一种具有过压保护与漏电保护功能的电源插座

聂蓉　李华柏　黄杰

【摘 要】本文设计了一种具有过压保护与漏电保护功能的插座，当插座电源电压过高或者用电设备漏电时，能自动断开电源并声光报警，从而保证人身及设备安全。

【关键词】过压保护；漏电保护；电源插座

0 引言

当用电设备绝缘老化或者其它原因引起用电设备漏电时，容易导致人身安全事故。当电源电压过高时，容易导致用电设备的损坏。对于漏电，目前大多采用漏电保护器来进行防护，但是漏电保护器需要单独安装，且要满足一定的安装条件，对因施工需要移动使用的电源插座，有时安装不方便。

1 电源插座电路设计

本文在常用的电源插座中安装了漏电保护电路与过压保护电路，具有过压与漏电情况插座自动断电的功能，且过压保护程度可以根据情况进行调节。

图1中，SB为自锁式按钮开关，V为交流电压表，KA为中间继电器，KA1-1、KA1-2为中间继电器常闭触点，KA2-1为中间继电器常开触点，VT为双向晶闸管，C为电容，VD为双向触发二极管，Rp为地线，L为发光二极管，用作电源指示灯，PE为地线。

电源插座以双向晶闸管的导通与截止来控制中间继电器的得电与失电，当插座地地线带电时或者插座过压时，双向晶闸管门极产生触发信号，双向晶闸管导通，中间继电器线圈得电，其常闭触点由闭合转为断开状态，从而断开插座的电源，实现过压与漏电保护。

2 过压保护与漏电保护原理分析

按下自锁式按钮开关SB，插座有电。首先调节好电位器Rp，使电容C两端的电压小于双向二极管的触发电压。当插座电壓高于设定值时，电容的端电压升高，当电容的电压高于双向二极管VD的触发电压时，双向二极管导通，通过门极限流电阻R3为双向晶闸管的门极提供触发电流，双向晶闸管导通，中间继电器KA得电，常闭触点KA1-1断开，从而断开插座的电源，起动过压保护。同时，中间继电器的常开触点KA2-1闭合，通过R2与KA2-1继续为双向晶闸管的门极提供触发电流，使双向晶闸管维持导通。电容C主要起防止干扰信号误触发晶闸管。

当用电设备发生对地漏电故障时，地线PE带电，此时通过常闭触点KA1-2以及门极限流电阻R3为门极提供触发电流，双向晶闸管导通，中间继电器KA得电，常闭触点KA1-1断开，从而断开插座的电源，起到过压保护的作用。同时，中间继电器的常开触点KA2-1闭合，通过R2与KA2-1继续为双向晶闸管的门极提供触发电流，使双向晶闸管维持导通，继电器KA保持得电，使插座保持断电状态。

过压或者漏电保护时，发光二极管发光同时蜂鸣器报警，提示操作人员可能电源过压或者用电设备漏电故障。此时可查看电压表的读数，若电压表读数在正常范围，则插座为漏电保护断电。如果电压表读数高于过压保护设定值一定范围，则表示插座此时为过压保护。

3 总结

本文设计了一种内部带有漏电保护与过压保护的电源插座。当用电设备漏电或者插座电压过高时，双向晶闸管门极产生触发电流，双向晶闸管导通，通过中间继电器的触点来断开插座的电源，实现过压与漏电保护。

【参考文献】

[1]李敏，直流稳压电源及漏电保护装置的研究[J].电子制作，2014-5：36-37.

[2]王厚余，断零的危害及预防措施[J].农村电工，2002：28.

[3]邹永龙，漏电保护器断零保护的研究与设计[J].2016，10：64.

[责任编辑：朱丽娜]endprint