專利名稱：使用單擲、雙模按鈕用于測試－復(fù)位功能的斷路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請針對可復(fù)位的斷路裝置，包括但不限于，接地故障斷路器(GFCI)、電弧故障斷路器(AFCI)、浸漬式檢測斷路器(IDCI)、電器漏電斷路器(ALCI)、設(shè)備漏電斷路器(ELCI)、斷路開關(guān)、接觸器、自鎖繼電器和螺線管裝置。
背景技術(shù)：
許多電氣布線裝置有一個可連接到電源的線路端、一個可連接到一個或多個負載的負載端以及至少一個所述線路端和負載端之間的導(dǎo)電通路。電氣連接到提供電源的導(dǎo)線、或引導(dǎo)電流至一個或多個負載的導(dǎo)線，是位于線路端和負載端的連接。電氣布線裝置行業(yè)見證了對被設(shè)計來中斷各種負載例如家用電器、用戶電子產(chǎn)品和分支電路的電源的斷路裝置或系統(tǒng)的增長的需求。特別地，電氣規(guī)程要求家庭浴室和廚房中的電路安裝有例如接地故障斷路器(GFCI)。目前，可用的GFCI裝置，例如在共同擁有的美國專利第4,595,894號中描述的裝置，使用電氣觸發(fā)的跳閘裝置以機械地中斷線路端和負載端之間的電氣連接。這種裝置在由于例如檢測到接地故障而被斷開之后，是可復(fù)位的。在′894號專利中所討論的裝置中，用于引起電路(即線路端和負載端之間的導(dǎo)電通路)的機械斷開的跳閘裝置包括一個螺線管(或跳閘線圈)。一個測試按鈕用于測試用于感應(yīng)故障的跳閘裝置和電路，一個復(fù)位按鈕用于復(fù)位線路端和負載端之間的電氣連接。
然而，可能出現(xiàn)這樣的例子發(fā)生由例如雷擊所引起的反常情況，這不但導(dǎo)致電流在裝置的突然增加和裝置跳閘，而且導(dǎo)致用于引起電路機械斷開的跳閘裝置的禁用。這可能在用戶不知情的情況下發(fā)生。在這種情況下，面對跳閘的GFCI，未察覺的用戶可能按壓復(fù)位按鈕，這反過來將引起具有一個不起作用的跳閘裝置的裝置復(fù)位，而沒有可用的接地故障保護。
而且，在保險商試驗所(UL)標(biāo)準(zhǔn)PAG 943A中所規(guī)定的斷開的中性狀態(tài)，可能存在于向這種GFCI裝置提供電源的電線中。如果斷開的中性狀態(tài)存在于GFCI裝置的線路(相對于負載)側(cè)上的中性線中，可能出現(xiàn)這樣的例子從向GFCI裝置提供電源的相位(或火)線，通過裝置的負載端和人到地面產(chǎn)生電流通路。在斷開的中性狀態(tài)存在的情況下，可以復(fù)位已經(jīng)跳閘了的當(dāng)前GFCI裝置，即使可能保持?jǐn)嚅_的中性狀態(tài)。
在此通過引用被合并了全部內(nèi)容的共同擁有的美國專利第6,040,967號描述了一族可復(fù)位的斷路裝置，如果電路中斷部分是不可操作的、或者如果存在斷開的中性狀態(tài)，所述斷路裝置能夠鎖定本裝置的復(fù)位部分。在此通過引用被合并了全部內(nèi)容的提交于1998年9月20日的共同擁有的申請第09/175,228號描述了一族可復(fù)位的斷路裝置，如果電路中斷部分是不可操作的、或者如果存在斷開的中性狀態(tài)，所述斷路裝置能夠鎖定本裝置的復(fù)位部分，并且能夠獨立于電路中斷部分的操作而中斷導(dǎo)電通路。
除了線路和負載端連接之外，上述的某些斷路裝置有一個用戶可訪問的負載端連接。所述用戶可訪問的負載端連接包括一個或多個用戶可從外部連接到自線路端提供的電源的連接點。負載端連接和用戶可訪問的負載端連接通常是電氣連接在一起的。這種斷路裝置的例子是GFCI插座，其中線路和負載端連接是接線螺釘，并且用戶可訪問的負載端連接是到內(nèi)部插座的插頭連接。如所指出的，將這種裝置連接到外部的導(dǎo)線以便將線路導(dǎo)線連接到線路端連接，將負載端導(dǎo)線連接到負載端連接。然而，可能發(fā)生這樣的情況斷路裝置被不正確地連接到外部導(dǎo)線，以致于負載導(dǎo)線被連接到線路端連接并且線路導(dǎo)線被連接到負載連接。這被稱為反向布線。在斷路裝置被反向布線的情況下，可能消除對用戶可訪問的負載連接的故障保護，即使保持著對負載端連接的故障保護。
而且，與GFCI裝置相關(guān)的研究表明，在所有安裝的GFCI裝置中，已發(fā)現(xiàn)大概10-20％或更多無法由用戶操作。然而，在那些裝置被送回廠家之后，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)是可使用的。因此，這暗示著裝置被用戶反向布線了(線路-負載端顛倒)。而且，規(guī)定的代碼和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代碼例如保險商試驗所(UL)可能要求制造帶有建議用戶正確地用導(dǎo)線連接裝置的線路和負載終端的提醒標(biāo)記的GFCI裝置。然而，正如上述研究所指出的，即使這種提醒也可能不足夠。而且，相當(dāng)安全的誤布線預(yù)防方案可以避免對這種提醒標(biāo)記的需求。
傳統(tǒng)的GFCI裝置可以使用用戶負載，例如表面插座。通常GFCI是四終端裝置，用于連接AC電源的二相或AC引線和用于連接下游裝置的兩個LOAD引線。如果適當(dāng)?shù)貙?dǎo)線連接傳統(tǒng)的GFCI，GFCI可提供對下游裝置和合并的插座的接地故障保護。然而，如果用導(dǎo)線反向連接傳統(tǒng)的GFCI，則會一直向插座表面提供未受保護的電源。例如，當(dāng)用導(dǎo)線反向連接傳統(tǒng)的GFCI時，從電流不均衡傳感線圈來看，表面插座是“在上游”。因此，如果傳統(tǒng)的GFCI或處于跳閘或處于正常狀態(tài)，則表面插座被提供未受保護的電源。
盡管有與大多數(shù)GFCI一起包裝的詳細指南以及AC和LOAD終端的識別，GFCI有時仍被用導(dǎo)線誤連接。這個問題存在的一個原因是在新結(jié)構(gòu)中，當(dāng)安裝者連接新的接地故障斷路器時，輸入線路和下游電纜都顯得相同。在沒有可用電源來測試哪個電纜在向裝置引導(dǎo)電流的新結(jié)構(gòu)中，這尤其是個問題。
當(dāng)考慮到許多典型的雙工插座GFCI有一個在被按下以檢查GFCI中內(nèi)部功能的操作時將跳閘并切斷電源的測試按鈕時，這個問題可以解決。然而，使用測試按鈕并不表示嵌入的雙工插座是否受保護。通常，用戶可能并不知道這一點。用戶僅僅在安裝之后測試裝置，并且當(dāng)按下測試按鈕時，通過例如可聽見的滴答聲來檢查裝置的跳閘。這給用戶一個錯覺，認為一切正常。當(dāng)GFCI被導(dǎo)線反向連接時實際發(fā)生的是GFCI從下游斷開電源并保護下游每個元件，但并不保護GFCI本身的插座觸點。裝置將根據(jù)內(nèi)部元件的狀態(tài)且不管GFCI是如何連接的而跳閘。當(dāng)測試時用導(dǎo)線反向連接GFCI并沒有影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種有單擲、雙模按鈕的可復(fù)位的斷路裝置，其中在下行沖程時啟動一個測試操作，如果成功的話，在上行沖程時進行一個復(fù)位操作以將負載連接到線路。
在一個實施例中，斷路裝置包括一個外殼和至少部分地安放在所述外殼之內(nèi)的在線路和負載端之間的相位和中性導(dǎo)電通路。相導(dǎo)電通路最好終止于能被電氣連接到電源的第一連接、能向至少一個負載導(dǎo)電的第二連接、和能向至少一個用戶可訪問負載導(dǎo)電的第三連接。相似地，中性導(dǎo)電通路最好終止于能被電氣連接到電源的第一連接、能向至少一個負載提供中性連接的第二連接、和能向至少一個用戶可訪問負載提供中性連接的第三連接；斷路裝置還包括一個安放在外殼之內(nèi)的電路中斷部分，其被配置以根據(jù)預(yù)定條件的發(fā)生而在所述線路端和所述負載端之間的相位和中性導(dǎo)電通路之一或兩者中引起斷電。將一個復(fù)位部分至少部分地安放在外殼之內(nèi)，并對其進行配置以在斷開的導(dǎo)電通路中重新建立電氣連接。
在所述線路和負載端之間，相導(dǎo)電通路包括多個能斷開以在相導(dǎo)電通路中引起斷電、以及閉合以在相導(dǎo)電通路中重新建立電氣連接的觸點。在所述線路和負載端之間，中性導(dǎo)電通路還包括多個能斷開以在中性導(dǎo)電通路中引起斷電、以及閉合以在中性導(dǎo)電通路中重新建立電氣連接的觸點。在該配置中，電路中斷部分引起相位和中性導(dǎo)電通路的多個觸點斷開，復(fù)位部分引起相位和中性導(dǎo)電通路的多個觸點閉合。
電路中斷部分使用一個電子機械斷路器以引起在相位和中性導(dǎo)電通路中斷電，以及感應(yīng)電路以感應(yīng)預(yù)定條件的發(fā)生。例如，電子機械斷路器包括一個有一個可動鐵芯的線圈組。該可動鐵芯響應(yīng)于線圈組的接通并與一個支持元件共同操作，所述支持元件位于第一位置支持可動鐵芯以測試電路的可用性，如果電路測試成功了，所述元件位于第二位置支持可動鐵芯以向相位和/或中性導(dǎo)電通路提供電氣連接。
如果電路中斷部分并未正確地操作，斷路裝置還阻止在相位或中性導(dǎo)電通路或者兩個導(dǎo)電通路中重新建立電氣連接。也就是說，不能復(fù)位所述裝置，除非電路中斷部分正確地操作。
斷路裝置還可以包括一個獨立于電路中斷部分而操作的跳閘部分。該跳閘部分至少部分地安放在外殼之內(nèi)，并被配置以獨立于電路中斷部分的操作而引起在相位和/或中性導(dǎo)電通路中的斷電。在一個實施例中，跳閘部分包括一個可從外殼外部訪問的跳閘致動器和一個最好在外殼之內(nèi)并從跳閘致動器延伸出來的松放桿。最好配置該松放桿以便于如果跳閘致動器被致動時，在相位和/或中性導(dǎo)電通路中的電氣連接的機械斷開。跳閘致動器是一個按鈕。然而，也可以考慮其它已知的致動器。
為了更好地理解本發(fā)明，及其另外的細節(jié)和特性，參考結(jié)合附圖進行的下述描述。


在此參照附圖，描述本申請的首選實施例，其中給予相似的元件類似的附圖符號，其中圖1是根據(jù)本申請的接地故障斷路裝置的一個實施例的透視圖；圖2是位于圖1的GFCI裝置之內(nèi)的依照本發(fā)明原理的部分結(jié)構(gòu)的等角視圖；圖3是當(dāng)主觸點和測試觸點斷開時，圖1的側(cè)視圖；圖4是當(dāng)主觸點斷開并且測試觸點閉合時，圖1的側(cè)視圖；
圖5是當(dāng)主觸點閉合并且測試觸點斷開時，圖1的側(cè)視圖；圖6是用于測試電路故障和復(fù)位圖1的GFCI裝置的電路的示意圖；以及圖7-9是表示在操作循環(huán)的不同部分期間，松放桿、可動鐵芯、螺線管和跳閘和主觸點的關(guān)系的側(cè)視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明考慮了能夠中斷裝置的線路端和負載端兩者的至少一個導(dǎo)電通路的各種類型的斷路裝置。導(dǎo)電通路通常在連接到提供的電源的線路端和連接到一個或多個負載的負載端之間分開。如所指出的，可復(fù)位斷路裝置家族中的各種裝置包括接地故障斷路器(GFCI)、電弧故障斷路器(AFCI)、浸漬式檢測斷路器(IDCI)、電器漏電斷路器(ALCI)和設(shè)備漏電斷路器(ELCI)。
附圖中所示的和下文中所描述的本發(fā)明被合并在一個適合于安裝在用于例如住宅電氣布線系統(tǒng)中的單組分線箱內(nèi)的GFCI插座中。然而，依照本發(fā)明的裝置可被包括在可復(fù)位斷路裝置家族中的各種裝置的任意一個之中。
在此描述的GFCI插座有線路和負載相位(或電源)連接、線路和負載中性連接以及用戶可訪問的負載相位和中性連接。這些連接允許外部導(dǎo)體或電器連接到所述裝置上。這些連接可以是，例如，向斷路裝置固定或連接外部導(dǎo)體以及導(dǎo)電的電氣緊固裝置。這種連接的例子包括接線螺釘、接線片、終端以及外部插頭連接。
在一個實施例中，GFCI插座有一個復(fù)位部分、一個測試部分以及一個獨立的跳閘部分，其中復(fù)位和跳閘部分由一個單擲雙模復(fù)位按鈕有選擇地依次觸發(fā)，其中在下推沖程時，進行測試以確定GFCI的可用性及相關(guān)導(dǎo)線的正確功能，如果測試表明所有的電路都正確地操作，在釋放或上行沖程時，復(fù)位GFCI以在導(dǎo)電通路中建立電氣連接。獨立于復(fù)位和測試部分，跳閘部分操作以用于中斷所述裝置中一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接。
在此描述的測試和復(fù)位部分最好使用電子機械元件來中斷(斷開)和接通(閉合)所述裝置的線路和負載端之間的一個或多個導(dǎo)電通路。然而，電子元件例如固態(tài)開關(guān)和支撐電路，可以用來斷開和閉合導(dǎo)電通路。
通常，測試部分用于根據(jù)故障例如反向布線情況、接地故障、斷開的中性和/或有缺陷的GFCI裝置的檢測，在線路和負載端之間自動地中斷一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接(即斷開導(dǎo)電通路)。復(fù)位部分用于閉合斷開的導(dǎo)電通路。
在本實施例中，測試和復(fù)位部分包括用于首先測試GFCI及其相關(guān)電路的可用性的單個按鈕，并且如果測試表明所有的電路都是可用的，則閉合斷開的導(dǎo)電通路。在本發(fā)明中，如果測試表示所述裝置是不可操作的、如果存在斷開的中性狀態(tài)、和/或如果所述裝置被用導(dǎo)線反向連接，則無法復(fù)位在斷開的導(dǎo)電通路中的電氣連接。
在本實施例中，包括一個獨立的跳閘部分以獨立于所述裝置的操作而中斷在一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接。這樣，在所述裝置并未正確地操作的情況下，它仍可跳閘。
上述特征可以被包括在任意可復(fù)位的斷路裝置中，但出于簡單起見，在此的描述僅針對GFCI插座。
現(xiàn)在參見圖1，GFCI插座10有一個由一個相對在中心的體14組成的外殼12，所述體上可拆卸地固定著一個表面或遮蓋部分16和一個后部18。表面部分16有用于接收通常在燈或電器電線組件(未畫出)的末端可看到的那種型號的插頭的正?；驑O化的管腳的輸入端20和21，以及用于支持三線插頭的地面-管腳-接收孔22。該插座還包括一個用于將插座緊固到一個接線盒上的固定帶24。
一個跳閘按鈕26通過外殼12的表面部分16中的開口28延伸出來。該跳閘按鈕用于觸發(fā)一個跳閘動作，使安放在裝置中的電路中斷部分(或斷路器)的操作停止。將在下文中更詳細地描述的電路中斷部分，用于中斷在裝置的線路和負載端之間的一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接。構(gòu)成復(fù)位和測試部分的一部分的一個復(fù)位按鈕30通過外殼12的表面部分16中的開口32延伸出來。該復(fù)位按鈕是一個單擲、雙模復(fù)位按鈕，當(dāng)被按下時，其用于首先觸發(fā)一個測試動作，并且在被釋放時，僅當(dāng)測試動作表明被測電路正確地操作時，初始化一個復(fù)位動作以重新建立在斷開的導(dǎo)電通路中的電氣連接。這樣，復(fù)位按鈕以單擲的順序完成兩個功能。
在本實施例中，電氣連接到現(xiàn)有的家庭電氣布線是經(jīng)由接線螺釘34和36來進行，其中螺釘34是輸入(或線路)相位連接，螺釘36是輸出(或負載)相位連接。應(yīng)當(dāng)注意，兩個額外的接線螺釘位于插座12的相對側(cè)上。這些額外的接線螺釘分別提供了線路和負載中性連接。在美國專利第4,595,894號中提供了一種GFCI插座的更詳細的描述，在此通過引用合并了其全部內(nèi)容。也應(yīng)注意，接線螺釘是可用于提供電氣連接的接線柱的典型類型。接線柱的其它類型的例子包括固定螺釘、壓力鉗、壓力板、插入式連接、引出線和快速連接標(biāo)記。
參見圖2-5，表示的是依照本發(fā)明的原理，在測試和復(fù)位動作期間使用的元件。測試部分有一個斷路器和能夠感應(yīng)在火線和/或零線上的故障(例如電流不均衡)的電路。在GFCI插座的實施例中，斷路器包括一個線圈組或螺線管90，一個具有一個矩形截面、響應(yīng)于所述線圈組的通電和斷電的可動鐵芯92，以及一個與所述可動鐵芯92相互作用的復(fù)位管腳。響應(yīng)于由例如圖7中所示的感應(yīng)電路感應(yīng)的接地故障而觸發(fā)線圈組90，其中圖7是用于檢測接地故障的包括至少一個感應(yīng)電流不均衡的差動變壓器的電路的布線示意圖。
通過可變形的彈簧支架元件96，將螺線管90靈活地安放在GFCI的后蓋上，或者在印制線路板或帶子或任何其它適當(dāng)?shù)腉FCI元件上。將彈簧支架元件96牢固地連接到螺線管的后端，并固定到例如GFCI的后蓋上以便當(dāng)把向上或向下的壓力施加給可動鐵芯92時，允許螺線管的前部98繞著彈簧96來回轉(zhuǎn)動或擺動。螺線管90的前部98支撐著一個接觸板100，其可由絕緣材料組成，并且當(dāng)螺線管的前部下降時隨之下降，當(dāng)螺線管的前部上升時隨之上升。緊挨在接觸板100之下的是一個支撐著一個活動觸點104的活動臂102、和一個支撐著一個固定觸點108的固定臂106?；顒佑|點104與固定觸點108共同操作。觸點104、108是測試觸點110(參見圖7)，當(dāng)其閉合時，允許圖7的電路完成測試功能以確定GFCI以及相關(guān)電路是否正確地操作。在閉合測試觸點110時，當(dāng)圖7的測試電路表示所有的電路都正確地操作時，將接通螺線管90并且將可動鐵芯92拉進螺線管的主體中并保持在那里直到測試觸點斷開。
緊挨在絕緣接觸板100之上的是一個支撐著一個可動線路或負載相位觸點114的活動臂112、和一個支撐著一個固定線路或負載中性觸點118的固定臂116。如此安排接觸板、測試觸點106、108以及線路或負載觸點112、114的位置，以便當(dāng)螺線管位于如圖2和3所示的它的非活動的水平位置時，兩套觸點都斷開(不接觸)。當(dāng)將螺線管放置在測試位置上，其中螺線管位于如圖4所示的向下位置時，測試觸點106、108是接觸的(閉合的)。當(dāng)將螺線管放置在復(fù)位位置上，其中螺線管位于如圖5所示的向上位置時，主(線路和負載)觸點112、114是閉合的。
螺線管90的可動鐵芯92支撐著一個橢圓形或長方形的開口124，其長軸對準(zhǔn)可動鐵芯的長度方向，其短軸對準(zhǔn)可動鐵芯的寬度。規(guī)定所述形狀的開口的尺寸以允許一個復(fù)位管腳120和一個牢固地附著于復(fù)位管腳下端的圓形的支持凸起122穿過開口124。一個復(fù)位彈簧126使復(fù)位管腳120偏移而向上移動。如此安排可動鐵芯92和復(fù)位管腳94的幾何結(jié)構(gòu)和關(guān)系，以至于當(dāng)螺線管未接通時，可動鐵芯充分地延伸，并且支持凸起122位于可動鐵芯之上或之下并相對于開口124偏移以便支持凸起無法穿過開口124。這樣，圓形凸起并不對準(zhǔn)開口124，并且因此無法穿過該開口(參見圖3-5)。這樣，當(dāng)支持凸起位于可動鐵芯92之上時，復(fù)位管腳上的向下壓力將施加給可動鐵芯向下的壓力，這反過來將促使可動鐵芯92和螺線管90承受著支撐彈簧96的阻力而向下擺動。以相似的方式，當(dāng)支持凸起位于可動鐵芯92之下時，繞著復(fù)位管腳的復(fù)位彈簧126將在可動鐵芯上施加一個向上的壓力，這反過來將促使可動鐵芯92和螺線管90承受著支撐彈簧96的阻力而向上擺動。
復(fù)位彈簧126使復(fù)位管腳94偏移而位于上方的位置。首先，螺線管位于其水平位置上(參見圖3)。支持凸起122位于可動鐵芯之上，并且不對準(zhǔn)開口124，并且在螺線管之下和之上的觸點是斷開的。現(xiàn)在施加給復(fù)位按鈕的向下壓力將承受著復(fù)位彈簧的向上壓力而將復(fù)位按鈕向下移動。未對準(zhǔn)可動鐵芯中的開口124的支持凸起122接觸可動鐵芯上表面，并促使它承受著支撐彈簧96的反作用力而向下移動。在某些例子中，絕緣接觸板100接觸并向下移動活動接觸臂102以閉合圖7電路的測試觸點104、108，并執(zhí)行一個測試。如果測試結(jié)果表示出現(xiàn)了故障，那么不會進一步發(fā)生任何事情，因為螺線管并未保持接通。它不會著火。螺線管組件仍在下方的位置上，并且線路-負載觸點112、114、主觸點并未閉合。
然而，如果測試結(jié)果表示所有的電路都正確地操作，接通螺線管90并將鐵芯拉進螺線管中。隨著鐵芯移進螺線管，鐵芯中的開口移向右邊并且鐵芯中的開口移成與支持元件122對準(zhǔn)。在本例中，隨著向復(fù)位按鈕施加向下的壓力，支持凸起通過開口落下，然后位于可動鐵芯的底面之下。當(dāng)支持元件通過開口落下時，通過支撐彈簧的偏壓動作，促使螺線管返回其水平位置，并且測試觸點斷開。隨著測試觸點的斷開，流向螺線管的電流停止，鐵芯受鐵芯的復(fù)位彈簧的偏壓而返回其延伸位置，并且在復(fù)位管腳末端的支持凸起現(xiàn)在位于鐵芯之下，并且未對準(zhǔn)開口?，F(xiàn)在從復(fù)位按鈕上去掉向下的壓力，復(fù)位按鈕的復(fù)位彈簧促使復(fù)位管腳向上移動。復(fù)位管腳的復(fù)位彈簧的向上壓力大于支撐彈簧的回復(fù)力，并且因此，隨著復(fù)位管腳的向上移動，支持凸起124(現(xiàn)在位于鐵芯之下并且未對準(zhǔn)開口)將鐵芯和螺線管90拉到上方位置，直到絕緣接觸板接觸并閉合主觸點112、114以允許電流從電源流向負載。參見圖4。
這樣，被按下然后被釋放并允許返回其上方位置的單擲復(fù)位按鈕，完成了首先測試電路，以及如果被測電路測試合格則復(fù)位電路以允許向負載提供電源的雙模功能。
如果，當(dāng)螺線管處于復(fù)位狀態(tài)(上方位置)并且復(fù)位按鈕被按下時，主觸點將斷開并在復(fù)位按鈕被按下的期間保持?jǐn)嚅_。然后復(fù)位按鈕一被釋放，主觸點就將閉合，因為支持凸起仍然位于可動鐵芯之下。
如果，由于某種原因，在主觸點閉合并且電源被提供給負載時，圖7的電路感應(yīng)到一個故障條件，那么應(yīng)當(dāng)將電源施加給線圈90，螺線管將噴射并且可動鐵芯將被拉進線圈中。隨著可動鐵芯被拉進螺線管，可動鐵芯中的開口將使它本身對準(zhǔn)支持凸起122，復(fù)位彈簧126將拉著支持凸起穿過開口124到可動鐵芯之上。支撐彈簧將促使從支持凸起中分離出來的可動鐵芯下降到水平位置。隨著可動鐵芯移到水平位置，電源觸點112、114斷開并且電源將不再提供給負載。此時，支持凸起位于可動鐵芯之上，并偏離開口，如圖3所示。如果現(xiàn)在按下復(fù)位按鈕，支持凸起將壓下可動鐵芯以引起螺線管的前部向下傾斜，并且測試觸點閉合。但是，因為出現(xiàn)了故障條件，螺線管將停止噴射，電源觸點112、114將保持?jǐn)嚅_。
斷路裝置還可以包括一個獨立于電路中斷部分而工作的跳閘部分，以便在電路中斷部分變得不可操作的的情況下，所述裝置仍可跳閘。跳閘部分最好被手動地觸發(fā)，并使用機械元件來中斷一個或多個導(dǎo)電通路。然而，跳閘部分可以使用電路和/或電子機械元件來中斷兩種通路中的相位或中性導(dǎo)電通路。
跳閘部分的一部分、最好為一個按鈕的跳閘致動器202，穿過外殼12的表面部分16中的開口28延伸出來。在該典型實施例中，使用跳閘致動器，以機械地跳閘GFCI插座，即獨立于電路中斷部分的操作而斷開在一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接。
復(fù)位部分的一部分、最好為一個按鈕的復(fù)位致動器30，穿過外殼12的表面部分16中的開口32延伸出來。如果電路中斷部分是可使用的，復(fù)位按鈕用于觸發(fā)復(fù)位動作，其在斷開的導(dǎo)電通路中重新建立電氣連接，即復(fù)位所述裝置。
參見圖3，跳閘部分的典型實施例包括一個跳閘致動器202，最好是一個牢固地連接到一個松放桿204的按鈕，其中所述松放桿204連接到一個向松放桿加偏壓使其處于上方位置的彈簧206。松放桿包括一個表面在其末端，用于隨著松放桿下降來將可動鐵芯移進螺線管中時，接合可動鐵芯92的末端。參見圖4，其中所述裝置處于導(dǎo)電狀態(tài)，通過閉合的觸點112、114向負載提供電源，按下復(fù)位按鈕引起松放桿下降以接合可動鐵芯92的末端，并將其移進螺線管中。隨著可動鐵芯移進螺線管，可動鐵芯中的橢圓形開口移成對準(zhǔn)支持元件，并且通過支撐彈簧的動作，支持凸起穿過橢圓形開口以允許可動鐵芯向上傾斜從而呈水平位置并斷開觸點112、114。
參照所公開的實施例，機械跳閘裝置不論何時總能操作使斷路裝置跳閘。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不局限于所公開的跳閘裝置的實施例，其它機械或電子機械結(jié)構(gòu)也可以使用。例如，替代于橢圓形開口，可放置支持凸起和松放桿以在末端接觸可動鐵芯，其中放置支持凸起以在長方形的可動鐵芯末端的一個位置上接觸可動鐵芯，松放桿的末端在長方形的可動鐵芯末端的第二位置上接觸可動鐵芯。
如所指出的，盡管在電路中斷和裝置復(fù)位動作期間使用的元件本質(zhì)上是電子機械的，本申請還考慮使用電子元件，例如固態(tài)開關(guān)和支撐電路，以及能夠接通和中斷導(dǎo)電通路中的電氣連接的其它類型的元件。
盡管已經(jīng)表示和描述并指出了本發(fā)明的基本特性，應(yīng)當(dāng)理解那些熟悉技術(shù)的人可以對已描述和表示的裝置及其操作的形式和細節(jié)進行各種省略、替換和變化，而不背離本發(fā)明的精髓。
權(quán)利要求
1.一種斷路裝置，其包括一個外殼；一個至少部分地安放在所述外殼之內(nèi)、在一個線路端和一個負載端之間的相導(dǎo)電通路，所述相導(dǎo)電通路終止于能被電氣連接到電流來源的第一連接、能向至少一個負載導(dǎo)電的第二連接、和能向至少一個用戶可訪問負載導(dǎo)電的第三連接；一個安放在所述外殼之內(nèi)、并被配置來根據(jù)預(yù)定狀態(tài)的發(fā)生引起在所述線路端和所述負載端之間的所述相導(dǎo)電通路中的電氣中斷的電路中斷部分；以及至少部分地安放在所述外殼之內(nèi)的開關(guān)裝置，用于啟動一個測試以確定所述預(yù)定狀態(tài)是否出現(xiàn)，并且如果該測試確定未出現(xiàn)所述預(yù)定狀態(tài)，則提供在所述線路端和所述負載端之間的所述相導(dǎo)電通路中的電氣連接。
2.權(quán)利要求1的斷路裝置，其中所述開關(guān)裝置是一個單擲、雙模按鈕。
3.權(quán)利要求1的斷路裝置，其中所述開關(guān)裝置是一個按鈕，當(dāng)其被按下時，啟動所述測試，并且當(dāng)被釋放時，如果所述測試確定未出現(xiàn)所述預(yù)定狀態(tài)，則提供在所述線路端和所述負載端之間的所述相導(dǎo)電通路中的電氣連接。
4.權(quán)利要求3的斷路裝置，其中所述開關(guān)裝置包括一個按鈕，其由促使該按鈕返回其初始位置的彈簧裝置加偏壓。
5.權(quán)利要求1的斷路裝置，其中所述預(yù)定狀態(tài)包括所述電路中斷部分的故障操作、或斷開的中性狀態(tài)、或反向布線狀態(tài)。
6.一種斷路裝置，其包括一個外殼；均至少部分地安放在所述外殼之內(nèi)的、在一個線路端和一個負載端之間的一個相導(dǎo)電通路和一個中性導(dǎo)電通路，所述相導(dǎo)電通路終止于能被電氣連接到電源的第一連接、能向至少一個負載導(dǎo)電的第二連接、和能向至少一個用戶可訪問負載導(dǎo)電的第三連接，并且所述中性導(dǎo)電通路終止于能被電氣連接到電源的第一連接、能向所述至少一個負載提供中性連接的第二連接、和能向所述至少一個用戶可訪問負載提供中性連接的第三連接；一個安放在所述外殼之內(nèi)、并被配置來根據(jù)預(yù)定狀態(tài)的發(fā)生引起在所述線路端和所述負載端之間的所述相位和中性導(dǎo)電通路中的電氣中斷的電路中斷部分；安放在所述外殼之內(nèi)的開關(guān)裝置，用于確定是否出現(xiàn)所述預(yù)定狀態(tài)，然后如果所述預(yù)定狀態(tài)未出現(xiàn)，則在所述相位和中性導(dǎo)電通路中建立電氣連接；以及一個跳閘部分，被配置來引起在所述線路端和所述負載端之間的所述相位和中性導(dǎo)電通路中的電氣中斷。
全文摘要
一種典型的雙工GFCI插座有兩個按鈕一個在被按下時切斷插座和下游裝置電源的測試按鈕，和一個在被按下時向GFCI和下游裝置恢復(fù)供電的復(fù)位按鈕。通常，按下測試按鈕來驗證GFCI將中斷導(dǎo)電通路的電源，按下復(fù)位按鈕以復(fù)位GFCI。在操作中，根據(jù)故障例如反向布線情況、接地故障、斷開的中性和/或有故障的GFCI裝置的檢測，GFCI的測試部分將自動地中斷在線路和負載端之間的在一個或多個導(dǎo)電通路中的電氣連接(即斷開導(dǎo)電通路)。當(dāng)這發(fā)生時，隨后按下在典型的GFCI插座中的復(fù)位按鈕以試圖恢復(fù)供電。在此公開的GFCI僅有一個用于測試和復(fù)位動作這兩者的按鈕。它被按下以測試GFCI及其相關(guān)電路的可用性，并且僅當(dāng)所有的電路都可用時，在釋放時通過閉合斷開的導(dǎo)電通路來復(fù)位GFCI。如果，在操作期間，GFCI的測試部分檢測到故障并操作切斷插座和下游裝置的電源，按下并釋放所述單個按鈕，僅在GFCI可使用時、未出現(xiàn)斷開的中性狀態(tài)時和/或所述裝置未被反向布線時，向插座和下游裝置重新連接電源。
文檔編號H02H3/16GK1757147SQ200480005716
公開日2006年4月5日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者弗朗茨·杰曼, 史蒂芬·斯圖爾特 申請人:萊維頓制造有限公司