成果详情
末端漏电保护开关技术转让

成果详情

研发背景
一个产值能达数亿元,利润可获千万元的新产品,在等待您开发,下面让笔者道来:      
日常使用的电源插座,是供电末端电器。各种小功率“用电器”,几乎都经插座供电。插座是供电系统的末级输出端,所以可称为末端电器。
开发末端保护开关,用以加强安全用电环节,笔者提出这一课题的由来,是鉴于如下原因:

原因之一:                                                             在安全用电中最突出、最严重的现象,是人身触电死亡。在当今供电、用电电气系统方面,虽已安装了多种多样的断路器,但触电身亡事故仍频发,为什么?是在某一环节上存在不安全因素所致。
2010年6月22日扬子晚报刊载一篇报导:南京某大学一名大二男生,在宿舍洗澡时,电器漏电触电身亡。这个大学生是农村出来的,父母含辛茹苦培养他到读大学,结果却惨死在学校。悲剧的发生引起社会较大反响,扬子晚报又于7月2日刊载了后续报导,在多篇文章中,都要求采取措施加强安全用电,呼声强烈!                        

对于南京大学生触电身亡的真正原因,笔者虽未去现场了解,但能估计到不外乎下述原因:                                      
1、电热水器的火线或加热元件与外壳、水、淋浴莲蓬头等导电介质之间绝缘被破坏,使之带电,供电线路上漏电保护装置失效,或根本就没有安装。
2、供电线路上虽已安装漏电保护装置,但使用的是中性线断开即失效的装置〈目前大部份采用的都是这种装置,因为中性线断开后,断路器二次线无电源,好比人瘫痪了不能再工作一样,所以是不太可靠的〉。当中线受机械损伤断裂,或前面熔断器中零线一侧熔丝熔化断开,断路器中又无失压保护,这种断路器便失却保护功能。
3、漏电保护装置的漏电动作电流设定得过高,超过人体承受极限。< 一般断路器动作电流都设定在30mA,而人体承受极限为15.6mA[根据文献资料]。断路器动作电流大,不光是为了制造方便,因为它是用在总电源或分支电路中,安装在它后面的线路和“用电器”的固有泄漏电流已很大,动作电流做小了,会造成误动作,影响正常用电。>
4、电气系统安装及管理不规范:
(一)没有采取多级保护〈一般需要三级保护,家庭中起码要二级保护〉;
(二)导线乱接乱拉,绝缘被破坏;
(三)暗敷导线,特别埋在地下,纵横交叉又无醒目标志,更容易出问题。装修施工过程中很可能将暗线钻断,断了火线危险倒不大,断了零线就出问题了,使漏电保护插头失效,〈指的是目前大多数应用的这种插头〉;
(四)安装的漏电保护装置与“用电器”相距太远,让使用“用电器”的人,不清楚前面保护状况,更不能作是否有效的试验验证;
(五)对漏电保护装置,未按规定作定期试验检查,这种情况公共集体场所、大的酒店式公寓楼中发生最多。笔者曾为一家酒店公寓检查模数式断路器,发现在开关箱中七只漏电断路器中有两只已失效,通知物业公司来更换,来的电工谎称这两只是“备用”断路器,我假作相信他,既然是备用,便将这两只断路器的手柄操作到断开位置,结果发现电热水器和厨房的插座中无电了。如果信以为真,不作检查,是多么危险!那么在学校,如果建校时间已久,电工也多次换人,对电器设备技术状态又交接不清,不出问题才怪呢!

总的说来,当今安全用电方面还存在薄弱环节,问题出在配置和使用电器上还存在问题。业内人士也多次讨论研究,笔者十年前与北京家电检测站的工程师讨论过,不足之处已点到,然而因没有相关的国家标准可采标,未付之行动。至今事隔多年,国家标准已修订完善,但也未见有人拿出具体的切实可用的应用方便的产品。

应用范围
GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》这个标准是GB13955-1992的修订本。标准中要求以末端保护为主,并强调分级保护。标准中列出安装剩余电流保护装置的末端:
1、属于I类的移动式电器设备及手持式电动工具;
2、生产用的电器设备;
3、施工工地的电气机械设备;
4、安装在户外的电气装置;
5、临时用电的电气设备;
6、机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路;
7、游泳池、喷水池、浴池的电气设备;
8、安装在水中的供电线路和设备;
9、医院中可能直接接触人体的电气医用设备;
10、其他需要安装剩余电流保护装置的场所。

生产条件及设备
正常经营的电器制造企业

技术路线及原理
笔者对这一开关的设计已完成,在设计过程中,不但重视了产品性能要求,还考虑到消费者的审美观,更加注意目前市场上供应的普通插座款式,做到二者兼容互补,可安装在同一安装面板上。对零部件制造工艺性、装配、调试、检测方法都一一考虑周全。具体是:〔一〕采取分励、失压配合工作;〔二〕特殊的驱动电磁铁;〔三〕设置了省力机构,功耗很小;〔四〕电源故障、电压故障都能自动分断;〔五〕具有自动重合闸功能,停电时分断,线路电压恢复时能自动重合闸;等等。

技术特色
末端保护开关的设计,要达到如下要求: 1、额定漏电动作电流要小,按10mA设计。供给医院使用的,要按6mA设计,由于病人触电时,其心室纤维颤动阈值比健康人低,容易死亡〔UL943标准为6mA〕; 2、电源故障〈即漏电〉或电压故障〈即欠压、失压〉都能自动分断; 3、火线或零线任何一根断开,都能绝对保护,不失效。这一点非常重要,是新的国家标准中写明的一项特别强调的要求; 4、停电时,它自动分断,线路电压恢复时,它能自动重合闸。这对于需要常期通电的“用电器”,尤为必要。目前大多数都采用不太可靠的中性线断开会失效的漏电保护装置,就是因为没有自动重合闸功能; 5、具有漏电试验装置,供使用者作必要的试验验证; 6、在款式上做成模块式,同普通开关相仿,能与各种普通插座配伍,安装方法上,也与普通开关和插座一样,外观上融会一体,美观大方,更不影响普通插座的销售; 7、开关中主操动机构是关键部件,要做得灵巧省力,吸合后的维持功耗力求小、节电,这是开关设计中要解决的主要技术问题; 8、符合有关国家技术标准,这是起码的技术要求。 末端保护开关,一旦开发成功,为电器产品家族中增添了一个新的品类,它安装在插座旁,电源通过它再接入插座,能使任何一种单相普通插座,处在具有漏电保护功能之下。 这一开关按IEC和GB标准归类,应属于“家用和类似用途的,不带过电流保护的剩余电流装置”范畴。

经济效益分析
    切莫小看这一小产品,是解决了技术难题才得以设计成功,真正能符合GB20044-2005标准和适用于GB13955-2005标准所指末端保护要求的产品。它一旦问世,推广应用,无论是家庭、酒店、体育、娱乐、学校、医院、机关都会采用。化很少的钱,加强用电安全,何乐而不为。加之中国人口众多,人与插座用量之比在1比10以上,所以国内需求量非常大。将来出口也大有可能。

开发成功,专利保护,独家制造,能发展成一个相当规模的企业,年销售额可以按数亿元计,经济效益当然也可观。

有二个国家标准的支撑,特别是GB13955-2005标准的硬性规定,至时不是你想用不想用,要用不要用,而是必须用,国家质量监督检验检疫局将会履行职责,进行检查督促,所以何愁销路!如果您能致力于对这一产品的成功开发,填补国内空白,是作出贡献之举!

附件说明
?末端开关介绍.doc