一种无源漏电声响警示插座的制作方法

专利2022-06-29  65


说明书

本发明涉及一种通用的插座功能扩展的装置,尤其是指在插座上,围绕交流电零线(n端)是否为″零″电位接地与故障,检测插座周边是否有隐形漏电位置的装置,并能声响警示的声响插座。(以下简称:声响插座)



背景技术:

目前,公知的插座基本结构由塑料外壳,电接插件,插件盒钢卡板以及电源底盒组成,其接插件仅完成电源的转接接口功能。没有一种争对插座本身及插座周边造成的电路故障隐患,予以识别隐形故障(漏电、接触不良、错相),并声响警示,提醒与防止电故障进一步恶化的电子装置。



技术实现要素:
说明

为了克服现有插座功能单一,仅能完成接与插,无法识别接电端故障,又无法监测插座周边墙内外隐形漏电。本发明提供一种声响插座技术,用声响告诉电故障,在规范″火线″(l端)、″零线″(n端)位置,必须正确接入电网的同时。并且能充分利用墙壁(含其它材质)的大地电阻与零线(n)之间地电位电压,监测随时变化的电压,对插座周围隐性漏电及故障点,并声响警示的功能扩展型声响插座。

本发明解决其技术问题所采用技术方案是:首先,在原有插座上(见附图二、附图四),别开火线(l)端不用,不说,在零线(n)端上。使终结合n端,设多个n点,在这里将n命名为n1端(零线)基础上,利用现有的插座金属类卡板、底盒(表面外层工艺处理为导电体),设置并命名为n2端(下同)。在n1与n2两点之间,就形成了两个地电压点的监测.正常情况下,两个端口电压部为零,就没有电压至id整流块有电压输出,无法触发声响电路声响警示,处在静候状态。

在这里需要说明,n1起自交流电零线″零″电压参考点。n2是以大地为导电电阻参考点,我们设计中将钢卡板与底盒与墙体全部利用,安装时以上套件就紧密连接在一起的导电体,自然也是大地电阻的一部分。当在插座周边,表面,墙内外有线路交流电泄漏,一定在插座周边形成漏电电压信号。其电压大小与材质,距离的(导电率)成正比。由于n2端时刻监控此电压的有无,超过电压安全值,予以声响警示.从而有效提醒插座本身以及周围形成的漏电故障。方便排除漏电隐患及故障。

增设n2检测端之目的与途径,类似于探测头,一是深入窥探墙内(线路老化漏电,漏水至电线绝缘变值漏电以及其它交叉线路,电源浸透漏电)的电压变化。二是浅层监测插座周边、表面、油污、潮湿、老化造成漏电变化。充分利用插件盒钢卡板c(金属类材质),又与通用塑料底盒e(我们改造了塑料底盒,在外层表面喷涂有石墨烯高分子导电材料f),紧度连接成一体(n2)。安装固定在墙内时,正好与墙壁地(电阻)紧密结合。由于n2端有很强的电场吸附力(受高分子导电材料影响),探测漏电与故障电压更加灵敏。三是为声响插座电子电路的形成电路回路寻找立足点。四是为声响插座的发声器件电声能量转换提供了支撑。当插座周边有漏电电压场,不管是自身线路,插座故障电,还是周边的其它线路感应漏电,n2端感知漏电电压,随着逐渐升高,相对零线n1端零电位,n1与n2之间就形成的故障电压,会至id整流块得电整流输出,有足够的电量至触发电路声响警示。

电工标准技术靠诉我们,规范″零线″n1端,在交流电网中(国标)必须是中性电压为″0″电位单位,离开了或抬高″0″电位电压就是故障电压,也直接影响着在n1与n2两端电压的变化。n2端上形成的故障电压,视墙内外电场环境变化而出现的。同样与n1端0电位形成电压回路,这个n1、n2两端点故障电压的采集,利用,较好地解决了n1、n2与插座与故障检测的重要性。

在这里解释″无源″这个电子术语的含义,″在电路中无需加电源即可在有信号时工作的器件或组件″。——《百科全书》。意思就是把信号源能作为电路工作的电压能源双利用的组件。具体地讲,这个n1、n2两端点故障电压的采集,就是故障信号电压的有效利用,完全符合信号源就是电压源的组件发挥的条件。由此,较好地解决了″无源″的来源问题。使声响插座电路简化、高效,又降低了制造工艺与成本,同时,更加绿色环保。

其实不管是工业用电,民用电。还是故障电,漏电统统都是交流电。(只是大小强弱不同)由于id整流块属于通用交流整流器件,逢交流电形式的故障电压,马上整流输出电压,既利用了故障电压的同时,又实现了无需电源维持电路工作的条件。(代替了电池)只要漏电电压出现,触发电路得电就启动工作。长长久久监测着插座本身及周边的漏电及其它故障电压的变化,同理,触发电路平时不耗电,没有受到在220v电压工作区长期承压,对器件使用寿命有很大的帮助,本身故障率几乎没有。能做到经久耐用!

由于id整流块本身的交流整流器件的技术特性,n1端与n2端接在id整流桥的交流输入端a,b点上,没有极性、方向之别,只要有交流电压形成,就在id整流块上有工作电压整流输出,这样,任一的n1与n2双向(ab两点端)故障电压的变换,扩大了监测零线(n1)端(0)电压的变化范围,不管是n1端上,还是插件盒金属卡扳c,底盒e与导电涂层f及设置地组成的(n2)端故障点电压,任一两个点n1、n2监测电压变化的检测都有效,做到了一举多得。

这个n1和n2两端故障电压的监测,特别要提到n3公共地端(pe)的处置,因为,公共地是二次保护接地,平常将用电器具(如电热壶)的短路与漏电电流通过pe接口泄放入大地,确保安全。在许多新旧楼房公共场所,受技术与条件的制约,公共地pe接口尽是摆设,空置的,将n3与检测电路连接,尤其显的重要,突出。使这个声响插座技术产品应用与普及更加完美。

通俗地说,公共地(pe端)是保护接地端,是二次接地保护回路。更加凸现重要。我们把接插口(pe端)n3接上电阻r3限压阻流后,并入设置地(n2)端上,当带有公共地(pe)插孔有负载插入,负载不存在漏电,电压为零,没有故障电压没有输出,不会声响警示。反之就会声响警示,取到了在公共地pe端检测漏电电压功能外延(超过插座本身及周边)的作用,在负载漏电的安全值内,刚形成之时,就用声响方式警示用户注意,有效地预防事故的延伸与扩大。做到漏电开关无法预防的安全效果,达到了拾遗补缺的作用。

尤其重要一点,零线接插口n(n1)端是本技术实施的(0)电压参考点,更是国标技术中明确规定有位置接口限制的标准端,不得接反,变更。由于技术人员素质参差不齐,接错造成事故屡见不鲜。如果接错,这样声响插座使终发出声响,直到排除故障为止。这仅是表面故障,还有更严重的,零线n1端,若主电源n端因年久失修等故障原因(好多户电压突然升高,烧坏家电,还有好多户,照明就象萤火虫一点亮),这时,高电压户声响插座就会发出急促的叫声。反之声响很慢,这个电故障后果很严重,必须采取断开电源,其实,这个故障有从小到大的变化过程,凭声响快慢,是能避免事故进一步扩大的。

具体到每户,零线n1端出现接触不良的故障,哪个声响插座发出快慢声响,故障就是哪个。方便准确。

综上可述,将n1端,n2端,n3端巧妙的利用,使无源漏电声响警示插座的利用发挥到极致。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明无源漏电声响警示插座电原理示意图(附图一)

图2是声响警示插座电子电路图(附图二)

图3是电子检测声响器件电路(d)图(附三)

图4是电子检测声响器件电路(d)外接线图(附图四)

图5是无源漏电声响警示插座基本结构图(附图五)

具体实施方式例

从声响插座电原理示意图(附图一)中,1.2.3.是探测点接点零线n1,设置地n2,公共地n3。为信号电压采集点,信号电压输入id×4的整流桥4,变换为工作电压及信号电压,推动检测识别vd1,vd2电路5,触发晶闸管vs(6)导通与截止,使压电讯响器件hl得电鸣响。完成整过得电声响的过程。

从声响插座电子电路图(附图二),进一步详细描述了其电路过程:其插座由火线l,零线n,公共地pe三个端点基本组合的,这里提取n端信号电压,经电阻r1限压限流后n1在a点整流桥id×4上形成电压;另一端设置地n2(由插件盒钢卡板c,电源连接墙内底盒e,底盒外导电涂层f配件)基本结构(附图五)组成,经过电阻r2限压限流至整流桥id×4上b点有电压(电压差)。

公共地的pe端正常接地时,无须接入本电路。只有在空置状态下,n3才能接入声响插座电子电路(d),这里用△三角形箭头接入标示区分。r2与r3并联接入在b点上,综合完成信号电压的采集全过程,给声响插座的形成提供良好实现的基础。

随后vd1,vd2双向触发二极管,晶闸管vs,压电讯响器hl四个电子元件组成经济实用的识别与声响电路,其双向触发二极管vd1,vd2是交流电中常用元件,功能是在设置电压值范围内,自动翻转导通与截止,与晶闸管vs组成开与断的过程,这样,正好加电在压电讯响器hl上,得电声响,周而复始,实现有间隙的声响了。

双向触发二极管nd1、nd2是一种新型双向正向触发器件,有多种特定规格电压可供选择。这里采用≥30v电压触发二极管。通常36v电压是电工标准安全电压范围值,

压电讯响器(hl)是谐振电容器件,起到储能发声的作用。由于压电陶瓷机电转换特性,当id整流块上有微弱电压时,向hl压电讯响器充电储能,逐渐抬高至触发电路设置的触发电压附近,自动翻转,形成导通压电讯响器hl回路,电声转换发出声响,将电能消耗殆尽至无声响。继续有电量补充(指故障电)电路又自动翻转,又发出声响。每次声响随着信号电压高低变化,也就是电压越高,自动翻转越快,声响节奏(断断续续)也快,同理,声响的快慢与电压大小成正比。这样,给判断漏电电压大小提供了一个参考,给维修带来了方便。

在这里把无源漏电声响警示插座电子电路图(附图二)进一步器件微型化,简化外连接线路,便于通用化安装,其电子电路(d)外观与装配图如(附图三),左图就是微型外观图,右图为电子电路微型装配图,上头装发声用的压电讯响器,下框内装全贴片电子电路,仅n1,n2,n3三根输入线引出,安装位置没有特殊尺寸要求,适用更广泛。

电子检测声响电路(d)外接线图(附图四)与基本结构图(附图五)介绍了其基本结构与交流电主电路连接的方式。易懂易装,简单适用。

无源漏电声响警示插座的基本结构图(附图五)可用于摘要说明附图。

声响警示的响度,与家用空调遥控时″滴、滴、滴″这样响。但声音为″扑、扑、扑″的,与以区别之。

象广大农村,绝大部分家庭的墙壁插座的公共地(pe端)就从来没有设置过(接入安全回路),一直空置着。一旦严重漏电,公共地(pe)端接口无法泄放电流电压!人不触摸漏用电器具(指冰箱外壳,热水器外壳及水龙头连结体,抽油烟机,消毒柜外壳),漏电开关是不会主动跳的!(受漏电开关电流特性所限),简单地说,就是人体(含手、身体部位)要接触漏电部位,才能跳闸。若是漏电开关出现问题,几乎是没有办法防患并处置。恶性循环!这样的事例,屡不胜收。

这里有家庭新装了声响插座,避免这样的事故多起,有一次,一个用户下午想洗澡,一插上热水器插头,这个声响插座就叽叽叽叫,这位用户不敢用。马上叫来电工查故障!原因是所有热水器接管都存在漏电,验证漏电开关试验按纽,早以无效!(不知是哪年哪月坏的),若是普通插座,用户不知情况下洗澡,完全可以说不死及伤!这次教训后,这位用户把墙壁插座全换了,花钱买安全!

还有一个事例,一大家庭,自来水好几个月费用爆棚,漏水就造成漏电开关频繁跳闸,请师傅弄了几千元修理费,也没有根治,前几月这家老板厨房插座坏了(取出时,湿气很重短路烧坏),无意中换了一个声响插座,不到半个月,这个插座先轻微的响响,这个老板打电话问生产厂(说有质量问题)。再过几天,响声超快地叫!叫来电工,打开一看,插座要滴水了!再细细查来,有根水管通楼上,在墙内离插座约50公分左上角约150公分处破裂,自来水通过这个孔往外喷,浸透到插座周边,火线放电至声响插座鸣叫,因是瓷片贴墙,外墙感觉不到漏水漏电,换掉自来水管,一切完好于初!这个老板后来说,早知道有这个声响插座,就不浪费我几千元水电费修缮费啦!

声响插座,与漏电插座、开关的优劣,不存在可比性,只有互补性。同时都用来检测漏电,它各有千秋。理由为:

1.声响插座是一个电压型检测型器件。

漏电插座是一个电流型检测型器件,检测模式不同!

2.声响插座着力点对单个插座周边表面与墙内电接端与线路故障(漏电),检测有效。发现电故障部位准确。

漏电开关只对本身开关输出端后的电力器具,线路的漏电故障有效,检测与负载多小,位置无关。

3.声响插座是声响警示方式处置结果。在32v低电压,≤10ma情况下,有预防及提前声响警示用户的效果。但无法断开主电源。

漏电开关对输出的线路上的漏电,符合ac220v,im≥30ma,im≥10ma时,延时3秒,才能断开主电源。

4、声响插座是一个无源工作功能器件。漏电源就是信号端,电量来源。对声响插座电子电路器件损伤小,损耗小,经久耐用。

漏电开关接入高压220v主电路上,才能维持电路工作,对使用寿命效果大打拆扣!用人体做电接触目标物,漏电得失,电一下人可理解,当漏电开关失灵后,其后患无穷。

两者运行状态不同。直接影响产品的使用寿命,安全可靠性。

5、声响插座监测墙壁周围隐性电故障,大慨率漏电电压状态,凭声响快慢判断漏电严重程度,具体位置,对维修、排除、确定故障部位,提供极大的方便性。

6、声响插座电路简单实用,器件成本低,生产制造方便,应用范围广,使用寿命长,买得起,用得起、放的心。都不逊色于漏电开关。作为互补性器件,是最佳搭配和选择。

7、声响插座可分开安装,有四种安装条件可供选择。(这里不一一列举)声响插座技术可以延伸,如排插,地板插座,明装插座,大功率插座,工业插座等,都落在本专利技术应用范畴,应该得到本专利技术保护!

8、声响插座可以凭使用习惯,简单地将压电讯响器hl换成led发光二极管,闪闪发光,给人们日常生活带来了愉悦。这里就没有一一列举其技术过程了。同理,应该受到本专利技术保护。


技术特征:

1.一种无源漏电声响警示插座,其特征在原有插座上,新增第一路从接插口零线n端连接着r1至n1,整流桥id×4上交流电压端a;第二路的设置地n2,指接播件盒钢卡板c,电源底盒e,导电涂f上,通过连接r2到整流桥id×4交流电压端b;第三路公共地接插口pe端连接r3电阻再并联在整流桥idx4交流电压端b;共分三路来的任一回路故障信号及双向电压差,经a、b两点上输入,至整流桥idx4整流输出直流电压,这个电压至vd1,vd2双向触发二极管得电工作自动翻转,推动晶闸管vs导通与截止,其电能在压电讯响器hl得电转换,发出声响警示的声响插座。

2.根据权利要求1所述的声响插座,特征是零线n1上是电力标准的″0″(零)电压参考值,其变化电压也是故障电压,与设置地n2部位外围的故障电压和漏电电压在整流桥idx4上a,b两点上形成交流电压回路,输出信号直流电压,为电路触发声响提供了工作电压基准起点。

3.根据权利要求1所述的声响插座,其特征是设置地n2(指接插盒钢卡板c与电源连接底盒e,导电涂层f连接),用于监测插座周边,里外隐形的故障(漏电)电压,与零线n1的电压″0″值,形成整流桥idx4上直流电压,为电路触发声响提供了电压检测对象与条件的回路。

4.根据权利要求1所述的声响插座,其特征是从接插口的公共地端pe端接入r1电阻并联在整流桥idx4的交流端上,对公共地端空置,抬高的故障漏电电压,与零线n1上的″0″值电压差,输入整流桥idx4变成直流电压,为电路触发声响提供了电压,开掘了第三种回路。

5.根据权利要求1所述的声响插座,其特征是整流桥上idx4出现的直流电压,是双向触发二极管vd1、vd2,晶闸管vs,压电讯响器的基准工作电压,至vdi、vd2双向正向触发及晶闸管vs的导通截止,其电压的变化在压电陶瓷讯响器hl谐振发出声响,提供了简单、有效的电路结构。

6.根据权利要求1所述的声响插座,其特征是借助三路故障电压源,没有待机损耗。凭着双向触发二极管vd1、vd2,晶闸管vs与压电陶瓷讯响器hl元件特征组成的低压低耗电工作回路。电路功能得到扩展,又低能低耗。

7.根据权利要求1所述的声响插座,其特征由插座面板a,电子检测声响器件电路d配置在电接插件盒b内,n1、n3与n、pe接口连接,n2与插件盒钢卡板c连接,用锣栓固定在电源连接底盒e上,进一步与底盒e外导电涂层f连成一体形成墙类物良好导电体。

技术总结
本发明公开了一种无源漏电声响警示插座,是一种插座技术应用的延伸和扩展。本发明由插座面板A,电接插件盒B,插件盒钢卡板C,电子检测声响器件电路D,电源连接墙内底盒E,底盒外导电涂层F组成一体。当插座上零线N1端与设置地N2端(插座表面及周边墙内)有漏电压出现微小电压,或零线N1端出现故障电压,或公共地N3端上无良好接地,与零线N1(0)电压造成的电压之差,经电子电路(D)识别并推动声响器件发出声响警示。提醒注意用电安全,另外,借助故障电压差,为电子识别声响警示提供基准电压源,使电子检测有的放矢,器件经久耐用,是一种很适用大众型的创新插座。

技术研发人员:付次荣
受保护的技术使用者:付次荣
技术研发日:2019.10.18
技术公布日:2020.06.09

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