带过温保护的漏电保护插座、漏电保护电路及控制方法

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种带过温保护的漏电保护插座、漏电保护电路及控制方法。

背景技术

在布设工业及民用等场所的电路设施时，电路保护设备必不可少，常见的电路保护设备有漏电保护开关，其安装于电源与用电设备之间，可监测电路中发生的漏电过载等状况，并及时切断电源与用电设备的连接，确保用电设备所在线路与上级线路的安全，并方便准确地判定出故障区域。而在实际用电场景中，电路除了可能发生漏电故障，还可能因触点接触不良造成触点温度急剧升高，甚至烧毁漏电保护开关等设备，造成极大的安全隐患，单靠漏电保护开关并不足以保证电路的安全。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种带过温保护的漏电保护插座、漏电保护电路及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种带过温保护的漏电保护插座，其特征在于，包括：

机芯组件1、基座2、上盖组件3及面盖4；

所述机芯组件1包括磁环11、线圈组件12、复位弹簧13、触头支持组件14、导热组件15、感温组件16、压敏电阻17、零线插套N、火线插套L及地插套GND；

所述导热组件15与所述零线插套N及所述火线插套L接触安装，且所述感温组件16安装于所述导热组件15中部；

所述机芯组件1通过螺丝钉安装于所述基座2之上，所述上盖组件3通过卡扣安装于所述基座2之上，测试按钮Te及复位按钮Re通过所述线圈组件12控制所述触头支持组件14；

所述面盖4表面开设有对应于所述测试按钮Te及所述复位按钮Re的孔位，以及，所述面盖4表面开设有对应于所述零线插套N、所述火线插套L及所述地插套GND的插孔；

所述面盖4通过卡扣安装于所述基座2之上，且所述机芯组件1及所述上盖组件3位于所述基座2及所述面盖4之间。

一种带过温保护的漏电保护电路，包括低压供电模块、漏电保护模块及温度监测模块，所述漏电保护模块包括漏电保护芯片U1及互感器CT1，所述温度监测模块包括单片机U2及感温元件NTC，且所述漏电保护模块及所述温度监测模块电连接所述控制模块。

优选的，所述互感器CT1与所述漏电保护芯片U1电连接，所述互感器CT1同时检测外部电源的零线和火线，用以产生感应电压。

优选的，所述漏电保护芯片U1采用A型漏电保护芯片，其与所述控制模块电连接，当所述互感器CT1的感应电压不为0时，所述A型漏电保护芯片放大所述感应电压以向所述控制模块输出漏电保护指令。

优选的，所述感温元件NTC的电阻值与环境温度值线性相关，所述感温元件NTC用于监测其周围的温度变化。

优选的，所述单片机U2电连接所述感温元件NTC，用于采样监测所述感温元件NTC两端的电压值，当所述感温元件NTC的电阻值随环境温度产生变化从而使其两端电压值的变化数值达到预设变化阈值时，所述单片机U2向所述控制模块输出过温保护指令。

优选的，所述控制模块连接所述外部电源与用电设备，用于在接收到所述漏电保护指令或所述过温保护指令时，切断所述外部电源与所述用电设备的连接。

优选的，所述低压供电模块电连接外部电源，以及，所述低压供电模块电连接所述漏电保护模块及所述温度监测模块，用于将所述外部电源转化为低压直流电，供所述漏电保护模块及所述温度监测模块运行。

带过温保护的漏电保护电路的控制方法，其特征在于，包括：

控制电路接通外部电源与用电设备所在电路；

低压供电模块转换外部电源得到低压直流电，所述低压直流电用以支持漏电监测模块及温度监测模块运行；

所述漏电监测模块通过互感器CT1监测电路运行，在电路发生漏电时向所述控制模块输出漏电保护指令；

所述温度监测模块通过感温元件NTC监测触点的温度变化，在触点温度过温时向所述控制模块输出过温保护指令；

所述控制模块在接收到所述漏电保护指令或所述过温保护指令时，切断所述外部电源与所述用电设备所在电路的连接。。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

相比普通插座，本发明的带过温保护的漏电保护插座既具备漏电保护功能，还可在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度异常升高的情况下起过温保护功能，提高了电路的安全性；此外，带过温保护的漏电保护插座可对50V～270V的宽电压实现正常功能保护，且其超小背部设计便于安装使用。

附图说明

图1是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中基座及安装于基座上的机芯组件的结构示意图；

图2是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中基座及安装于基座上的机芯组件的侧面的结构示意图；

图3是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中面盖的结构示意图；

图4是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护电路中漏电监测模块、温度监测模块及控制模块的电路示意图；

图5是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护电路中低压供电模块的电路示意图。

具体实施方式

为加深对本发明的理解，下面将结合实施案例和附图对本发明作进一步详述。本发明可通过如下方式实施：

实施例一

参照图1、图2及图3，图1是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中基座的结构示意图；图2是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中基座及安装于基座上的机芯组件的侧面的结构示意图；图3是本发明所涉及的一种带过温保护的漏电保护插座中面盖的结构示意图。

一种带过温保护的漏电保护插座，其特征在于，包括：

机芯组件1、基座2、上盖组件3及面盖4；

机芯组件1包括磁环11、线圈组件12、复位弹簧13、触头支持组件14、导热组件15、感温组件16、压敏电阻17、零线插套N、火线插套L及地插套GND；

磁环11可采用互感器等元器件，用以检测零线与火线间是否产生感应电压，在检测到感应电压存在时，则漏电保护芯片U1判定电路中发生漏电状况，此时漏电保护芯片U1向控制模块输出漏电保护指令，控制模块及时断开外部电源与电源插座的连接，对电路进行保护。

导热组件15与零线插套N及火线插套L接触安装，且感温组件16安装于导热组件15中部；其中，导热组件15可在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度异常升高时，将高温迅速传导至安装于导热组件15中部的感温组件16周围，感温组件16可采用热敏电阻等感温组件，感温组件16的阻值因高温产生变化，进而感温组件16两端的电压值产生变化，在感温组件16两端电压值的变化数值达到预设变化阈值时，单片机U2向控制模块输出过温保护指令，从而控制模块及时断开外部电源与电源插座的连接，对电路进行保护。

应当理解的是，导热组件15采用诸如导热硅脂等导热效率高的绝缘材料，从而导热组件在高/低温等情况下性状稳定，不会燃烧，可靠性高。

此外，为了确保插座具有较高的安全冗余，除了在导热组件中部布设一个感温组件16的常规方案，还可采用在导热组件15中布设两个或两个以上感温组件16的高安全冗余方案，从而确保插座中始终存在稳定可靠运行的感温组件16，避免因唯一的感温组件16失效而导致插座丧失过温保护功能的情况发生。

机芯组件1通过螺丝钉安装于所述基座2之上，上盖组件3通过卡扣安装于基座2之上，测试按钮Te及复位按钮Re通过线圈组件12控制触头支持组件14；

面盖4表面开设有对应于测试按钮Te及复位按钮Re的孔位，以及，面盖4表面开设有对应于零线插套N、火线插套L及地插套GND的插孔；

面盖4通过卡扣安装于基座2之上，且机芯组件1及上盖组件3位于所基座2及面盖4之间。

具体地，线圈组件12包括分开布设的断触线圈与合闸线圈，断触线圈用于在在按动测试按钮Te时，或者在控制模块接收到过温保护信号或者漏电保护信号，需要断开外部电源与电源插座的连接时进行导通，使外部电源与电源插座的触点断开，实现断触；合闸线圈用于在按动复位按钮Re时，或者在排除电路故障后进行导通，使外部电源与插座的触点贴合，实现电路导通。

可见，本实施例中的带过温保护的漏电保护插座同时进行漏电保护与温度监测，从而既可起到漏电保护功能，还可在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度升高时起到过温保护功能，提高了电路的安全性。

实施例二

参照图4及图5，图4是本实施例所涉及的一种带过温保护的漏电保护电路中漏电保护模块、温度监测模块及控制模块的电路示意图，图5是本实施例所涉及的一种带过温保护的漏电保护电路中低压供电模块的电路示意图。

在漏电保护模块中，外部电源的火线和零线共同穿过互感器CT1的线圈，在正常电路中，火线和零线中的电流大小相等、方向相反，从而互感器CT1不产生感应电压；而在电路中发生漏电、触电或者进行电路测试时，火线或者零线中存在任一线路的电流外泄，造成火线和零线之间的电流大小不相等，互感器CT1由此产生感应电压。在此，互感器CT1可为实施例一中的磁环11。

漏电保护芯片U1采用A型漏电保护芯片，其两个引脚分别电连接互感器CT1线圈的两端，从而漏电保护芯片U1检测得到互感器CT1所产生的感应电压，并对感应电压进行放大，作为漏电保护指令通过输出引脚(OUT)向控制模块进行输出。

在温度监测模块中，感温元件NTC布设于漏电保护模块及低压供电模块的触点周围，用于监测触点的温度变化。感温元件NTC具有负温度系数特性，其电阻值与环境温度值线性相关，例如随着环境温度值升高，感温元件NTC的电阻值降低。在此，感温元件NTC可为实施例一种的感温组件16。

单片机U2与感温元件NTC电连接，用于采样监测感温元件NTC两端的电压值，每间隔预设采样时长(例如可设预设采样时长为1秒钟)，单片机U2对感温元件NTC两端的电压值进行测量。在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度升高的情况下，感温元件NTC的电阻值降低，在输入电流不变的情况下其两端电压值随之降低，在电压值的变化数值达到预设变化阈值时，单片机U2判定电路过温，此时单片机U2通过输出引脚(RELAY OFF MCU)向控制模块输出过温保护指令。

控制模块可采用合闸线圈等设备，用于中继连接外部电源与用电设备所在的线路，在接收到漏电保护指令或者过温保护指令时，控制模块通过输出引脚(RELAY OFF)输出跳闸指令，从而切断向输出端的供电，及时制止线路中的漏电或过温问题，从而带过温保护的漏电保护电路既可起到漏电保护功能，还可在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度异常升高的情况下起过温保护功能，提高了电路的安全性。

参照图5，低压供电模块连接高压外部电源，通过桥式整流二极管及分流芯片对外部电源进行滤波整流，从而获得电压值为+5V的低压直流电，以支持漏电保护模块及温度监测模块运行。

此外，低压供电模块也可连接供电电池，通过电压转换器将电池供电转换为+5V的低压直流电，以支持漏电保护模块及温度监测模块运行。

实施例三

参照图1、图2、图3、图4及图5。

控制电路接通外部电源与用电设备所在电路；低压供电模块转换外部电源得到低压直流电，低压直流电用以支持漏电监测模块及温度监测模块运行；漏电监测模块通过互感器CT1监测电路运行，在电路发生漏电时向控制模块输出漏电保护指令；温度监测模块通过感温元件NTC监测触点的温度变化，在触点温度过温时向控制模块输出过温保护指令；控制模块在接收到漏电保护指令或过温保护指令时，切断外部电源与用电设备所在电路的连接。

作为一种可选的实施方式，漏电监测模块可以是A型或AC型漏电保护电路，其漏电检测芯片可采用CS6122，用以对互感器CT1的感应电压进行检测，并在电路漏电使得互感器CT1产生感应电压时，向控制模块输出漏电保护指令；温度监测模块中，感温元件NTC布设于漏电监测模块及低压供电模块的触点周围，用于监测触点的温度变化，温度变化使得感温元件NTC的电阻值产生变化，进而使得感温元件NTC两端的电压值产生变化，当电压值的变动数值达到预设电压阈值时，温度监测模块中的单片机U2向控制队列输出过温保护指令；控制模块可采用合闸线圈等设备，从而在接收到漏电保护指令或过温保护指令时执行跳闸操作，切断外部电源与用电设备的连接，及时制止线路中的漏电或过温问题，从而既实现漏电保护功能，还可在插头与零线/火线插套间或者插座闭合时上下触点间接触不良、负载功率超标等造成温度异常升高的情况下起过温保护功能，提高了电路的安全性。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。