[發(fā)明專利]自檢電路中斷裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680038768.1
• 申請(qǐng)日: 2006-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN101292320A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·梅尼克;R·M·布拉德利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 立維騰制造有限公司
• 主分類號(hào): H01H47/00
• 分類號(hào): H01H47/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 黨建華

本申請(qǐng)要求于2005年8月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/711,194的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可復(fù)位電路中斷裝置和系統(tǒng)的系列，該裝置和系統(tǒng)的系列包括但不限于接地故障電路中斷器(GFCI)、電弧故障電路中斷器(AFCI)、浸沒檢測(cè)電路中斷器(IDCI)、電器漏電流中斷器(ALCI)、斷路器、接觸器、閂鎖繼電器及螺線管機(jī)構(gòu)。更具體地說，本申請(qǐng)涉及一種用于這樣的裝置和系統(tǒng)的自主周期性全功能測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

已經(jīng)證明電氣布線裝置工業(yè)對(duì)于電路斷開裝置或系統(tǒng)的需要不斷增大，該電路斷開裝置或系統(tǒng)設(shè)計(jì)成中斷到如家用電器、客戶電氣產(chǎn)品及分支電路的各種負(fù)載的電力。具體地說，電氣法規(guī)要求例如在家庭浴室和廚房中的電路裝有接地故障電路中斷器。目前可得到的GFCI裝置，如在共同擁有的美國(guó)專利4,595,894中描述的裝置，使用斷路機(jī)構(gòu)機(jī)械地?cái)嚅_在一個(gè)或多個(gè)輸入與輸出導(dǎo)線之間的電氣連接。這樣的裝置在它們通過例如接地故障的檢測(cè)而斷路之后是可復(fù)位的。在美國(guó)專利4,595,894中討論的裝置中，用來引起電路(即，在輸入與輸出導(dǎo)線之間的連接)的機(jī)械斷開的斷路機(jī)構(gòu)包括螺線管(或斷路線圈)。用戶控制的手動(dòng)操作測(cè)試按鈕用來測(cè)試用來感測(cè)故障的斷路機(jī)構(gòu)和電路，并且手動(dòng)操作復(fù)位按鈕用來復(fù)位在輸入與輸出導(dǎo)線之間的電氣連接。

然而，可能產(chǎn)生其中例如由重?fù)粢鸬漠惓Ｇ闆r出現(xiàn)的情形，這可能不僅導(dǎo)致在裝置處的電涌和裝置的斷路，而且也使得用來引起電路的機(jī)械斷開的斷路機(jī)構(gòu)失效。這可能在用戶不知道的情況下發(fā)生。在這樣的情形下，面對(duì)已經(jīng)斷路的GFCI的不知情用戶可能按壓復(fù)位按鈕，該復(fù)位按鈕又使帶有不可操作斷路機(jī)構(gòu)的裝置復(fù)位，而得不到故障保護(hù)。

為了保證裝置提供設(shè)計(jì)其來提供的保護(hù)，它們應(yīng)該按特定時(shí)間表并且優(yōu)選地每三周或四周由用戶進(jìn)行測(cè)試。這對(duì)于家庭客戶不僅是不實(shí)際的，而且在諸如其中每個(gè)單元具有裝有必須被測(cè)試的GFCI的浴室的飯店或大型汽車旅館之類的建筑物中，也是一種非常昂貴、耗時(shí)及困難的過程。

所需要的是一種故障中斷器，如GFCI，它進(jìn)行自主周期性自動(dòng)自檢而在這些測(cè)試期間不中斷到所連接的負(fù)載的電力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及可復(fù)位電路中斷裝置，例如但不限于GFCI裝置，該裝置進(jìn)行自主周期性自動(dòng)自檢而如果通過測(cè)試則不中斷到所連接的負(fù)載的電力，并且可包括復(fù)位閉鎖機(jī)構(gòu)，如果用來斷開連接的電路中斷器是不可操作的或者如果開路中間狀態(tài)存在，則該復(fù)位閉鎖機(jī)構(gòu)防止在輸入與輸出導(dǎo)線之間的電氣連接(或連續(xù))的復(fù)位。

電路中斷裝置包括輸入傳導(dǎo)路徑和輸出傳導(dǎo)路徑。輸入傳導(dǎo)路徑能夠電氣地連接到電源上。輸出傳導(dǎo)路徑當(dāng)與輸入傳導(dǎo)路徑建立電連續(xù)時(shí)，能夠把電流傳導(dǎo)到負(fù)載。該裝置還包括電路中斷器，該電路中斷器構(gòu)造成響應(yīng)預(yù)定條件的出現(xiàn)斷開輸入與輸出傳導(dǎo)路徑之間的電連續(xù)。所述電路中斷器可以包括機(jī)電機(jī)構(gòu)，如可移動(dòng)電氣觸點(diǎn)和螺線管、和/或半導(dǎo)體型切換裝置。預(yù)定或預(yù)定義條件可包括但不限于：接地故障、電弧故障、電器漏電流故障、浸沒故障及試驗(yàn)循環(huán)。該裝置還包括評(píng)估預(yù)定義條件并且確定是否致動(dòng)電路中斷器的微控制器(或邏輯電路)，對(duì)于裝置電子電路和機(jī)電元件進(jìn)行自檢，并進(jìn)行其它典型邏輯功能。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，電路中斷器包括并聯(lián)布線的兩個(gè)繼電器以把電力提供給負(fù)載。一個(gè)繼電器是通常被供給能量的主繼電器，并且另一個(gè)繼電器是僅當(dāng)正在進(jìn)行測(cè)試時(shí)才被供給能量的輔助繼電器。每個(gè)繼電器被機(jī)電地設(shè)計(jì)，從而如果其載流部件處于斷電位置，則它們不能處于通電位置，并且傳感器或輔助繼電器觸點(diǎn)用來感測(cè)繼電器處于其斷電位置。

自檢工序通過在主繼電器處于其通電位置的同時(shí)把輔助繼電器也運(yùn)動(dòng)到其通電位置而被啟動(dòng)。主繼電器然后運(yùn)動(dòng)到其斷電位置，進(jìn)行主繼電器處于其斷電位置的檢驗(yàn)，并且然后把主繼電器恢復(fù)到其通電位置。最后，把輔助繼電器恢復(fù)回其斷電位置。如果任一步驟失敗，則自毀機(jī)構(gòu)被致動(dòng)以永久地除去到負(fù)載的電力。

因?yàn)檩o助繼電器只需要短暫地?cái)y帶電流，因此輔助繼電器實(shí)際上可以比主繼電器小。繼電器之一或兩者可以受故障檢測(cè)器的直接控制，或者它們可以由具有作為輸入的故障檢測(cè)器的微控制器或邏輯電路控制。為了避免輔助繼電器的偶然接合，其控制電路可以采用蓄能器(如電容器)，該蓄能器在接合之前被緩慢地充電，并且迅速放電以把輔助繼電器保持在閉合位置中。