УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РОЗЕТОК 220 В

Предполагаемая полезная модель относится к области электротехники и может найти применение для безопасной эксплуатации приборов офисной и бытовой техники. Предлагаемая полезная модель обеспечивает контроль безопасного подключения проводов как трехпроводной, так и двухпроводной линии сети 220 В к контактам электрической розетки европейского (германского) типа. Имеется известное "Устройство для контроля наличия заземления в розетке" патент LV 14333 В, мпк Н01Н 9/00, опубликован 20.07.2011. Устройство содержит две соединенные между собой элетрические ветви, подсоединенные к вилке, имеющей контакт заземления. Каждая из ветвей включает соединеные последовательно индикаторный элемент и ограничительный резистор, а индикаторы выполнены в виде светодиодов, включенных встречно. Третья электрическая ветвь состоит из последовательно и согласованно соединенных светодиода и диода и присоединена одним концом к средней точке электрической цепи, а другим концом к контакту заземления. Светодиод третьей ветви включен встречно первым двум светодиодам. Имеется сенсорный транзисторный ключ, первый выход которого соединен с точкой соединения светодиода и диода третьей ветви.
Второй выход сенсорного транзисторного ключа соединен с контактом заземления, а управляющий вход соединен с сенсорным контактом устройства. Имеется три одноцветных световых индикатора.
Устройство распознает три стандартные неисправности розетки 220 В:
1. обрыв провода заземления РЕ,
2. обрыв провода рабочего ноля N,
3. реверс фазного провода L и провода РЕ.
Устройство распознает также двойную опасную неисправность, когда левый контакт розетки (при горизонтальном размещении контактов) и контакт заземления находятся под потенциалом фазы, а к правому контакту подключен провод N.
Недостатком этого устройства является недостаточная надежность обнаружения двойной опасной неисправности розеток 220 В. Перед проверкой розеток надо проверять само устройство контроля (например, путем подключения к иммитатору неисправностей розеток).
Недостатком этого устройства является то, что не обнаруживается, к какому контакту розетки присоединен фазный провод L в случае двухпроводной сети 220 В. Наиболее близким аналогом (прототип) по технической сущности является "Устройство контроля безопасности и работоспособности розеток 220 В" мпк Н01Н 9/00, Н01Н 3/14, патент 176977, опубликован 06.02.2018. Заявка 2017112138. Электрическая схема устройства приведена на чертеже фиг. 1. Устройство содержит две соединенные между собой электрические ветви, подсоединенные к контактам (3) вилки устройства. Каждая ветвь содержит последовательно соединенные светодиод (1) и резистор (2). Третья ветвь содержит светодиод (6) и диод (5) и одним концом соединена с контактом (4) заземления. Имеется светодиод (8) и сенсорный транзисторный ключ (7), управляющий вход которого соединен с сенсорным контактом Е устройства. Имеется второй резистор (9), включенный между первым резистором второй электрической цепи и контактом фазного провода L. Устройство (фиг. 1) распознает следующие неисправности:
1. Обрыв провода заземления РЕ. Светятся индикаторы HL1, HL2. Индикатор HL3 не светит. Если провод фазы L соединен с правым контактом розетки, при горизонтальной их установке, то при прикосновении пальцев руки к сенсорному контакту Е светодиод HL4 светится. Если фаза на левом контакте розетки, то индикатор HL4 не светится.
2. Реверс проводов L и РЕ. Индикатор HL3 светится, a HL1 и HL2 не светятся. Индикатор HL4 не светит от прикосновения руки к сенсорному контакту Е, так как исток транзистора находится под нулевым потециалом. Транзисторный ключ (7) находится в закрытом состоянии.
3. Обрыв провода N. Индикатор HL3 светит, a HL1, HL2 не светятся. Если провод фазы L подключен к правому контакту розетки, то индикатор HL4 светится от руки.
4. Двойная опасная неисправность: Левый контакт розетки и контакт заземления находятся под потенциалом фазы, а к правому контакту подключен провод N или провод РЕ. При этом индикаторы HL3, HL2 светятся, a HL1 не светится. Индикатор HL4 не светится от руки, так как правый контакт розетки находтися под нулевым потенциалом.
5. Проверяемая розетка подключена правильно, если провод фазы L подключен к правому контакту розетки, провод N подсоединен к левому контакту и провод защитного нуля РЕ подсоединен к контакту заземления. При этом индикаторы HL3, HL2 светятся и светится HL4 от прикосновения руки к сенсорному контакту Е. Недостатком этого устройства является то, что для распознования неисправностей розетки используется четыре одноцветных светодиода. Если применить двухцветные или трехцветные светодиоды, то получается плохая различимость цветов светоизлучения светодиодов и ненадежное разпознование неисправностей розетки.
Целью предлагаемой полезной модели является упрощение устройства и повышение надежности распознования неисправностей розетки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля работоспособности розеток 220 В, содержащем две соединенные между собой электрические ветви, подсоединенные к вилке, имеющей контакт заземления, причем каждая из ветвей содержит соединенные последовательно ограничительный резистор и индикаторный элемент, а индикаторы выполнены в виде светодиодов, включенных встречно, третья электрическая ветвь содержит последовательно и согласованно соединенные светодиод и диод и присоединена одним концом к средней точке двух ветвей, а другим концом к контакту заземления, причем светодиод третьей ветви включен встречно первым двум светодиодам, а также сенсорный транзисторный ключ, управляющий вход которого соединен с сенсорным контактом устройства, первый выход сенсорного транзисторного ключа соединен с первым выводом светодиода, второй вывод которого соединен с точкой соединения первого и второго резисторов второй электрической ветви, второй выход сенсорного транзисторного ключа соединен с контактом фазного провода, причем светодиод, соединенный с сенсорным транзисторным ключом, включен согласовнно с светодиодом третьей электрической ветви,
первая электрическая ветвь состоит из ограничительного резистора, второй вывод которого соединен с точкой соединения одноименных выводов светодиодов второй и третьей электрических ветвей, а второй резистор второй электрической ветви представляет собой пороговый элемент в виде стабилитрона.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что изменена электрическая схема устройства, так как первая электрическая ветвь состоит из ограничительного резистора, второй вывод которого соединен с точкой соединения одноименных выводов светодиодов второй и третьей электрических ветвей. Вместо второго резистора второй электрической ветви применен стабилитрон. Это увеличивает надежность работы сенсорного ключа. Поэтому для распознования неисправностей розеток используются три одноцветных светодиода. Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом на фиг. 2. Внешний вид опытного образца предлагаемого устройства приведен на фото фиг. 3. Устройство состоит из платсмассового изоляционного корпуса с вмонтированной в него вилкой с защитным контактом европейского типа. На передней стороне корпуса имеются три светодиодных одноцветных индикатора. Первая электрическая ветвь, подсоединенная одним концом к контакту нулевого провода, содержит только ограничительный резистор R1. Вторая ветвь содержит светодиод (1), первый резистор R2, пороговый элемент (9). Третья ветвь содержит светодиод (6), диод (5) и подсоединена одним концом к контакту заземления (4). Сенсорный транзисторный ключ (7) выполнен на базе МДП- транзистора с высоким сопротивлением на управляющем входе, соединеном с сенсорным контактом Е. Величина сопротивления резистора, соединенного с истоком и затвором транзистора составляет 10-20 МОм. Сенсорный контакт Е выполнен в виде металической пластины 20×20 мм, закрепленной на внутренней стороне корпуса устройства.
Для распознования неисправностей евро-розеток 220 В предлагаемое устройство надо включать в розетку два раза, после первого перевернуть его в другое положение. Все варианты состояния монтажа проводов в розетке и световая индикация предлагаемого устройства, включенного в розетку, приведена в табл. 1
Светодиод HL3 светится в момент приложения пальцев руки к корпусу устройства, где на внутреней стороне расположен сенсорный контакт Е.
Розетка работоспособна, если в одном положении устройства в розетке светятся все три светодиода, а вдругом положении светится один светодиод. Улучшена надежность распознования неисправностей розетки, так как не надо различать цвета свечения светодиодов.
Опытная эксплуатация предлагаемой полезной модели в реальных условиях однофазной трехпроводной сети 220 В подтверждает возможность контроля работоспособности и безопасности розеток 220 В. Устройство обнаруживает, к какому контакту розетки подключен фазный провод и в случае двухпроводной линии сети 220 В, что дает возможность пользователю включать присоединительные вилки электроприборов в розетки в правильном направлении, так, чтобы к правому контакту вилки присоединилась фаза. При этом фазный провод сети 220 В соединяется с фазным проводом электроприбора. Это увеличивает надежность работы электроприборов и уменьшает их электромагнитное поле 50 Гц.
Литература
1. Патент RU 176977 U1 "Устройство контроля безопасности и работоспособности розеток 220 В".
2. Патент RU 170072 U1, 13.04.2017.
3. Патент LV 14333 В, 20.04.2011.