一种安全型漏电保护开关论文和设计-胡道平

全文摘要

本实用新型公开了一种安全型漏电保护开关，包括壳体和电路板，电路板上设置有漏电自动测试回路，壳体的面板上安装有测试按钮、测试失败指示灯、测试正常指示灯和跳闸时间提示信息屏，壳体的上下两侧对应设置有进出线接线端子和底座固定孔，电路板上还设置有逻辑功能控制单元，逻辑功能控制单元包括面板显示模块、双稳电路、逻辑语音模块、电源模块、Ⅰ态测试计时器、Ⅰ态跳闸计时器和Ⅱ态计时器，双稳电路的状态切换采用开关自带辅助接点。本实用新型在普通漏电保护开关的基础上增加了漏电测试的管理功能，使用方便，安全性能较高，自带管理功能，测试不正常就会自动拒绝使用，能够有效保护人员和财产安全，具有显著的经济价值和社会价值。

主设计要求

1.一种安全型漏电保护开关，包括壳体（1）和电路板，电路板上设置有漏电自动测试回路，其特征在于：所述壳体（1）的面板上安装有测试按钮（3）、测试失败指示灯（4）、测试正常指示灯（5）和跳闸时间提示信息屏（7），所述壳体（1）的上下两侧对应设置有进出线接线端子（6）和底座固定孔（2），所述电路板上设置有逻辑功能控制单元（8）；所述逻辑功能控制单元（8）包括面板显示模块（9）、双稳电路（10）、逻辑语音模块（13）、电源模块（12）、Ⅰ态测试计时器（16）、Ⅰ态跳闸计时器（15）和Ⅱ态计时器（14），所述电源模块（12）的输入端与漏电自动测试回路的出线侧连接，输出端通过控制总线（11）分别与面板显示模块（9）、双稳电路（10）、逻辑语音模块（13）、Ⅰ态测试计时器（16）、Ⅰ态跳闸计时器（15）和Ⅱ态计时器（14）连接；所述面板显示模块（9）通过导线分别与测试失败指示灯（4）及测试正常指示灯（5）连接，所述双稳电路（10）的输入端与开关辅助接点（17）连接，输出端通过控制总线分别与Ⅰ态测试计时器（16）及Ⅱ态计时器（14）连接，所述Ⅰ态测试计时器（16）的输出端通过导线与Ⅰ态跳闸计时器（15）连接，Ⅰ态跳闸计时器（15）的输出端与漏电脱扣回路连接，所述Ⅱ态计时器（14）的输出端与漏电脱扣回路连接，所述Ⅰ态测试计时器（16）的输出端与漏电自动测试回路上的测试按钮（3）并联连接。

设计方案

所述逻辑功能控制单元（8）包括面板显示模块（9）、双稳电路（10）、逻辑语音模块（13）、电源模块（12）、Ⅰ态测试计时器（16）、Ⅰ态跳闸计时器（15）和Ⅱ态计时器（14），所述电源模块（12）的输入端与漏电自动测试回路的出线侧连接，输出端通过控制总线（11）分别与面板显示模块（9）、双稳电路（10）、逻辑语音模块（13）、Ⅰ态测试计时器（16）、Ⅰ态跳闸计时器（15）和Ⅱ态计时器（14）连接；

所述面板显示模块（9）通过导线分别与测试失败指示灯（4）及测试正常指示灯（5）连接，所述双稳电路（10）的输入端与开关辅助接点（17）连接，输出端通过控制总线分别与Ⅰ态测试计时器（16）及Ⅱ态计时器（14）连接，所述Ⅰ态测试计时器（16）的输出端通过导线与Ⅰ态跳闸计时器（15）连接，Ⅰ态跳闸计时器（15）的输出端与漏电脱扣回路连接，所述Ⅱ态计时器（14）的输出端与漏电脱扣回路连接，所述Ⅰ态测试计时器（16）的输出端与漏电自动测试回路上的测试按钮（3）并联连接。

2.根据权利要求1所述的一种安全型漏电保护开关，其特征在于：所述Ⅰ态测试计时器（16）的计时时间为0.3-0.7秒。

3.根据权利要求1所述的一种安全型漏电保护开关，其特征在于：所述Ⅱ态计时器（14）的计时时间为14-18小时。

4.根据权利要求1所述的一种安全型漏电保护开关，其特征在于：所述电源模块（12）的电容维持供电的时间为8-12秒。

5.根据权利要求1所述的一种安全型漏电保护开关，其特征在于：所述逻辑语音模块（13）发出的语音提示为“测试正常，请重新合闸”或“测试失败，禁止使用”。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及漏电保护技术领域，具体涉及一种安全型漏电保护开关。

背景技术

漏电是由于绝缘损坏或其他原因而引起的电流泄漏，当漏电时，可能会引起人身触电、火灾、爆炸等安全事故，为防止因漏电而产生的危害，往往在电路主回路中接入漏电保护开关，漏电保护开关可在主回路中发生漏电或绝缘破坏的时候将主回路迅速断开的一种开关元件，对人身和财产安全起到较大的保护作用，得到了人们的普遍重视，目前漏电保护开关在所有工业领域中都得到了广泛的应用。

现有的漏电保护开关在使用过程中还存在着一些管理漏洞和安全隐患，首先，由于人为管理的因素，难以保证按时对漏电保护开关进行功能测试，或者是进行了功能测试，但有时测试结果不正常仍然继续使用；其次，在工业场所检修临时电源管理中，虽然有定期测试的记录本，但往往也只是采取抽查的方式，更甚者只是有记录而没有实际测试，如果漏电保护开关长时间使用而不进行功能测试，很可能因为机械卡涩或电路故障导致电路漏电时不能跳闸，失去本身应起到的保护作用，对使用者的人身和财产安全造成一定的隐形威胁。因此，研制开发一种使用方便，安全性能较高，自带管理功能，测试不正常就会自动拒绝使用的安全型漏电保护开关是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用方便，安全性能较高，自带管理功能，测试不正常就会自动拒绝使用的安全型漏电保护开关。

本实用新型的目的是这样实现的，包括壳体和电路板，电路板上设置有漏电自动测试回路，壳体的面板上安装有测试按钮、测试失败指示灯、测试正常指示灯和跳闸时间提示信息屏，壳体的上下两侧对应设置有进出线接线端子和底座固定孔，电路板上还设置有逻辑功能控制单元。

逻辑功能控制单元包括面板显示模块、双稳电路、逻辑语音模块、电源模块、Ⅰ态测试计时器、Ⅰ态跳闸计时器和Ⅱ态计时器，电源模块的输入端与漏电保护开关出口的出线侧连接，即与漏电自动测试回路的出线侧连接，输出端通过控制总线分别与面板显示模块、双稳电路、逻辑语音模块、Ⅰ态测试计时器、Ⅰ态跳闸计时器和Ⅱ态计时器连接。

面板显示模块通过导线分别与测试失败指示灯及测试正常指示灯连接，双稳电路的输入端与开关辅助接点连接，输出端通过控制总线分别与Ⅰ态测试计时器及Ⅱ态计时器连接，Ⅰ态测试计时器的输出端通过导线与Ⅰ态跳闸计时器连接，Ⅰ态跳闸计时器的输出端与漏电脱扣回路连接，Ⅱ态计时器的输出端与漏电脱扣回路连接，Ⅰ态测试计时器的输出端与逻辑功能回路中漏电测试回路上的测试按钮并联连接。

进一步的，Ⅰ态测试计时器的计时时间为0.3-0.7秒。

进一步的，Ⅰ态跳闸计时器的计时时间为0.3-0.7秒。进一步的，Ⅱ态计时器的计时时间为14-18小时。

进一步的，电源模块的电容维持时间为8-12秒。

进一步的，逻辑语音模块发出的语音提示为“测试正常，请重新合闸”或“测试失败，禁止使用”。

本实用新型在普通漏电保护开关的基础上增加了逻辑功能控制单元，通过逻辑功能控制单元强制实现有效的管理功能，使漏电保护开关具有自动检测的功能，本实用新型在每次上电时都会自动检测漏电检测回路及跳闸机构是否正常，根据交流是否消失，判断漏单保护开关跳闸是否成功，若是跳闸成功则重新合闸就能正常使用，若是跳闸不成功，这时可能是漏电检测回路故障，本实用新型可保证漏电保护开关不能合闸，也可能是脱扣器故障，则会发出测试失败的语音提示，自动拒绝使用，通过这样的方式，解决漏电保护开关在管理上的问题，确保用电安全。本实用新型使用方便，安全性能较高，自带管理功能，测试不正常就会自动拒绝使用，能够有效保护人员和财产安全，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型壳体1的面板结构示意图；

图2为本实用新型电路板的结构示意图；

图中：1-壳体，2-底座固定孔，3-测试按钮，4-测试失败指示灯，5-测试正常指示灯，6-进出线接线端子，7-跳闸时间提示信息屏，8-逻辑功能控制单元，9-面板显示模块，10-双稳电路，11-控制总线，12-电源模块，13-逻辑语音模块，14-Ⅱ态计时器，15-Ⅰ态跳闸计时器，16-Ⅰ态测试计时器，17-开关辅助接点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～2所示，本实用新型包括壳体1和电路板，电路板上设置有具有漏电测试、脱扣功能的逻辑功能回路，即漏电自动测试回路，壳体1的面板上安装有测试按钮3、测试失败指示灯4、测试正常指示灯5和跳闸时间提示信息7，壳体1的上下两侧对应设置有进出线接线端子6和底座固定孔2，电路板上还设置有逻辑功能控制单元8。

面板显示模块9通过导线分别与测试失败指示灯4及测试正常指示灯5连接，双稳电路10的输入端与开关辅助接点17连接，输出端通过导线分别与Ⅰ态测试计时器16及Ⅱ态计时器14连接，Ⅰ态测试计时器16的输出端通过导线与Ⅰ态跳闸计时器15连接，Ⅰ态跳闸计时器15的输出端与漏电脱扣回路连接，Ⅱ态计时器14的输出端与漏电脱扣回路连接，Ⅰ态测试计时器16与漏电自动测试回路上的测试按钮3并联连接。

逻辑功能控制单元8包括电源模块12，电源模块12通过控制总线11给面板显示模块9、逻辑语音模块13，双稳电路10、Ⅰ态测试计时器16、Ⅰ态跳闸计时器15、Ⅱ态计时器14等提供电源，给逻辑语音模块13提供“交流消失”跳闸的判据信号。

逻辑功能控制单元8包括面板显示模块9，面板显示模块9从电源模块12通过控制总线11获得工作电源，并输出到壳体1面板上的测试失败指示灯4和测试正常指示灯5。

逻辑功能控制单元8包括双稳电路10，双稳电路10通过控制总线11从电源模块12获得工作电源，通过开关辅助接点17的提供变态信号，输出连接到Ⅰ态测试计时器16和Ⅱ态计时器14，双稳电路10工作在Ⅰ态，接通Ⅰ态测试计时器16，工作在Ⅱ态则接通Ⅱ态计时器14，Ⅱ态计时器14在没有接收到电源模块12“交流消失”信号时才会启动计时。

逻辑功能控制单元8包括逻辑语音模块13，逻辑语音模块13通过控制总线11获得工作电源，通过电源模块12电压变化信息及Ⅰ态测试计时器16状态分别发出“测试正常，请重新合闸”或“测试失败，禁止使用”语音提示，满足Ⅰ态测试计时器16时间到达，且电源模块12出现“交流消失”信号时发出“测试正常，请重新合闸”的语音提示；满足Ⅰ态跳闸计时器15延时到达，则发出“测试失败，禁止使用”的语音提示。

逻辑功能控制单元8包括Ⅰ态测试计时器16，Ⅰ态测试计时器16通过控制总线11获得工作电源，从双稳电路10获得计时启动信号，双稳在Ⅰ态时启动计时，时间到达后有两路输出：一路输出并接到测试按钮3启动测试，另一路与电源模块12送来的“交流消失”未动作信号串联，作为Ⅰ态跳闸计时器15启动条件。

逻辑功能控制单元8包括Ⅰ态跳闸计时器15，Ⅰ态跳闸计时器15通过控制总线11获得工作电源，从Ⅰ态测试计时器16和电源模块12获得计时启动信号，在Ⅰ态测试计时器16时间到达且电源模块12无“交流消失”信号时，启动计时，输出直接并接到开关脱扣器，时间到达后，直接启动跳闸。

逻辑功能控制单元8包括Ⅱ态计时器14，Ⅱ态计时器14通过控制总线11获得工作电源，从双稳电路10获得计时启动信号，双稳在Ⅱ态时启动计时，输出直接并接到开关脱扣器，时间到达后，直接启动跳闸。

本实用新型的运行原理是：首次送电时，电源模块12的电容未充电，双稳电路10自动维持在Ⅰ态，经Ⅰ态测试计时器16延时0.5秒后输出漏电测试信号，启动漏电测试功能。如果漏电测试失败，即开关未跳闸，满足Ⅰ态跳闸计时器15启动条件，Ⅰ态跳闸计时器15开始计时，0.5秒后延时到达直接启动跳闸；如果漏电测试正常，即开关跳闸，由于电源模块12发出“交流消失”信号，Ⅰ态跳闸计时器15不满足启动条件，不会输出跳闸信号，在电源模块12电容电量维持的10秒左右期间内，重新合闸，双稳电路10通过开关辅助接点17触发变位为Ⅱ态，Ⅱ态计时器14开始计时，大约16小时延时到达后，自动跳闸。另外，当漏电测试不正常时，本实用新型就无法正常合闸使用，这是因为电源模块12的电容电量耗尽前，即大约10秒内，Ⅰ态跳闸计时器15的输出保持，合闸后立即跳闸，但若是电源模块12的电容电量耗尽后重新合闸，即大约10秒以后合闸，经Ⅰ态测试、跳闸两个计时器16、15的延时，1秒后也会跳闸，即使是跳闸回路本身有故障不能跳闸，也会持续语音提示或面板报警，有效督促尽早更换开关。

本实用新型的操作状态通过声光反馈，声音是通过逻辑语音模块13发出，光线则是经过壳体1面板上的测试失败指示灯4和测试正常指示灯5发出，声音和指示灯状态一一对应。具体的声光反馈过程为：Ⅰ态测试计时器16时间到达，且电源模块12没有“交流消失”信号，发出“测试失败，禁止使用”声音提示，点亮测试失败指示灯4；Ⅰ态测试计时器16时间到达，且电源模块12存在“交流消失”信号，发出“测试正常，请重新合闸”声音提示，点亮测试正常指示灯5。如果在电源模块12电容电量耗尽之前没有重新合闸，则电容电量耗尽后，声光信息都会消失；如果在电源模块12电容电量耗尽前重新合闸，则合闸后，电源模块12“交流消失”信号复位，自动关闭声光信息。

综上所述，本实用新型在普通漏电保护开关的基础上增加了一个逻辑功能控制单元8，电源取自漏电保护开关的出口侧，合上开关后逻辑功能控制单元8才工作。逻辑功能控制单元8中包含有双稳电路10，首次送电时本实用新型自动工作在Ⅰ态，Ⅰ态测试计时器16开始工作，0.5秒后Ⅰ态测试计时器16时间到达，输出漏电测试信号，如果测试成功，开关跳闸，则测试正常指示灯5点亮并闪烁，同时发出“测试正常，请重新合闸”的语音提示，重新合闸后，双稳电路10通过开关辅助接点17触发，自动进入Ⅱ态，（注：在开关断开期间，逻辑功能控制单元8由电源模块12中的电容供电，可维持10秒左右的正常工作，需要在这期间重新合闸才能进入Ⅱ态，否则又会从Ⅰ态开始），Ⅱ态计时器14开始计时，16小时后时间到达，开关自动跳闸。如果没有测试成功，开关未跳闸，1秒后Ⅰ态跳闸计时器15时间到达，直接驱动脱扣器跳闸，测试失败指示灯4点亮并闪烁，同时发出“测试失败，禁止使用”的语音提示，跳闸后，由于在电源模块12电容电量耗尽之前Ⅰ态测试计时器16输出接点会保持接通，此时如果重新合闸会立即无延时跳闸，如果间断一段时间让电容电量耗尽后再合闸，也会在1秒后Ⅰ态跳闸计时器15时间到达后跳闸，这就意味着这个开关永远无法正常合闸，从而满足安全型漏电保护开关的设计理念。

设计图

一种安全型漏电保护开关论文和设计

一种安全型漏电保护开关论文和设计-胡道平

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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