自检电路中断装置制造方法及图纸

公开了一种自检电路中断装置，它在完全电子和机电元件自检期间把不中断的电力提供给负载，以允许自主周期性自检而不损害或复位所连接的负载设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自检电路中断装置本申请要求于2005年8月24日提交的美国临时专利申请 No.60/711，194的权益。才支术领域本专利技术涉及可复位电路中断装置和系统的系列，该装置和系统的 系列包括但不限于接地故障电路中断器(GFCI)、电弧故障电路中 断器(AFCI)、浸没检测电路中断器(IDCI)、电器漏电流中断器 (ALCI)、断路器、接触器、闩锁继电器及螺线管机构。更具体地 说，本申请涉及一种用于这样的装置和系统的自主周期性全功能测试 系统。
技术介绍
已经证明电气布线装置工业对于电路断开装置或系统的需要不 断增大，该电路断开装置或系统设计成中断到如家用电器、客户电气 产品及分支电路的各种负载的电力，具体地说，电气法规要求例如在 家庭浴室和厨房中的电路装有接地故障电路中断器。目前可得到的 GFCI装置，如在共同拥有的美国专利4，595，894中描述的装置，使用 断路机构机械地断开在一个或多个输入与输出导线之间的电气连接。 这样的装置在它们通过例如接地故障的检测而断路之后是可复位的。 在美国专利4，595，894中讨论的装置中，用来引起电路(即，在输入 与输出导线之间的连接)的机械断开的断路机构包括螺线管(或断路 线圏)。用户控制的手动操作测试按钮用来测试用来感测故障的断路 机构和电路，并且手动操作复位按钮用来复位在输入与输出导线之间 的电气连接。然而，可能产生其中例如由重击引起的异常情况出现的情形，这可能不仅导致在装置处的电涌和装置的断路，而且也使得用来引起电 路的机械断开的断路机构失效。这可能在用户不知道的情况下发生。在这样的情形下，面对已经断路的GFCI的不知情用户可能按压复位 按钮，该复位按钮又使带有不可操作断路机构的装置复位，而得不到 故障保护。为了保证装置提供设计其来提供的保护，它们应该按特定时间表 并且优选地每三周或四周由用户进行测试。这对于家庭客户不仅是不 实际的，而且在诸如其中每个单元具有装有必须被测试的GFCI的浴 室的饭店或大型汽车旅馆之类的建筑物中，也是一种非常昂贵、耗时 及困难的过程。所需要的是一种故障中断器，如GFCI,它进行自主周期性自动 自检而在这些测试期间不中断到所连接的负载的电力。
技术实现思路
本专利技术涉及可复位电路中断装置，例如但不限于GFCI装置，该 装置进行自主周期性自动自检而如果通过测试则不中断到所连接的 负载的电力，并且可包括复位闭锁机构，如果用来断开连接的电路中 断器是不可操作的或者如果开路中间状态存在，则该复位闭锁机构防 止在输入与输出导线之间的电气连接(或连续)的复位。电路中断装置包括输入传导路径和输出传导路径。输入传导路径 能够电气地连接到电源上。输出传导路径当与输入传导路径建立电连 续时，能够把电流传导到负载。该装置还包括电路中断器，该电路中 断器构造成响应预定条件的出现断开输入与输出传导路径之间的电 连续。所述电路中断器可以包括机电机构，如可移动电气触点和螺线 管、和/或半导体型切换装置。预定或预定义条件可包括但不限于接 地故障、电弧故障、电器漏电流故障、浸没故障及试验循环。该装置 还包括评估预定义条件并且确定是否致动电路中断器的微控制器(或 逻辑电路)，对于装置电子电路和机电元件进行自检，并进行其它典 型逻辑功能。在本专利技术的第一实施例中，电路中断器包括并联布线的两个继电 器以把电力提供给负载。 一个继电器是通常被供给能量的主继电器， 并且另 一个继电器是仅当正在进行测试时才被供给能量的辅助继电 器。每个继电器被机电地设计，从而如果其载流部件处于断电位置， 则它们不能处于通电位置，并且传感器或辅助继电器触点用来感测继 电器处于其断电位置。自检工序通过在主继电器处于其通电位置的同时把辅助继电器 也运动到其通电位置而被启动。主继电器然后运动到其断电位置，进 行主继电器处于其断电位置的检验，并且然后把主继电器恢复到其通 电位置。最后，把辅助继电器恢复回其断电位置。如果任一步骤失败， 则自毁机构被致动以永久地除去到负载的电力。因为辅助继电器只需要短暂地携带电流，因此辅助继电器实际上 可以比主继电器小。继电器之一或两者可以受故障检测器的直接控 制，或者它们可以由具有作为输入的故障检测器的微控制器或逻辑电 路控制。为了避免辅助继电器的偶然接合，其控制电路可以釆用蓄能 器(如电容器)，该蓄能器在接合之前被緩慢地充电，并且迅速放电 以把辅助继电器保持在闭合位置中。在第二实施例中，单个继电器设有两个传导位置(每个连接到同 一负载上)和中间断电位置。这个实施例使得单一运动可以断开和重 新连接到负载的电力，(由微控制器或逻辑电路)所进行的所述单一 运动在电力线电压零交叉附近。在这个第二实施例中的自检工序包括 把继电器触点从一个传导位置运动到另 一个。在负载处电压波形的轻 微异常不应该干扰所连接的负载设备，而可由传感器检测到以检验适 当的继电器操作。在继电器的电子致动与其最终运动之间的时间延迟可被设计特 征化、工厂校准、及/或在安装之后自动自适应地调节。与电力线电压 零交叉检测电路一起，继电器运动定时可被精确地控制成在零交叉附 近发生。阻尼装置可以用来减小触点落下跳动。LED发射器/检测器对、霍耳传感器、或负载电压波形本身可以用来感测继电器位置。辅助负栽可以短暂地或连续地施加在继电器机 构的下游，以在感测负载电压的同时抵消负载电容。在本专利技术的第三实施例中，采用单一继电器和精确定时。自检工 序包括引起继电器的短暂打嗝型运动，该运动将非常短暂地断开并 且立即重新连接到负载的电力。这种运动在电力线电压零交叉附近进 行。在负载处电压波形的轻微异常不应该在连接的设备中引起任何干 扰，但可由传感器检测到以检验进行了适当的继电器操作。要注意，连续地把继电器保持在其闭合位置附近可能要求施加比 要求的打开力大得多的闭合力。这种差别有利于非常短暂的断开时 间。而且，应该注意，与使用的继电器的样式无关，继电器的机电特 性可能要求，即使在断开信号已经引起断开之前也把重新连接信号施 加到继电器上。在继电器的电子致动与其最终运动之间的时间延迟可被设计特 征化、工厂校准、及/或在安装之后自动自适应地调节。与电力线电压 零交叉检测电路一起，继电器运动定时可被精确地控制成在零交叉附 近发生。阻尼装置可以用来减小触点落下跳动。LED发射器/检测器对、霍耳传感器、或负载电压波形本身可以 用来感测继电器位置。辅助负载可以短暂地或连续地施加在继电器机 构的下游，以在感测负栽电压的同时抵消负载电容。上文已经相当广泛地概述了本专利技术的优选特征，从而本领域的技 术人员可以更好地理解随后对本专利技术的详细描述。下文将描述形成本 专利技术的权利要求书的主题的本专利技术的另外特征。本领域的技术人员应 该认识到，他们可容易地使用公开的概念和特定实施例作为用来设计 或修改实现本专利技术的相同目的的其它结构的基础。尽管本专利技术以硬件 实施，但可选等效实施例可以全部或部分地采用固件或软件。本领域 的技术人员还应该认识到，这样的等效构造不脱离本专利技术在其最宽广 形式下的精神和范围。附图说明本专利技术的其它方面、特征、及优点通过如下详细描述、附属权利 要求书、及附图更显而易见，在附图中，类似元件被给予类似附图标记，其中图l是按照本专利技术原理的结构的第一实施例的方块图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路中断装置，包括：第一导电路径，具有能够电气连接到电源上的两个或更多个导线；第二导电路径，具有当所述第一和第二导电路径之间的电连续时能够把电流传导到负载的两个或更多个导线；故障检测器，耦合成监视第一和／或第二导电路径中的电压和／或电流并且当检测到故障时产生故障信号；第一继电器，介于所述第一和第二导电路径之间；及第二继电器，介于所述第一和第二导电路径之间，使其载流路径与所述第一继电器的载流路径并联地耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-24 60/711,194;US 2006-8-23 11/466,7441.一种电路中断装置，包括第一导电路径，具有能够电气连接到电源上的两个或更多个导线；第二导电路径，具有当所述第一和第二导电路径之间的电连续时能够把电流传导到负载的两个或更多个导线；故障检测器，耦合成监视第一和/或第二导电路径中的电压和/或电流并且当检测到故障时产生故障信号；第一继电器，介于所述第一和第二导电路径之间；及第二继电器，介于所述第一和第二导电路径之间，使其载流路径与所述第一继电器的载流路径并联地耦合。2. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述两个或更多 个导线包括一个相线和一个中线。3. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述两个或更多 个导线包括两个或更多个相线和一个或多个中线。4. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述第一继电器 是具有第 一对触点的双极双掷继电器，该第 一对触点当闭合时耦合成 把电流从所述第 一导电路径传给所述第二导电路径。5. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述第二继电器 是具有第 一对触点的双极双掷继电器，该第 一对触点当闭合时耦合成 把电流从所述第 一导电路径传给所述第二导电路径。6. 根据权利要求4所述的电路中断装置，其中，所述第一继电器 具有耦合到感测电路上的第二对触点，以指示何时所述第 一继电器的所述第一对触点打开。7. 根据权利要求5所述的电路中断装置，其中，所述第二继电器 具有耦合到感测电路上的第二对触点，以指示何时所述第二继电器的 所述第一对触点打开。8. 根据权利要求1所述的电路中断装置，还包括故障诱导器，适于在所述第一和/或第二导电路径上创建预定条件。9. 根据权利要求1所述的电路中断装置，还包括 故障诱导器，适于模拟在所述故障检测器中预定条件的发生。10. 根据权利要求1所述的电路中断装置，还包括 微控制器或逻辑电路，适于从所述故障检测器接收所述故障信号，并且适于控制所述第一和第二继电器。11. 根据权利要求10所述的电路中断装置，还包括 自毁机构，适于从所述微控制器或逻辑电路接收自毁信号。12. 根据权利要求1所述的电路中断装置，还包括 自主自毁机构，能够检测电路中断装置中的失效，并且当检测到所述失效时能够从负载断开电力。13. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述故障检测 器耦合到所述第一和/或第二继电器上，以把所述继电器操作到其打开14. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述第一和/或 第二继电器被机电地设计，从而检测到处于断电位置中的载流部件 不能把电力供给到负载。15. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述第一和/或 第二继电器包括盘，在该盘的一侧或两侧上具有一个或多个载流部 件。16. 根据权利要求15所述的电路中断装置，其中，所述盘要求来 自活塞的一个或多个动作以便转动该盘。17. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，所述第二继电 器小于所述第一继电器。18. 根据权利要求1所述的电路中断装置，其中，闭合所述第二 继电器的能量来自充电比放电长的蓄能器。19. 一种电路中断装置，包括第一导电路径，具有能够电气连接到电源上的两个或更多个导线；第二导电路径，具有当所述第 一和第二导电路径之间的电连续时 能够把电流传导到负载的两个或更多个导线；故障检测器，耦合成监视第一和/或第二导电路径中的电压和/或 电流并且当检测到故障时产生故障信号；及继电器，介于所述第一和第二导电路径之间，具有第一和第二传 导位置和中间断电位置，所述第一和第二传导位置使其栽流路径并联 地耦合。20. 根据权利要求19所述的电路中断装置，其中，所述两个或更 多个导线包括一个相线和一个中线。21. 根据权利要求19所述的电路中断装置，其中，所述两个或更 多个导线包括两个或更多个相线和一个或多个中线。22. 根据权利要求19所述的电路中断装置，其中，所述继电器是 双极双掷中间断电继电器。23. 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：R梅尼克，RM布拉德利，
申请(专利权)人：立维腾制造有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]