一種具有過壓保護與漏電保護功能的電源插座

聶蓉　李華柏　黃杰

【摘 要】本文設(shè)計了一種具有過壓保護與漏電保護功能的插座，當插座電源電壓過高或者用電設(shè)備漏電時，能自動斷開電源并聲光報警，從而保證人身及設(shè)備安全。

【關(guān)鍵詞】過壓保護；漏電保護；電源插座

0 引言

當用電設(shè)備絕緣老化或者其它原因引起用電設(shè)備漏電時，容易導致人身安全事故。當電源電壓過高時，容易導致用電設(shè)備的損壞。對于漏電，目前大多采用漏電保護器來進行防護，但是漏電保護器需要單獨安裝，且要滿足一定的安裝條件，對因施工需要移動使用的電源插座，有時安裝不方便。

1 電源插座電路設(shè)計

本文在常用的電源插座中安裝了漏電保護電路與過壓保護電路，具有過壓與漏電情況插座自動斷電的功能，且過壓保護程度可以根據(jù)情況進行調(diào)節(jié)。

圖1中，SB為自鎖式按鈕開關(guān)，V為交流電壓表，KA為中間繼電器，KA1-1、KA1-2為中間繼電器常閉觸點，KA2-1為中間繼電器常開觸點，VT為雙向晶閘管，C為電容，VD為雙向觸發(fā)二極管，Rp為地線，L為發(fā)光二極管，用作電源指示燈，PE為地線。

電源插座以雙向晶閘管的導通與截止來控制中間繼電器的得電與失電，當插座地地線帶電時或者插座過壓時，雙向晶閘管門極產(chǎn)生觸發(fā)信號，雙向晶閘管導通，中間繼電器線圈得電，其常閉觸點由閉合轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)，從而斷開插座的電源，實現(xiàn)過壓與漏電保護。

2 過壓保護與漏電保護原理分析

按下自鎖式按鈕開關(guān)SB，插座有電。首先調(diào)節(jié)好電位器Rp，使電容C兩端的電壓小于雙向二極管的觸發(fā)電壓。當插座電壓高于設(shè)定值時，電容的端電壓升高，當電容的電壓高于雙向二極管VD的觸發(fā)電壓時，雙向二極管導通，通過門極限流電阻R3為雙向晶閘管的門極提供觸發(fā)電流，雙向晶閘管導通，中間繼電器KA得電，常閉觸點KA1-1斷開，從而斷開插座的電源，起動過壓保護。同時，中間繼電器的常開觸點KA2-1閉合，通過R2與KA2-1繼續(xù)為雙向晶閘管的門極提供觸發(fā)電流，使雙向晶閘管維持導通。電容C主要起防止干擾信號誤觸發(fā)晶閘管。

當用電設(shè)備發(fā)生對地漏電故障時，地線PE帶電，此時通過常閉觸點KA1-2以及門極限流電阻R3為門極提供觸發(fā)電流，雙向晶閘管導通，中間繼電器KA得電，常閉觸點KA1-1斷開，從而斷開插座的電源，起到過壓保護的作用。同時，中間繼電器的常開觸點KA2-1閉合，通過R2與KA2-1繼續(xù)為雙向晶閘管的門極提供觸發(fā)電流，使雙向晶閘管維持導通，繼電器KA保持得電，使插座保持斷電狀態(tài)。

過壓或者漏電保護時，發(fā)光二極管發(fā)光同時蜂鳴器報警，提示操作人員可能電源過壓或者用電設(shè)備漏電故障。此時可查看電壓表的讀數(shù)，若電壓表讀數(shù)在正常范圍，則插座為漏電保護斷電。如果電壓表讀數(shù)高于過壓保護設(shè)定值一定范圍，則表示插座此時為過壓保護。

3 總結(jié)

本文設(shè)計了一種內(nèi)部帶有漏電保護與過壓保護的電源插座。當用電設(shè)備漏電或者插座電壓過高時，雙向晶閘管門極產(chǎn)生觸發(fā)電流，雙向晶閘管導通，通過中間繼電器的觸點來斷開插座的電源，實現(xiàn)過壓與漏電保護。

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[責任編輯：朱麗娜]endprint