全能型安全通电插座 |
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| 申请号 | CN201510124303.9 | 申请日 | 2015-03-20 | 公开(公告)号 | CN104752913A | 公开(公告)日 | 2015-07-01 |
| 申请人 | 中山市唐王光电技术有限公司; | 发明人 | 唐池连; 张武志; 王立清; 唐宝林; 闫胜利; 黄春平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种全能型安全通电插座，连接U、V、W、N、PE三相五线制的交流电 力 线路，包括交流 接触 器KT、 短路 /过压/欠压/过流保护 电路 QF、漏电测控电路CT和插座单元ET,具有短路、过载、欠压、过流、漏电等保护功能。全电路具有很高的遇险分断能力，触 电弧 光火花小，消除初试学生们通电时的害怕与恐惧感，大大提高实验实训中安全度和保护力。本次发明的安全通电插座不用连接熔断器，省去了通用保护器在异常事故后，换熔断芯或熔断丝的麻烦，既节省资源又能安全可靠的保护，安全通电的插座单元ET的 接口 有三相四孔和单相三孔两种，单相三孔或三相四孔也可用转插拖线板，其保护功效作用相同，也方便扩展实验插座板的连接范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种全能型安全通电插座，连接U、V、W、N、PE三相五线制的交流电力线路，其特征在于它包括交流接触器KT、短路/过压/欠压/过流保护电路QF、漏电测控电路CT和插座单元ET；所述交流接触器KT的输入端接U、V、W三相交流电，所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF的输入端与交流接触器KT的输出端连接；所述插座单元ET包括三相插座和单相插座，所述三相插座的三相交流端子分别与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端连接，零线端子与N线连接；所述单相插座的火线端端子与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端中任意一相连接，零线端子与N线连接，地线端子与PE线连接；所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF与插座单元ET之间的三相线路穿过所述漏电测控电路CT的感应线圈，所述漏电测控电路CT的输出端子与所述交流接触器KT的控制端连接。 |
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| 说明书全文 | 全能型安全通电插座技术领域[0001] 本发明涉及一种插座，特别是一种带保护功能的安全通电插座。 背景技术[0002] 职业教育和各类机电专业学习中，学生和老师每年都要做大量的机电实训实验课，而每次实验制作的电路都不一样，尤其是初学的电工学学生要完成AC220V/AC380V的实验作品，第一次通电，常发生实验电路内部短路起火、烧坏电控设施等事故。究其原因，是因为初学者对电工电路的知识理解有限，制作的电路结构布局布线出错或疏忽等差异，会出现多种不可预知的错误或接错插件等，造成被测试验品通电瞬间就发生短路、过流、漏电等事故。这些事故，轻则损坏部分实训器材，重则有可能会危及到参与试验的师生们生命安全，这也绝非耸人听闻，机电实验中的事故国内外天天屡见不鲜。 [0003] 由于电工电路组织学生实训实验有危险，师生完成一套机电试验就要格外小心谨慎，因惧怕出事故，使参与试验制作的师生都有较大的压力，尤其是制成的低压电工电路产品首次通电，尽管之前用万用表或其它仪器做了多次检查和测试，但是，电路实验中的不可预知性是很难避免的，就是有多年实验经验的老实验员也很难有100%的把握。所以，完成自制试验电器设施的学生或老师，都生怕插入通电（AC220V/380V）瞬间，即刻发生短路（起火花、冒烟、爆熔断器、烧电线、毁电器等）事件，致使实训时，老师、学生为给试验电器装置“插电”接通电源而害怕与担心。这种危险情况不仅学校，企业工厂的机电制造中，也常常发生新制设备通电因短路或漏电而发生毁坏电器、火灾、触电等隐患事件。 发明内容[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有过载、欠压、过流、漏电等保护系统，可防止和避免机电试验中的危险事故，保障师生们的实训试验课安全进行的全能型安全通电插座。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全能型安全通电插座，连接U、V、W、N、PE三相五线制的交流电力线路，包括交流接触器KT、短路/过压/欠压/过流保护电路QF、漏电测控电路CT和插座单元ET；所述交流接触器KT的输入端接U、V、W三相交流电，所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF的输入端与交流接触器KT的输出端连接；所述插座单元ET包括三相插座和单相插座，所述三相插座的三相交流端子分别与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端连接，零线端子与N线连接；所述单相插座的火线端端子与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端中任意一相连接，零线端子与N线连接，地线端子与PE线连接；所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF与插座单元ET之间的三相线路穿过所述漏电测控电路CT的感应线圈，所述漏电测控电路CT的输出端子与所述交流接触器KT的控制端连接。 [0006] 作为本发明的进一步改进，所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF输出端的U、V、W三相交流输出端分别与三只指示灯的一端连接，所述三只指示灯的另一端与N线连接。 [0008] 所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF为空气开关。 [0009] 所述交流接触器KT、短路/过压/欠压/过流保护电路QF、漏电测控电路CT安装在一箱柜内，所述插座单元ET排列在箱柜的外壳上。 [0010] 本发明的有益效果是：本发明的全能型安全通电插座包括交流接触器KT、短路/过压/欠压/过流保护电路QF、漏电测控电路CT和插座单元ET，当遇到试验检测电路内部有短路、过载、欠压、过流、漏电等异常故障时，具有良好的保护功能，会快速的切断供电回路，因本发明的输电回路中遇险分断能力高，弧光火花大为减少，就消除初试学生们通电时的害怕与恐惧感，大大提高实验实训中安全度和保护力。由于电路中未采用熔断器，省去了通用保护器在异常事故后，换熔断芯或熔断丝的麻烦，既节省资源又能安全可靠的保护，插座的接口有三相四孔和单相三孔两种，单相三孔（或三相四孔）也可用转插拖线板做扩展插座板，同样也能起到保护作用。附图说明 [0011] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0012] 图1是本发明的电路原理结构图。 具体实施方式[0013] 参照图1，一种全能型安全通电插座，连接U、V、W、N、PE三相五线制的交流电力线路，包括交流接触器KT、短路/过压/欠压/过流保护电路QF、漏电测控电路CT和插座单元ET；所述交流接触器KT的输入端接U、V、W三相交流电，所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF的输入端与交流接触器KT的输出端连接；所述插座单元ET包括三相插座（380V）和单相插座（220V），所述三相插座的三相交流端子分别与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端连接，零线端子与N线连接；所述单相插座的火线端端子与交流接触器KT的U、V、W三相交流输出端中任意一相连接，零线端子与N线连接，地线端子与PE线连接；所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF与插座单元ET之间的三相线路穿过所述漏电测控电路CT的感应线圈，所述漏电测控电路CT的输出端子与所述交流接触器KT的控制端连接，特别注意，保护零线即PE线，不能经过漏电保护器。 [0014] 交流接触器KT采用快速脱电式的，保护电流为20mA（通用在30mA），与常见的漏电保护器比较，速度不仅快1倍，而且灵敏度高了三分之一，对学生们初学试验电路产品的安全保护有很好的快速而且准确的实效性。 [0015] 所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF输出端的U、V、W三相交流输出端分别与三只指示灯的一端连接，所述三只指示灯的另一端与N线连接，通电后，三只指示灯点亮，表示U、V、W三相交流供电正常。 [0016] 本发明的上述电路安装在一箱柜内，通电时试验品若是一组大功率机电装置，也不用怕出现大弧光火花现象。插座单元ET排列在箱柜的外壳上，可同时进行几十数组试验电路产品的通电测查调试，为满足实训课多名试验学生同时参与实验品的通电检测之需，每套安全插座的三相（AC380V）和单相（AC220V）各装备15组，若有任意一组试验电路出现异常故障，均可断电保护试验现场的用电的安全，为扩大使用范围单相（AC220V）可用一条接插拖线板做转插板，即可扩展了5X15=75组，同样也能起到保护作用，但在试验中相互插座多了，仍然要注意用电的安全性。这里特别强调的是，通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频交流电源，对其它电源，如直流电源、高频电源等电路的试验品是不适用的，千万不能乱用。 [0017] 1、短路/过压/欠压/过流保护功能在本发明中，所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF为空气开关，也就是断路器，目前的空气开关已经具备短路/过压/欠压/过流跳闸保护功能。空气开关接入三相四线制（AC380V/AC220V/50HZ）供电系统，按下空气开关的按下绿色“合”压按钮QA，进入通电状态，空气开关，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线路和负载（例：电动机、交流接触器、灯具等）发生过载、短路、欠压的情况下进行保护性电源电压的切换作用。 [0018] 自动空气开关的主触点是靠手动按下绿色“合”压按钮QA。主触点ZC闭合后，自由脱扣机构将主触点ZC锁在合闸位置上，三相四线制（AC380V/AC220V/50HZ）处供电状态。该控制器的过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当试验电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点ZC断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作；当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作，切断主触点ZC。在接入试验电器电路发生短路、过电流、欠电压、过载等异常事故均能迅速有效的切断主触点ZC的U、V、W三相供电系统，保护了试验电器的安全。 [0019] 2、漏电保护功能漏电保护是本发明安全插座的另一大特色，由于实验制作者的是新手，一时的疏忽接错线，或裸露电线褡接触碰到机壳件上等原因，都会造成的试验电路装置的发生漏电事故，这就要求安全插座要有防漏电与防触电安全保护系统。 [0020] 如果初试产品发生机壳漏电或人员触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一相电流值Ins。Ins的漏流会通过机壳或人体、大地、变压器中性点形成回路，被漏电测控电路CT检测到，控制交流接触器KT断开。 [0021] 本发明中，漏电测控电路CT为零序电流互感器，当发生漏电时，零序电流互感器二次侧产生与Ins对应的感应电动势，当Ins达到一定值(30mA)时，脱扣器动作，推动交流接触器KT的锁扣，断开主电路的U、V、W三相供电系统，进入漏触电保护状态，以保护试验人员和设备器材的安全。 [0022] 3、漏电测试功能所述短路/过压/欠压/过流保护电路QF输出端的U、V、W三相交流输出端中，其中两相之间连接有漏电测试开关DA。漏电保护的按钮DA是试电保护按钮，其试电保护电流因比通用的高出1/3（20mA） 所以其试验电阻R4比通用阻值要大20KΩ/1W。试验前，先按一下DA试电按钮，能正常断电，即触点KT切断（常开）三相电，U、V、W三相上的指示灯（红绿黄）熄灭为漏电保护正常。注意要对安全插座的空气开关和漏电开关可靠性，做到定期校验与检测，这是每个高校和企业机电实验室管理人员的重要职责。 [0023] 4、断相和缺相报警指示实践中我们发现图1中的三相（U相、V相、W相）指示灯，由于采用了特殊高亮发光二极管（Ф5mm红绿黄LED）指示灯，不仅外形漂亮，三个红绿黄LED还有断相和缺相保护指示功效，因本发明的安全通电插座主要是针对初学者使用，可能会出现三相四线制供电中未接某条相线，尤其是未接工作零线（N），零线未接会造成多种保护失效，会使三相（U相、V相、W相）指示灯均不亮，就提示试验者排除故障后再试验，如缺一相线或某一相电压偏低，指示灯会不亮或会亮度不足，均提示试验者排除故障再后，再做下一步检测试验，有了这些自动多层保护检测系统，使参与实验者更安全，实训效果就更佳。 [0024] 指示灯LED选用一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示的闪烁发光二极管（BTS），型号：BTS32405B型，工作电压5V，电流是电流选定35mA，限流电阻选6.2K/1W效果最佳。 [0025] 安全插座的操作：1、安全插座的通电自检：当接通三相四线制电源到全能型安全通电插座后，按下绿色“合”压按钮QA，U、V、W三相上的指示灯（红绿黄）点亮，表示本安全通电插座的三相四线制电源已进入待工作状态。 [0026] 2、按下红色“分”压按钮QT，U、V、W三相上的指示灯（红绿黄）熄灭，表示安全插座自检正常。 [0027] 3、自检正常后，按下绿色“合”压按钮QA，切断插座上的电源，这时，将待试验产品装置的输入电源插头（380V或220V），插入三相（380V）或单相（220V）的插座板上待通电。 [0028] 4、插座上插入试验产品后，再按下绿色“合”压按钮QA，试验产品装置进入通电试验阶段，这时会有二种结果：A、试验品电路装置正常：所试产品通电正常，实验者可继续进行试验。 [0029] B、试验品电路装置不正常：红色“分”压按钮QT自动跳闸断电（切断380V或220V），说明该试验品电路装置内部有“短路”或“漏电”等的异常事件出现。实验者就要停止试验，拔出电源插头，脱电检查试验品可能存在的短路、漏电、过压、欠压等弊病错误，修复好待试品装置后，再插电试验，如果仍然出现红色“分”压按钮QT跳闸断电，就要再检查待试品电路，直到出现的看到本装置的面板上的U、V、W三相上的指示灯正常，即U、V、W三相指示灯全亮正常，实验者可继续做试验。 [0030] 本发明的安全插座可完全消除和避免了机电产品试制中，由于实验制作者的疏忽或错误接线造成的试验（设施）电路内部短路、漏电等事故在通电检测中再扩展的危险性。在高校或工厂的实验室配备全能型安全通电插座装置，师生和工人就可大胆放心的完成自己的试验作品，再不用担心由于对电控的性能不熟或一时的疏忽，而使通电时发生试制电路设施损坏或人身安全的危险事故。 |
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