超級防雷保護移動式插座的製作方法

2023-04-27 12:40:36 2

專利名稱：超級防雷保護移動式插座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動式插座，尤其是指一種防雷保護移動式插座。 技術背景
隨著科學技術的發展，具有防雷保護功能的電源移動式插座越來越多。防雷 保護移動式插座將為保護人們的生命財產安全提供可靠性保障。現有的防雷保護 移動式插座在中線、火線、地線三根導線之間並聯三隻壓敏電阻；當有雷電時， 電壓高於壓敏電阻的阻值迅速降低，瞬間將高於壓敏電阻電壓的雷電壓洩放掉， 電源電壓繼續給用電器供電工作。但是壓敏電阻有個缺點，即每當被雷電打擊一 次壓敏電阻的耐壓值就會下幾十伏， 一個額定電壓為470V/3000A的壓敏電阻， 如果連續打擊三次，他的耐壓值將接近電源電壓的峰值，就會被峰值電壓燒壞； 如果有持續1S的雷電打在接有壓敏電阻的電線上，就會把壓敏電阻燒爆，進而 燒毀電器設備。因而快速斷開電源或直接將零線接地，才是維護電器設備的最佳 方案，並且分斷時間要快。

實用新型內容
本實用新型目的在於克服現有技術存在的上述缺陷；提供一種超級防雷保護 移動式插座，它斷開電源速度快，並立即接地保護，靈敏度高，可靠性好。
為達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是 一種超級防雷保護移動式
插座，它包括殼體和電路板及設置在電路板上的過電流傳感器、零序互感器、試
驗按鈕、復位按鈕、控制電路、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片和動觸片， 電磁脫扣器由骨架、主脫扣線圈和短路脫扣線圈、鐵芯和彈簧構成，兩個動觸片 一端設置在電路板上、其上設置一個絕緣掛鈎、另一端分別設有一個動觸點，復 位按鈕上套裝復位彈簧、底部設有與絕緣掛鈎相對配置的復位掛鈎，復位掛鈎與 鐵芯連接，兩個靜觸片的一端分別設有一個靜觸點、另一端設置在電路板上，N 極穿過零序互感器向外彎折跨過過電流電傳感器，L極同時穿過零序互感器和過 電流傳感器，零序互感器的繞組接入控制電路中。
該超級防雷保護移動式插座，其機械部分通過鐵芯直接拉動復位掛鈎使之與 絕緣掛鈎脫扣來實現斷開電源，因而具有結構簡單、脫扣力大、動作速度快、靈 敏度高、工作穩定可靠、使用壽命長、成本低等優點。更為重要的是，它同時採 用了過電流傳感器和零序互感器，因而兼有過載保護和漏電保護功能。零序互感 器用於檢測漏電電流，電源的相線(L極)和中線(N極)均穿過零序互感器， 而零序互感器的繞組接入控制電路中。電器在正常工作時，由於相線和中線的電
流值相同，磁場方向相反，磁場相互抵消，零序互感器的繞組中的感應電壓為零， 控制電路不動作。當電路出現漏電流時，電源的相線和中線的電流值不相等，這 樣就會在零序互感器的繞組中感應出微弱的漏電信號電壓，該感應信號電壓經控 制電路放大、比較、翻轉為高電平觸發控制電路中的可控矽導通，電磁線圈(主 脫扣線圈)的鐵芯產生磁場吸引力使鐵芯向裡運動，拉動脫扣機構(復位掛鈎和 絕緣掛鈎)，斷開電源。
該超級防雷保護移動式插座所用的過電流傳感器與傳統的電流互感器也不 同，傳統的電流互感器是將原邊繞組接入電源，在副邊繞組感應出測試電流。該 過電流傳感器不設原邊繞組，而將電源的相線(L極)直接穿過過電流傳感器。 當相線通過的電流超過額定工作電流時，過電流傳感器就會感應出微弱的信號電 壓。當該感應信號電壓達到整定值時，控制電路觸發其中的可控矽斷開電源。該
過電流傳感器設計體積僅有6mmX cH5mm,所以保護插座體積可以設計得非常 小，並且由於過電流傳感器在零電壓以上時就能起到監控作用，因而反應更靈敏， 尤其應用於額定電流在1A以下的小型家用電器，其優點更為顯著。
因此，它具有防雷保護、短路保護、漏電保護、過流保護、過壓保護等功能， 斷開電源速度快，靈敏度高，可靠性好。
控制電路包括用於接收零序互感器和過電流傳感器繞組感應的電信號的控制 晶片，由控制晶片翻轉為高電平觸發可控矽導通，主脫扣線圈和鐵芯產生磁場吸 力，使鐵芯向主脫扣線圈中心運動的同時使脫扣機構(復位掛鈎和絕緣掛鈎)動 作，斷開電源。
控制晶片可以是任何制式結構，因該超級防雷防火保護移動式插座體積較小， 優選單列型號VG54123。零序互感器的繞組的兩端接電位器的活動臂， 一端連接 到控制晶片的1腳、穩壓管的陰極、第三限流即靈敏度調節電阻的一端、第二濾 波即抗幹擾電容的一端以及接地即隔直流電容的一端，另一端連接到穩壓管的陽 極、防浪湧開關的一端、第三限流即靈敏度調節電阻的另一端、第二濾波即抗幹 擾電容的另一端以及匹配電阻的一端；匹配電阻的另一端接控制晶片的2腳；接 地即隔直流電容的另一端接控制晶片的3腳；過電流傳感器繞組一端接電位器的 一端，另一端接功率調節電阻的一端，功率調節電阻的另一端和電位器的另一端 接防浪湧開關的另一端；防浪湧開關為一與復位按鈕同軸的常閉開關，當手按下 復位鈕前防浪湧開關(常閉開關)先斷開，當動觸點與靜觸點接觸後防浪湧常閉 開關又閉合，防止和避免了復位的同時產生的瞬間浪湧電壓對保護開關復位的影 響。
主脫扣線圈的一端接電源相線，另一端接全波整流電路的1腳，全波整流電 路的3腳接中線。可控矽的陽極接全波整流電路2腳(即全波整流電路正極)，可 控矽的陰極接全波整流電路的4腳(即全波整流電路負極)、抗幹擾電容的一端、
第一濾波電容的一端、第一匹配電容的一端以及全波整流電路的輸出端4，可控 矽的控制極接控制晶片的7腳、抗幹擾電容的另一端以及第二匹配電容的一端； 全波整流電路的另一輸出端2接第一限流電阻，第一限流電阻的另一端接發光二 極管(電源指示燈)的陽極，發光二極體(電源指示燈)的陰極接第一濾波電容 的另一端和控制晶片的8腳；第二匹配電容的另一端接控制晶片的6腳；第一匹
配電容的另一端接控制晶片的4腳和5腳；全波整流電路的輸入端1、 3分別連接
到電源的相線和中線。
短路脫扣線圈串聯在主迴路的相線上，並且主脫扣線圈的一端與短路脫扣線 圈的一端相連。當電器產生短路時，通過短路脫扣線圈的瞬間大電流，產生的強 磁場使鐵芯動作，帶動復位掛鈎與絕緣掛鈎脫扣，從而產生跳閘動作。
在零序互感器前邊的中線上和零序互感器後邊的相線上跨接一個由模擬漏電 電阻和試驗按鈕的開關串聯構成的模擬漏電試驗電路。試驗按鈕開關的兩端並聯 溫度開關和第四壓敏電阻。電源電壓正常時，試驗按鈕斷開，溫度開關也是斷開
的，第四壓敏電阻呈高阻狀態；當電源電壓高於額定電壓時、或有浪湧電壓及雷 電時，第四壓敏電阻瞬間呈低阻狀態，相當於按下試驗按鈕，模擬漏電試驗，穿 過零序互感器的相線和中線的電流就不相等，零序互感器的繞組就會感應出微弱 的電壓信號，經控制晶片放大、比較、翻轉為高電平由控制晶片7腳輸出觸發可
控矽導通，使全波整流電路的正負極短路，通過主脫扣線圈的電流瞬間增大，使
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當電路產生過熱時，溫度開關接通，模擬漏電試驗電路導通，控制電路中的 可控矽被觸發導通，電磁脫扣器迅速帶動復位掛鈎與絕緣掛鈎脫扣，斷開電源。
為了保證控制晶片在有雷電時不被燒壞，全波整流電路的電源線兩端還並聯 有三個壓敏電阻，當雷電電壓連續高於三個壓敏電阻的電壓將被壓敏電阻吸收， 雷電電流大於三個壓敏電阻導通能力時，壓敏電阻導通模擬過壓信號，使控制芯 片觸發可控矽導通。主脫扣線圈通電動作，斷開電源，同時使用電器的電源線接 地，保護用電器。
因此，該超級防雷保護移動式插座具有防雷保護、短路保護、漏電保護、過 流保護、過壓保護等功能，是維護電器設備的最佳選擇。

圖i是本實施例(去掉殼體)的主視結構示意圖。
圖2是本實施例(去掉殼體)的仰視結構示意圖。 圖3是本實施例的電路原理圖。
圖2和圖3中1、過電流傳感器，2、零序互感器，3、動觸片，4、主脫扣 線圈，5、短路脫扣線圈，6、鐵芯，7、彈簧，8、復位掛鈎，9、絕緣掛鈎，10、 動觸點，11、靜觸點，12、靜觸片，13、電路板，15、復位彈簧，16、復位按鈕，
17、控制電路，18、電源指示燈，19、試驗按鈕，20、電路板動觸片，21、骨架。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1和圖2， 一種超級防雷保護移動式插座，它包括殼體和電路板13及 設置在電路板13上的過電流傳感器1、零序互感器2、試驗按鈕19、復位按鈕16、 控制電路17、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片3，電磁脫扣器由骨架21、 主脫扣線圈4和短路脫扣線圈5、鐵芯6和彈簧7構成，兩個動觸片3—端設置 在電路板13上、其上設置一個絕緣掛鈎9、另一端分別設有一個動觸點10，復位 按鈕16上套裝復位彈簧15、底部設有與絕緣掛鈎9相對配置的復位掛鈎8，復位 掛鈎8與鐵芯6連接，兩個靜觸片12的一端分別設有一個靜觸點11、另一端設 置在電路板13上，N極穿過零序互感器2向外彎折跨過過電流電傳感器1 ， L極 同時穿過零序互感器2和過電流傳感器1 ，零序互感器2的繞組接入控制電路17 中。
參見圖1和圖2，該超級防雷保護移動式插座製作過程如下將電路板13作 為基板，把控制電路17中所有電子元器件焊接在電路板13上；將L極、N極兩 個動觸片3與絕緣掛鈎9鉚接在一起，動觸片3 —端各鉚上一個動觸點10、另一 端穿過零序互感器2後N極向外彎折、跨過過電流傳感器1後焊接在電路板13 的N極電路上，L極穿過零序互感器2後再穿過過電流傳感器1後焊接在短路脫
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川仁:^1^1 j 。、j ，， Aaictr肌]w-式閨j 口:j7J ，斤]又仏力im狄丄j u'j l a/久^iw丄，工 脫扣線圈4和短路脫扣線圈5的骨架21固定在電路板13的中心；復位按鈕16 安裝上復位掛鈎8，套上復位彈簧15，裝入電路板13上的孔後，在復位掛鈎8 上的長孔中裝入鐵芯6，鐵芯6串上彈簧7後裝入線圈骨架21的孔中；試驗按鈕 19，壓動焊接在電路板13上的電路板動觸片20;兩個靜觸片12的一端分別鉚上 一個靜觸點ll，靜觸片12的另一端鉚在電路板13上，並分出L極、N極。這樣 就構成了一個很緊湊且機電一體化的多保護功能電子開關。
參見圖1和圖2，過電流傳感器1的體積為6 mmX d) 15mm。 參見圖1和圖3，控制電路17包括用於連接零序互感器2和過電流傳感器1 繞組感應的電信號的控制晶片IC、由控制晶片IC觸發的可控矽VT1，零序互感 器2的繞組Ll兩端接電位器RP的活動臂、 一端連接到控制晶片IC的1腳、穩 壓管D2的陰極、第三限流即靈敏度調節電阻R5的一端、第二濾波即抗幹擾電容 C5的一端以及接地即隔直流電容C6的一端，另一端連接到穩壓管D2的陽極、 防浪湧開關K3的一端、第三限流即靈敏度調節電阻R5的另一端、第二濾波即抗 千擾電容C5的另一端以及匹配電阻R6的一端，匹配電阻R6的另一端接控制芯 片IC的2腳，過電流傳感器1的繞組L2 —端接電位器RP的一端、另一端接功 率調節電阻R3的一端，功率調節電阻R3的另一端接電位器RP的另一端和防浪
湧開關K3的另一端，短路脫扣線圈5 (L3)串聯在主迴路的相線上，主脫扣線 圈4 (L4)的一端接電源相線和短路脫扣線圈5 (L3)、另一端接全波整流電路 Dl、 D2、 D3、 D4的1腳，全波整流電路D1、 D2、 D3、 D4的3腳接中線，可 控矽VT1的陽極接全波整流電路Dl、 D2、 D3、 D4的2腳和第一限流電阻Rl 的一端，可控矽VT1的陰極接全波整流電路D1、 D2、 D3、 D4的4腳、控制芯 片IC的3腳、抗幹擾電容C1的一端、第一濾波電容C2的一端、第一匹配接地 電容C3的一端和接地即隔直流電容C6的另一端，可控矽VT1的控制極接控制 晶片IC的7腳、抗千擾電容Cl的另一端以及第二匹配電容C4的一端，第一限 流電阻R1的另一端接發光二極體LED(電源指示燈18)的陽極，發光二極體LED (電源指示燈18)的陰極接第一濾波電容C2的另一端和控制晶片IC的8腳，第 二匹配電容C4的另一端接控制晶片IC的6腳，第一匹配接地電容C3的另一端 接控制晶片IC的4腳和5腳。
參見圖3，控制晶片IC為單列VG54123型晶片。
參見圖1和圖3，零序互感器2前邊的中線上和零序互感器2後邊的相線上 跨接一個由模擬漏電電阻R2和試驗按鈕19的開關Kl串聯構成的模擬漏電試驗 電路。
參見圖3，試驗按鈕19的開關Kl的兩端並聯溫度開關RS和第四壓敏電阻 RV4。
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三個壓敏電阻RV1、 RV2、 RV3。
電源相線和中線之間還可接入一個由第四限流電阻、壓電陶瓷片和起輝器氖 泡串聯構成的跳閘報警電路。
該超級防雷保護移動式插座的工作原理如下
當按下復位按鈕16時，開關就通電；當按下試驗按鈕19時，開關就斷電。
當電路迴路中由各種不同原因引起短路、過載、過壓、過熱、漏電時，保護裝置 就會立即跳閘，斷開電源，保護人身安全和用電器設備。
按通電源
按下復位按鈕16時，復位掛鈎8就會在彈簧7的推動下，向動觸片3上固定 的絕緣掛鈎9靠近，並掛接。當手放開時，由於復位彈簧15的作用，將動觸點 IO與靜觸點11接觸，電源指示燈18 (圖3中的發光二極體LED)亮，完成接通 電。
斷開電源
當按下試驗按鈕19時，零序互感器2感應出一個微弱的模擬漏電電壓信號， 經過控制晶片IC放大、比較、翻轉為高電平，由控制晶片IC的7腳輸出，觸發 可控矽VT1、使其導通，同時主脫扣線圈4通電、產生磁場，將主脫扣線圈4內
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的鐵心6向裡拉動，掛鈎拉開，使脫扣機構(復位掛鈎8和絕緣掛鈎9)脫扣、 完成斷開電源，電源指示燈18 (圖3中的發光二極體LED)熄滅。
當電路迴路中因導線絕緣老化造成短路、電動機缺油停轉或用電設備受潮電 流增大時，過電流傳感器l就會感應出微弱的信號電壓，同模擬漏電電壓信號一 樣，使保護裝置迅速脫扣、斷開電源，並使用電器的兩根導線立即接地，保護用 電器。
當電路迴路中有漏電或有人觸電時，零序互感器2就會感應出微弱的漏電信 號電壓，同模擬漏電電壓信號一樣，使保護裝置迅速脫扣、斷開電源。雷電、浪 湧、過壓保護由壓敏電阻RV4控制，過熱保護由溫度開關RS控制，短路保護由 短路脫扣線圈5 (L3)控制。同時，開關因各種故障原因跳閘後，並使用電器兩 根電源線立即接地，保護電器不被雷電等擊毀。
根據本實用新型製作的各種開關、插座等均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種超級防雷保護移動式插座，它包括殼體和電路板(13)及設置在電路板(13)上的過電流傳感器(1)、零序互感器(2)、試驗按鈕(19)、復位按鈕(16)、控制電路(17)、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片(12)和動觸片(3)，電磁脫扣器由骨架(21)、主脫扣線圈(4)和短路脫扣線圈(5)、鐵芯(6)和彈簧(7)構成，其特徵在於兩個動觸片(3)一端設置在電路板(13)上、其上設置一個絕緣掛鈎(9)、另一端分別設有一個動觸點(10)，復位按鈕(16)上套裝復位彈簧(15)、底部設有與絕緣掛鈎(9)相對配置的復位掛鈎(8)，復位掛鈎(8)與鐵芯(6)連接，兩個靜觸片(12)的一端分別設有一個靜觸點(11)、另一端設置在電路板(13)上，N極穿過零序互感器(2)向外彎折跨過過電流傳感器(1)，L極同時穿過零序互感器(2)和過電流傳感器(1)，零序互感器(2)的繞組接入控制電路(17)中。
2、 根據權利要求1所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的電 路板(13)作為基板，把控制電路(17)中所有電子元器件焊接在電路板(13) 上；L極、N極兩個動觸片(3)與絕緣掛鈎(9)鉚接在一起，動觸片(3) —端 各鉚上一個動觸點(10)、另一端穿過零序互感器(2)後N極向外彎折、跨過過 電流傳感器(1)後焊接在電路板(13)的N極電路上，L極穿過零序互感器(2) 後再穿過過電流傳感器(1)後焊接在短路脫扣線圈(5)的一端，短路脫扣線圈(5)的另一端焊接在電路板(13)的L極電路上，主脫扣線圈(4)和短路脫扣 線圈(5)的骨架(21)固定在電路板(13)的中心；復位按鈕(16)安裝上復位 掛鈎(8)，套上復位彈簧(15)，裝入電路板(13)上的孔後，在復位掛鈎(8) 上的長孔中裝入鐵芯(6)，鐵芯(6)串上彈簧(7)後裝入線圈骨架(21)的孔 中；試驗按鈕(19)，壓動焊接在電路板(13)上的電路板動觸片(20);兩個靜 觸片(12)的一端分別鉚上一個靜觸點(11)，靜觸片(12)的另一端鉚在電路板(13)上，並分出L極、N極。
3、 根據權利要求1所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的過 電流傳感器(1)的體積為6 mmX 4> 15mm。
4、 根據權利要求1所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的控 制電路(17)包括用於連接零序互感器(2)和過電流傳感器(1)繞組感應的電 信號的控制晶片(IC)、由控制晶片(IC)觸發的可控矽(VT1)，零序互感器(2) 的繞組(Ll)兩端接電位器(RP)的活動臂、 一端連接到控制晶片(IC)的1腳、 穩壓管(D2)的陰極、第三限流即靈敏度調節電阻(R5)的一端、第二濾波即抗 幹擾電容(C5)的一端以及接地即隔直流電容(C6)的一端，另一端連接到穩壓 管(D2)的陽極、防浪湧開關(K3)的一端、第三限流即靈敏度調節電阻(R5) 的另一端、第二濾波即抗幹擾電容(C5)的另一端以及匹配電阻(R6)的一端， 匹配電阻(R6)的另一端接控制晶片(IC)的2腳，過電流傳感器(1)的繞組 (L2) —端接電位器(RP)的一端、另一端接功率調節電阻(R3)的一端，功 率調節電阻(R3)的另一端接電位器(RP)的另一端和防浪湧開關(K3)的另 一端，短路脫扣線圈(5)串聯在主迴路的相線上，主脫扣線圈(4)的一端接電 源相線和短路脫扣線圈(5)、另一端接全波整流電路(Dl、 D2、 D3、 D4)的1 腳，全波整流電路(Dl、 D2、 D3、 D4)的3腳接中線，可控矽(VT1)的陽極 接全波整流電路(Dl、 D2、 D3、 D4)的2腳和第一限流電阻(Rl)的一端，可 控矽(VT1)的陰極接全波整流電路(Dl、 D2、 D3、 D4)的4腳、控制晶片(IC) 的3腳、抗幹擾電容(Cl)的一端、第一濾波電容(C2)的一端、第一匹配接地 電容(C3)的一端和接地即隔直流電容(C6)的另一端，可控矽(VT1)的控制 極接控制晶片(IC)的7腳、抗幹擾電容(Cl)的另一端以及第二匹配電容(C4) 的一端，第一限流電阻(Rl)的另一端接發光二極體(LED)的陽極，發光二極 管(LED)的陰極接第一濾波電容(C2)的另一端和控制晶片(IC)的8腳，第 二匹配電容(C4)的另一端接控制晶片(IC)的6腳，第一匹配接地電容(C3) 的另一端接控制晶片(IC)的4腳和5腳。
5、 根據權利要求4所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的控 制晶片(IC)為單列VG54123型晶片。
6、 根據權利要求4所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的零 序互感器(2)前邊的中線上和零序互感器(2)後邊的相線上跨接一個由模擬漏 電電阻(R2)和試驗按鈕(19)的開關(Kl)串聯構成的模擬漏電試驗電路。
7、 根據權利要求6所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的試 驗按鈕(19)的開關(Kl)的兩端並聯溫度開關(RS)和第四壓敏電阻(RV4)。
8、 根據權利要求4所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的全 波整流電路(Dl、 D2、 D3、 D4)的電源線(L、 N、 E)之間並聯有三個壓敏電 阻(RV1、 RV2、 RV3)。
9、 根據權利要求4所述的超級防雷保護移動式插座，其特徵在於所述的電 源相線和中線之間還接入一個由第四限流電阻、壓電陶瓷片和起輝器氖泡串聯構 成的跳閘報警電路。
專利摘要一種超級防雷保護移動式插座，它包括殼體和電路板及過電流傳感器、零序互感器、試驗按鈕、復位按鈕、控制電路、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片和動觸片，電磁脫扣器由骨架、主脫扣線圈和短路脫扣線圈、鐵芯和彈簧構成，兩個動觸片一端設置在電路板上、其上設置一個絕緣掛鈎、另一端分別設有一個動觸點，復位按鈕上套裝復位彈簧、底部設有與絕緣掛鈎相對配置的復位掛鈎，復位掛鈎與鐵芯連接，兩個靜觸片的一端分別設有一個靜觸點、另一端設置在電路板上，N極穿過零序互感器向外彎折跨過過電流傳感器，L極同時穿過零序互感器和過電流傳感器，零序互感器的繞組接入控制電路中。它斷開電源速度快，並立即接地保護，靈敏度高，可靠性好。
文檔編號H01H83/10GK201188535SQ20082008324
公開日2009年1月28日 申請日期2008年2月13日 優先權日2008年2月13日
發明者祝振卿, 玉 陳 申請人:浙江正泰建築電器有限公司