接地故障保护装置、电连接设备和用电器的制作方法

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种接地故障保护装置、电连接设备和用电器。

背景技术：

1、随着家用电器的日益普及，人们对家用电器的使用安全越来越重视，很多家用电器都开始配备接地故障保护装置(gfci)。目前市场上的家用电器种类繁多，且内部电路日益复杂，因此当各种家用电器都连接到载流线时，载流线上可能会产生不同频率的电流。现有的接地故障保护装置通常采用铁氧体为磁芯的检测线圈，通过将检测线圈耦合至漏电检测芯片的运放输出端来检测中性线的接地故障。然而，当载流线上流过较高频率的电流时，这种检测线圈和电路连接方式很容易将高频电流误判为零序电流，从而发生误脱扣，影响了用户体验，还会带来一定的安全隐患，可能会导致危险发生。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明的第一方面提出了一种接地故障保护装置，包括：开关模块，其耦合在载流线的输入端与输出端之间，并且被配置为控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接，其中所述载流线包括中性线；接地检测模块，其包括所述载流线穿过其中的至少一个中性线检测线圈，所述至少一个中性线检测线圈具有由硅钢或矽钢材料制成的磁芯，并且，所述接地检测模块被配置为检测所述中性线是否发生接地故障，并在所述中性线发生接地故障时生成接地故障信号，其中，当中性线的输入端接地且输出端的接地阻抗为2ω时，所述接地故障信号在所述接地阻抗上的电压波形峰值不低于16mv；漏电检测模块，其被配置为检测所述接地故障信号和所述载流线上的漏电流信号，并在检测到所述接地故障信号和/或所述漏电流信号时生成零序电流故障信号；以及驱动模块，其耦合至所述开关模块和所述漏电检测模块，并且被配置为接收所述零序电流故障信号，并响应于所述零序电流故障信号而驱动所述开关模块断开所述电力连接。

2、在一些实施例中，所述接地检测模块包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与所述至少一个中性线检测线圈串联连接并耦合至所述载流线，进而在所述至少一个中性线检测线圈上产生交变电流以形成交变磁场；当所述中性线发生接地故障时，在所述交变磁场的作用下，所述中性线上生成所述接地故障信号。

3、在一些实施例中，所述至少一个限流元件包括电阻、电容和电感中的一个或多个。

4、在一些实施例中，所述至少一个中性线检测线圈经由整流模块耦合至所述载流线。

5、在一些实施例中，所述至少一个中性线检测线圈的所述磁芯由硅钢或矽钢带材绕制而成或者由多片硅钢或矽钢片叠加而成。

6、在一些实施例中，所述至少一个中性线检测线圈的绕线匝数至少为500匝。

7、在一些实施例中，所述接地故障保护装置还包括自检模块，其耦合至所述漏电检测模块和所述驱动模块，并且被配置为周期性地生成模拟的所述漏电流信号，以检测所述漏电检测模块和/或所述驱动模块是否发生故障，并在所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时生成自检故障信号。

8、在一些实施例中，所述自检模块包括串联连接的电压触发子模块和第一电容，并且，所述第一电容由所述载流线充电并经由所述电压触发子模块周期性地生成模拟的所述漏电流信号。

9、在一些实施例中，所述电压触发子模块包括触发二极管、三级管、场效应管和/或比较器。

10、在一些实施例中，所述接地故障保护装置还包括：监控模块，其耦合至所述漏电检测模块并包括测试开关，并且被配置为在操作所述测试开关时产生模拟的所述漏电流信号，以检测所述接地故障保护装置是否正常工作。

11、本发明的第二方面提出了一种电连接设备，所述电连接设备包括：壳体；以及根据第一方面的各实施例中任一个的接地故障保护装置，所述接地故障保护装置容纳在所述壳体中。

12、本发明的第三方面提出了一种用电器，所述用电器包括：负载设备；以及电连接设备，其耦合在载流线与所述负载设备之间，用于向所述负载设备供电，其中，所述电连接设备包括根据第一方面的各实施例中任一个的接地故障保护装置。

13、本发明通过采用具有由硅钢或矽钢材料制成的磁芯的中性线检测线圈以及不同的电路连接方式，在中性线发生接地故障时断开电力连接以实现接地故障保护功能，同时可以避免在载流线上流过高频电流时误脱扣，因此提升了用户体验，消除了潜在的安全隐患，进一步增加了接地故障保护装置的安全性。此外，本发明提供的接地故障保护装置的电路结构简单、成本低且安全性高。

技术特征：

1.一种接地故障保护装置，包括：

2.根据权利要求1所述的接地故障保护装置，其中，所述接地检测模块包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与所述至少一个中性线检测线圈串联连接并耦合至所述载流线，进而在所述至少一个中性线检测线圈上产生交变电流以形成交变磁场；当所述中性线发生接地故障时，在所述交变磁场的作用下，在所述中性线上生成所述接地故障信号。

3.根据权利要求2所述的接地故障保护装置，其中，所述至少一个限流元件包括电阻、电容和电感中的一个或多个。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的接地故障保护装置，其中，所述至少一个中性线检测线圈经由整流模块耦合至所述载流线。

5.根据权利要求1所述的接地故障保护装置，其中，所述至少一个中性线检测线圈的所述磁芯由硅钢或矽钢带材绕制而成或者由多片硅钢或矽钢片叠加而成。

6.根据权利要求1或5所述的接地故障保护装置，其中，所述至少一个中性线检测线圈的绕线匝数至少为500匝。

7.根据权利要求所述的接地故障保护装置，还包括自检模块，其耦合至所述漏电检测模块和所述驱动模块，并且被配置为周期性地生成模拟的所述漏电流信号，以检测所述漏电检测模块和/或所述驱动模块是否发生故障，并在所述漏电检测模块和/或所述驱动模块发生故障时生成自检故障信号。

8.根据权利要求7所述的接地故障保护装置，其中，所述自检模块包括串联连接的电压触发子模块和第一电容，并且，所述第一电容由所述载流线充电并经由所述电压触发子模块周期性地生成模拟的所述漏电流信号。

9.根据权利要求8所述的接地故障保护装置，其中，所述电压触发子模块包括触发二极管、三级管、场效应管和/或比较器。

10.根据权利要求1所述的接地故障保护装置，还包括：

11.一种电连接设备，包括：

12.一种用电器，包括：

技术总结
本发明提出了一种接地故障保护装置，包括开关模块，被配置为控制载流线的输入端与输出端之间的电力连接，载流线包括中性线；接地检测模块，包括载流线穿过其中的至少一个中性线检测线圈，中性线检测线圈具有由硅钢或矽钢材料制成的磁芯，接地检测模块在中性线发生接地故障时生成接地故障信号，当中性线的输入端接地且输出端的接地阻抗为2Ω时，接地故障信号在接地阻抗上的电压波形峰值不低于16mV；漏电检测模块，在检测到接地故障信号和/或漏电流信号时生成零序电流故障信号；驱动模块，响应于零序电流故障信号而驱动开关模块断开电力连接。本发明的保护装置能够避免在载流线上流过高频电流时误脱扣，提升用户体验，消除了安全隐患。

技术研发人员：李成力,陈龙,岳国兰
受保护的技术使用者：苏州益而益电器制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19