ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РОЗЕТКА С ЗАЩИТОЙ ОТ ПОМЕХ

Полезная модель относится к электрическим разъемам, предназначенным для подключения электроприборов к первичной электрической сети с защитой от высокочастотных и высоковольтных помех.
В качестве прототипа (патент РФ RU 2151456, опубл. 20.06.2000) выбрана электрическая розетка для двухпроводной электрической сети (фаза, нуль), которая содержит основание с контактными гнездами, жестко закрепленную на основании крышку, при этом под крышкой параллельно контактным гнездам подключен варистор. В данной электрической розетке отсутствует встроенный высокочастотный фильтр, из-за чего высокочастотные электромагнитные помехи из первичной электрической сети попадают в кабель сетевого фильтра или непосредственно в кабель электропитания приборов. Далее данные электромагнитные воздействуют на функционирование прибора. Также кабель сетевого фильтра и кабель электропитания приборов излучает данные помехи в пространство, и наводят электромагнитные помехи в линиях связи, корпусе приборов или цепях заземления. При этом с другой стороны, электромагнитные помехи, наводимые в кабель сетевого фильтра или непосредственно в кабель электропитания приборов, передаются в первичную электрическую сеть. Также, в данной розетке, варистор все время находится под воздействием напряжения первичной электрической сети и воздействием высоковольтных помех в первичной электрической сети, что сокращает срок службы розетки.
Решаемая техническая задача - продление срока службы электрической розетки с защитой от помех, снижение электромагнитных помех проникающих из первичной электрической сети, в том числе и трехпроводной (фаза, нуль, земля), снижение электромагнитных помех проникающих в первичную электрическую сеть, в том числе и в трехпроводную (фаза, нуль, земля).
Решаемая техническая задача в электрической розетке с защитой от помех, содержащей, основание, первое металлическое контактное гнездо, второе металлическое контактное гнездо, неподвижно установленные, соответственно, в первое и второе отверстия, расположенные вдоль основания, жестко закрепленную на верхнюю часть основания крышку, варистор, подключенный параллельно первому и второму металлическим контактным гнездам, установленный под крышкой во внутренней полости основания, достигается тем, что в нее введены внешняя клемма земли, жестко установленная в верхнею часть основания и выступающая в верхнею часть крышки через отверстия в крышке, сетевой фильтр, установленный во внутренней полости основания, внутренняя клемма земли, неподвижно установленная на основании и предназначенная для соединения с проводом земли первичной электрической сети, первый коммутационный узел, который установлен на основании и имеет контакты для электрического соединения выхода фазы сетевого фильтра с проводом фазы первичной электрической сети, при установке штыря вилки кабеля электропитания в первое отверстие, расположенное вдоль основания, и отключения выхода фаза сетевого фильтра от провода фазы первичной электрической сети, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из первого отверстия, расположенного вдоль основания, второй коммутационный узел, который установлен на основании и имеет контакты для электрического соединения выхода нуля сетевого фильтра с проводом нуля первичной электрической сети, при установке штыря вилки кабеля электропитания во второе отверстие, расположенное вдоль основания, и отключения выхода нуль сетевого фильтра от провода нуля первичной электрической сети, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из второго отверстия, расположенного вдоль основания, причем первое металлическое контактное гнездо, первый вывод варистора, вход фаза сетевого фильтра соединены между собой, выход фаза сетевого фильтра и первый контакт первого коммутационного узла соединены между собой, второй контакт первого коммутационного узла предназначен для соединения с проводом фазы первичной электрической сети, второе металлическое контактное гнездо, второй вывод варистора, вход нуля сетевого фильтра соединены между собой, выход нуля сетевого фильтра и первый контакт второго коммутационного узла соединены между собой, второй контакт второго коммутационного узла предназначен для соединения с проводом нуля первичной электрической сети, вход земля сетевого фильтра соединен с внешней клеммой земли, выход земля сетевого фильтра соединен с внутренней клеммой земли.
Первый коммутационный узел может дополнительно содержать первый диэлектрический шар, установленный в конусообразное отверстие, расположенное между первым пазом, выполненным в нижней части основания, и первым отверстием, расположенным вдоль основания, второй контакт первого коммутационного узла расположен в первом пазе в нижней части основания и состоит из подвижного элемента и неподвижного элемента, которые соединены между собой, подвижный элемент второго контакта первого коммутационного узла выполнен гибким из металлического материала и фиксирует первый диэлектрический шар в конусообразном отверстии, так что часть шара выступает в первое отверстие, расположенное вдоль основания, неподвижный элемент второго контакта первого коммутационного узла выполнен жестким из металлического материала и неподвижно установлен в первом пазе в нижней части основания и предназначен для соединения с проводом фазы первичной электрической сети, первый контакт первого коммутационного узла неподвижно установлен в первом пазе в нижней части основания, первый диэлектрический шар имеет возможность прямого перемещения, вместе с подвижным элементом второго контакта первого коммутационного узла, в направлении первого контакта первого коммутационного узла до их соприкосновения, при установке штыря вилки кабеля электропитания в первое отверстие, расположенное вдоль основания, и обратного перемещения за счет силы упругости подвижного элемента второго контакта первого коммутационного узла, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из первого отверстия, расположенного вдоль основания.
Второй коммутационный узел может дополнительно содержать второй диэлектрический шар, установленный в конусообразное отверстие, расположенное между вторым пазом, выполненным в нижней части основания, и вторым отверстием, расположенным вдоль основания, второй контакт второго коммутационного узла расположен во втором пазе в нижней части основания и состроит из подвижного элемента и неподвижного элемента, которые соединены между собой, подвижный элемент второго контакта второго коммутационного узла выполнен гибким из металлического материала и фиксирует второй диэлектрический шар в конусообразном отверстии, так что часть шара выступает во второе отверстие, расположенное вдоль основания, неподвижный элемент второго контакта второго коммутационного узла выполнен жестким из металлического материала и неподвижно установлен во втором пазе в нижней части основания и предназначен для соединения с проводом нуля первичной электрической сети, первый контакт второго коммутационного узла неподвижно установлен во втором пазе в нижней части основания, второй диэлектрический шар имеет возможность прямого перемещения, вместе с подвижным элементом второго контакта второго коммутационного узла, в направлении первого контакта второго коммутационного узла до их соприкосновения, при установке штыря вилки кабеля электропитания во второе отверстие, расположенное вдоль основания, и обратного перемещения за счет силы упругости подвижного элемента второго контакта второго коммутационного узла, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из второго отверстия, расположенного вдоль основания.
На фиг.1 приведена конструкция электрической розетки с защитой от помех; на фиг.2. приведена электрическая схема сетевого фильтра.
Электрическая розетка с защитой от помех (фиг.1) содержит основание 1, первое 2 металлическое контактное гнездо, второе 3 металлическое контактное гнездо, неподвижно установленные, соответственно, в первое и второе отверстия, расположенные вдоль основания 1, жестко закрепленную на верхнюю часть основания 1 крышку 4, варистор 5, подключенный параллельно первому 2 и второму 3 металлическим контактным гнездам, установленный под крышкой 4 во внутренней полости основания 1, внешнею клемму земли 6, жестко установленную в верхнею часть основания 1 и выступающую в верхнею часть крышки 4 через отверстия в крышки 4, сетевой фильтр 7, установленный во внутренней полости основания 1, внутреннею клемму земли 8, неподвижно установленную на основании 1 и предназначенную для соединения с проводом земли первичной электрической сети. Первый коммутационный узел установлен на основании 1 и содержит первый диэлектрический шар 9, установленный в конусообразное отверстие, расположенное между первым пазом, выполненным в нижней части основания 1, и первым отверстием, расположенным вдоль основания 1, первый контакт 10 первого коммутационного узла, неподвижно установленный в первом пазе в нижней части основания 1, второй контакт первого коммутационного узла, расположенный в первом пазе в нижней части основания 1 и который содержит подвижный элемент 11 и неподвижный элемент 12, которые соединены между собой. Подвижный элемент 11 выполнен гибким, например, из латунной пластины толщиной 0,6 мм и шириной 5 мм. Неподвижный элемент 12 выполнен жестким, например, из латунной пластины толщиной 1 мм и шириной 8 мм, неподвижно установлен в первом пазе в нижней части основания 1 и предназначен для соединения с проводом фазы первичной электрической сети. Подвижный элемент 11 фиксирует первый диэлектрический шар 9 в конусообразном отверстии, так что часть шара 9 выступает в первое отверстие, расположенное вдоль основания 1. Первый диэлектрический шар 9 имеет возможность прямого перемещения, вместе с подвижным элементом 11, в направлении первого контакта 10 первого коммутационного узла до их соприкосновения, при установке штыря вилки кабеля электропитания в первое отверстие, расположенное вдоль основания 1, и обратного перемещения за счет силы упругости подвижного элемента 11, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из первого отверстия, расположенного вдоль основания 1. Второй коммутационный узел установлен на основании 1 и содержит второй диэлектрический шар 13, установленный в конусообразное отверстие, расположенное между вторым пазом, выполненным в нижней части основания 1, и вторым отверстием, расположенным вдоль основания 1, первый контакт 14 второго коммутационного узла, неподвижно установленный во втором пазе в нижней части основания 1, второй контакт второго коммутационного узла, расположенный во втором пазе в нижней части основания 1 и который содержит подвижный элемент 15 и неподвижный элемент 16, которые соединены между собой. Подвижный элемент 15 выполнен гибким, например, из латунной пластины толщиной 0,6 мм и шириной 5 мм. Неподвижный элемент 16 выполнен жестким, например, из латунной пластины толщиной 1 мм и шириной 8 мм, неподвижно установлен во втором пазе в нижней части основания 1 и предназначен для соединения с проводом нуля первичной электрической сети. Подвижный элемент 15 фиксирует второй диэлектрический шар 13 в конусообразном отверстии, так что часть шара 13 выступает во второе отверстие, расположенное вдоль основания 1. Второй диэлектрический шар 13 имеет возможность прямого перемещения, вместе с подвижным элементом 15, в направлении первого контакта 14 второго коммутационного узла до их соприкосновения, при установке штыря вилки кабеля электропитания во второе отверстие, расположенное вдоль основания 1, и обратного перемещения за счет силы упругости подвижного элемента 15, при удалении штыря вилки кабеля электропитания из второго отверстия, расположенного вдоль основания 1. Причем первое 2 металлическое контактное гнездо, первый вывод 17 варистора 5, вход фаза 18 сетевого фильтра 7 соединены между собой, выход фаза 19 сетевого фильтра 7 и первый контакт 10 соединены между собой, второе 3 металлическое контактное гнездо, второй вывод 20 варистора 5, вход нуля 21 сетевого фильтра 7 соединены между собой, выход нуля 22 сетевого фильтра 7 и первый контакт 14 соединены между собой, вход земля 23 сетевого фильтра 7 соединен с внешней клеммой земли 6, выход земля 24 сетевого фильтра 7 соединен с внутренней клеммой земли 8.
Сетевой фильтр (фиг.2) содержит входной варистор 25, подключенный между входом фаза и земля, входной варистор 26, подключенный между входом нуль и земля, выходной варистор 27, подключенный между выходом фаза и земля, выходной варистор 28, подключенный между выходом нуль и земля, выходной варистор 29, подключенный между выходом фаза и нуль, конденсатор 30, подключенный между входом фаза и земля, конденсатор 31, подключенный между входом нуль и земля, конденсатор 32, подключенный между выходом фаза и нуль, катушку 33 на линии фазы и катушку 34 на линии нуля.
Рассмотрим электрическую розетку с защитой от помех в работе. К неподвижному элементу 12 второго контакта первого коммутационного узла, неподвижному элементу 16 второго контакта второго коммутационного узла и внутренней клемме земли 8, соответственно, подключают провода фазы, нуля и земли первичной электрической сети. В первое и второе отверстия, расположенные вдоль основания 1, устанавливают штыри вилки кабеля электропитания прибора. При этом первый штырь, второй штырь и земляной контакты вилки кабеля электропитания прибора, соответственно, подключаются к первому 2 металлическому контактному гнезду, второму 3 металлическому контактному гнезду и внешней клемме земли 6. Также, при этом штыри вилки перемещают первый диэлектрический шар 9, второй диэлектрический шар 13 и, соответственно, подвижный элемент 11 второго контакта первого коммутационного узла в направлении первого контакта 10 до их соприкосновения, и подвижный элемент 15 второго контакта второго коммутационного узла в направлении первого контакта 14 до их соприкосновения. Таким образом, только в случае подключения электроприбора, защитные от помех элементы, варистор 5, сетевой фильтр 7 оказываются подключенными к первичной сети электропитания, что позволяет увеличить срок службы электрической розетки с защитой от помех в целом.
В процессе питания электроприбора от первичной электрической сети через данную электрическую розетку, высоковольтные и высокочастотные электромагнитные помехи, проникающие из первичной электрической сети, в том числе и трехпроводной (фаза, нуль, земля), сначала воздействуют на сетевой фильтр 7. Сетевой фильтр 7 содержит элементы ограничения напряжения высоковольтных помех со стороны первичной электрической сети (варисторы 27, 28, 29) и элементы фильтрации высокочастотных помех (конденсаторы 30, 31, 32, катушки 33 и 34). При этом, электромагнитные помехи, воздействующие из первичной электрической сети на электроприборы, уменьшаются и в меньшей степени попадают в кабель, например, сетевого фильтра или кабель питания электроприборов и меньше излучается от них в пространство. Таким образом, происходит снижение возможных электромагнитных помех в цепях питания, линиях связи, корпусе электроприборов или цепях заземления.
В процессе питания электроприбора от первичной электрической сети через данную электрическую розетку, высоковольтные и высокочастотные электромагнитные помехи, возникающие в самом электроприборе, сначала воздействуют на варистор 5, сетевой фильтр 7 и далее попадают в первичную электрическую сеть. Варистор 5 является элементом ограничения напряжения высоковольтных помех от первого и второго штыря вилки кабеля питания электроприбора. Сетевой фильтр содержит элементы ограничения напряжения высоковольтных помех со стороны электроприбора (варисторы 25, 26) и элементы фильтрации высокочастотных помех (конденсаторы 30, 31, 32, катушки 33 и 34). Таким образом, происходит снижение электромагнитных помех проникающих в первичную электрическую сеть, в том числе и трехпроводную (фаза, нуль, земля).