具有双螺线管线圈电子控制件的自测试GFCI装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电路中断装置，所述电路中断装置具有双线圈螺线管，所述双线圈螺线管用于在检测到故障且期望将所述装置置于跳闸状况中时将经增加磁场递送到螺线管柱塞。独立开关装置控制穿过所述螺线管的相应线圈的电流流动，且第三开关装置控制两个线圈驱动开关装置的操作。检测电路检测故障且控制所述第三开关装置以在检测到故障时激活所述线圈驱动开关装置。可编程装置运行自测试程序以确定所述装置是否正恰当地操作且是否可检测到故障。所述可编程装置还可独立地控制所述两个线圈驱动开关装置的所述操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉参考本申请案含有与以下同在申请中的专利申请案中所含的标的物相关的标的物：斯蒂芬P.西莫宁(Stephen P.Simonin)的标题为“GFCI测试监测电路(GFCI TEST MONITOR CIRCUIT)”的第13/827,785号美国专利申请案、斯蒂芬P.西莫宁的标题为“具有经增强磁场的螺线管线圈(SOLENOID COIL HAVING AN ENHANCED MAGNETIC FIELD)”的第13/422,797号美国专利申请案、加埃塔诺博纳斯亚(Gaetano Bonasia)及肯尼帕德罗(Kenny Padro)的标题为“用于电装置的经增强自动监测电路及方法(ENHANCED AUTO-MONITORING CIRCUIT AND METHOD FOR AN ELECTRICAL DEVICE)”的第13/422,790号美国专利申请案及加埃塔诺博纳斯亚等人的标题为“具有抗振动的布线不当保护的可重安装电路中断装置(REINSTALLABLE CIRCUIT INTERRUPTING DEVICE WITH VIBRATION RESISTANT MISWIRE PROTECTION)”的第13/422,793号美国专利申请案，所述专利申请案中的每一者的全部内容以引用方式明确并入本文中，且所述专利申请案中的每一者与本申请案让与相同受让人。
本专利技术一般来说涉及切换式电装置。更特定来说，本专利技术针对于用于电路中断装置(例如自测试接地故障电路中断器(GFCI)装置)的控制电路，所述控制电路在检测到一或多个故障状况时从“复位”或闩锁状态切换为“跳闸”或解除闩锁状态。与本文中所揭示的装置一致的控制电路具有提供比当前GFCI装置中所提供的更稳健的寿命结束检测能力的自测试能力。
技术介绍
具有朝向断开位置偏置的触点的GFCI装置需要用于将触点设置及固持于闭合位置中的闩锁机构。同样地，具有朝向闭合位置偏置的触点的切换式电装置需要用于将触点设置及固持于断开位置中的闩锁机构。常规类型的装置的实例包含电路中断类型的装置，例如断路器、电弧故障中断器及GFCI(举几个例子)。为在美国进行商业出售，GFCI装置必须符合由保险商实验室(UL)连同行业领先的制造商以及其它行业成员(例如各种安全团体)确立的标准。覆盖GFCI装置的一个UL标准为UL-943，标题为“安全标准-接地故障电路中断器”。UL-943适用于既定用于人员保护的A类单相及三相GFCI且包含对此类GFCI装置的功能、构造、性能及标记的最少要求。除其它之外，UL-943还需要特定故障电流电平及GFCI装置应跳闸的响应定时要求。通常，在检测到具有高于5毫安培(mA)的电平的接地故障时需要GFCI跳闸。此外，当高电阻接地故障施加到装置时，UL-943的当前版本规定装置应跳闸且根据方程式T＝(20/I)1.43防止电流递送到负载，其中“T”是指装置跳闸可花费的最大时间量且以秒为单位来表达，且“I”是指导致故障的电流的最小值且以毫安培(mA)为单位来表达。因此，在5mA故障的情形中，装置必须检测故障且在7.26秒或更少内跳闸，即，防止电流流动到负载。在此类安全相关标准为适当的情况下，且由于GFCI装置由于其在20世纪70年代早期的引入而直接被誉为挽救许多生命，因此不只是在美国而是在世界范围内，GFCI装置遍及住宅及商业电网已变得普遍存在。然而，如同大多数机电装置，GFCI装置易受故障影响。举例来说，在GFCI中，驱动机械电流中断装置的电子组件中的一或多者可短路或以其它方式变得有缺陷，故障检测器电路中或装置内的其它地方的组件也可如此。此类组件故障可使装置不能够恰当地检测接地故障及/或可使装置不能够在检测到故障时恰当地中断电流的流动，因此，增加潜在威胁生命的伤害的风险。由于组件故障的易发性，一直以来需要GFCI装置具有使得能够手动测试装置在遭遇故障时跳闸的能力的监督电路。此类监督电路通常包含TEST按钮，所述TEST按钮在被按压时致动模拟装置的热导体及中性导体上的接地故障的电路。如果装置正恰当地起作用，那么检测到所模拟接地故障且装置将跳闸，即，致动机械中断器。此断开连接装置的线侧(其中供应输入AC电力)与负载侧(其中用户连接他或她的电器等且其中还连接下游插座或额外GFCI装置)的电流路径。数年前由行业安全团体执行的研究指示很多时候公众不会定期地测试其GFCI装置以用于恰当操作，即，通过按压TEST按钮。此研究进一步揭露，已服务延长时间周期的一些GFCI装置变得无功能且不能够恰当地检测故障状况，因此使装置不安全。具体来说，发现在延长使用之后GFCI装置未能在发生故障时跳闸，因此使装置可仅作为电插座操作。也就是说，装置将总是将电力提供到负载触点且不能够在存在故障状况时跳闸。由于并非定期地测试GFCI装置，因此此不安全状况被加剧。更特定来说，人们鉴于装置充分地递送电力的事实(实际上此时装置为潜在威胁生命的隐患)而错误地认为装置是可操作的。在所述领域中采用的GFCI装置变得越来越不可操作且不安全的发现结合人们不会定期地测试其GFCI装置(而不管有制造商的用以进行此操作的明确指令)的认识起始对UL-943标准的可能改变(包含将需要GFCI装置自身进行自测试(例如，自动监测)而不需要人类干预的改变)的调查。UL-943的预期改变进一步包含警告消费者装置可能不再提供对抗故障的保护的要求及/或装置在自测试出故障时自动移除其自身以不进行服务(例如，永久地跳闸)的要求。此外，将必须在不干扰装置的主要功能(即，在遭遇实际故障时跳闸)的情况下执行这些额外自测试操作。上文所提及的经修订自测试功能性还并非UL-943认证的要求，而是期望其不久将是所述认证的要求。为此显著UL改变做准备且鉴于集成电路成本的貌似无尽减少，许多GFCI制造商为了支持先前模拟设计而已转移到数字技术(例如，微处理器及微控制器)以提供接地故障保护及自监测功能性两者。然而，迄今为止所提供的数字解决方案并非理想的。举例来说，数个相关技术GFCI设计(包含针对于提供自测试功能性的那些设计)遭受无故跳闸(其中在既不存在真实接地故障、手动产生的模拟的接地故障也不存在自动自测试故障时致动中断器的情况)。许多人认为此不利状况因对自动自测试的额外要求(此通常导致在装置内产生额外感应电流)而恶化。因此，期望提供一种提供特定自测试能力(包含在UL-943的下一个版本中提议的那些自测试能力)但最小化与无故跳闸相关联的风险的GFCI装置。
技术实现思路
考虑到与相关技术GFCI装置相关联的疑难问题(包含但不限于上文所论述的疑难问题)，根据一或多个示范性实施例的电路通常涉及连续地监测GFCI装置的性能的自动监测电路。更具体来说，例如微控制器或微处理器的处理装置经配置以基于所存储软件程序而周期性地执行自动监测例程以用于测试及验证GFCI装置内的各种子电路的可行性及功能性。为测试GFCI装置的恰当电流隔离，操作耦合到微控制器的驱动器以每当执行或运行自动监测例程时起始表示接地故障的测试信号，且监测不同电路节点以确认装置的恰当操作。根据至少一个实施例的GFCI装置使用常规4141GFCI芯片或某一其它适当集成装置来在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路中断装置，其包括：一或多个线导体，其用于电连接到外部电力供应器；一或多个负载导体，其用于电连接到外部负载；及电流中断器，其在所述电路中断装置处于跳闸状况中时将所述线导体与所述负载导体断开连接，且在所述电路中断装置处于复位状况中时允许将所述线导体与所述负载导体电连接，所述电流中断器包含螺线管，所述螺线管至少具有：第一绕组，其在所述第一绕组被电激励时在衔铁上产生相应第一磁力；及第二绕组，其在所述第二绕组被电激励时在所述衔铁上产生相应第二磁力，其中当所述第一及第二绕组两者被电激励时，会在所述衔铁上产生在量值上大于所述第一与第二磁力的和的第三磁力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 US 14/156,0361.一种电路中断装置，其包括：一或多个线导体，其用于电连接到外部电力供应器；一或多个负载导体，其用于电连接到外部负载；及电流中断器，其在所述电路中断装置处于跳闸状况中时将所述线导体与所述负载导体断开连接，且在所述电路中断装置处于复位状况中时允许将所述线导体与所述负载导体电连接，所述电流中断器包含螺线管，所述螺线管至少具有：第一绕组，其在所述第一绕组被电激励时在衔铁上产生相应第一磁力；及第二绕组，其在所述第二绕组被电激励时在所述衔铁上产生相应第二磁力，其中当所述第一及第二绕组两者被电激励时，会在所述衔铁上产生在量值上大于所述第一与第二磁力的和的第三磁力。2.根据权利要求1所述的电路中断装置，其进一步包括：第一开关装置，其在所述第一开关装置被激活时电激励所述第一绕组；及第二开关装置，其在所述第二开关装置被激活时电激励所述第二绕组。3.根据权利要求2所述的电路中断装置，其进一步包括：感测变压器，所述线导体及所述负载导体通过所述感测变压器，所述感测变压器产生指示在所述线导体上流动的电流与在所述负载导体上流动的电流之间的差的次级电流信号；GFCI装置，其接收所述次级电流信号且在所述次级电流信号超过预定阈值的情况下产生开关控制信号；及第三开关装置，其从所述GFCI装置接收所述开关控制信号且在所述次级电流信号超过所述预定阈值时电激活所述第一及第二开关装置。4.根据权利要求3所述的电路中断装置，其中所述第三开关装置阻挡由所述第一及第二开关装置中的一或多者产生的一或多个反馈信号。5.根据权利要求1所述的电路中断装置，其进一步包括：故障检测电路，其检测所述电路中断装置中的故障状况且在检测到所述故障状况时产生故障检测信号，其中将所述故障检测信号提供到所述电流中断器以将所述电路中断装置置于所述跳闸状况中；及自动监测电路，其电耦合到所述故障检测电路及所述电流中断器且连续地监测一或多个信号以确定所述电路中断装置的操作状态。6.根据权利要求5所述的电路中断装置，其中所述所监测信号中的至少一者包含第一自动监测输入信号，所述第一自动监测输入信号的值至少部分地由所述故障检测电路所产生的预触发信号的值确定，其中所述预触发信号不激活所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸状况中。7.根据权利要求6所述的电路中断装置，其中所述故障检测电路包含GFCI装置，所述GFCI装置检测从所述线导体流动到所述负载导体的净电流且在所述净电流超过预定阈值时产生所述预触发信号。8.根据权利要求7所述的电路中断装置，其中在所述净电流超过所述预定阈值达预定时间量时，所述GFCI装置产生触发信号以激活所述电流中断器以将所述电路中断装置置于所述跳闸状况中。9.一种布线装置，其包括：故障检测电路，其经配置以检测所述布线装置中的一或多个故障状况且在所述故障状况满足预定准则时产生触发信号，其中所述一或多个故障状况包含自测试故障状况；可编程电路装置，其经编程以执行产生自测试故障信号的自动监测例程，其中所述自测试故障信号产生所述布线装置中的所述自测试故障状况；第一开关装置，其经激活以通过从所述故障检测电路接收的所述触发信号来传导电流；第二开关装置，其电连接到所述第一开关装置且在所述第一开关装置传导电流时被激活；及第三开关装置，其电连接到所述第一开关装置且在所述第一开关装置传导电流时被激活，其中所述第一开关装置将所述第二及第三开关装置与所述故障检测电路电隔离。10.根据权利要求9所述的布线装置，其进一步包括具有第一及第二绕组的双线圈螺线管，其中所述第一绕组在电流流动穿过所述第一绕组时产生第...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·西莫宁，
申请(专利权)人：豪倍公司，
类型：发明
国别省市：美国;US