中性接地故障漏电保护插头

摘要

本发明涉及一种接地故障漏电保护器插头，特别是一种接地故障漏电保护器插头。其由壳体、位于壳体内的电路板控制电路、位于壳体内的继电器控制电路机构组成。电路板控制电路又由直流电源、吸合保持电路、瞬间启动电路、集成放大电路、故障电流检测电路、中性误接地电路和脱扣器控制电路组成。本发明所述接地故障漏电保护器插头克服了过去机械式复位结构的弊病，不会出现一旦复位后若中性线虚接触或人为开路时，中性故障便失去控制的情况发生，且本发明具有安全性高，中性故障漏电保护动作灵敏，组装方便，有防震，防水，防误复位、防反向错误接线、防输入相线/中性线断线和接触不良自动切断供电电源保护的功能。

主权项

1、一种接地故障漏电保护器插头，其特征在于：其由壳体(2)、位于壳体内的电路板控制电路(1)、位于壳体内的继电器控制电路机构(3)组成。电路板控制电路(1)由主控电路(5)和辅助电路(6)组成：该主控电路又由直流电源(7)、吸合保持电路(8)、瞬间启动电路(9)三部分组成，辅助电路又由集成放大电路(10)、故障电流检测电路(11)、中性误接地电路(12)、脱扣器控制电路(13)四部分组成；直流电源(7)由二极管D1构成半波整流电路，把输入的交流电变成输出的直流电，其正极与电阻R2连接，另一端与滤波电容C2正极和集成块6脚连接，第二供电电压DC/26V，其中C2负极和芯片4脚分别接地；吸合保持电路(8)由供电相线与D1正极连接，将交流电变成直流电，D1负极与R2限流电阻连接，R1，R2另一端与C1电容正极连接组成滤波电路，将削除交流余波的直流电送入L1脱扣器线圈首端，L1线圈末端与地线连接；瞬间启动电路(9)由S1常闭触点与相线连接，其中S1相线与R1限流电阻连接，R1另一端与二极管D2正极连接构成半波整流电路，而D2负极与C1正极连接构成滤波电路，将削除交流余波的直流电第二电压DC/30V左右送入L1脱扣器线圈首端，而L1线圈末端接地；集成放大电路(10)是GFCI专用集成电路，其型号：RV4145AN，简称IC芯片，该芯片属于单运算放大器；故障电流检测电路(11)是将输入电源导线同时穿入检测线圈T1的输出端且并联电容C7，一端串联电容C6，C6另一端与电阻R7串联，R7的另一端与集成放大电路的输入端1脚连接，检测线圈的另一端与集成放大电路的3脚连接构成变压器耦合差动输入电路，其中R6为反馈电阻，其电阻R6一端与集成放大电路1脚连接，另一端与集成块输出端7脚连接，R6的阻值大小决定集成放大电路3脚的放大倍数，即决定GFCI脱扣动作故障电流值的大小；中性误接地电路(12)是由供电源中性导线同时穿过中性误接地保护线圈T2并联电容C4，其电容C4构成一个中性误接地保护电路，中性误接地线圈T2两端与电容C4并联，另一端与电容C5连接，C4另一端接地，电容C5另一端与集成放大电路7脚输出端连接，中性误接地保护线圈T2、T1构成变压器耦合相应振荡频率的正弦波振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振，当振幅达到集成放大电路10的阀值时，集成放大电路(10)的5脚输出触发信号，脱扣器动作，GFCI动触头断开；即由中性误接地保护线圈T2，集成放大电路(10)，检测线圈T1共同组成正弦波放大器，(是具有正、反馈放大功能的放大器完成的)，当GFCI输出端中性线被接地时，接地线圈T1，线圈T2，集成放大电路(10)及相应元件被接地回路连接，导致正反馈作用发生，直至电路发生振荡，当振荡电压峰值达到或超过可控硅触发比较器的前峰值时，可控硅输出会升高，当达到设定值时，可控硅导通，脱扣器动作瞬间断开电路，线圈T2、C4、C5振荡频率比正弦波振荡频率要高，从而保证振荡器的环路增益；脱扣器控制电路(13)由脱扣器线圈L1，可控硅SCR，二极管D3和电容C3构成，其中脱扣器的一端与R5、可控硅阳极串联，可控硅控制极与C3、D3，集成块输出端5脚连接，SCR阴极接地；在可控硅SCR触发极与地之间并联一只抗干扰电容C3，检测线圈T1检测两根电源线通过电流的矢量和，平时无故障电流时此矢量和为零，当有故障电流时，此矢量和不为零，当故障电流增大到设定阀值时，检测线圈会感应出一个相应的电压大小信号，并在集成放大电路的5脚输出触发信号，经D3半波整流后使可控硅SCR导通，脱扣器线圈L1带电，使脱扣器在规定的时间内脱扣切断供电电源；测试键S2，测试电阻R8构成一个测试电路，其中，测试电阻R8与电源端连接，R8另一端与测试键S2连接，测试键另一端与负载的另一端连接，测试电路是给GFCI提供8mA左右的故障电流，定期检查GFCI工作状态；电源端并联压敏电阻MOV，当电源中突然有高电压时，可瞬间吸收高电压，并且MOV阻值瞬间变化无穷大，起到保护电路板作用；输出端有指示灯监视，其中发光二极管电路由半波整流二极管D4整流，将交流电变为DC直流电120V，经电阻R8限流后DC电压为3V左右提供LED正极，LED负极与输出端接地，当GFCI正常输出时，LED指示灯发光；防误脱扣活动压把(29)与衔铁片(23)尾部连接；防误脱扣弹簧(30)上端与衔铁片(23)尾部连接，下端与继电器底座挂钩连接；防误脱扣铆钉(31)与防误脱扣支架(32)连接；触头支持件(20)和弹簧片(28)与输入相线连接组成复位电路；左、右动触头(21)和触头(22)组成与输入端静触头形成常开常闭触点；当继电器线圈得电后，线圈与铁芯形成磁埸，当衔铁片(23)瞬间与铁芯闭合后那么左、右动触片(21)与触头(22)组成动触头与静触头连接使负载输出供电；铆钉(17)、(18)，其作用是将触头支持件(20)和左、右动触头(21)铆紧；弹簧片(28)是起脱扣时涨力作用；瞬间启动电路(9)利用供电相线提供第一点交流电压120V，经电阻R1限流、二极管D2半波整流、电容C1滤波、提供瞬间启动电压，使继电器衔铁(23)上的左、右动触头(21)瞬间与接触体闭合，其常闭触点瞬间转换为常开触点来完成电子瞬间启动电路动作，然后第二供电点提供直流电30V左右给保持吸合电路工作，由二极管D1半波整流、电阻R1，R2限流、电容C1滤波、向继电器线圈提供一个DC约30V左右电压，使继电器线圈产生磁场驱动动触头永久性保持闭合，使输出端负载有电，只有当人为对地漏电或正常对地漏电超出设置一阈值时继电器线圈才失电完成脱扣动作；而该故障电流检测电路检测两电源线之间的故障电流且该故障电流大于一阈值时，向该集成放大电路(10)发送一信号；由该集成放大电路输出第一信号至脱扣器控制电路(13)，控制脱扣机构动作；该中性误接地保护电路(12)检测中性误接地，与该故障电流检测电路(11)和集成放大电路(10)形成正弦波振荡器，致使该集成放大电路(10)输出第二信号至脱扣器控制电路(13)，控制该脱扣机构动作；故障电流检测电路(11)中，两根电源线L和N同时穿过检测线圈T1，利用检测线圈检测此两根电源线电流的矢量和，控制继电器机构的动作(简称脱扣线圈)，平时无故障电流时此矢量和为零，当有故障电流时，此矢量和不为零，当故障电流增大到一阈值时，检测线圈会感应出相应的一个电压信号，此信号经集成电路放大后，若此信号达到设定阈值时，集成块5脚就会输出触发信号，使可控硅导通，继电器线圈失电，使脱扣机构在规定的时间内脱扣，接地故障断路器GFCI断开；中性误接地保护电路通过检测线圈和中性误接地保护线圈构成变压器耦合其具有一定振荡频率的正弦波振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振，当振幅达到集成放大电路阈值时，集成放大电路(10)的5脚输出触发信号，使脱扣机构动作，接地故障断路器GFCI断开；脱扣控制电路通过一个可控硅来控制继电器线圈的通电状态，从而控制继电器脱扣机构动作。