jīng)D4整流，C12濾波，在W1上輸出認(rèn)相信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的漏電消除器，其特征是繼電器J1的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)J1－1和J1－2來(lái)連接電器負(fù)載與市電，繼電器J2、J3的J2－1或J3－1來(lái)連接市電的零線與電器機(jī)殼E，繼電器J1的工作電源通過(guò)J4－1取自由變壓器B構(gòu)成的直流電源，變壓器B的初級(jí)兩端經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)絲RD接市電兩線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的漏電消除器，其特征是按鈕開(kāi)關(guān)SA的常閉點(diǎn)連接電器機(jī)殼E，為IC2提供信號(hào)，SA的常開(kāi)點(diǎn)連接二極管D1和D2的負(fù)極，在SA被按下時(shí)，為IC2提供信號(hào)，繼電器J4的工作電源直接取自直流電源D13～D16等，J4的常閉觸點(diǎn)J4－1為主電路及J1提供電源，J4的常開(kāi)觸點(diǎn)J4－2連接信號(hào)燈XD。
專利摘要本實(shí)用新型名稱為漏電消除器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。隨著我國(guó)家用電器的普及，電器漏電傷人的事故率不斷上升。本漏電消除器正是為了解決家電等市電設(shè)備的漏電問(wèn)題。其主要技術(shù)特征為；(1)對(duì)市電自動(dòng)認(rèn)相；(2)使電器自動(dòng)接零保護(hù)而不用接零專線；(3)具備自檢電路；(4)具備安全檢驗(yàn)按鈕。本實(shí)用新型主要用于家用電器等使用市電的電器設(shè)備，既可同時(shí)對(duì)多件電器進(jìn)行保護(hù)，又可以作為電器的一個(gè)部分安裝在電器內(nèi)部?？梢詫㈦娖髀╇姀氐仔钩蓛?，使電器外殼永遠(yuǎn)保持零電位。
文檔編號(hào)H02H3/14GK2057538SQ8921789
公開(kāi)日1990年5月23日 申請(qǐng)日期1989年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月11日
發(fā)明者李建云 申請(qǐng)人:李建云