福建科技报/2007年/6月/12日/第011版
校园创新
三防安全插座
建阳第一中学梁军
市场上充斥着各种各样的插座，然而这些插座存在三大缺点。

首先，没有过压保护装置，当市电电压由于特殊原因升高时，插座上的电器就很有可能损坏。

其次，缺乏过流保护装置，若插座上所接的电器过载或短路，那么这就容易引起火灾。

再次，我国的许多地方，特别是广大农村地区，没有安装地线，若电器的金属外壳带电，人就有触电的危险。

鉴于以上三大缺点，我设计了一种能够防过压、防过流、防漏电的三防安全插座。

一、工作原理
其工作简图如（图一），市电经降压、整流、滤波、输出±12伏的双电源为检测电路供电。

市电经检测电路检测，输出控制信号，控制过压保护电路，过流保护电路和漏电保护电路，从而达到防过压，防过载，防漏电的目的。

具体电路图及工作原理如下：
二、工作过程：
220伏交流电经变压器T降压，二极管D1、D2整流，电容C1、C2滤波输出±12伏的双电源，取A点为零电位点。

由于二极管具有0.7伏的管压降，因此B点的电压为1.4伏。

稳压二极管D5是用于防止C点电压过高而损坏电压比较器F1，D5的稳压值为9伏。

D10为电路工作指示灯，D9为输出指示灯，D8为漏电指示灯，D7为过载指示灯，D6为过压指示灯。

R7是用于防止过压损坏变压器。

过压保护：正常情况下，E点电压为12伏，D点电压为1.2伏，此时电压比较器F2的同相端“＋”电压为1.2V，反相端“──”为1.4V，F2输出高电平，经D3，R3到三极管T1的基极，T1导通，继电器J1吸合，J1－1，J1－2导通。

此时输出插座上有交流电输出。

当市电电压高于240伏，D点达到1.4伏，F2输出低电平，T1截止，J1释放，J1－1，J1－2断开，同时过压指示灯D6亮起，此时无市电输出，防止了插座上的电器因过压而损坏。

过载保护：本安全插座设置了一个额定功率P，P＝220×2.1（R4），本电路取R4为0.33欧，所以本电路的额定功率为1000瓦，还可以根据市场需求，设计更大功率的安全插座。

当插座上的负载低于额定功率时，C点电压低于1.4伏，F1输出低电平，可控硅T2截止，
J1－1，J1－2保持导通，此时输出插座上有220伏交流电。

当插座上的负载超过额定功率时，C 点电压高于1.4伏，经R5送至电压比较器F1， F1输出高电平经D4触发可控硅T2，将三极管T1的基极电压拉至负12伏，T1截止，继电器J1释放，同时过载指示灯D7亮起，此时无市电输出，从而达到过载保护的目的。

漏电保护：如果一些金属外壳的电器出现漏电，那么这就存在极大的安全隐患。

因此，漏电保护装置十分重要。

当电器漏电时，漏电电流经D11，R6触发可控硅T3，三极管T1的基极电位被拉到负12伏，T1截止，继电器J1释放，J1－1和JJ－2断开。

同时漏电指示灯D8亮起。

此时，插座上无交流电输出，起到漏电保护的作用。

三、产品前景
三防安全插座具有防漏电、防过压、防过载的功能，是家庭用电的安全卫士。

据统计，我国每年因触电造成的死亡人数均超过3000人。

引发触电的重要原因之一就是电器漏电。

另据统计，近年来居民家庭火灾起数，人员伤亡所占的比例呈整体上升趋势，其中由于电线和用电器具短路，超负荷的原因造成的家庭火灾高居榜首。

公安部的相关调查数据显示，我国近十年累计发生的火灾事故中，由于电源插座，开关，电器短路等原因引发的火灾占总数的近30%，位居各类火灾之首。

总之电器漏电和超负荷是造成触电和家庭火灾的重要原因，而安全插座能够在一定程度上防止这些事故的发生。

目前市场上无同类的产品，该安全插座可在普通插座的基础上增加约几元的成本即可制成，成本低廉，有着广阔的市场前景，适合大规模生产。