Безопасная электрическая розетка с электронной системой защиты от поражения электрическим током

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электрическим розеткам, имеющим системы защиты от поражения электрическим током
Технический результат
Повышена безопасность электрической розетки, применяемой для подключения электрических приборов к сети. Практически полностью исключается поражение электрическим током. Достигнуто за счет уникальной компоновки элементов розетки, а так же применения микроконтроллера и управляемого электронного реле.
По сравнению с известными моделями существенно повышена надежность системы защиты от поражения электрическим током за счет применения электронных компонентов, выдерживающих срабатывание при намного большем количестве циклов включения-отключения вилки в розетку, нежели применяющиеся в известных моделях механические средства защиты.
Недостатки существующих моделей
Известные модели: патент РФ 2040085 от 20.07.1995, патент РФ 2093938 от 20.10.1997.
Все существующие безопасные розетки используют механические системы защиты вроде шторок, заслонок и т.п. Механические защитные элементы могут со временем выйти из строя или начать хуже работать из-за накопившихся в зазорах розетки частиц пыли и грязи. Что может привести к заклиниванию механического элемента как в «защищенном» положении, так и в «не защищенном».
Такие системы малоэффективны при защите детей от поражения током, т.к. ребенок легко может отогнуть «шторки» и «заслонки», взяв по гвоздю в каждую руку и вставив в розетку. В представленной полезной модели поражение током в таком случае исключается.
Подробное описание полезной модели
На Фигуре 1 изображены основные внешние виды розетки. Розетка состоит из Опорной Пластины (15) с отверстиями под крепежные элементы (16), которая позволяет крепить розетку к стене с использованием стандартных крепежных элементов, таких как саморезы, дюбели и т.п. - в зависимости от материала стены. Закрепленная на стене Опорная Пластина закрывается сверху Внешней Декоративной Рамкой (1). Затем внутрь Внешней Декоративной Рамки вставляется Лицевая Панель (2) розетки и крепится к Опорной Пластине с помощью 4 шт. Винтов (3), заодно фиксируя Внешнюю Декоративную Рамку.
Провода электрических фаз 1 и 2, а так же провод заземления вводятся в Окна (12, 13, 14) и фиксируются Зажимными Винтами (9, 10, 11).
На Фигурах 2, 3 скрыты внешние элементы корпуса, чтобы наглядно показать внутреннее строение розетки.
Защитная Кнопка (7) крепится на Печатную Плату 1 (17). Печатная Плата 1 крепится к Опорной Пластине (15). Контакт Фазы 1 (18), Контакт Фазы 2 (19) и Контакты Заземления (5) закреплены на Печатной Плате 1.
Печатная Плата 1 соединена Соединительным Шлейфом (20) с Печатной Платой 2 (21). По Соединительному Шлейфу к Печатной Плате 1 подводятся: напряжение 220 В фазы 1,2, контакт заземления и контакты Защитной Кнопки.
На Печатной Плате 2 установлен Микроконтроллер (25) и Электронное Реле (26).
Фазы 1, 2 и контакт заземления подаются от Окон Для Ввода(12, 13, 14) на Печатную Плату 2 с помощью Проводов (22, 23, 24).
Краткое описание чертежей
1 - Внешняя декоративная рамка
2 - Лицевая панель розетки
3 - Винты
4 - Отверстие для контактного штыря штекера фаза 1
5 - Контакты заземления
6 - Отверстие для контактного штыря штекера фаза 2
7 - Защитная кнопка
8 - Корпус розетки
9, 10, 11 - Зажимные винты
12 - Окно для ввода провода фазы 1
13 - Окно для ввода провода фазы 2
14 - Окно для ввода провода заземления
15 - Опорная пластина
16 - Отверстия для крепежа
17 - Печатная Плата 1
18 - Контакт Фазы 1
19 - Контакт Фазы 2
20 - Соединительный Шлейф
21 - Печатная Плата 2
22 - Провод Фазы 1
23 - Провод Фазы 2
24 - Провод Заземления
25 - Микроконтроллер
26 - Блок Электронных Реле
Описание устройства в работе
Микроконтроллер (25) управляет Блоком Электронных Реле (26). Блок Электронных Реле управляет подачей тока на контакты Фазы 1 (18) и Фазы 2 (19). Защитная Кнопка (7) подключена к Микроконтроллеру.
Защитная Кнопка (7) представляет собой ключ, замыкающий цепь в нажатом положении. В начальном (не нажатом) положении Защитная Кнопка размыкает электрическую цепь управления питанием Фаз 1 и 2. Когда цепь управления питанием Фаз 1 и 2 разомкнута, Микроконтроллер размыкает Блок Электронных Реле и электрический ток на контакты Фаз 1 и 2 не поступает. Защитная Кнопка оснащена пружиной, возвращающей ее в начальное положение в отсутствие нажимающего предмета. Когда Вилка электрического прибора не вставлена в Розетку, Защитная Кнопа находится в начальном, крайнем правом положении, если смотреть на разрез А-А на Фигуре 4.
Известные вилки, применяемые в электрических приборах, имеют конструкцию с плоскостью между контактными штырями. Изображены на Фигуре 5.
На Фигуре 6 изображено сечение с установленной в розетку Вилкой (27). Вилка, при установке в розетку, нажимает на Защитную Кнопку (7). Защитная Кнопка в нажатом положении замыкает цепь управления питанием Фаз 1 и 2, Микроконтроллер посылает на Блок Электронных Реле сигнал на подачу электрического тока на Контакты Фаз 1 и 2.
Таким образом, электрический ток подается на Контакты Фаз 1 и 2 только, когда в розетку вставлена Вилка электрического прибора. Это достигается за счет того, что Вилка своим корпусом нажимает на Защитную Кнопку, а Микроконтроллер подает сигнал на Электронные Реле, подающие ток на Контакты Фаз 1 и 2.