一種帶火零線識別功能的新型漏電防護方法及裝置製造方法
2023-07-04 10:19:46
一種帶火零線識別功能的新型漏電防護方法及裝置製造方法
【專利摘要】一種帶火零線識別功能的漏電防護方法和裝置，通過火零線識別裝置1對輸入電源的火線和零線進行識別，一旦發現電源火零線接錯，立即直接或者間接調整電器火線L』和電器零線N』與電源火線L和電源零線N的接線；或者調整表面漏電信號拾取裝置2的接線；或者使得主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開，從而迫使用戶校正電源火零線接線；使得表面漏電信號拾取裝置2總是連接電源零線N和電器表面F，隨時監測電器表面F對電源零線N的電位。一旦電器表面漏電，漏電信號拾取裝置2立即推動電磁脫扣裝置3斷開主電路開關K，斷開電器和電源的連接。應用本發明方法和裝置，無需電器接地，也能有效防護電器表面漏電，消除觸電事故隱患。
【專利說明】一種帶火零線識別功能的新型漏電防護方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種漏電防護方法及裝置，特別是涉及一種帶火零線識別功能的漏電防護方法及裝置。
【背景技術】
[0002]基於對電器表面漏電進行防護的「表面漏電防護裝置」(FLPD)與基於對剩餘電流進行監控的「剩餘電流裝置」(RCD)相比，可以在人體接觸漏電物體以前切斷電器與電源的連接，變被動的「觸電保護」為主動的「漏電防護」。專利文獻201120482689.8《電器外表漏電的檢測防護系統》給出了具體的「表面漏電防護裝置」的實現方案。表面漏電防護裝置隨時檢測電器表面和電源零線之間的電位差，一旦該電壓差超過預設的閥值，就控制後續電路斷開漏電防護裝置的主電路開關，切斷電器與電源的連接。
[0003]但是實際應用中，有時電源的火線和零線會由於錯誤接線而被對調；這時，電器能夠運行，但「表面漏電防護裝置」監控的不再是電器表面和電源零線之間的電壓，而是電器表面和電源火線之間的電壓；一旦電器表面產生漏電，會因為電器表面和電源火線沒有電位差使得「表面漏電防護裝置」無法正確動作，實現不了預定的漏電防護功能。
[0004]另外，有些電器將零線連接到電器外殼，火線和零線反接會導致電器外殼帶電，人員接觸帶電的電器外殼將導致觸電事故。在這些情況下，要求對火線進行識別以確保火線和零線接線正確無誤。現有的漏電防護器沒有對電源火零線接錯進行提示或者糾正的功倉泛。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服在先方法和裝置的上述不足，提出一種帶火零線識別功能的漏電防護方法及裝置，能夠根據電源火線和零線的實際接入狀況，相應調整電源和電器之間的接線或者「表面漏電防護裝置」的接線，使得「表面漏電防護裝置」始終正確地監控電器表面和電源零線之間的電壓，實現預定的漏電防護功能。同時，可對電源火零線接錯提示報警。
[0006]本發明的上述目的可以採用以下技術方案來實現。提出一種帶火零線識別功能的漏電防護方法:
一種帶火零線識別功能的漏電防護方法，其特徵在於，它包括下列步驟:
1、識別電源火線L或電源零線N；
2、如果發現電源火線L和電源零線N接錯使得電源火線L與電器零線N』相接或者電源零線N與電器火線L』相接，則將表面漏電信號拾取裝置從與電器表面線F』和電器零線N』連接改成與電器表面線F』和電器火線L』連接；或者將電器火線L』與電源火線L連接，電器零線N』與電源零線N連接；或者令主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開；
3、連接到電器表面線F』與電源零線N之間的表面漏電信號拾取裝置檢測到電器表面的漏電，令連通電源和電器的漏電防護器主電路開關K斷開。[0007]為實現本發明的上述目的和帶火零線識別功能的漏電防護方法，提出一種帶火零線識別功能的漏電防護裝置:
一種帶火零線識別功能的漏電防護裝置，包含有默認與電源火線L連接的電器火線L』，默認與電源零線N連接的電器零線N』，與電器表面連通的電器表面線F』，表面漏電信號拾取裝置2和能夠控制主電路開關K通斷的電磁脫扣裝置3 ;其特徵在於:還包含有火零線識別裝置1，所述火零線識別裝置I輸入連接電器火線L』或者電器零線N』，輸出連接表面漏電信號拾取裝置2或者電磁脫扣裝置3或者火零線轉換開關4 ;所述表面漏電信號拾取裝置2 —端連接電器表面線F』，一端通過電器零線N』或者電器火線L』與電源零線N連通。
[0008]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點；所述漏電信號拾取裝置2 —端連接電器表面線F』，一端通過火零線識別裝置I的轉換開關經過電器零線N』與電源零線N連通，當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置I動作，其轉換開關或觸點將漏電信號拾取裝置2從原先的經過電器零線N』與電源零線N連通改接為經過電器火線L』與電源零線N連通。
[0009]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述的火零線識別裝置1，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點組成的火零線轉換開關4 ;所述漏電信號拾取裝置2 —端連接電器表面線F』，一端經過電器零線N』與電源零線N連通，當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置I動作，其轉換開關或觸點組成的火零線轉換開關4將電器火線L』與電源火線L連接並且電器零線N』與電源零線N連接。
[0010]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點；所述漏電信號拾取裝置2 —端連接電器表面線F』，一端經過電器零線N』與電源零線N連通；當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置I動作或不動作，使得主電路開關K受火零線識別裝置I控制而無法合閘或合閘後立即斷開。用戶只有將電器火線L』與電源火線L連接並且電器零線N』與電源零線N連接，才能將漏電防護裝置合閘，從而確保了漏電信號拾取裝置2與電源零線N連通，並且避免了電源火零線接錯可能導致的事故。
[0011]以上所述的火零線識別裝置I還可以根據對火零線的識別結果控制指示燈或者聲訊報警，以提示火零線接錯。
[0012]以上所述的火零線識別裝置1，可以是任何能夠識別電源火零線並且輸出控制信號的電路和裝置，並不局限於本發明給出的以下幾種火零線識別裝置。
[0013]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的電源火線L或電源零線N ;所述觸摸電極A可以包含有操作漏電防護裝置時人體必然觸及的部位表面的導體。[0014]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的火線L或零線N ;所述觸摸電極A可以包含有與電器表面線F』連接的電器表面F。
[0015]對於那些需要在電源意外斷電情況下漏電防護裝置主電路開關依然保持閉合的應用，由於斷電使得漏電防護裝置內部的火零線電路被初始化，需要重新對火零線進行識別；當電源恢復供電後由於漏電防護裝置主電路開關依然保持接通，用戶不需要重新合閘從而不會再次碰觸包含有操作漏電防護裝置時人體必然觸及的部位表面的導體構成的觸摸電極，使得難以完成對火零線的重新識別。令觸摸電極A包含與電器表面線F』連接的電器表面能夠在這種情況下，通過電器表面本身及其對地的洩漏電流通道起到人體碰觸觸摸電極的效果；或者通過使用電器過程中人體碰觸電器表面，完成火零線的識別。
[0016]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的火線L或零線N ;所述觸摸電極A可以包含有通過電器表面線F』或者直接與電源地的連接。
[0017]將觸摸電極A通過電器表面線F』或者直接與電源地連接的好處是在電源接地良好的情況下，無需人體碰觸觸摸電極就能完成對火零線的識別。
[0018]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，包含有限流元件Zl，Z2和感應電極S ;Z1和Z2串聯後一端接電源火線L或者零線N，一端接感應電極S ；Z2兩端連接IC信號放大電路。
[0019]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置1，包含有高輸入阻抗三極體或者場效應管和感應電極S，以及與被識別電源隔離的直流工作電源；所述三極體的基極或者場效應管的柵極連接所述感應電極S，所述三極體或者場效應管輸出接IC信號放大電路。
[0020]所述的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置2可以包含電磁繼電器或者固體繼電器，繼電器的輸出觸點連接電磁脫扣裝置3的脫扣線圈驅動電路或者直接連接電磁脫扣裝置3的脫扣線圈；電磁繼電器與阻抗Z串聯後或者直接連接到電器表面F』和電源零線N之間；所述阻抗Z可以是各種限流元件，或者是整流元器件，或者是可控矽開關。
[0021]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置2可以包含電源火線L和電源零線N都穿過的電流傳感器T，和連通電器外表與電源零線N的一個或多個電流通道I ;所述電流通道I由能夠導通電流的元器件組成，電流通道I 一端通過電器表面線F』接電器表面F，一端在電流傳感器T前與電源零線N連通，或者在電流傳感器T後與電源零線N連通。
[0022]所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置2可以包含電壓傳感器單元或電流傳感器單元；電壓傳感器單元或電流傳感器單元輸出經中間電路整形或者放大後觸發電磁脫扣裝置，也可以不經過中間電路直接觸發電磁脫扣裝置。
[0023]有益效果 與在先技術相比，上述本發明的方法及裝置的有益效果在於:
1.能夠指示或糾正電源火線和零線的接線錯誤，消除事故隱患；
2.根據電源火線和零線的接線錯誤調整漏電防護器接線，確保漏電防護器正常工作；
3.創新的表面漏電防護電路簡化了現有的表面漏電防護裝置，提高了裝置的抗幹擾能力和可靠性；將開關按鈕表面和電器表面作為觸摸電極，能夠在用戶不經意的情況下完成火零線的識別和調整；
4.電器表面無需接地，也能實現電器表面漏電防護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明方法的流程圖；
[0025]圖2是本發明裝置的原理圖；
[0026]圖3是本發明的具體實施例1的結構示意圖；
[0027]圖4是本發明的具體實施例2的結構示意圖；
[0028]圖5和圖6 (a)是本發明的具體實施例3的結構示意圖；
[0029]圖5和圖6 (b)是本發明的具體實施例4的結構示意圖；
[0030]圖5和圖6 (C)是本發明的具體實施例5的結構示意圖；
[0031]圖7和圖2是本發明方法和裝置的實施例6的結構示意圖；
[0032]圖8和圖3是本發明方法和裝置的實施例7的結構示意圖；
[0033]圖9和圖4是本發明方法和裝置的實施例8的結構示意圖；
[0034]圖10是本發明方法和裝置的實施例9的結構示意圖；
[0035]圖11是本發明方法和裝置的實施例10的結構示意圖；
[0036]圖12(a)和圖2是本發明方法和裝置的實施例11的結構示意圖；
[0037]圖12(b)和圖2是本發明方法和裝置的實施例12的結構示意圖；
[0038]圖12(c)和圖2是本發明方法和裝置的實施例13的結構示意圖。
圖中:火零線識別裝置I表面漏電信號拾取裝置2 電磁脫扣裝置3 火零線轉換開關4電源火線L電源零線N電器火線L』電器零線N』電器表面線F』主電路開關K負載RL電器表面F觸摸電極A感應電極S發光元件BI光敏元件B2限流元件Z電流通道I繼電器J脫扣線圈/繼電器C【具體實施方式】
[0039]以下結合各附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0040]圖1為本發明帶火零線識別功能的漏電防護方法的流程圖。一種帶火線識別功能的漏電防護方法，其具體實施包括下列步驟:
1、識別電源火線L或電源零線N；
2、如果發現電源火零線接錯使得電源火線L與電器零線N』相接或者電源零線N與電器火線L』相接，則將表面漏電信號拾取裝置從與電器表面線F』和電器零線N』連接改成與電器表面線F』和電器火線L』連接；或者將電器火線L』與電源火線L連接，電器零線N』與電源零線N連接；或者令主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開；
3、連接到電器表面線F』與電源零線N之間的表面漏電信號拾取裝置檢測到電器表面的漏電，斷開連接電源和電器的漏電防護器主電路開關K。[0041]圖2是本發明帶火零線識別功能的漏電防護裝置的結構原理圖。圖2中，本發明裝置包含有電器火線L』，電器零線N』，電器表面線F』，火零線識別裝置I，表面漏電信號拾取裝置2和電磁脫扣裝置3。其中電器火線L』和電器零線N』 一頭連接電源火線L和電源零線N，一頭經過主電路開關K後連接負載RL。電器表面線F』可直接連接電器表面F，也可以經過主電路開關K後連接電器表面。電器表面線F』不需要連接電源地(電源地圖中未標出)。電器表面線F』是否連接電源地對本發明方法和裝置的功能實現沒有影響。這對許多缺乏接地系統或者接地系統接地不良的家庭用戶安全使用電器十分重要。火零線識別裝置I的輸入端通過電器火線L』和電器零線N』與電源火線L和電源零線N連接。由於電源火線L和電源零線N存在邏輯關係，兩根線中的一條如果是火線，另外一根線必然是零線，因此實際應用中火零線識別裝置I只需對電源火線L和電源零線N中的一根做出識別，就完成了對L和N的識別。火零線識別裝置I根據識別結果，或者改變表面漏電信號拾取裝置2的接線；或者改變電源火零線與電器火零線的接線；或者控制主電路開關控制電路斷開主電路開關K使其無法合閘或者合閘後立即跳閘，以迫使用戶校正電源火零線與電器火零線的接線；使得表面漏電信號拾取裝置2始終連接到電源零線N和電器表面F之間，使得本發明裝置能夠始終正確地監視電器表面的漏電，同時還可以用指示燈或者訊響器報警的方式指示電源火零線接反(聲光報警裝置在圖中未標出)。一旦電器表面發生漏電，表面漏電信號拾取裝置2立即檢測到電器表面線F』與電源零線N之間的電位差進而動作，推動電磁脫扣裝置3斷開主電路開關K，切斷電器負載RL與電源的連接，或者推動聲音或者指示燈報警。
[0042]以下結合圖3和圖4描述的實施例進一步說明本發明方法和裝置的工作原理。
[0043]實施例1
圖3是本發明方法和裝置的實施例1。圖3結構與圖2相似，其功能和效果與圖2描述相同。不同的是其中火零線識別裝置I的輸出包含有一刀兩投開關或觸點，一刀連接表面漏電信號拾取裝置2，兩投分別接電器火線L』和電器零線N』。當火零線識別裝置I輸入端接電器零線N』並且由於電源火零線接線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，火零線識別裝置I動作，其一刀兩投開關或觸點的常開觸點閉合，將漏電信號拾取裝置2與電器火線L』連接。當火零線識別裝置I輸入端接電器火線L』並且電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，火零線識別裝置I由於輸入端實際上連接電源零線N而不動作，其一刀兩投開關或觸點的常閉開關仍然保持接通，漏電信號拾取裝置2與電器火線L』連接。顯然，在電源零線N被誤接到電器火線L』的情況下，火零線識別裝置I能夠根據預先設定而動作或者不動作，使得漏電信號拾取裝置2始終保持與電源零線N的連通。
[0044]實施例2
圖4是本發明方法和裝置的實施例2。圖4結構與圖2相似，其功能和效果與圖2描述相同。不同的是其中火零線識別裝置I的輸入端接電器零線N』，輸出包含有串聯在主電路中的兩刀兩投開關或觸點構成的火零線轉換開關4。當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，火零線識別裝置I動作，其兩刀兩投開關構成的火零線轉換開關4動作使得電器火線L』重新與電源火線L連接，電器零線N』重新與電源零線N連接。如此，無論電源端的火線和零線如何接線，由於火零線識別裝置I的作用，漏電信號拾取裝置2總是與電源零線N連通。
[0045]以下結合圖5到圖9給出說明本發明方法和裝置的幾個採用不同零火線識別裝置的優選實施例。
[0046]實施例3
圖2連同圖5和圖6(a)構成本發明方法和裝置的實施例3。如圖2所示的本發明帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其中的火零線識別裝置I的結構如圖5所示:限流元件Z和發光元件BI (氖管)串聯，一頭接電器火線L』或者電器零線N』，一頭接觸摸電極A。該觸摸電極A是嵌在撥動式復位開關K的撥動手柄表面的導電體，或者是套在按鈕式復位開關K按鈕上的導電橡膠製作的防水外套，如圖6(a)所示；用戶使用漏電防護裝置時必定要撥動或者按下復位開關K，從而接觸觸摸電極A觸發火零線識別裝置I完成火零線識別工作。本實施例圖5中火零線識別裝置I的輸入端連接電器火線L』，繼電器J的常閉開關J與圖6(a)中電磁脫扣裝置3的可控矽並聯。當電源火零線接線正確時，電器火線L』與電源火線L連接，撥動或者按下復位開關K使得人體接觸觸摸電極A，流經電源火線L，限流阻抗Z，發光元件BI，人體和大地的電流使得發光元件BI (氖管)發光，光敏元件B2接收BI光信號後導通，經過IC放大後觸發可控矽導通，繼電器J得電動作，常閉開關J打開，復位開關K能夠合閘。當電源火零線接線錯誤使得電器火線L』被誤接到電源零線N時，即便人體接觸觸摸電極A，發光元件BI也不會發光，繼電器J不動作，常閉開關J保持閉合，這時撥動或者按下復位開關K會由於脫扣線圈C得電脫扣而無法合閘，達到了鎖定電路的目的。
[0047]同理，如果將圖5中火零線識別裝置I的輸入端改接電器零線N』並且將圖6(a)中與電磁脫扣裝置3中可控矽並聯的開關改成常開，則當電源火線與電源零線接錯，導致電器零線N』與電源火線L連接時，繼電器J動作，常開開關閉合使得電磁脫扣裝置3中的脫扣線圈C得電脫扣，斷開復位開關K，同樣達到鎖定電路的目的。
[0048]實施例4
圖2連同圖5和圖6(b)構成本發明方法和裝置的實施例4。與實施例3相比，實施例4的不同之處在於:1、圖2中的漏電防護裝置的主電路開關K受圖6(b)中繼電器C控制，繼電器C得電，主電路開關K閉合。圖6(b)中繼電器C通過來自火零線識別裝置I中繼電器的常開開關J，停止按鈕TA，啟動按鈕QA連接電源。2、觸摸電極A由啟動按鈕QA表面的金屬電鍍層構成。按下啟動按鈕QA，人體接觸了觸摸電極A。這時如果電源火零線接線正確，即圖5中火零線識別裝置I的輸入端與電源火線L連接，發光元件BI發光，經過B2接收，IC放大驅動繼電器J動作，繼電器J的常開開關J閉合，圖6(b)中的繼電器C得電接通圖2中的主電路開關K，同時，並聯在啟動按鈕QA兩端的繼電器C的輔助觸點C閉合，使得繼電器C在啟動按鈕QA斷開後仍然得電，圖2中主電路開關K保持接通。如果電源火零線接線錯誤正確，即圖5中火零線識別裝置I的輸入端與電源零線N連接，發光元件BI不發光，繼電器J不動作，常開開關J保持斷開，使得圖6 (b)中的繼電器C無法得電接通圖2中主電路開關K，達到了鎖定電路的目的。這時，只有校正電源火零線接線，按下啟動按鈕才能夠接通主電路開關K。
[0049]以上實施例3和實施例4的火零線識別，其原理是預先鎖定電路(電路不能合閘，或者合閘後立即脫扣斷開)，然後在主電路開關K的合閘操作過程中，通過電源火線和電源零線的正確接線來自動開鎖進而接通主電路開關K。也可以預先不鎖定電路，然後在主電路開關K的合閘操作過程中，如果發現電源火零線接線錯誤，就鎖定電路(電路不能合閘，或者合閘後立即脫扣斷開)。這兩種方法都迫使用戶校正火零線接線錯誤，屬於間接的電源火零線校正方案。
[0050]實施例5
圖2連同圖5和圖6 (c)構成本發明方法和裝置的實施例5。與實施例3和實施例4相t匕，實施例5的不同之處在於:火零線識別裝置I中的觸摸電極A是在嵌在漏電防護裝置的電源插頭表面的金屬導體，如圖6(c)所示。用戶使用漏電防護裝置前必定要將漏電防護裝置的電源插頭插入電源插座，從而觸摸到觸摸電極A，觸發火零線識別裝置I完成火零線識別工作。當電源插頭插入插座完成火零線性別後，電源端的火零線不再改變，直到電源插頭被拔下。這時重新將電源插頭插入插座將觸發新一次的火零線識別。
[0051]實施例6
用包含有操作漏電防護裝置時人體必然觸及的部位表面的導體例如漏電防護裝置的電源插頭表面導體或者開關按鈕的表面導體來做觸摸電極能夠在大多數情況下滿足火零線識別的功能。但是對於那些斷電後主電路開關依然保持閉合的漏電防護裝置，當出現電源斷電後又自動恢復供電的情況時，由於斷電後漏電防護裝置內部的火零線電路被初始化，需要重新對火零線進行識別；但是由於其主電路開關依然保持接通，用戶因此不再需要重新合閘也即不會再去碰觸觸摸電極，使得對火零線的重新識別無法完成。本發明給出的用電器表面做觸摸電極或者將觸摸電極與電源地連接的方法和裝置可以解決上述問題。其實施例為圖2和圖7構成的本實施例6。本實施例6與上述圖5構成的實施例的不同之處為，圖7中，連接電器表面線F』的電器表面F被作為觸摸電極，並且與電源地G相通。當電源斷電後重新給電或者漏電防護裝置初次連接電源時，在電源地G接地良好的情況下，觸摸電極接地提供了良好的對地通路，無需接觸觸摸電極A或電器表面F即可完成火零線的識別；在電源地G接地不良或沒有接地的情況下，接觸觸摸電極A能夠完成火零線的識別；如果用戶沒有機會接觸觸摸電極A，則在使用電器時總會碰觸電器表面F，或者電器安裝的狀況使得電器表面F已經具備對地洩漏電流的通道從而無需人體碰觸，仍然能夠完成火零線的識別。其零火線識別及漏電防護的工作原理與上述圖5構成的實施例相同。
[0052]實施例7
圖3和圖8構成本發明方法和裝置的實施例7。圖3所示的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其火零線識別裝置I如圖8所示，包含有限流元件Z1，Z2和感應電極S ；Z1和Z2串聯後一端接電源火線L或者電源零線N，一端接感應電極S ；Z2兩端直接連接或者通過光電率禹合IC信號放大電路,繼電器J的觸頭為一刀兩投開關。本實施例中，Zl和Z2米用電阻元件，一刀兩投開關的一刀連接漏電信號拾取裝置2，一刀兩投開關的兩投分別連接電器火線L』和電器零線N』，火零線識別裝置I的輸入端接電器零線N』。當電源火線與零線接反使得火零線識別裝置I的輸入端連接電源火線L時，電源電壓通過Zl，Z2，感應電極S和感應電極S的對地分布電容構成的迴路，在Z2兩端產生電壓降。該電壓降經過IC放大觸發可控矽導通，繼電器J線圈得電，一刀兩投開關動作，常開觸點閉合將漏電信號拾取裝置2與電器火線L』連接。由於此時電器火線L』實際上與電源零線N連接，從而使得漏電信號拾取裝置2通過電器火線L』仍然連接到了電源零線N。
[0053]實施例8 圖4和圖9構成本發明方法和裝置的實施例8。圖4所示的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其火零線識別裝置I如圖9所示，包含有高輸入阻抗三極體或者場效應管和感應電極S ;三極體的基極或者場效應管的柵極連接所述感應電極S，三極體或者場效應管輸出接IC信號放大電路。繼電器J的輸出為二刀兩投開關，如圖4所示接入主電路。當感應電極S被預設為靠近電器零線N』時，如果由於電源火零線接錯導致電器零線N』與電源火線L連接，感應電極S感應到火線交流電源信號，三極體或場效應管導通，經IC放大後觸發可控矽導通，繼電器J得電，二刀兩投開關動作，使得圖4中電器火線L』重新與電源火線L連接，電器零線N』重新與電源零線N連接。
[0054]實際應用中，當電源火零線接線正確，電器零線N』連接電源零線N時，感應電極S也會感應到較強的交流電源信號，使得上述火零線的鑑別非常困難甚至難以實現。其原因為，火零線識別裝置I內部的直流工作電源VCC由交流電源變換而來，該交流電源與被識別火零線的電源是同一電源，使得總有部分交流電源信號通過火零線識別裝置的直流工作電源VCC耦合過來並且被感應電極S感應。因此，我們在直流工作電源VCC的變換電路中採用了變壓器隔離，隔斷了交流電源對火零線識別裝置I的上述幹擾途徑，使得電源火零線接線正常時，感應電極S感應的交流信號很弱，從而能夠可靠地區別電源的火線和零線。眾所周知有多種採用變壓器隔離的電源變換方案，本實施例給出了兩種比較常用方案。圖9(a)方案為直接變壓器降壓後整流獲得直流電源；圖9(b)方案採取開關電源，其開關電路產生的高頻交流信號經過變壓器耦合後輸出，經過整流後變為直流電源。
[0055]以下結合圖10到圖12給出說明本發明方法和裝置的幾個採用不同表面漏電信號拾取裝置的優選實施例。
[0056]實施例9
圖10構成本發明方法和裝置的實施例9。圖10中，漏電信號拾取裝置2包含電磁繼電器J或者固體繼電器J，繼電器J的輸出觸點或開關連接電磁脫扣裝置3的線圈驅動電路或者直接連接電磁脫扣裝置的脫扣線圈C。電磁繼電器J通過阻抗Z或者直接連接到電器表面F』和電源零線N之間；所述阻抗Z可以是各種限流元件，提供交流繼電器需要的交流工作電源；或者是整流元器件，為直流繼電器提供直流工作電源；或者是單向可控矽開關或雙向可控矽開關，其陰極和陽極(單向可控矽)或者第一陽極和第二陽極(雙向可控矽)與繼電器串聯，控制極經過一個限流元件連接到電器表面線F』或者電源零線N，使得電器表面漏電達到一定的閥值時，可控矽被觸發導通，接通繼電器J。本實施例中，繼電器J採用直流電磁繼電器，阻抗Z由電阻和整流二極體串聯，給繼電器J提供直流電源。繼電器J的額定工作電壓選得比較低，使得漏電導致的電器表面對電源零線N的電位差達到預設的閥值時，繼電器J吸合動作，其繼電器觸點J進而接通電磁脫扣裝置3中的脫扣線圈C，斷開主電路開關K。本實施例將漏電信號拾取裝置2與電器零線N』或者電器火線L』的連接點放在電路主開關K的後面，使得繼電器J動作斷開電路主開關後，繼電器J立即失去工作電源，因此即便繼電器J承受的漏電電壓遠遠大於其額定工作電壓，由於是瞬間工作，所以不會損壞。
[0057]實施例10
圖11構成本發明方法和裝置的實施例10。圖11中，漏電信號拾取裝置2包含有電源火線L和電源零線N都穿過的電流傳感器T，和連通電器外表F』與電源零線N的電流通道Il和電流通道12。本實施例中電流通道Il和12都為電阻，電流通道Il 一端通過電器表面線F』連接電器表面F，一端在電流傳感器T後與電源零線N連通；電流通道12 —端通過電器表面線F』連接電器表面F，一端在電流傳感器T前與電源零線N連通。正常情況下，流經穿越電流傳感器T的電器火線L』和電器零線N』上的電流總是大小相等，方向相反，電流傳感器T的次級不會產生電壓。當人體觸及負載的火線時，部分觸電電流經過人體和大地構成的迴路而不是經過電器零線N』返回電源，從而穿越電流傳感器T的電流不再相等，也就是產生了剩餘電流。該剩餘電流在電流傳感器T的次級產生電壓，觸發電磁脫扣裝置3動作斷開主電路主開關K。圖11中的TEST按鈕就是用於人為地產生剩餘電流來驗證電磁脫扣裝置3是否工作正常。而當電器絕緣損壞造成電器表面漏電，該漏電從電源火線L出發穿過了電流傳感器T通過負載和損壞的絕緣抵達電器表面F，然後由電器表面線F』經過11和12經過電器火線L』或者電器零線N』返回電源零線。由於12接到了電流傳感器T的前面，使得12的電流沒有經過電流傳感器T，導致流入和流出電流傳感器T的電流不相等，電流傳感器T次級產生電壓，觸發電磁脫扣裝置3動作斷開電路主開關K。當電器表面漏電是來自於外部電源時，例如，漏電從電源火線L出發經過電器表面線F』抵達電器表面F，然後由電器表面線F』經過Il和12經過電器火線L』或者電器零線N』返回電源零線。由於Il接到了電流傳感器T的後面，使得Il的電流經過了電流傳感器T，導致流入和流出電流傳感器T的電流不相等，電流傳感器T次級產生電壓，觸發電磁脫扣裝置3動作斷開電路主開關K。圖11中火零線識別裝置I的輸出為二刀二投開關，該二刀二投開關的二刀分別接Il和12，二投分別接電器火線L』或電器零線N』，火零線識別裝置I根據對電源火零線接線的識別結果控制其輸出的二刀二投開關的動作，使得Il和12通過電器火線L』或電器零線N』始終連接電源零線N。
[0058]實施例11
圖2和圖12(a)構成本發明方法和裝置的實施例11。圖2所示的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其漏電信號拾取裝置2如圖12(a)所示，包含有阻抗Z，發光元件BI (本實施例採用氖泡)和光敏三極體B2組成的電壓傳感器SV單元。電壓傳感器SV單元的輸入端連接電器表面和電源零線N，一旦電器表面漏電，發光元件BI發光，光敏三極體B2接收信號並且經IC放大後輸出，推動圖2中電磁脫扣裝置3動作斷開主電路開關K，實現了電器的表面漏電防護。光敏三極體B2接收信號後也可以不經過IC放大，直接驅動推動圖2中電磁脫扣裝置3動作斷開主電路開關K。
[0059]實施例12
圖2和圖12(b)構成本發明方法和裝置的實施例12。圖2所示的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其漏電信號拾取裝置2如圖12(b)所示，包含有阻抗Z，發光元件BI (本實施例採用發光二極體)和光敏三極體B2組成的電壓傳感器SV單元。電壓傳感器SV單元的輸入端連接電器表面和電源零線N，一旦電器表面漏電，發光元件BI發光，光敏三極體B2接收信號並且經IC放大後輸出，推動圖2中電磁脫扣裝置3動作斷開主電路開關K，實現了電器的表面漏電防護。
[0060]實施例13
圖2和圖12(c)構成本發明方法和裝置的實施例13。圖2所示的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其漏電信號拾取裝置2如圖12(c)所示，包含有阻抗Z和電流傳感器組成的電流傳感器單元SI。電流傳感器單元SI輸入連接電器表面和電源零線N，一旦電器表面漏電，電流傳感器初級產生電流，該電流在次級建立起電壓，經IC放大後輸出，推動圖2中電磁脫扣裝置3動作斷開主電路開關K，實現了電器的表面漏電防護。
[0061]本發明提供了一種帶火零線識別功能的漏電防護方法和裝置，通過火零線識別裝置I對輸入電源的火線和零線進行識別，一旦發現電源火零線接錯，立即直接或者間接調整電器火線L』和電器零線N』與電源火線L和電源零線N的接線；或者調整表面漏電信號拾取裝置2的接線；或者使得主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開，從而迫使用戶校正電源火零線接線；使得表面漏電信號拾取裝置2總是連接電源零線N和電器表面，隨時監測電器表面對電源零線N的電位。一旦電器表面漏電，漏電信號拾取裝置2立即推動電磁脫扣裝置3斷開主電路開關K，斷開電器和電源的連接。應用本發明方法和裝置，無需電器接地，也能有效防護電器表面漏電，消除觸電事故隱患。
[0062]以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍。凡是利用本發明說明書及附圖內容做的等效結構或流程變換，或直接或間接應用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種帶火線識別功能的漏電防護方法，其特徵在於，它包括下列步驟:(I)識別電源火線L或電源零線N ； (2)如果發現電源火零線接錯使得電源火線L與電器零線N』相接或者電源零線N與電器火線L』相接，則將表面漏電信號拾取裝置從與電器表面線F』和電器零線N』連接改成與電器表面線F』和電器火線L』連接；或者將電器火線L』與電源火線L連接，電器零線N』與電源零線N連接；或者令主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開；(3)連接到電器表面線F』與電源零線N之間的表面漏電信號拾取裝置檢測到電器表面的漏電，令連通電源和電器的漏電防護器主電路開關K斷開。
2.一種帶火零線識別功能的漏電防護裝置，包含有默認與電源火線L連接的電器火線L』，默認與電源零線N連接的電器零線N』，與電器表面連通的電器表面線F』，表面漏電信號拾取裝置(2)和能夠控制主電路開關K通斷的電磁脫扣裝置(3);其特徵在於:還包含有火零線識別裝置(I)，所述火零線識別裝置(I)輸入連接電器火線L』或者電器零線N』，輸出連接表面漏電信號拾取裝置(2)或者電磁脫扣裝置(3)或者火零線轉換開關(4);所述表面漏電信號拾取裝置(2) —端連接電器表面線F』，一端通過電器零線N』或者電器火線L』與電源零線N連通。
3.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述的火零線識別裝置(1)，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點；所述漏電信號拾取裝置(2) —端連接電器表面線F』，一端通過火零線識別裝置(I)的轉換開關經過電器零線N』與電源零線N連通，當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置(I)動作，其轉換開關或觸點將漏電信號拾取裝置(2)從原先的經過電器零線N』與電源零線N連通改接為經過電器火線L』與電源零線N連通。
4.根據權利要求2所述的帶 火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述的火零線識別裝置(1)，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點組成的火零線轉換開關(4);所述漏電信號拾取裝置(2) —端連接電器表面線F』，一端經過電器零線N』與電源零線N連通，當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置I動作，其轉換開關或觸點組成的火零線轉換開關(4)將電器火線L』與電源火線L連接並且電器零線N』與電源零線N連接。
5.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述的火零線識別裝置(1)，其輸入接電器火線L』或者電器零線N』，其輸出包含有一組或多組轉換開關或者觸點；所述漏電信號拾取裝置(2) —端連接電器表面線F』，一端經過電器零線N』與電源零線N連通；當電源火零線對調使得電器火線L』與電源零線N連接或者電器零線N』與電源火線L連接時，所述火零線識別裝置(I)動作或不動作，使得主電路開關K無法合閘或合閘後立即斷開。
6.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置(I)，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的火線L或零線N ;所述觸摸電極A可以包含有操作漏電防護裝置時人體必然觸及的部位表面的導體。
7.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置(I)，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的火線L或零線N ;所述觸摸電極A可以包含有與電器表面線F』連接的電器表面F。
8.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置(I)，包含有限流元件Z，發光元件BI和觸摸電極A ;所述發光元件BI和限流元件Z串聯後，一端連接觸摸電極A，另一端通過電器火線L』或電器零線N』連接或者直接連接到供電電路的火線L或零線N ;所述觸摸電極A可以包含有通過電器表面線F』或者直接與電源地的連接。
9.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置(I)，包含有限流元件Zl，Z2和感應電極S ；Z1和Z2串聯後一端接電源火線L或者零線N，一端接感應電極S ；Z2兩端連接IC信號放大電路。
10.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所述火零線識別裝置(I)，包含有高輸入阻抗三極體或者場效應管和感應電極S，以及與被識別電源隔離的直流工作電源；所述高輸入阻抗三極體或者場效應管的基極或柵極連接所述感應電極S，所述高輸入阻抗三極體或者場效應管的輸出接IC信號放大電路。
11.根據權利要求2所述的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置(2)可以包含有電磁繼電器或者固體繼電器，繼電器的輸出觸點連接電磁脫扣裝置(3)的脫扣線圈驅動電路或者直接連接電磁脫扣裝置(3)的脫扣線圈；電磁繼電器與阻抗Z串聯後或者直接連接到電器表面 F』和電源零線N之間；所述阻抗Z可以是各種限流元件，或者是整流元器件，或者是可控矽開關。
12.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置(2)可以包含電源火線L和電源零線N都穿過的電流傳感器T，和連通電器外表與電源零線N的一個或多個電流通道I ;所述電流通道I由能夠導通電流的元器件組成，電流通道I 一端通過電器表面線F』接電器表面F，一端在電流傳感器T前與電源零線N連通，或者在電流傳感器T後與電源零線N連通。
13.根據權利要求2所述的帶火零線識別功能的漏電防護裝置，其特徵在於所說的漏電信號拾取裝置(2 )可以包含電壓傳感器單元或電流傳感器單元；電壓傳感器單元或電流傳感器單元輸出經中間電路整形或者放大後觸發電磁脫扣裝置，也可以不經過中間電路直接觸發電磁脫扣裝置。
【文檔編號】H02H3/32GK104009448SQ201310300405
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年7月14日 優先權日:2013年2月23日
【發明者】吳偉 申請人:吳偉