專利名稱：具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及保護裝置，且更確切地說，涉及將電カ提供給插座斷開部件的保護裝置。
背景技術(shù)：
很多住宅大樓、商業(yè)或エ業(yè)大樓都配備有ー個或多個斷路器面板，這些斷路器面板經(jīng)配置以便從實用電源接收交流電力。斷路器面板通過大樓中配備的ー個或多個分支電路配送交流電力。這些電路將交流電カ傳輸?shù)奖绢I(lǐng)域中通常稱作負載電路的ー個或多個電動裝置。每個電路通常都會采用ー個或多個電路保護裝置。這些裝置的實例包括接地故障電路斷流器(GFCI)、電弧故障電路斷流器(AFCI)，也可以是GFCI與AFCI兩種。此外，可將 AFCI與GFCI保護設(shè)置于同一個保護裝置中。電路保護裝置經(jīng)配置以便在特定的故障條件下中斷配送給負載電路的電力。在檢測到故障條件時，保護裝置便通過斷開觸點來中斷線路端與負載端之間的連接，以此中斷向負載電路配送電力，并因此來消除故障條件。如相應(yīng)各裝置的名稱所顯示，AFCI可以在發(fā)生電弧故障時保護電路，而GFCI可以在發(fā)生接地故障時進行保護。電弧故障是兩根或兩根以上的導(dǎo)線之間放電的現(xiàn)象。電弧故障可能是因為火線導(dǎo)線或中線導(dǎo)線的絕緣性遭到破壞所致，也可能是火線導(dǎo)線和中線導(dǎo)線的絕緣性同時遭到了破壞所致。絕緣性遭到破壞可以導(dǎo)致在兩根導(dǎo)線之間產(chǎn)生低功率的電弧并且可能會引發(fā)火災(zāi)。電弧故障的表現(xiàn)通常是電流信號的頻率很高。因此，可將AFCI配置成檢測各種高頻率的信號以及響應(yīng)于檢測到高頻率的信號而取消對電路的能量供應(yīng)?，F(xiàn)論述GFCI，當(dāng)載流導(dǎo)線(火線)形成了不當(dāng)?shù)膶Φ仉娏髀窂綍r便會發(fā)生接地故障。由于流經(jīng)電路的電流中一部分改向流動到所述不當(dāng)?shù)碾娏髀窂街?，因此火線/中性線之間形成了差動電流。不當(dāng)?shù)碾娏髀窂酱碛杏|電危險。接地故障以及電路故障還可能會引發(fā)火災(zāi)。預(yù)計用來防火的GFCI—般稱作接地故障保護設(shè)備(GFEP)。當(dāng)負載中線端或連接到負載中線端的導(dǎo)線接地時，可能會發(fā)生另ー類接地故障。此條件不代表立即觸電。如上文所述，正常條件下當(dāng)差動電流大于或等于約6mA吋，GFCI發(fā)生跳閘。然而，當(dāng)負載中性線接地時，因為返回路徑電流中一部分改向流到大地，所以GFCI的感測變得遲鈍。發(fā)生這種情況時，差動電流可能要達到30mA，GFCI才會跳閘。這種情形代表雙故障條件。換句話說，當(dāng)用戶接觸火線(第一種故障)同時接觸了在負載側(cè)接地的中性線(第二種故障)時，用戶可能會嚴重受傷甚至死亡。前文提到的保護裝置可以很方便地封裝在出線盒所配備的插座中。但是，采用硬布線方法將用戶可接觸到的插座布到饋電端時存在ー些缺陷。如上文所述，當(dāng)配電系統(tǒng)中檢測到故障條件時，電路斷流器便中斷線路端與負載端之間的電聯(lián)，從而消除負載端的交流電力。如果保護裝置的布線恰當(dāng)，那么還會取消配送到用戶可接觸到的插座的交流電力。但是，如果保護裝置的布線不當(dāng)，那么配送到用戶可接觸到的插座的電カ將無法被消除。具體而言，當(dāng)將火線電カ線和中線電カ線分別連接到火線輸出端和中線輸出端時，便會出現(xiàn)布線不當(dāng)?shù)那闆r。除了布線不當(dāng)外，如果裝置出現(xiàn)了內(nèi)部故障條件(也稱作壽命終止條件)，那么裝置也會無法中斷實際故障條件或模擬故障條件。已經(jīng)在研究ー種方法，這種方法將保護裝置配置成響應(yīng)于布線不當(dāng)情況而發(fā)生跳閘。因此，如果配電系統(tǒng)的電源連接到負載端(即，線路負載布線不當(dāng)情況)，那么電路斷流觸點將斷開電連接。當(dāng)安裝人員發(fā)現(xiàn)耦接到布線不當(dāng)?shù)牟遄南掠尾遄鶡o法通電時，便會得知發(fā)生了布線不當(dāng)?shù)那闆r。當(dāng)矯正了布線不當(dāng)?shù)那闆r后，裝置中的斷流觸點復(fù)位。當(dāng)保護裝置未耦接任何下游插座時，這種方法在此方面的缺陷便顯露無遺。在這種情形下，安裝人員可能無法得知布線不當(dāng)?shù)那闆r。因此，需要在裝置跳閘時拒絕向用戶可接觸到的插座供電。這種安全特征在保護裝置的布線不當(dāng)時尤其需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型經(jīng)配置以在裝置跳閘時拒絕向用戶可接觸到的插座供電。因此，本實 用新型提供的安全特征可以消除在保護裝置的布線不當(dāng)時十分突出的危險情況。本實用新型的一方面涉及ー種電氣布線裝置，其包括多個線路端和多個負載端。耦接到所述多個線路端或所述多個負載端的至少ー個傳感器。所述至少一個傳感器提供對應(yīng)于電擾動的、在所述多個線路端或所述多個負載端上傳播的傳感器輸出信號。耦接到所述至少一個傳感器的故障檢測電路，所述故障檢測電路經(jīng)配置以在所述傳感器輸出信號實質(zhì)上對應(yīng)于至少ー項預(yù)定的故障準(zhǔn)則時產(chǎn)生故障檢測信號。對所述故障檢測信號進行響應(yīng)的致動器組件。所述致動器組件包括斷路器線圈，所述斷路器線圈經(jīng)配置以響應(yīng)于得到能量供應(yīng)而產(chǎn)生致動力。耦接到所述致動器組件的電路斷流器。所述電路斷流器包括四組可移動觸點，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以響應(yīng)于復(fù)位激勵而受驅(qū)動進入復(fù)位狀態(tài)，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以響應(yīng)于所述致動カ而受驅(qū)動進入跳閘狀態(tài)；耦接到所述多個線路端或所述至少一個傳感器的自測試電路。所述自測試電路經(jīng)配置以在交流電カ線路周期中的預(yù)定部分期間不時地自動產(chǎn)生測試信號。所述自測試電路經(jīng)配置以使得當(dāng)至少ー個傳感器處于工作狀態(tài)時由所述至少一個傳感器感測所述測試信號，所述傳感器輸出信號隨所述測試信號而變。監(jiān)視電路，其經(jīng)配置以監(jiān)視所述故障檢測電路或所述致動器組件，如果所述故障檢測電路或所述致動器組件的至少一部分對所述測試信號作出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，那么機械致動カ大體上得到抑制。如果所述故障檢測電路或所述致動器組件未在預(yù)定的時間段內(nèi)對所述測試信號作出響應(yīng)，那么所述監(jiān)視電路產(chǎn)生壽命終止響應(yīng)。本實用新型提供ー種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，所述的電氣布線裝置包括外殼組件，其包括多個線路端、多個負載端以及多個插座負載端；電路組件，其包括至少ー個信號檢測電路，所述至少ー個信號檢測電路經(jīng)配置以檢測具有預(yù)定信號特征的、在所述多個線路端中的至少ー者上或在所述多個負載端中的至少ー者上傳播的至少ー個信號，所述電路組件經(jīng)配置以，響應(yīng)于所述至少ー個信號檢測電路檢測到所述至少ー個信號，而產(chǎn)生檢測激勵；耦接到所述電路組件、所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端的斷流觸點組件，所述斷流觸點組件包括四組斷流觸點，所述四組斷流觸點至少部分地設(shè)置于四個懸臂部件上，所述四個懸臂部件包括第一組兩個懸臂部件和第二組兩個懸臂部件，所述第一組兩個懸臂部件被配置成在第一方向上圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)且所述第二組兩個懸臂部件被配置成在與所述第一方向相反的第二方向上圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，所述四組斷流觸點經(jīng)配置以在復(fù)位狀態(tài)下在所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間形成電連接，所述四組斷流觸點響應(yīng)于所述檢測激勵在跳閘狀態(tài)下被解除耦接，從而中斷所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間的電連接；耦接到所述多個線路端和所述電路組件的自動測試組件，所述自動測試組件經(jīng)配置以在交流電カ的預(yù)定半個周期內(nèi)產(chǎn)生自動測試信號且響應(yīng)于所述自動測試信號來監(jiān)視電路組件，如果所述電路組件對所述自動測試信號作出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，那么所述檢測激勵得到抑制，如果所述電路組件未能在預(yù)定的時間段內(nèi)對所述自動測試信號作出響應(yīng)，那么所述自動測試組件產(chǎn)生壽命終止響應(yīng)。本實用新型提供ー種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，所述的電氣布線裝置被配置為安裝于配備有交流電源的配電系統(tǒng)內(nèi)，所述交流電源提供交流電カ線路信號，所述交流電カ線路信號的特征在于其第一半周期具有第一交流極性且第二半周期具有第二交流極性，所述的電氣布線裝置包括多個線路端以及多個負載端；耦接到所述多個線路端的至少ー個電路，且所述至少ー個電路經(jīng)配置以在形成了正確布線的情況下傳導(dǎo)預(yù)定電流，將所述多個線路端連接到所述交流電源時便形成正確布線的情況；耦接到所述 多個線路端或所述多個負載端的至少ー個傳感器，所述至少一個傳感器提供對應(yīng)于電擾動的在所述多個線路端或所述多個負載端上傳播的傳感器輸出信號；耦接到所述至少ー個傳感器的故障檢測電路，如果所述傳感器輸出信號對應(yīng)于至少ー項預(yù)定的故障準(zhǔn)則，則所述故障檢測電路經(jīng)配置以產(chǎn)生故障檢測信號；對所述故障檢測電路進行響應(yīng)的致動器組件，所述致動器組件包括開關(guān)元件和螺線圈，所述開關(guān)元件響應(yīng)于所述故障檢測信號而接通，從而通過所述螺線圈傳導(dǎo)能量供應(yīng)信號，所述螺線圈響應(yīng)于所述能量供應(yīng)信號而施加致動激勵；耦接到所述致動器組件的電路斷流器，所述電路斷流器包括栓鎖機構(gòu)，所述電路斷流器在所述栓鎖機構(gòu)被栓鎖時處于復(fù)位狀態(tài)，所述電路斷流器在所述栓鎖結(jié)構(gòu)被解開栓鎖時處于跳閘狀態(tài)，所述栓鎖機構(gòu)通過所述致動激勵解開栓鎖，在缺乏所述預(yù)定電流的情況下，所述電路斷流器受抑制而無法進入所述復(fù)位狀態(tài)；壽命終止檢測電路，其經(jīng)配置在所述第ニ半周期內(nèi)向所述至少一個傳感器提供測試信號，所述壽命終止檢測電路經(jīng)進一歩配置以監(jiān)視所述故障檢測電路或所述致動器組件，所述故障檢測電路或所述致動器組件在處于エ作狀態(tài)時產(chǎn)生對所述測試信號的測試響應(yīng)，否則便不產(chǎn)生所述測試響應(yīng)，當(dāng)所述故障檢測電路或所述致動器組件產(chǎn)生所述測試響應(yīng)時，所述致動激勵受到抑制。下文的實施方式部分將闡述本實用新型的其他特征和優(yōu)點，并且其中的一部分將由所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在參考說明按本文所述那樣實踐本實用新型時變得十分明顯或被認識。應(yīng)了解，不管是前文概述還是下文的具體實施方式
，這些都只是對本實用新型的示例，并且只是為幫助理解所主張的本實用新型的性質(zhì)和特點而提供的概覽或框架。加入附圖的目的是幫助進ー步理解本實用新型，這些附圖被并入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖所示為本實用新型的各個實施例，并且輔以描述以便對本實用新型的原理和運作加以解釋。

[0014]圖I是根據(jù)本實用新型的第一實施例的電氣布線裝置的方框圖；圖2是圖I所示的電氣裝置的透視圖；圖3是圖I所示的電氣布線裝置的側(cè)面正視圖；圖4是圖I所示的電氣布線裝置的俯視圖；圖5是圖I所示的電氣裝置的示意圖；圖6是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的電氣裝置的示意圖；圖7是圖6所示的壽命終止機構(gòu)的透視圖；圖8是根據(jù)本實用新型的第二實施例的電氣布線裝置的方框圖；圖9是圖8所示的電氣布線裝置的透視圖；圖10為圖8所示的裝置的平面圖；圖11為圖8所示的裝置的細節(jié)圖；圖12為圖8所示的裝置的替代性細節(jié)圖；圖13是根據(jù)本實用新型的第三實施例的電氣布線裝置的方框圖；圖14是圖13所示的電氣布線裝置的細節(jié)圖；圖15是圖13所示的電氣布線裝置的細節(jié)圖；圖16是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的跳閘機構(gòu)的細節(jié)圖；圖17是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的開焊機構(gòu)的細節(jié)圖；圖18是圖17所示的開焊機構(gòu)的替代性細節(jié)圖；圖19是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的交錯式觸點構(gòu)形的細節(jié)圖；圖20是圖14所示的電氣布線裝置的機械設(shè)計的透視圖；圖21是圖19所示的負載端的細節(jié)圖；圖22是根據(jù)本實用新型的第四實施例的電氣布線裝置的透視圖；圖23是根據(jù)本實用新型的電氣布線裝置的示意圖；圖24是復(fù)位鎖止機構(gòu)的細節(jié)圖；圖25是復(fù)位鎖止機構(gòu)的另一細節(jié)圖；圖26是復(fù)位鎖止機構(gòu)的又一細節(jié)圖；圖27是復(fù)位鎖止機構(gòu)的又一細節(jié)圖；圖28是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；圖29是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；圖30是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；圖31是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；圖32是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；圖33至圖35的時序圖所示為用于在永久性地拒絕向裝置的負載端供應(yīng)電カ之前顯示壽命終止條件的各種方法；圖36是根據(jù)本實用新型的另ー實施例的電氣布線裝置的示意圖；以及圖37是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的電路斷流器機構(gòu)的細節(jié)圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細描述本實用新型的各實施例，其中各實施例的實例將通過附圖進行說明。在任何可能的情況下，附圖中相同的參考編號始終指代相同或相似部分。本實用新型布線裝置的一個示范性實施例如圖I所示，且一般用參考編號10表示。在本文中，圖I是描述根據(jù)本實用新型第一實施例的電氣布線裝置10的方框圖。盡管圖I包括GFCI，但本實用新型同樣適用于AFCI和/或其他保護裝置。布線裝置10包括跳閘機構(gòu)，所述跳閘機構(gòu)包括接地故障傳感器100和耦接到檢測設(shè)備104的中線接地傳感器102。檢測設(shè)備104耦接到可控硅整流器(SCR)106。響應(yīng)于源自檢測設(shè)備104的檢測信號，SCR 106接通。致動器組件包括至少ー個第一螺線圈和第二螺線圏。SCR 106轉(zhuǎn)而向跳閘螺線圈52發(fā)送信號以致動樞軸式栓鎖機構(gòu)80，從而斷開觸點組件15中的觸點。對于觸點組件15，中線端20耦接到懸臂部件22和懸臂部件26。懸臂22和26耦接到栓鎖機構(gòu)80。懸臂部件22包括可移動觸點24，四組可移動觸點設(shè)置成母線構(gòu)形。在復(fù)位位置中，可移動觸點24經(jīng)配置以與靜止觸點32配合。靜止觸點32耦接到中線負載饋電端30。懸臂部件26包括可移動觸點28。在復(fù)位位置中，可移動觸點28經(jīng)配置以與靜止觸點46配合。靜止觸點46耦接到插座40中的中線觸點42。火線端200連接到懸臂部件220和懸臂部件260。懸臂220和260也耦接到栓鎖機構(gòu)80。懸臂部件220包括可移動觸·點240。在復(fù)位位置中，可移動觸點240經(jīng)配置以與靜止觸點320配合,所述靜止觸點320耦接到火線負載饋電端300。懸臂部件260包括可移動觸點280。在復(fù)位位置中，可移動觸點280經(jīng)配置以與靜止觸點460配合，所述靜止觸點460耦接到插座40中的火線觸點48。因此，當(dāng)SCR 106向跳閘螺線52發(fā)送信號時，栓鎖機構(gòu)80拉動懸臂22、26、220和260，以便可移動觸點24、28、240和280分別與靜止觸點32、46、320和460分離。按下復(fù)位按鈕60后，即致動復(fù)位螺線圈64。螺線圈64使得栓鎖機構(gòu)80閉合上述的觸點對，從而恢復(fù)交流電力。復(fù)位機構(gòu)包括復(fù)位按鈕60、觸點62，以及復(fù)位螺線圈64。當(dāng)按下復(fù)位按鈕60后，觸點62閉合，從而開始測試過程。如果測試過程成功，則致動復(fù)位螺線圈64，且栓鎖機構(gòu)80切換至復(fù)位裝置10。當(dāng)裝置10具有內(nèi)部故障條件吋，測試過程成功，且電路不傳輸復(fù)位信號。不致動復(fù)位螺線圈64，且裝置不會進行復(fù)位。如上所述，栓鎖機構(gòu)80分別通過跳閘螺線圈52和復(fù)位螺線圈64來在跳閘狀態(tài)和復(fù)位狀態(tài)之間切換。栓鎖機構(gòu)80可通過以下項來切換至跳閘位置故障檢測電路，如上所述，或者用戶可接觸的測試按鈕50?；蛘撸ㄦi機構(gòu)80可通過以下項來跳閘故障檢測電路，如上所述，以及電氣測試按鈕50’。電氣測試按鈕50’生成經(jīng)配置以測試檢測電路的一部分或全部的模擬條件。測試接收信號將栓鎖機構(gòu)80切換到跳閘位置。模擬條件可以是測試信號或感生故障信號。在下文中，這兩種信號將稱為模擬故障條件。圖2是圖I所示的電氣布線裝置的透視圖。電氣裝置10包括安裝在部件18上的電路板12。金屬氧化物變阻器(Movistor) 14和傳感器線圈組件16安裝有接地故障傳感器100，且中線接地傳感器102安裝在電路板12上。電路板12包括將在下文詳細描述的保護電路。裝置10經(jīng)配置以通過中線端20和火線端200 (圖2中未顯示)來耦接到交流電力。電カ是經(jīng)由負載中線端30和負載火線端300 (圖I中未顯示)來提供給負載的。裝置10也通過至少一個插座40向用戶插座觸點提供電力。插座40包括中線觸點42、火線觸點48，以及接地觸點74。接地觸點74電連接到接地端70和接地母線72。同樣地，裝置10和插座40可針對具有単相或多相電源的配電系統(tǒng)進行配置，其中所述電源包括至少ー個火線端，且可包括中線端和/或接地端。所述的電氣布線裝置進ー步包含至少ー個電路，所述至少一個電路耦接到所述多個線路端，并且如果形成了正確布線情況，則所述至少ー個電路經(jīng)配置以傳導(dǎo)預(yù)定電流，當(dāng)所述多個線路端連接到交流電源時便形成了正確布線的情況。所述的電氣布線裝置進ー步包含至少ー個電路，所述至少一個電路包括至少ー個開關(guān)元件，所述至少一個開關(guān)元件獨立于四組斷流觸點的斷開而斷開，且其獨立于四組斷流觸點的閉合而閉合，所述電路斷流器組件受阻止而無法實現(xiàn)所述復(fù)位狀態(tài)，直到所述至少ー個電路傳輸從交流電源獲得的預(yù)定信號。進ー步地，所述的電氣布線裝置進ー步包含耦接到自測試電路和監(jiān)視電路的控制電路。進ー步地,所述壽命終止響應(yīng)包括使所述四組可移動觸點跳閘，壽命終止響應(yīng)包括將所述多個線路端與所述多個負載端之間的連接斷開。 中線懸臂22、26的一端連接到中線端20。中線懸臂22的另一端包括端觸點24。中線端26以同樣方式包括端觸點28，所述端觸點28靠近觸點24。懸臂22和26以撓性方式通過弧刷臂82來連接到栓鎖機構(gòu)80。負載中線端30耦接到負載中線觸點32。負載中線觸點32和中線觸點24形成可分離的觸點對。插座中線觸點42連接到部件44。部件44包括中線觸點46。中線觸點46和中線觸點28也形成可分離的觸點對。 栓鎖機構(gòu)80由測試按鈕50和復(fù)位按鈕60致動。測試按鈕50是耦接到栓鎖機構(gòu)80的機械致動器。當(dāng)按下測試按鈕50后，每個可分離的觸點對即分離，以取消對饋線端和插座端提供的電力。復(fù)位按鈕60是電カ開關(guān)機構(gòu)，所述電カ開關(guān)機構(gòu)在按鈕60使得觸點62閉合時致動。觸點62致動螺線圈64。如果測試成功,則姆個可分離的觸點對閉合。雙螺線圈52、64的操作將在下文詳細說明。圖3是圖I所示的電氣布線裝置10的側(cè)視圖。圖3描述的是ー種跳閘狀態(tài)，其中電カ無法供應(yīng)給插座40。請注意，栓鎖臂88處于向下的位置，這樣中線觸點24和中線觸點28就不會分別與負載中線觸點32和插座中線觸點46接觸。復(fù)位機構(gòu)以下述方式操作。當(dāng)復(fù)位按鈕60啟動復(fù)位螺線圈64時，使得栓鎖臂84向下移動；同時使得栓鎖臂88向上移動，因此撓性懸臂22和26也向上移動。這ー移動使得中線觸點24緊靠負載中線觸點32，且中線觸點28緊靠中線觸點46。圖4是圖I所示的電氣布線裝置的俯視圖。裝置10的“火線”側(cè)是裝置10的“中線”側(cè)的鏡像。配電系統(tǒng)的火線連接到火線端200，且負載火線連接到負載火線端300?；鹁€插座觸點連接到部件440。懸臂220和260分別包括可移動火線觸點240、280?；鹁€觸點240和280分別與固定的觸點320和460配對。因此，如上所述，當(dāng)裝置10處于跳閘狀態(tài)時，觸點對240/320和觸點對280/460斷開。當(dāng)栓鎖80通過復(fù)位按鈕60來進行切換時，復(fù)位螺線圈64啟動。因此，撓性懸臂220和260向上移動，從而推動火線觸點240緊靠負載火線觸點320，且火線觸點280緊靠插座火線觸點460。參閱圖2至圖4，測試螺線圈52包括電樞51。當(dāng)螺線圈52接收到源自SCR 106的信號后，電樞51中將產(chǎn)生磁力來驅(qū)動栓鎖臂88向下移動，從而使得觸點分離。當(dāng)用戶按下測試按鈕50后，將施加機械カ來向下移動臂88。測試按鈕50和電樞51可進行配置，以便對按鈕50施加的機械カ能夠驅(qū)動栓鎖臂88向下移動。因此，電カ將從饋電端(30、300)和插座40中取消。當(dāng)按下復(fù)位按鈕60后，觸點62閉合且測試程序開始。設(shè)置在電路板12上的保護電路生成測試信號。所述電路經(jīng)配置以對測試信號進行感測和檢測。如果成功檢測到測試信號，則復(fù)位螺線圈64啟動。這樣，栓鎖80即切換到其他方向。懸臂22、26、220和260向上通過彈簧加載和偏置，從而閉合觸點并對插座40和饋電端(30、300)提供電力。如上所述，如果測試不成功，則不致動螺線圈64且觸點保持斷開狀態(tài)。在所述實施例中，在用戶進行安裝之前，所述裝置通常處于跳閘狀態(tài)。如果安裝人員布線不當(dāng)，則基于已跳閘的條件，復(fù)位螺線圈無法連接到電源。所述裝置無法進行復(fù)位。因此，在對裝置10進行正確布線之前，交流電カ無法提供給插座。圖5是圖I至圖4所示的電氣布線裝置10的示意圖。當(dāng)按下復(fù)位按鈕60后，觸點62閉合且生成測試信號。如果電路處于有效工作狀態(tài)，則傳感器100和檢測設(shè)備104將對差動電流進行感測和檢測。信號會提供給可控硅整流器106且復(fù)位螺線圈64啟動。如圖I至圖4所述，復(fù)位螺線圈64切換栓鎖80，從而讓弧刷臂82與懸臂22、26、220和260分離。懸臂22、26、220和260向上通過彈簧加載和偏置。因此，懸臂使得觸點斷開，且向插座40 和負載端(30、300)提供電力。多個負載端包括多個饋電負載端和多個插座負載端，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以使所述多個饋電負載端和所述多個插座負載端在所述跳閘狀態(tài)下處于斷開連接的狀態(tài)，四組斷流觸點至少部分地設(shè)置于四個懸臂部件上。所述四個懸臂部件包括第一組兩個懸臂部件和第二組兩個懸臂部件，第一組懸臂部件經(jīng)配置成在第一方向上圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)且第二組懸臂部件經(jīng)配置成在與所述第一方向相反的第二方向上圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，所述四組斷流觸點經(jīng)配置以在復(fù)位狀態(tài)下在所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間形成電連接，所述四組斷流觸點在跳閘狀態(tài)下被解除耦接，從而中斷所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間的電連接。接下來，如果保護電路感測和檢測到故障條件，則跳閘螺線圈52啟動，從而使得栓鎖80切換到其他方向上?；∷⒈?2克服了懸臂的彈簧加載偏置，且驅(qū)動懸臂向下移動，從而斷開觸點并使得裝置跳閘。因此，電カ從插座40和負載端30以及300取消。圖6是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的電氣裝置的示意圖。圖6所示的實施例與圖5所示的實施例相似。但圖5所示的機械測試按鈕50和跳閘致動器52被圖6所示的電子測試按鈕50’所替代。所述電子測試按鈕用于產(chǎn)生模擬測試故障。當(dāng)傳感器100和檢測設(shè)備104檢測到故障條件時，跳閘螺線圈52啟動。響應(yīng)于斷開線路觸點、負載觸點和插座觸點的連接，觸點對24和32、28和46、480和460，以及240和320解除電聯(lián)。用戶可以接觸到“測試”按鈕開關(guān)50’，且所述開關(guān)引入了模擬接地故障，從而為用戶提供了ー種對“GFCI”操作進行定期測試的簡便方法。裝置10可包括跳閘指示器。當(dāng)裝置10跳閘時，跳閘指示器130啟動。跳閘指示器130包括與開關(guān)S7并行連接的零部件R9、R13、R14和Dl (LED)。當(dāng)裝置10跳閘時，LEDDl開始發(fā)亮。但是當(dāng)觸點進行復(fù)位后，則不存在使得LED和Dl發(fā)亮的電位差。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，指示器130可包括聽覺信號器以及照明裝置。裝置10跳閘后，用戶通常按下復(fù)位開關(guān)60以復(fù)位所述裝置。開關(guān)S5設(shè)置在適合位置，以經(jīng)由開關(guān)60、62向復(fù)位螺線圈64提供電力。當(dāng)按下復(fù)位按鈕60后，將通過Rl引入模擬故障。GFCI電カ供應(yīng)(位于Dl的正極)提供電流，以對電容器C9充電。當(dāng)檢測設(shè)備104對模擬故障做出響應(yīng)后，SCRQl接通。當(dāng)SCR Ql接通后，存儲在C9中的電荷將通過R16和SCR Q2放電。由于產(chǎn)生放電電流，因此SCR Q2接通，且電流將流過復(fù)位螺線圈64，且裝置10將進行復(fù)位。裝置10包括計時電路，所述計時電路經(jīng)配置以限制復(fù)位螺線圈“接通”的時間，不考慮用戶按住復(fù)位按鈕的持續(xù)時間。瞬間啟動復(fù)位螺線圈可避免因過度啟動而對復(fù)位螺線圈造成熱損害。該特性還可避免在跳閘螺線圈啟動時，復(fù)位螺線圈受到電路斷開的影響。計時電路140包括ニ極管D2 ;電阻R15、R12和Rll ;電容器ClO ;以及晶體管Q3。當(dāng)按下復(fù)位按鈕60吋，ClO開始通過D2和R15充電，同時模擬故障信號經(jīng)由Rl引入。預(yù)定的時間區(qū)間，通常為ー個半的線路周期(25毫秒)結(jié)束后，ClO將充電至“接通”晶體管Q3的電壓。晶體管Q3對電容器C9進行放電，從而斷開Q2。因此，復(fù)位螺線圈64在按下復(fù)位按鈕60且致使SCR Ql和Q2接通時啟動，且在晶體管Q3接通SCR Q2，或致使SCR Q2斷開時停用。對于允許C4放電到斷開Q3的電壓的預(yù)定持續(xù)時間，如果用戶在所述預(yù)定的持續(xù)時間中放開復(fù)位按鈕60，則復(fù)位螺線圈64可在另ー個瞬間區(qū)間中重新啟動?；蛘?，計時器可通過控制模擬測試信號的持續(xù)時間，或觸點62閉合的時間區(qū)間來實現(xiàn)復(fù)位螺線圈的瞬間啟動?；蛘撸嫊r器可采用機械和/或電カ計時方法。 參閱圖6，如果裝置10具有阻止SCR Ql接通的內(nèi)部故障條件，則裝置10已達到壽命終止條件。壽命終止電路120經(jīng)配置以對內(nèi)部故障條件進行檢測。當(dāng)檢測到內(nèi)部故障條件時，復(fù)位螺線圈64無法啟動，且裝置10無法進行復(fù)位，以向用戶插座端或負載端提供電力?；跈z測到所述故障條件，壽命終止電路將取消用戶插座和負載端中的電力。壽命終止電路所進行的電カ取消并不取決于復(fù)位機構(gòu)、復(fù)位螺線圈，或電路斷流器。壽命終止(EOL)電路120包括電阻R19-R25、SCR Q4，以及ニ極管D5。當(dāng)裝置10具有內(nèi)部故障吋，電阻R23經(jīng)配置以加熱至大于預(yù)定閾值的溫度。當(dāng)電阻R23的溫度大于閾值時，線路端將獨立于上述的四極斷流器觸點而與負載端解除耦接。或者，電阻可為每個端專用。電阻將各自進行加熱，以便將負載端與線路端解除耦接。EOL電路120以下述方式操作?；谘b置10復(fù)位，用戶推動“測試”按鈕50’，且模擬故障通過R25引入。因此，將對EOL電路120施加120V交流電力。如果GFCI正常運作，則傳感器100、檢測設(shè)備104，以及其他GFCI電路將在預(yù)定時間(對于GFCI而言，通常為25毫秒)內(nèi)對模擬故障和跳閘開關(guān)S3 - S7 (觸點對24和32,28和46,240和320,280和460)做出響應(yīng)。電路經(jīng)過設(shè)計，以便讓流過R25的模擬故障電流終止，同吋“測試”按鈕50’處于持續(xù)推動的狀態(tài)。這樣，在電阻R23和/或R24達到溫度閾值之前，電カ即從EOL電路120中取消。電阻R20-R22和SCR Ql形成栓鎖電路。當(dāng)裝置10并未正常操作時。流過R21的未斷流的電流將導(dǎo)致R21的電阻值顯著提高。當(dāng)電阻R21的電阻值改變吋，由R21和R22形成的分壓器也同樣會改變。R20與R19兩端的電壓達到足以接通Q4的水平，且電流開始流過電阻R23和R24。在短時間之內(nèi)，R23和R24變得過熱，且用于將R23和R24固定至印刷電路板12的焊料出現(xiàn)故障。焊料熔化之后，電阻R23和R24移位，從而啟動機械斷路機構(gòu)121。或者，可對R23、R24的響應(yīng)時間進行設(shè)計，以便焊料在測試按鈕50被按下的時間內(nèi)熔化，這樣即可忽略栓鎖電路。在本實施例中，R23和R24直接耦接到測試電路。圖7是圖6所示的EOL機構(gòu)120的透視圖。電阻R23和R24被焊接到印刷電路板(PCB)12的下側(cè)。PCB 12中設(shè)置有與電阻R23和R24對齊的開ロ。電阻R23和R24可防止彈簧加載式柱塞122穿過板12的開ロ 126延伸。每個柱塞122經(jīng)配置以支撐電連接的母線部件124。每個母線124將線路端(20、200)耦接到負載端(30、300)。如上所述，當(dāng)支撐R23和R24的焊料熔化吋，彈簧加載式柱塞122受驅(qū)動而穿過各個孔，從而中斷線路端與負載端之間的連接。發(fā)生這種情況后，就沒有任何機構(gòu)來對裝置進行復(fù)位。因此，裝置必須移位。在本文中，圖8是描述根據(jù)本實用新型第二實施例的電氣布線裝置10的方框圖。所描繪的布線裝置10為GFCI。但是，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，裝置10可配置成AFCI或另ー種保護裝置。在該實施例中，采用了三觸點的設(shè)計。這種設(shè)計也是一種四極設(shè)計，其經(jīng)配置以在裝置布線不當(dāng)，以及處于跳閘狀態(tài)時，阻止對插座供應(yīng)電力。中線端20耦接到固定中線觸點500。插座中線觸點42耦接到固定中線觸點501。中線饋電端30耦接到固定負載中線觸點502。固定觸點500、501和502中的每個觸點均與設(shè)置在三觸點機構(gòu)506上的可移動觸點505配對。在“火線側(cè)”上，固定觸點508、510和512中的每個觸點 均與設(shè)置在三觸點機構(gòu)516上的可移動觸點514配對。布線裝置跳閘機構(gòu)包括接地故障傳感器100和耦接到檢測設(shè)備104的中線接地傳感器102。檢測設(shè)備104耦接到可控硅整流器(SCR) 106。響應(yīng)于源自檢測設(shè)備104的檢測信號，SCR 106接通。SCR 106轉(zhuǎn)而向跳閘螺線圈52發(fā)送信號，以將三觸點機構(gòu)506和三觸點機構(gòu)516從固定觸點處移開，從而讓裝置10跳閘。本實用新型包括圖8所示的示意圖,其中收錄了第6，522，510號美國專利申請案中掲示的特性，所述特性以引用方式全文并入本專利申請案中。其中包括用虛線表示的布線不當(dāng)電路520。電路520包括與開關(guān)524串聯(lián)的布線不當(dāng)電阻器522。開關(guān)524在制造裝配過程中斷開，以有助于對裝置10進行電力測試。裝置10測試完畢后，開關(guān)524閉合。當(dāng)裝置10已進行適當(dāng)布線，即，配電系統(tǒng)的電源連接到線路端20和200吋，恒定電流將流過電阻器522。電阻器522經(jīng)配置以在電流已流動預(yù)定時間后斷開電路。預(yù)定時間約為I至5秒。在電阻器522斷開電路之后，可按下復(fù)位按鈕526，從而使跳閘機構(gòu)528進入復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)需要，保險絲或空氣間隙裝置(未圖示)可與電阻器522串聯(lián)。在該實施例中，電阻器522保持閉合，保險絲或空氣間隙裝置負責(zé)在預(yù)定時間內(nèi)斷開電路。如果裝置10布線不當(dāng)，則電阻器522中有恒定電流流過的時間不足，且電阻器522無法斷開電路。但是，流過電阻器522的電流會被差動變壓器100感測為差動電流，同時被檢測設(shè)備104檢測到。檢測設(shè)備104會通過發(fā)送信號的方式“接通”SCR 106，從而致動螺線圈52。螺線圈52轉(zhuǎn)而得到能量供應(yīng)，從而讓機構(gòu)528跳閘。因此，流過電阻器522的電流將在出現(xiàn)故障之間斷流。已斷流的電流流過電阻器522的持續(xù)時間約為裝置10的響應(yīng)時間，例如不到0.1秒。電流的持續(xù)時間太短，因而無法斷開電阻器522。如果按下復(fù)位按鈕526以使跳閘機構(gòu)528復(fù)位，那么電流開始再次流過電阻器522，但是電流會在電阻器522斷開之間被檢測到，且裝置528會立即再次跳閘。在這種方式中，當(dāng)配電系統(tǒng)的電源以不當(dāng)方式布線到負載端時，跳閘機構(gòu)528無法維持復(fù)位狀態(tài)。因此，當(dāng)電源以不當(dāng)方式布線到負載端時，電カ將從插座端自動取消。請注意，第6，522，510號美國專利申請案中所采用、且圖I至圖3中所示的電路斷流機構(gòu)120是通過使用設(shè)置在母線構(gòu)形上的四組斷流觸點來進行實施的。在第6，522，510號專利中，采用的是兩極電路斷流器。在本實用新型中，可對四組斷流觸點進行排列，以實施四極電路斷流，即當(dāng)裝置處于跳閘狀態(tài)時，其中的饋電負載端與插座負載端(以及線路端)分離。此外，本實用新型的圖8至圖12展示了用于實施四極電路斷流的各種母線構(gòu)形，即當(dāng)裝置處于跳閘狀態(tài)時，其中的饋電負載端與插座負載端(以及線路端)分離。圖9是圖8所示的電氣布線裝置的透視圖。保護裝置10包括安裝在部件118上的電路板12。與金屬氧化物變阻器(Movistor)14相似,金屬氧化物變阻器(Movistor)532安裝在電路板12上。電路板12可包括圖5或圖6中所示的保護電路。裝置10經(jīng)配置以通過中線端20和火線端200 (圖9中未顯示)耦接到交流電力。電カ經(jīng)由負載中線端30和負載火線端300來提供給負載。裝置10也通過插座40來向用戶插座觸點提供電力。插座40包括插座中線觸點42、火線觸點48，以及接地觸點74 (未圖示)。布線裝置10包括采用三觸點機構(gòu)506、516的四極功能。中線觸點機構(gòu)506和火線觸點機構(gòu)516均經(jīng)配置以相對于固定觸點500、501、502、508、510和512向上和向下移動。中線觸點505設(shè)置在曲線臂534上。如圖所示，ー個觸點505對應(yīng)于線路觸點500，另ー個觸點505對應(yīng)于負載觸點502，且再ー個觸點505對應(yīng)·于固定中線觸點501。參閱火線觸點機構(gòu)516，觸點514設(shè)置在臂536上。出于清楚說明的考量，負載火線觸點510未在圖9中繪出。但是，三觸點516包括三個觸點514，ー個觸點對應(yīng)于火線觸點508、另ー個觸點對應(yīng)于火線負載觸點510，且再ー個觸點對應(yīng)于火線固定觸點 512。參閱圖10，觸點機構(gòu)506和516耦接到栓鎖區(qū)538。栓鎖區(qū)538耦接到栓鎖機構(gòu)540。栓鎖機構(gòu)540由設(shè)置在外殼150中的螺線圈52(未圖示)致動。螺線圈52也耦接到電樞51。當(dāng)螺線圈52得到能量供應(yīng)時，電樞51向栓鎖區(qū)538移動，且栓鎖機構(gòu)540相對于栓鎖區(qū)538定向，以將栓鎖區(qū)538向下移動，中斷可移動觸點505 (514)與固定觸點500、501、502 (508、510、512)之間的電連接。栓鎖區(qū)538包括經(jīng)配置以容納復(fù)位銷(未圖示)的圓柱形孔。為了更加詳細的說明復(fù)位機構(gòu)，將參考以引用方式全文并入本文中的第6，621，388號美國專利、第10/729，392號美國專利申請案以及第10/729，396號美國專利申請案。圖11是圖9和圖10所示觸點機構(gòu)506的詳細視圖。如上所述，觸點機構(gòu)506包括設(shè)置在曲線臂534上的觸點505。斷路器彈簧542設(shè)置在觸點機構(gòu)506和封套(未圖示)之間?？商峁┹S向部件544，以相對于栓鎖區(qū)538定位觸點機構(gòu)506，或相對于觸點機構(gòu)506定位斷路器彈簧542。當(dāng)螺線圈52得到能量供應(yīng)時，斷路器彈簧542促使觸點機構(gòu)506向下移動，從而斷開觸點。相關(guān)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)能夠輕易地對本實用新型的撓性觸點機構(gòu)506、516的形狀做出各種修改和變化。例如，觸點機構(gòu)506、516的形狀可為圓形、三角形、Y形，或在常規(guī)操作條件下能夠鞏固對觸點的固定的任何合適形狀。例如，圖12所示的是Y形的觸點機構(gòu)780。在該實施例中，所述機構(gòu)包括設(shè)置在臂796上的觸點782。如圖6中所示，斷路器彈簧790設(shè)置在觸點機構(gòu)780和封套(未圖示)之間。當(dāng)螺線圈52得到能量供應(yīng)時，斷路器彈簧790促使觸點機構(gòu)向下移動，從而斷開觸點。在本文中，圖13是描述根據(jù)本實用新型另ー個實施例的電氣布線裝置的方框圖。盡管所示的裝置10是GFCI，但所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，裝置10可包括AFCI或其他此類保護裝置。這種設(shè)計被稱為夾層式懸臂設(shè)計。該實施例也可包括圖5或圖6所示的保護電路。該實施例也是ー種四極設(shè)計，其經(jīng)配置以在裝置布線不當(dāng)和處于跳閘狀態(tài)吋，阻止向插座的電カ供應(yīng)。中線端20耦接到可移動中線觸點800。插座中線觸點42耦接到固定中線觸點808。中線負載端30耦接到可移動負載中線觸點804?？梢苿迂撦d觸點804設(shè)置在觸點800和觸點808之間。當(dāng)裝置10復(fù)位時，觸點800、804和808被粘合在一起?！盎鹁€側(cè)”包括模擬觸點802、806和810。跳閘機構(gòu)包括接地故障傳感器100和耦接到檢測設(shè)備104的中線接地傳感器102。檢測設(shè)備104耦接到可控硅整流器(SCR)106。響應(yīng)于源自檢測設(shè)備104的檢測信號，SCR 106接通。SCR 106轉(zhuǎn)而向跳閘螺線圈52發(fā)送信號以放開夾層式懸臂。本文所描述的堆疊式或夾層式懸臂設(shè)計(圖13至圖22)的優(yōu)點在于，只需要兩個固定觸點。而其他四極設(shè)計則需要四個固定觸點，因此此類設(shè)計的成本更為高昂。通常情況下，四極結(jié)構(gòu)需要四個中斷力來斷開四個觸點，以及四個使カ來閉合所述四個觸點。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，其中ー個中斷カ介于50g到IOOg之間。圖14的實施例也需要四個中斷力來斷開四個觸點，但只需兩個使力(外部懸臂上)來閉合所述四個觸點。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解，使力通常在介于IOOg到150g之間的范圍內(nèi)。因此，夾層式懸臂更為高效，即在復(fù)位過程中，觸點機構(gòu)需要較少的力來閉合 觸點。因此，能夠減小施加到所述機構(gòu)的力，從而減小跳閘機構(gòu)的磨損。當(dāng)然，這就延長了所述機構(gòu)的工作壽命。此外，所述カ的減少意味著，跳閘螺線圈無需像原來一祥盡力工作來讓跳閘機構(gòu)跳閘。這也意味著，所述螺線圈可以更小。簡單地說，堆疊式或夾層式懸臂，具體取決于所采用的術(shù)語，可減小裝置的大小，并節(jié)省成本。圖14是圖13所示的電氣布線裝置10的截面圖。圖14描述的是處于復(fù)位狀態(tài)的裝置，其中觸點是閉合的。如上所述，裝置10通過中線端20和火線端200耦接到交流電源。如圖所示，中線端20通過導(dǎo)線21連接到懸臂816。在火線側(cè)上，火線端200通過導(dǎo)線(未圖示)來連接到火線懸臂。裝置10可通過中線負載(饋電)端30和火線負載(饋電)端300來耦接到下游分支電路。分支電路通常包括菊瓣式連接的插座或開關(guān)。裝置10包括ー個或多個插座，所述插座經(jīng)配置以接納插頭插片，所述插頭插片通過電線連接到便攜式負載。插座包括中線插座端42和火線插座端48。為了清楚地說明，圖14中僅顯示了裝置10的中線偵れ因此，中線端20連接到中線懸臂梁816。懸臂梁816包括設(shè)置在懸臂梁816的一端的可移動中線觸點800。中線負載端30連接到中線負載懸臂814。負載懸臂梁814包括設(shè)置在懸臂梁814的一端的雙側(cè)觸點804。中線插座端42電連接到固定端808。因此，在復(fù)位(閉合)狀態(tài)下，中線插座端42電連接到靜止(或固定)觸點808。當(dāng)裝置10處于復(fù)位狀態(tài)時，固定觸點808通過雙側(cè)中線負載觸點804來電連接到中線觸點800。因此，即可經(jīng)由線路端20，懸臂816，觸點800、804、808，懸臂梁814，以及最后的負載端30建立電連接。上述的觸點構(gòu)形、跳閘機構(gòu)801與復(fù)位機構(gòu)820之間的關(guān)系如下。跳閘機構(gòu)包括螺線圈52，如上所述，所述螺線圈52連接到SCR 106。響應(yīng)于源自SCR 106的信號，螺線圈52產(chǎn)生促使電樞51橫向移動的磁場。復(fù)位機構(gòu)包括連接到復(fù)位銷824的復(fù)位按鈕822。彈簧832圍繞復(fù)位銷824設(shè)置。復(fù)位銷824包括柱塞828，在閉合狀態(tài)下，所述柱塞828插入栓鎖826中的孔中。在跳閘狀態(tài)下，復(fù)位銷822、復(fù)位銷824，以及柱塞828從封套向外延伸。柱塞828無法向上提升栓鎖826，因為柱塞828不會延伸到栓鎖孔中，且栓鎖擒縱機構(gòu)830無法接合栓鎖826。當(dāng)裝置10復(fù)位時，復(fù)位按鈕822被按下，從而使得復(fù)位桿824和柱塞828進入栓鎖826中的孔中。當(dāng)柱塞828完全穿過所述孔延伸時，栓鎖826橫向移動，以通過由彈簧834提供的偏置力來捕獲擒縱機構(gòu)830。與存儲在壓縮的彈簧832中的能量關(guān)聯(lián)的力大于與跳閘機構(gòu)關(guān)聯(lián)的力。因此，彈簧832可向上提升栓鎖826和懸臂816。當(dāng)懸臂816向上移動時，觸點800接合觸點804，使得懸臂814向上移動，直至觸點804接合固定觸點808。在復(fù)位狀態(tài)下，按鈕822被按下，且與裝置10的封套齊平。因此，彈簧832在按鈕822和封套的一部分之間壓縮。在本實用新型的一個實施例中，復(fù)位按鈕組件，即復(fù)位按鈕822、復(fù)位銷824和柱塞828由非金屬材料形成。在替代性實施例中，復(fù)位按鈕822、復(fù)位銷824和柱塞828可形成為ー個整體単元。在相關(guān)領(lǐng)域的裝置中，復(fù)位銷由金屬材料形成，被鋳造或加工成所需的形狀和外形，具體取決于復(fù)位/栓鎖接ロ。所述實施例中的非金屬復(fù)位組件可由樹脂塑性材料、尼龍材料、聚碳酸酯材料，或包括塑料的復(fù)合材料以及填充材料組成。填充材料可從包括以下項的組中選擇玻璃、礦物增強型尼龍?zhí)盍?、全氟聚?PFPE)、聚四氟こ烯(PTFE)、硅酮、ニ硫化鑰、石墨、聚芳基酰胺纖維、碳纖維，或金屬填料。盡管本段使用的參考數(shù)字與圖14中所用的相同，但所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解，本文所述的非金屬復(fù)位組件同樣 適用于在本專利案中所述的本實用新型的每個實施例。圖15為電氣布線裝置10處于跳閘狀態(tài)時的細節(jié)圖。如上述圖13的論述所述，當(dāng)感測到故障或模擬故障并檢測出該故障吋，SCR 106的控制線發(fā)送信號。響應(yīng)結(jié)果是，SCR106觸發(fā)螺線圈52。當(dāng)螺線圈52被激活吋，所得的磁場會使電樞51靠著栓鎖部件826，且克服彈簧834的偏置力。當(dāng)栓鎖部件826橫向移動時，栓鎖826與擒縱機構(gòu)830之間的干擾消除，從而從栓鎖826中釋放復(fù)位銷824。復(fù)位按鈕822和復(fù)位銷824向上移動，同時懸臂816和懸臂814依靠其固有的自偏置機構(gòu)在相反方向上移動。因此，觸點808、804和800分開，裝置10跳閘。在一個替代性實施例中，斷路器簧片836耦接到懸臂816。當(dāng)斷路器簧片836不再受彈簧832抑制時，其使懸臂816向下。在另ー個替代性實施例中，在過渡到跳閘狀態(tài)期間，斷路器簧片836輔助懸臂816的自偏置。類似地，懸臂814也可經(jīng)提供有斷路器簧片。因此，本實用新型的夾層式懸臂設(shè)計中所使用的懸臂結(jié)構(gòu)可形成有彈簧偏置機構(gòu)或沒有此類偏置機構(gòu)。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，由于形態(tài)的偏差可能會導(dǎo)致某部分與懸臂部分的標(biāo)稱彈簧偏置機構(gòu)不一致，因此當(dāng)懸臂部分中引入彈簧偏置機構(gòu)時，形態(tài)比較關(guān)鍵。普通的四極結(jié)構(gòu)通常具有四個懸臂，這些懸臂的形態(tài)都很關(guān)鍵。當(dāng)夾層式懸臂設(shè)計使用斷路器簧片吋，由于懸臂的形態(tài)并非預(yù)加載的，因此形態(tài)精確性很關(guān)鍵。這樣可改進電路斷流器的可靠性并降低生產(chǎn)過程成本。此外，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將易于明白，雖然本文中所述的固定觸點808耦接到面板端，但其可耦接到饋電(負載)端30或線路端20。在本文中，圖16是描述根據(jù)本實用新型的替代性實施例的跳閘機構(gòu)的細節(jié)圖。圖14和圖15所示的跳閘機構(gòu)具有斷流觸點結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括兩個懸臂梁。在替代性構(gòu)造中，雙梁結(jié)構(gòu)中的一個結(jié)構(gòu)由單梁結(jié)構(gòu)替代。插座出線ロ具有多個插座端，其經(jīng)配置以與用戶附接型負載的插頭配合。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員認識到，只需要一對觸點來將負載端與插座端斷開。換言之，圖14和圖15所示的結(jié)構(gòu)只需放于導(dǎo)電路徑(S卩，火線路徑和中線路徑)中的一個路徑中，便可在布線不當(dāng)?shù)那闆r下中斷電路并拒絕向插座出線口供電。因此，在導(dǎo)電路徑中的一個路徑中的電路中斷的情況下，用戶附接型負載將不會獲得操作所需的交流電力，因此用戶會在故障條件可能出現(xiàn)之前補救布線不當(dāng)情況。在布線不當(dāng)情況得以糾正且裝置10正常運行之后，連接到負載端的導(dǎo)線中的任意導(dǎo)線可能出現(xiàn)故障條件。如圖16所示的結(jié)構(gòu)可包括于其他導(dǎo)線中，用于使線路端與負載端斷開，以便在裝置10經(jīng)過適當(dāng)布線且處于正常使用狀態(tài)之后保護用戶。再次參閱圖16，單梁結(jié)構(gòu)位于中線端20中，或者單梁結(jié)構(gòu)是中線端20的延伸。具體而言，線路端20連接到懸臂梁1100。懸臂梁1100包括置于其上的觸點1102。觸點1102經(jīng)配置以接合固定觸點1104。固定觸點1104置于整體部件1106上。整體部件1106包括位于一端的插座端42和位于另一端的負載端30。因此，負載端30和插座端42可通過電而永久地耦接。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，本文中可使用任意合適的結(jié)構(gòu)。例如，圖16所示的簡化結(jié)構(gòu)可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任意數(shù)目的簡化結(jié)構(gòu)(例如，母線結(jié)構(gòu))替代。端20、30和42在復(fù)位狀態(tài)下通過懸臂1100進行電耦接，懸臂1100具有接合固定觸點1104的可移動觸點1102。另ー方面，當(dāng)裝置10跳閘時，觸點1102與1104之間的電連 接通過移動懸臂1100而中斷。因此，負載端30和插座端42與線路端20電斷開?；蛘?，可使用單梁結(jié)構(gòu)，以用于耦接火線端300和48與火線端200或使火線端300和48與火線端200解除耦接。對于存在一條以上來自交流電源的火線的多相系統(tǒng)而言，如圖14和圖15所示的雙懸臂結(jié)構(gòu)和如圖16所示的簡化斷路結(jié)構(gòu)的任意混合和匹配組合均可包括于跳閘機構(gòu)801中。在単相系統(tǒng)中，可以確定交流電源導(dǎo)線的哪條導(dǎo)線是火線。因此，在本實用新型的一個實施例中，圖14和圖15所示的雙懸臂結(jié)構(gòu)用于火線導(dǎo)電路徑中。然而，雙懸臂斷路結(jié)構(gòu)在中線導(dǎo)電路徑中可由圖16所示的結(jié)構(gòu)代替。此外，在另ー個實施例中，中線、中線插座和中線下游端可永久地接合在一起。類似地，可實施其他各實施例，這些實施例會混合并匹配以下結(jié)構(gòu)的組合使下游端和插座負載端解除電連接的結(jié)構(gòu)與未使下游端和插座負載端解除電連接的簡化結(jié)構(gòu)。在本文中，圖17是描述根據(jù)本實用新型另ー個實施例的開焊機構(gòu)的細節(jié)圖。盡管斷流觸點既定在螺線圈52中產(chǎn)生磁力時自由跳閘，以操作跳閘機構(gòu)801，但由于暴露于過電流、腐蝕等，因此觸點可“焊接”在一起并保持閉合，從而使懸臂和斷路器簧片所施加的觸點斷開カ無法斷開觸點。本實用新型包括經(jīng)配置以斷開焊接式觸點的開焊機構(gòu)。如上文所述，開焊機構(gòu)輔助斷路器簧片和/或自偏置力，以克服將ー對或多對觸點連接在一起的焊接條件。存在焊接條件可能是由于腐蝕、灰塵或外來物累積、冷粘合、冶金粘合或電感生粘
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ロ o圖17圖示跳閘機構(gòu)801處于復(fù)位狀態(tài)。跳閘機構(gòu)801包括圖14所示的實施例中所含的所有零部件。但圖17還包括栓鎖區(qū)1200，其位于栓鎖826與懸臂816之間。跳閘機構(gòu)如先前所述那樣運作，其中增強以下內(nèi)容。當(dāng)裝置10復(fù)位時，接觸彈簧832向栓鎖826施加向上的力。栓鎖826又使栓鎖區(qū)1200的表面1200向上。表面1200也施加力，使懸臂816向上偏轉(zhuǎn)。懸臂816讓觸點800接合觸點804。隨著懸臂816繼續(xù)向上偏轉(zhuǎn)，懸臂814也偏轉(zhuǎn)，直到觸點804接觸固定觸點808為止，從而完成復(fù)位操作。因此，中線端20、30與42之間形成電連接，火線端200、300與48也形成電連接。參閱圖18，圖示了開焊機構(gòu)處于跳閘狀態(tài)的細節(jié)圖。如先前所述，當(dāng)裝置10跳閘時，SCR 106觸發(fā)螺線圈52。響應(yīng)結(jié)果是，螺線圈52產(chǎn)生磁場，從而使電樞51朝向栓鎖機構(gòu)826橫向移動。電樞51使栓鎖826移動以抵消彈簧834的偏置力。如上所述，栓鎖826與擒縱機構(gòu)830之間的干擾消除，從而釋放復(fù)位按鈕822、復(fù)位銷824和擒縱機構(gòu)830，并使其向上移動。由接觸彈簧832施加的カ不再通過表面1202傳送到懸臂816。懸臂814和懸臂816中的自偏置機構(gòu)趨向于向下驅(qū)動懸臂，以斷開觸點。然而，觸點對808/804和/或804/800可保持在閉合位置，因為出現(xiàn)了先前所述的焊接條件中的ー個條件。栓鎖區(qū)1200包括開焊臂1206。開焊臂1206經(jīng)配置以斷開觸點對808/804之間可能存在的任何焊接。栓鎖區(qū)1200還包括開焊臂1204。開焊臂1204經(jīng)配置以斷開觸點對804/800之間可能存在的任何焊接。在跳閘操作期間，栓鎖區(qū)1200經(jīng)配置以向下加速運動。對于觸點對808/804，栓鎖區(qū)1200的運動造成表面1206擊打懸臂814。該擊打運動傾向于斷開觸點808與觸點804之間形成的任何焊接。在分開觸點對804/800時會發(fā)生類似 的動作。當(dāng)裝置10跳閘時，栓鎖區(qū)1200向下加速，從而使開焊臂1204擊打懸臂816。該擊打運動可用于斷開觸點804與觸點800之間形成的任何焊接。開焊機構(gòu)還包括阻止部件1208。在跳閘操作期間，阻止件1208限制懸臂814向下運動。阻止件1208經(jīng)配置以幫助開焊臂1204斷開觸點對804/800之間可能存在的任何焊接。當(dāng)開焊臂1204向下運動時，懸臂814也在向下的方向上偏轉(zhuǎn)。然而，阻止件1208限制懸臂814的一部分向下偏轉(zhuǎn)。實質(zhì)上，阻止件1208施加向上的力，而臂1206施加向下的力。這些カ的組合傾向于斷開觸點對804/800之間可能形成的任何焊接。可用開焊臂1204、1206或其組合實施本實用新型。此外，如果提供了開焊器1204和1206，那么可對擊打動作進行排序，從而在一個開焊臂擊打其相應(yīng)的懸臂之前，另ー個開焊臂擊打其相應(yīng)的懸臂。只要可能存在的任何焊接以任意速率斷開，則跳閘機構(gòu)801的所有觸點對斷開，從而跳閘機構(gòu)801處于跳閘狀態(tài)。盡管已相對于雙懸臂結(jié)構(gòu)描述了開焊部件，但可配置開焊器以用于如圖16所述的單懸臂結(jié)構(gòu)。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，本文中所述的開焊設(shè)備可用于任意類型的斷流觸點機構(gòu)。圖19是根據(jù)本實用新型的替代性實施例的交錯式觸點構(gòu)形的細節(jié)圖。在此實施例中，負載懸臂包括交錯式觸點組件804a、804b。上部觸點804b與固定觸點808對齊。當(dāng)然，固定觸點808與中線面板觸點成電連接。下部觸點804a與線路觸點800對齊。交錯式觸點構(gòu)形具有若干個優(yōu)點。因為觸點是交錯式的，所以無需使用特殊制造技木。例如，可使用鉚釘實施所述觸點。因此，交錯式觸點構(gòu)形可降低復(fù)雜性和成本。參閱圖20，圖示了圖14所示的電氣布線裝置的機械設(shè)計的透視圖。具體而言，圖19所示為懸臂結(jié)構(gòu)相對于裝置“足跡”的布置。一般的四極結(jié)構(gòu)將懸臂布置成橫靠彼此。圖19所示的構(gòu)形垂直布置懸臂。當(dāng)涉及裝置寬度時，布置成垂直對(814、816)很經(jīng)濟。因此，形成空間以用于指示器1302和1304 (未圖示)的光管。相應(yīng)地，夾層式懸臂設(shè)計可容納跳閘指示器和/或?qū)ьl指示器。圖21是圖19所示的負載端的細節(jié)圖。懸臂814經(jīng)過定形以配合端30 (300)的形狀因數(shù)，而且懸臂814通過點焊接或鉚釘組件31耦接到端30(300)。在一個替代性實施例中，負載端可由單塊導(dǎo)電材料構(gòu)成，且形成為圖21所示的配置。線路端以類似的方式進行配置。因此，懸臂對(814、816)形成有效的載流路徑。圖22是根據(jù)本實用新型的第四實施例的電氣布線裝置的透視圖。在此實施例中，可將懸臂定位成彼此之間形成任意角，例如，形成如圖所示的直角。如圖所示，線路懸臂816為L形，以容納位于裝置10內(nèi)的零部件。負載懸臂814類似于先前所示的懸臂結(jié)構(gòu)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，構(gòu)形可顛倒，負載懸臂為L形。圖23為圖13所示的電氣布線裝置的示意圖。但圖19的示意圖適用于本文中所公開的所有實施例。本實用新型的保護裝置經(jīng)配置以感測并檢測配電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障條件，以及手動或自動產(chǎn)生的模擬故障條件。故障條件可包括電弧故障、接地故障，或電弧故障和接地故障兩者。參閱圖23，裝置10包括三個主要部分檢測電路1300、布線不當(dāng)檢測電路1308以及跳閘機構(gòu)801。檢測電路1300包括差動變壓器100。變壓器100經(jīng)配置以對分別連接到端20和200的火線和中性線之間的電流差動進行感測。當(dāng)某人接觸地面，同時無意中暴·露的火線連接到端300或48 (電流通過人流過火線但并不通過中性線返回)吋，到達地面的故障電流會產(chǎn)生差動電流。所感測到的信號由檢測設(shè)備104檢測出，檢測設(shè)備104可包括多種集成檢測電路中的任意ー種，例如，仙童半導(dǎo)體公司(Fairchild SemiconductorCorporation)生產(chǎn)的RV 4141。所檢測的信號接通SCR 106，以致動螺線圈52，從而使跳閘機構(gòu)801跳閘，如上文所述。在本實用新型的一個實施例中，跳閘機構(gòu)801包括輔助開關(guān)812。當(dāng)跳閘機構(gòu)801處于跳閘位置時，輔助開關(guān)觸點812斷開。如果SCR 106壽命已經(jīng)終止且永遠為接通狀態(tài)，那么輔助開關(guān)812要確保螺線圈52并非永久連接到電源。否則，螺線圈52可由于持續(xù)暴露于電流而受到熱損壞，因而無法操作跳閘機構(gòu)801來斷開故障條件。如果SCR 106壽命已經(jīng)終止，而且按下復(fù)位按鈕822以閉合與跳閘機構(gòu)801相關(guān)的多種觸點，那么輔助開關(guān)812接通。響應(yīng)結(jié)果是，螺線圈52將立刻使跳閘機構(gòu)再次跳閘。因此，輔助觸點812確保跳閘機構(gòu)801在達到壽命終止條件時不會保持在復(fù)位狀態(tài)。因此，當(dāng)SCR106的壽命已經(jīng)終止(有時稱為裝置10的安全故障)時，負載端30和300、插座端42和48無法永久地連接到線路端200和20。本實用新型還包括跳閘指示器。指示器1302耦接到輔助開關(guān)812。當(dāng)跳閘機構(gòu)801處于跳閘狀態(tài)時，指示器1302變亮。因此，指示器1302用于向用戶表明裝置10跳閘。因此，用戶意識到裝置10會造成電路中的電カ中斷。此外，指示器1302向用戶表明輔助開關(guān)812是否能夠接通和斷開。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，指示器1302可用作燈、信號器或燈和信號器。處于接通狀態(tài)時，指示器1302可進行連續(xù)或間歇傳輸。裝置10還可包括“通電”指示器1304。指示器1304與直流接地之間的虛線1306表示通電指示器電路。指示器1304經(jīng)配置以表明電カ被傳送到負載端30和300以及插座端42和48。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，指示器1304可用作燈、信號器或燈和信號器。布線不當(dāng)檢測電路1308包括與選擇開關(guān)1312串聯(lián)的布線不當(dāng)電阻器1310。開關(guān)1312 (如果提供的話)在制造組件期間處于斷開狀態(tài)，從而有助于對裝置10進行電測試。在對裝置10進行測試之后，開關(guān)1312在裝配期間處于接通狀態(tài)，直到裝置10流入市場為止。裝置10已進行適當(dāng)布線，即，配電系統(tǒng)的電源連接到線路端20和200吋，恒定電流將流經(jīng)電阻器1310。電阻器1310經(jīng)配置以在電流已流動預(yù)定時間后斷開電路。在優(yōu)選實施例中，預(yù)定時間為約I秒到5秒。在電阻器1310斷開電路之后，可按下復(fù)位按鈕822，從而使跳閘機構(gòu)801進入復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)需要，保險絲或空氣間隙裝置(未圖示)可與電阻器1310串聯(lián)，在這種情況下，電阻器1310保持閉合，保險絲或空氣間隙裝置要在預(yù)定時間內(nèi)斷開電路。如果裝置10布線不當(dāng)，那么電流無法以上文所述的方式流過電阻器1310，且電阻器1310無法斷開電路。事實上，通過電阻器1310的電流被差動變壓器100感測為差動電流。檢測設(shè)備104將差動電流解釋為故障條件。因此，檢測設(shè)備104將控制輸入發(fā)送到SCR106。SCR 106接通，從而致動螺線圈52。螺線圈52產(chǎn)生磁場，且機構(gòu)801跳閘。因此，流過電阻器1310的電流在電阻器1310斷開電路之前中斷。電流通過電阻器1310的持續(xù)時間大約為裝置10的響應(yīng)時間。換言之，流過電阻器1310的電流在少于0. I秒的時間內(nèi)中斷。因此，電流的持續(xù)時間太短，無法斷開電阻器1310。如果按下復(fù)位按鈕822以使跳閘機構(gòu)801復(fù)位，那么電流開始再次流過電阻器1310。然而，可再次檢測出電流，因此裝置10立即跳閘。因此，當(dāng)配電系統(tǒng)的電源不當(dāng)布線到負載端時，裝置10將重復(fù)跳閘。 因此，可配置本實用新型，從而在裝置10不當(dāng)布線時，觸點對808/804和觸點對804/800斷開(跳閘)。跳閘狀態(tài)可防止不當(dāng)布線到負載端(30、300)的交流電源永久地向插座端提供電力，即使用戶附接型負載中可能出現(xiàn)故障條件。雖然已相對于在裝置適當(dāng)布線時便會斷開的電阻器描述了布線不當(dāng)電路，但可使用所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的任意數(shù)目的熔線。由于預(yù)定的熔化特性，熔線可斷開(消除)。熔線可經(jīng)配置以在附近電阻將所述熔線加熱到預(yù)定溫度時斷開。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，存在其他不當(dāng)布線保護方法，這些方法經(jīng)配置以永久性防止對裝置10進行復(fù)位，直到裝置10已進行適當(dāng)布線為止。例如，電阻器1310可提供物理塊，其防止擒縱機構(gòu)830與栓鎖826之間進行干擾。當(dāng)對裝置10適當(dāng)布線時，電阻器1310引導(dǎo)穩(wěn)定的電流，該電流可使電阻器1310充分加熱以熔化焊盤上的焊料。可實施彈簧偏置機構(gòu)(未圖示)以促使電阻器1310移開。移開的電阻器1310不再提供物理塊，從而復(fù)位按鈕822可在擒縱機構(gòu)830與826之間形成干擾。因此，直到對裝置進行適當(dāng)布線為止，電阻器1310都不會被移開，因此裝置10無法復(fù)位。AFCI或其他保護裝置由于包括跳閘機構(gòu)801和布線不當(dāng)電路1308’而免受布線不當(dāng)?shù)挠绊憽鞲衅?00’和檢測設(shè)備104’經(jīng)配置以對受保護的特定故障條件進行感測和檢測。布線不當(dāng)電阻器可經(jīng)配置以產(chǎn)生模擬故障信號。如上文所述，當(dāng)對裝置10進行適當(dāng)布線時，布線不當(dāng)電阻器不起作用。因此，同樣消除了模擬故障條件，從而跳閘機構(gòu)801可進行復(fù)位。或者，布線不當(dāng)電阻器可經(jīng)配置以產(chǎn)生不表示故障條件的跳閘信號。當(dāng)對裝置10進行適當(dāng)布線時，跳閘信號以類似的方式中斷，從而跳閘機構(gòu)801可進行復(fù)位。例如，布線不當(dāng)電阻器1310’產(chǎn)生跳閘信號以接通SCR 106。直到對裝置10進行適當(dāng)布線才致動螺線圈52，之后清除電阻器1310’以形成斷路。在本文中，圖24到圖27是描述復(fù)位鎖止機構(gòu)的細節(jié)圖。參閱圖24，裝置10處于跳閘狀態(tài)，即，栓鎖826未耦接到擒縱機構(gòu)830。為了完成復(fù)位，向復(fù)位按鈕822施加向下的力。復(fù)位銷824上的肩狀物1400落在電氣測試開關(guān)50’上，以產(chǎn)生測試信號。測試信號模擬配電系統(tǒng)中的故障條件，例如，接地故障條件或電弧故障條件。[0124]參閱圖25，測試信號由檢測設(shè)備104進行感測并檢測出。檢測設(shè)備提供使螺線圈52致動電樞51的信號。電樞51在如圖所示的方向上移動，從而使栓鎖826中的孔828與肩狀物1400對齊。向復(fù)位按鈕822施加的向下力使肩狀物1400繼續(xù)向下運動，因為向下力不受肩狀物1400抑制。由于肩狀物1400設(shè)置于栓鎖826之下，因此肩狀物1400不再能夠向栓鎖826施加向下力，以閉合電氣開關(guān)50’。因此，開關(guān)50’斷開，從而終止對螺線圈52的致動。電樞51響應(yīng)于彈簧834的偏置力而在如圖所示的方向上移動。如圖26所示，跳閘機構(gòu)處于復(fù)位狀態(tài)。換言之，如上文所述的施加在復(fù)位按鈕822上的向下カ不再存在。因此，栓鎖826位于栓鎖擒縱機構(gòu)830上。參閱圖27，用戶可接觸到的測試按鈕50耦接到跳閘機構(gòu)。當(dāng)按下圖27中的測試按鈕50時，裝置10通過機械連桿機構(gòu)而跳閘。具體而言，當(dāng)向測試按鈕50施加カ時，機械連桿機構(gòu)1402在如圖所示的方向上推動栓鎖826。栓鎖826與彈簧834的偏置力相対。響應(yīng)結(jié)果是，栓鎖826中的孔828與擒縱機構(gòu)830對齊。因為栓鎖826不再受擒縱機構(gòu)830抑制，所以跳閘機構(gòu)跳閘。 如上文所述，由于螺線圈52致動電樞51，因此裝置復(fù)位。然而，如果保護裝置10已經(jīng)達到壽命終止條件，那么便不致動電樞51。因此，未移除機械屏障，從而機械屏障(肩狀物)防止跳閘機構(gòu)復(fù)位。如果存在壽命終止條件，那么物理屏障便防止保護裝置復(fù)位。再次參閱圖23，向復(fù)位按鈕822施加力可閉合開關(guān)觸點1404。當(dāng)觸點1404處于閉合狀態(tài)時，對保護裝置的一部分進行測試?？赏ㄟ^用電氣測試按鈕50’代替機械連接的測試按鈕50對保護裝置的模擬故障條件進行測試。在一個替代性實施例中，模擬測試信號可從斷流觸點的線路側(cè)產(chǎn)生。如果裝置流入市場，其中斷流觸點處于跳閘位置，那么這會很有用。因此，當(dāng)交流電源不當(dāng)布線到饋電端吋，不會產(chǎn)生對整個裝置或裝置的一部分進行測試的測試信號。由于未產(chǎn)生測試信號，因此不移除機械屏障。這樣，機械屏障可防止跳閘機構(gòu)復(fù)位。物理屏障也可防止保護裝置在布線不當(dāng)條件下復(fù)位。如果存在斷開中線條件，那么不會產(chǎn)生測試信號。因此，裝置在斷開中線的條件下也無法復(fù)位。在另ー個實施例中，夾層式懸臂機構(gòu)可并入保護裝置中，從而經(jīng)配置以響應(yīng)于壽命終止條件而鎖定電カ或致動指示器，或者鎖定電力并致動指示器。所述指示器可為視覺和/或聽覺指示器。視覺指示器可具有各種顏色。所述指示器可為穩(wěn)定指示器或間斷指示器，例如，閃紅光的指示器。參考第10/729，392號美國專利申請案和第10/729，396號美國專利申請案，所述申請案的全文以引用的方式并入本文中，從而獲得對具有壽命終止的鎖止設(shè)備和指示器的保護電路的詳細解釋。在本文中，圖28是描述根據(jù)本實用新型的一個實施例的電氣裝置的示意圖。圖28所示的電流經(jīng)配置以在每次交流電源的負半周期時段內(nèi)引入模擬接地故障，這樣，跳閘SCR 24無法導(dǎo)電。如果裝置無法檢測出模擬接地故障，即，存在內(nèi)部故障條件，那么所述裝置拒絕向下一正半周期的負載端和插座供電。雖然示意圖描述GFCI電路以用于說明，但該示意圖可適用于其他保護裝置，這可通過在負半周期內(nèi)提供適合于裝置的模擬故障條件來實現(xiàn)。裝置10保護連接到負載端30 (300)和插座40的電路。裝置10通過線路側(cè)中線端20和線路側(cè)火線端300連接到交流電源。裝置10包括兩個主要部分接地故障斷流(GFI)電路900和檢查電路901。[0132]GFI電路900包括差動傳感器100，其經(jīng)配置以當(dāng)火線和中性線之間的電流存在差動時對負載側(cè)接地故障進行感測。差動傳感器100連接到檢測設(shè)備104，檢測設(shè)備104處理差動傳感器100的差動輸出。檢測設(shè)備104連接到電源電路902。電源902向檢測設(shè)備104供電。檢測設(shè)備104經(jīng)配置以在交流電カ的正半周期和負半周期內(nèi)對接地故障進行檢測。因此，檢測設(shè)備104在輸出線路903上提供輸出信號。輸出線路903通過濾波電路904耦接到SCR 106。當(dāng)檢測設(shè)備104感測到故障時，輸出線路903上的電壓信號改變且SCR 106接通。SCR 106只在交流電源的正半周期內(nèi)接通。此外，由于電路中存在虛假瞬態(tài)噪聲，因此緩沖網(wǎng)絡(luò)907防止SCR 106接通。當(dāng)SCR 106接通時，致動螺線圈52。螺線圈52又會使跳閘機構(gòu)80 (528、801)釋放四極斷流器觸點，即，觸點950、952、954和觸點956、958、960。當(dāng)釋放斷流器觸點時，裝置10的負載側(cè)和插座40均分別與電路的線路側(cè)電源解除耦接。圖28所示的觸點950、952、954和觸點956,958,960的示意圖對應(yīng)于圖13到圖18以及圖20所示的電路斷流器構(gòu)形。圖28所示的電路可與本文中所述的所有機械實施例結(jié)合使用。GFI電路900還包括中線接地發(fā)射器102，其經(jīng)配置以對中線接地條件進行檢測。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，連接到中線端20的導(dǎo)線在所述電路中是故意接地的。當(dāng)連接 到負載中線端200的導(dǎo)線偶然接地時，發(fā)生中線接地條件。中線接地條件形成并聯(lián)導(dǎo)電路徑，其中返回路徑設(shè)置于負載端200 (42)與線路端20之間。當(dāng)中線接地條件未出現(xiàn)時，可配置中線接地發(fā)射器102以將等信號耦合到火線和中性線中。如上文所述，差動傳感器100對電流差動進行感測。因此，由中線接地發(fā)射器102提供的等信號可忽略。但是，當(dāng)中線接地條件出現(xiàn)時，耦合到中性線上的信號隨著并聯(lián)導(dǎo)電路徑和返回路徑周圍的電流進行循環(huán)，從而形成導(dǎo)電回路。由于循環(huán)電流通過中性線而非火線進行導(dǎo)電，因此產(chǎn)生差動電流。差動傳感器100對火線與中性線之間的差動電流進行檢測。因此，檢測設(shè)備104響應(yīng)于中線接地條件而在輸出903上產(chǎn)生信號。如最初所述，裝置10包括檢查電路901。由于內(nèi)部故障(也稱為壽命終止條件)，因此檢查電路901使GFI 900跳閘。壽命終止條件的實例包括(但不限于)無功能傳感器100、中線接地發(fā)射器102、接地故障檢測設(shè)備104、濾波電路906、SCR 106、緩沖器907、螺線圈52或電源902。內(nèi)部故障條件可包括電氣零部件短路或斷開、或經(jīng)配置以電互連零部件的電跡線斷開或短路，或者發(fā)生中線接地故障時GFI 900未跳閘的其他此類故障條件。檢查電路900包括若干個功能組。每ー組的零部件均在括號內(nèi)。這些功能包括故障模擬功能(928、930和934)、電源功能924、測試信號功能(52、916、918和912)、故障檢測功能(920)以及故障響應(yīng)功能(922、910和914)。故障模擬由極性檢測設(shè)備928、開關(guān)930以及測試回路934提供。極性檢測設(shè)備928經(jīng)配置以檢測交流電源的極性，并在SCR 106無法接通時提供輸出信號，該輸出信號在交流電源的負半周期部分期間接近于開關(guān)930。當(dāng)開關(guān)930處于接通狀態(tài)時，測試回路934耦接到中線接地發(fā)射器102和接地故障檢測設(shè)備100?；芈?34的電阻少于2歐姆。因為極性檢測設(shè)備928僅在負半周期內(nèi)閉合，所以電氣回路934僅在負半周期內(nèi)提供模擬中線接地條件。但是，模擬中線接地條件使檢測設(shè)備104在線路903上產(chǎn)生故障檢測輸出信號。測試信號功能提供不存在內(nèi)部故障條件時所產(chǎn)生的振鈴信號。電容器918和螺線圈52形成諧振電路。電容器918通過連接到電路的交流電源的ニ極管916進行充電。SCR106即刻接通以使與螺線圈52串聯(lián)的電容器918放電。由于在負半周期內(nèi)發(fā)生放電事件，因此電容器918放電之后SCR 106立即斷開。放電電流的大小和放電事件的持續(xù)時間不夠致動跳閘機構(gòu)80 (528、801)，因此斷流觸點保持閉合。當(dāng)SCR 106使電容器918在負交流電電源周期內(nèi)放電時，螺線圈52的周圍形成場，受到破壞時，所述場使電容器918在相反方向上再充電，從而與常見電路相比，在電容器上產(chǎn)生負電壓。螺線圈52與電容器918之間的能量轉(zhuǎn)移會產(chǎn)生測試接受信號作為振鈴振蕩。繞組912在磁性上耦接到螺線圈52，并用作隔離變壓器。測試接受信號在磁性上耦接到繞組912，且用于使延遲計時器920復(fù)位。故障檢測功能由延遲計時器920和SCR 922提供。延遲計時器920從電源924接收電力。未出現(xiàn)故障條件時，延遲計時器920在每個負半周期內(nèi)通過測試接受信號進行復(fù)位，從而防止計時器920超吋。如上文所述，如果GFI900中存在內(nèi)部故障，那么便不產(chǎn)生線路903上的輸出信號和來自繞組912的相關(guān)測試接受信號，正常情況下，這些信號會在每個負半周期上再產(chǎn)生。如果未出現(xiàn)測試接受信號，那么延遲計時器920將超吋。
響應(yīng)于超時條件，SCR 922接通。SCR 922致動螺線圈910，螺線圈910又運作跳閘機構(gòu)80 (528、801)。隨后，釋放四極斷流器觸點，而且使負載側(cè)端(30、300)和插座40與電路的電源解除耦接。如果用戶試圖通過手動按下復(fù)位按鈕962而使斷流觸點復(fù)位，那么缺少測試接受信號會使裝置10再次跳閘。內(nèi)部故障條件可造成裝置10跳閘，并可使用指示器914在視覺或聽覺上指示所述故障條件。或者，可忽略螺線圈910，這樣，可使用指示器914在視覺或聽覺上指示所述故障條件，而不會造成裝置10跳閘。因此，響應(yīng)機構(gòu)可為通過機構(gòu)80 (528、801)中斷的電路、指示器914的指示,或者電路與指示器相互的組合。檢查電路901還易受壽命終止故障條件影響。檢查電路901經(jīng)配置以使得這些條件導(dǎo)致GFI 900跳閘，包括按下每個時間復(fù)位按鈕928，或至少使得故障不干擾GFI 900對實際接地故障或中線接地條件進行感測、檢測且中斷所述條件例如，如果SCR 922形成短路，那么毎次GFI 900復(fù)位且GFI 900立即斷開時都會致動螺線圈910。如果電容器918、螺線圈910或繞組912中的一個或多個出錯，那么將不會產(chǎn)生可接受的測試信號，且配置檢查電路901以使GFI 900跳閘如果極性檢測設(shè)備928或開關(guān)930短路，那么在交流電源的兩個極性期間啟用中線接地模擬信號。這將造成GFI 900跳閘如果極性檢測設(shè)備928或開關(guān)930斷開電路，那么不會存在中線接地模擬信號，而且延遲計時器920不會復(fù)位，GFI 900不會跳閘。螺線圈52和910經(jīng)配置以運作跳閘機構(gòu)80(528、801)，即使由于壽命終止條件的存在，這兩個螺線圈中的一個發(fā)生故障。因此，如果螺線圈910短路，那么跳閘機構(gòu)80在實際故障條件期間仍由螺線圈52致動。如果電源924短路，那么電源902仍然保持運作狀態(tài)，從而GFI 900保持工作狀態(tài)。盡管出現(xiàn)上述情況的可能性較小，但某些雙故障條件會造成GFI 900立即跳閘。通過說明，如果SCR 922和SCR 106同時短路，那么螺線圈52和910均接通，從而致動跳閘機構(gòu) 80 (528、801)。在另ー個實施例中，可忽略螺線圈910且SCR 922如所述那樣通過虛線936重新連接。在實際故障條件期間，螺線圈52由SCR 106接通(致動);當(dāng)檢查電路901檢測出GFI900中的壽命終止條件吋，螺線圈52由SCR 922接通。通過將螺線圈52連接到斷流觸點的負載側(cè)實質(zhì)上使螺線圈52發(fā)生故障的可能性最小。如上文所述，纜線回路934包括中性線的一部分。一段火線而不是中性線可包括于電氣回路934中，以產(chǎn)生類似的模擬信號(未圖示)。也可進行其他修改。中性線(或火線)部分有電阻964，通常為I歐姆到10歐姆，電流通過負載流經(jīng)該電阻964，從而造成電壓降低。電壓降低造成電氣回路934中的電流循環(huán)，這種情況被差動傳感器100感測為接地故障。因此，由于測試開關(guān)930接通，因此接地故障檢測設(shè)備104在輸出903上產(chǎn)生信號，而無需考慮中線發(fā)射器102中是否發(fā)生內(nèi)部故障條件。為了確保通過檢查電路901對中線接地發(fā)射器102進行測試以確認是否有故障，可如先前那樣配置電氣回路934，但無需包括一段中性線(或火線)，電氣回路934通過纜線段進行說明，如虛線966所示。裝置10還可配備有布線不當(dāng)檢測電路520，如上文所述。如果裝置10已適當(dāng)布線，那么電阻器522保險絲斷開。因此，如果重新安裝裝置10，那么布線不當(dāng)檢測電路將不可用于提供布線不當(dāng)保護。但是，可配置檢查電路901以向重新安裝的機構(gòu)提供布線不當(dāng)保護。在重新安裝過程中，用戶按下測試按鈕50’以使GFI 900跳閘。如果裝置10布線不當(dāng)，那么連接到斷流觸點的負載側(cè)的電源924向延遲計時器920提供電力。將電源902配置到電路斷流觸點，這樣，當(dāng)GFI 900跳閘時，電源902不會接收電力。由于未向GFI 900供·電且因此GFI 900不工作，因此不會通過繞組912傳遞測試接受信號。因此，檢查電路901使裝置10跳閘。只要按下復(fù)位按鈕，便致動跳閘機構(gòu)，從而斷流器觸點不會保持閉合。因此，檢查電路901以類似的方式將重新安裝布線不當(dāng)解釋為壽命終止條件。裝置10只在正確布線之后才復(fù)位。參閱圖29，描述的是先前所示的裝置10的電氣部分的替代性示意圖。同樣，圖29所示的電路斷流器觸點950960對應(yīng)于圖13到圖18和圖20所示的電路斷流器構(gòu)形。圖29所示的電路可與本文中所述的所有機械實施例結(jié)合使用。圖29所示為具有壽命終止電路的自動測試電路。這種設(shè)計可與上文所述實施例中的任意實施例結(jié)合使用。中線接地發(fā)射器102包括分別耦接到火線端200和中線端20的飽和磁芯1000和繞組1002。在實際中線接地故障條件期間，飽和磁芯1000在電氣回路934中引起電流尖脈沖。磁芯1000中的磁場顛倒對應(yīng)于交流電源中的過零。磁場顛倒會產(chǎn)生電流尖脈沖。在正過渡過零期間發(fā)生的電流尖脈沖在交流電源的正半周期部分期間產(chǎn)生信號。所述信號被接地故障傳感器100感測為差動信號，且由接地故障檢測設(shè)備104檢測出。隨后，GFI 900跳閘。模擬中線接地條件由極性檢測設(shè)備928和開關(guān)930啟用。極性檢測設(shè)備928在負半周期內(nèi)接通開關(guān)930。因此，電流尖脈沖在交流電源的負半周期部分期間出現(xiàn)，而不在正半周期部分期間出現(xiàn)。如上文所述，檢測設(shè)備104在交流電源的負半周期部分期間的輸出(線路903)無法接通SCR 106。但是，輸出信號由檢查電路901使用，以確定是否已出現(xiàn)壽命終止條件。可使用被稱為MPF930且由安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)制造的MOSFET裝置來實施開關(guān)934。在另ー個實施例中，開關(guān)934可整體集成于接地故障檢測設(shè)備104中。響應(yīng)于施加接地故障或中線接地條件，接地故障檢測設(shè)備900在交流電源的正半周期部分期間產(chǎn)生輸出信號903。所述信號接通SCR 106和冗余的SCR 922，以致動螺線圈52。螺線圈52使跳閘機構(gòu)80 (528、801)工作。當(dāng)以上文所述的方式引入模擬中線接地條件時，在交流電源的負半周期部分期間向延遲計時器920提供測試接受信號。延遲計時器920包括晶體管1066，晶體管1066在接收到測試接受信號時使電容器1008放電。電容器1008在交流線路周期的保持部分期間使用電阻器1010通過電源902進行再充電。同樣，如果裝置10中存在內(nèi)部故障，那么不會產(chǎn)生測試接受信號且晶體管1006不會接通。因此，電容器1008繼續(xù)充電，直到達到預(yù)定電壓為止。達到預(yù)定電壓吋，SCR 922在交流電源信號的正半周期部分期間致動。響應(yīng)結(jié)果是，螺線圈52使跳閘機構(gòu)80 (528、801)運行。或者，SCR 922可連接到第二螺線圈910 (見圖 28)。GFI 900和檢查電路901可從電源902中導(dǎo)出電力?？商砑尤哂嗟牧悴考?，這樣，如果ー個零部件的壽命已終止，那么有另ー個零部件維持GFI 900的運作，從而增強可靠性,或至少確保檢查電路901的連續(xù)運作。例如，電源902中的串聯(lián)調(diào)整元件1012可包括并聯(lián)電阻器。電阻器1014可用于防止電源電壓在接地故障檢測設(shè)備104短路的事件中崩潰。清楚的是，如果電源電壓崩潰，那么延遲計時器920可免于用信號通知壽命終止條件。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，裝置10中可包括許多冗余的零部件；本實用新型不應(yīng)解釋為限于上述實例。·[0153]或者，如上文所述，SCR 922可連接到壽命終止電阻器R23、R24，如虛線1016所示，而不是連接到螺線圈52或910。當(dāng)SCR 922導(dǎo)電時，可選擇電阻器R23、R24的值以產(chǎn)生一定量的熱，使之超過焊盤上的焊料的熔點，或接近粘合劑的熔點。電阻器R23、R24的總值通常為1000歐姆。電阻器R23、R24用作可釋放熱的機械屏障的一部分。因為壽命終止電阻R23、R24能夠使裝置10的負載側(cè)從交流電源永久解除耦接，因此很重要的一點是，壽命終止電阻R23、R24不因其他情況(如瞬態(tài)電噪聲)、僅當(dāng)實際壽命終止條件存在時才會移開。例如，SCR 922可能會自動接通來響應(yīng)瞬態(tài)噪聲事件。如果存在虛假的壽命終止條件，那么耦接ニ極管1018可能會使電阻R23、R24解除耦接。當(dāng)接通SCR922時，耦接ニ極管1018促使SCR 922啟動螺線圈52。在本文中，圖30是描述根據(jù)本實用新型的又ー實施例的電路保護裝置10的方框圖。GFCI 10包括接地故障斷流器電路和自動自測試電路?？缇€金屬氧化物變阻器15(movistor 15)可能用于防止導(dǎo)線11、13上的高壓浪涌對裝置10造成損壞。金屬氧化物變阻器15的大小通常為12_。接地故障電路包括經(jīng)配置以感測負載側(cè)的接地故障的差動變壓器2。變壓器3經(jīng)配置成中線接地發(fā)射器，且用于感測中線接地故障條件。差動變壓器2和中線接地變壓器3耦接到檢測設(shè)備電路16。電源18在整個循環(huán)運行中為GFI檢測設(shè)備電路16供電。檢測設(shè)備電路16處理變壓器輸出，井根據(jù)變壓器輸出在輸出引腳20上提供輸出信號。引腳7上的檢測設(shè)備輸出信號由晶體管電路21過濾。控制門電路1116耦接到檢測設(shè)備16和晶體管電路21 ;因此，控制門電路經(jīng)配置以接收檢測設(shè)備輸出信號1120或已過濾的檢測設(shè)備輸出信號20。檢測設(shè)備輸出信號1120和已過濾的檢測設(shè)備輸出信號20分別通過引腳12或引腳11進入控制門1116?？刂崎T1116包括內(nèi)部邏輯門，其使用檢測設(shè)備輸出信號1120和已過濾的檢測設(shè)備輸出信號20作為輸入；門電路的輸出(SCR OUT)提供在控制門1116的引腳13上。因此，向SCR 24提供延遲的控制輸入信號SCR Out。裝置10也包括耦接到差動變壓器2和V+的旁路電路1126。旁路電路1126的輸出也用于SCR 24的控制輸入。因此，可通過檢測設(shè)備16的輸出或通過旁路電路1126的輸出來接通SCR 24。如果在交流電流周期的正半周期內(nèi)接通SCR 24，那么SCR 24將向螺線圈38供應(yīng)能量，而螺線圈38隨后會驅(qū)動跳閘機構(gòu)73中斷四極電路斷流器75。如果在交流電流信號的負半周期內(nèi)將這些信號中的任何ー個信號發(fā)送至SCR 24，那么SCR 24就不能向螺線圈38提供能量。但是，在負半周期將這些信號中的任何ー個(或兩個)信號應(yīng)用于SCR 24會產(chǎn)生測試接受信號以向檢查電路400提供輸入。再次參閱旁路電路1126，其指重要的安全部件。當(dāng)差動電流超過了預(yù)定電流，旁路電路1126會提供繞過控制門1116的輸出，從而致動SCR 24 (來使裝置10跳閘)。一旦差動電流超過了預(yù)定的量(如100mA)，等待門的SCROUT信號就不明智了，因為這種延遲會造成危險。下文更詳細地描述了這種特征。GFCI 10也包括通過耦接電容器40和螺線圈38而形成的GFI輸出電路350。GFI輸出電路350中，檢測設(shè)備16與壽命終止監(jiān)視電路400和控制門1116連接。電容器40和 螺線圈38構(gòu)成共振槽電路。槽電路與SCR 24和緩沖電路35平行放置。電容器40在交流電的正半周期進行充電，而在交流電的負半周期由阻塞ニ極管42阻止其放電。但是，如果螺線圈發(fā)生短路，電容器兩端就不存在負電壓。負電壓由磁場崩潰而產(chǎn)生；磁場由螺線圈產(chǎn)生。而且，如果包括電路102的差動變壓器2、GFI檢測設(shè)備電路16、電路21、電源18、SCR24、螺線圈38、電容器40和阻塞ニ極管42在內(nèi)的任何零部件出現(xiàn)故障，電容器40將不會通過螺線圈38放電，因此電容器40的兩端就不會由于螺線圈38的磁場崩潰而產(chǎn)生負電壓。如果不產(chǎn)生負電壓，那么壽命終止監(jiān)視電路400將超吋，且引腳OUT I將發(fā)送壽命終止條件信號。當(dāng)電容器40的兩端存在負電壓時，壽命終止監(jiān)視電路400的輸入(IN)受驅(qū)動進入低電平狀態(tài)，在壽命終止監(jiān)視電路400中將第一計時器復(fù)位成單穩(wěn)超時模式。只要上述零部件，即電路102的差動變壓器2、GFI檢測設(shè)備電路16、電路21、電源18、SCR 24、螺線圈38、電容器40和阻塞ニ極管42正常運行，電容器將定期放電來復(fù)位第一定時器。因此，電路400的輸出(OUT I)將不發(fā)送壽命終止條件信號。但是，如果這些零部件中的任何一個出現(xiàn)故障，電容器40將不會通過螺線圈38放電，且電容器40兩端將不會由于螺線圈38的磁場崩潰而產(chǎn)生負電壓。如前文所述，第一計時器將超吋，以使OUT I發(fā)送壽命終止條件信號。注意，線1125和1127以虛線顯示。虛線是指線1125和線1127可能不與控制門1116連接。在這些實施例中，通過照亮LED 1124來發(fā)送壽命終止條件信號，并啟動電路400中的第二計時器。當(dāng)?shù)诙嫊r器超時時，OUT 2就會接通SCR 1122，電流通過ニ極管42進行傳導(dǎo)，螺線圈38得到能量供應(yīng)以使電路斷流器73跳閘。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，壽命終止指示器1124可使用視覺指示(即LED)、聽覺指示或視聽指示來實施。這種布置的一個優(yōu)點是通過裝置已達到壽命終止條件的指示向用戶發(fā)出警報。然后用戶可以獲得適當(dāng)?shù)臅r間，以在電路斷流器75執(zhí)行操作拒絕負載端(1108、1108’、1110和1110’)的電流之前更換裝置。在一個實施例中，預(yù)定時間延遲為二十四(24)小吋?？蛇x擇任何合適的時間區(qū)間。例如，延遲可設(shè)置為四十八(48)小吋。在替代性實施例中，壽命終止電路包括冗余部件，如置于OUT I和控制門1116的引腳10之間的線1125。線1127也可能置于控制門引腳13和壽命終止電路400的第二輸入。冗余LED 1140連接到控制門116。冗余部件經(jīng)配置以檢測并響應(yīng)電路400中的壽命終止條件。電路400中的壽命終止條件改變線1127上的信號。通過照亮LED 1140來發(fā)送壽命終止條件信號，并啟動控制門116中的第三計時器。與第三計時器相關(guān)的優(yōu)點類似于與第二計時器相關(guān)的優(yōu)點。當(dāng)?shù)谌嫊r器超時時，控制門1116的輸出13就會接通SCR 24，電流通過ニ極管42進行傳導(dǎo)，螺線圈38得到能量供應(yīng)以使電路斷流器73跳閘。所述領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，壽命終止指示器1140可使用視覺指示(即LED)、聽覺指示或視聽指示來實施。所述領(lǐng)域一般技術(shù)人員將顯而易見地認識到，可根據(jù)輸出電路350和/或控制門1116的配置對壽命終止電路400作出修改和變化。例如，電路400可使用一個單片集成電路或使用離散計時器和其他離散電路元件來實施。例如，OUT I可能是附加SCR裝置的正扱。所述領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解，其他可能的電路變化也包括在本實用新型范圍之內(nèi)。如上所述，控制門1116經(jīng)配置以接收檢測設(shè)備輸出信號1120和已過濾的檢測設(shè)備輸出信號20，從而向SCR 24 (SCR out)提供門的延遲檢測信號?？刂崎T1116也提供壽 命終止功能和自測試功能。自測試功能如下所述?？刂崎T1116經(jīng)配置以在測試狀態(tài)和非測試狀態(tài)之間反復(fù)循環(huán)。兩個狀態(tài)的持續(xù)時間由計時電路確定。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，可使用任何合適類型的計時電路。例如，計時電路可以是由本地振蕩器(未顯示)、置于控制器1116中的計時器或耦接到交流電源的過零電路1117驅(qū)動的外部時鐘構(gòu)形。當(dāng)控制門1116處于測試狀態(tài)時，其經(jīng)配置以在負半周期內(nèi)致動自測試中繼裝置1118。在致動時，自測試中繼裝置1118經(jīng)配置以致動自測試電路從而啟動自測試過程。自動自測試電路1128耦接在火線13和中線11之間。電路1128包括與ニ極管4和電阻8串聯(lián)的觸點1130。當(dāng)接通中繼裝置1118閉合觸點1130時，接地故障模擬電路1128會產(chǎn)生自測試信號。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認識到，測試電路1128可使用各種替代性故障模擬電路來實施。例如，如果對控制門1116和自測試中繼裝置1118進行編程以僅在交流電カ的負半周期內(nèi)閉合觸點1130，則可省去ニ極管4?；蛘?，如果觸點1130經(jīng)配置以通過閉合來實現(xiàn)完整的線路循環(huán)，則應(yīng)包括ニ極管4來限制負半循環(huán)的模擬接地故障電流。流過電阻器8的電流在火線13和中性線11之間產(chǎn)生差動電流，所述差動電流以前述方式由變壓器2感測。當(dāng)然，SCR 24不能在交流波形的負半循環(huán)內(nèi)傳導(dǎo)線路電流。但是，如果檢測設(shè)備16不向SCR 24發(fā)送信號，那么就會啟動上述壽命終止超時時序。所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)顯而易見地認識到，可根據(jù)裝置選擇和設(shè)計問題對本實用新型的控制門1116作出修改和變化。例如，控制門1116可使用微處理器、專用集成電路(ASIC)或所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟悉的其他電子裝置的組合來實施。在圖30所示的實例中，控制門1116作為離散微處理器零部件來實施。在另ー個實施例中，控制門1116與其他裝置零部件和子系統(tǒng)組合在ASIC中。例如，ASIC可能包括檢測設(shè)備16、自測試電路400和其他此類零部件。所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認識到，可根據(jù)電子裝置的特性選擇任何合適類型的自測試中繼裝置1118。例如，中繼裝置1118可使用機電中繼裝置來實施。中繼裝置1118也可使用固態(tài)開關(guān)，如硅控整流器、SCR、三端雙向可控硅開關(guān)元件、晶體管、MOSFET或其他半導(dǎo)體裝置來實施。再次參閱控制門1116，在上述循環(huán)出現(xiàn)的非測試狀態(tài)的時間區(qū)間中，檢測設(shè)備輸出信號20和1120以上述方式進入控制門1116。當(dāng)控制門1116處于非測試狀態(tài)時，控制門1116通過斷開自測試中繼裝置1118致使負半周期的自測試信號停用，從而可檢測實際故障信號而避免受到自測試信號的干擾。在這種狀態(tài)下，GFI 10可檢測任何ー個半周期中的實際故障信號，但鑒于上述SCR 24電路構(gòu)形，GFI 10僅對正半周期的故障作出響應(yīng)。非測試狀態(tài)時間區(qū)間的持續(xù)時間可在一(I)秒和一(I)個月的時間范圍內(nèi)進行選擇。通常認為ー個月是測試之間的最大安全時間區(qū)間?；蛘?，非測試狀態(tài)時間區(qū)間的持續(xù)時間可設(shè)置為約一分鐘。測試/非測試周期重復(fù)出現(xiàn)；完成每個非測試周期之后就會進入測試狀態(tài)周期，完成每個測試周期之后就會進入非測試狀態(tài)周期。當(dāng)然，GFI 10在測試狀態(tài)時間區(qū)間內(nèi)處于自測試模式。自測試信號可在測試狀態(tài)時間區(qū)間的第一負半周期期間、已選擇的負半周期中或測試時間區(qū)間的每個負半周期中進行發(fā)送。在圖30所示的電路實例中，控制門1116在負半周期內(nèi)通過接通自測試中繼裝置1118來致動模擬故障信號。模擬測試信號促使檢測設(shè)備16在每個負半周期內(nèi)于輸出20或替代性輸出1120上產(chǎn)生信號。輸出1120提供的信息與輸出20相同，但其經(jīng)配置以產(chǎn)生數(shù)字邏輯電平。如上所述，控制門1116控制檢測設(shè)備16在負半周期內(nèi)接收的、向SCR 24輸出的信號。門的功能是阻止負半周期之后預(yù)定時間的任何擴展信號。預(yù)定時間區(qū)間的選擇 需使任何剰余的擴展信號實質(zhì)上少于預(yù)期的實際故障信號。預(yù)定時間區(qū)間通常設(shè)置為30至50毫秒。因此，負半周期外的任何自測試信號都不會虛假啟動SCR 24。但是，負半周期內(nèi)傳輸?shù)臏y試接受信號部分將使鈴聲檢測設(shè)備400中的計時器復(fù)位。無論如何，如果在上述30至50毫秒的停止周期內(nèi)發(fā)生實際故障條件，那么旁路電路1126會促使裝置10根據(jù)UL跳閘時間要求作出響應(yīng)。裝置10的各種實施例可配置有可接觸的手動測試按鈕1132。測試按鈕1132閉合開關(guān)觸點1134以啟動模擬接地故障信號(即通過電阻器1136的電流)。在替代性實施例中，可提供模擬中線接地故障信號(未顯示)。如果GFIlO處于工作狀態(tài)，那么閉合開關(guān)觸點1134即可啟動跳閘操作。測試按鈕部件可作為施加或取消連接到裝置10的負載(如電阻器1106所代表)的電カ的開關(guān)來讓用戶控制GFCI 10，在這種情況下，測試按鈕1132和復(fù)位按鈕75可分別標(biāo)明為“斷開”和“接通”。使用測試按鈕1132不會影響裝置10的性能，或檢測和響應(yīng)壽命終止條件的能力。再次參閱旁路電路1126，旁路電路1126經(jīng)配置以在某些情況下繞過控制門1116。如果出現(xiàn)接地故障，那么電源18中的電容的放電時間常量或控制門1116中的延遲(包括軟件相關(guān)的延遲)會延遲控制門1116的運行。這些延遲可能會阻止跳閘機構(gòu)73在已知的最大安全時間限度內(nèi)中斷大于約IOOmA的高振幅接地故障電流。此“最大安全”跳閘時間要求用于UL 943中。UL 943包括時間-電流的反曲線t=(20/I)143，其中“I”指故障電流，単位為毫安(mA)，“t”指跳閘時間，単位為秒。故障電流的標(biāo)準(zhǔn)值介于6mA和264mA之間。電流為6mA時是“容許臨界值”。換句話說，UL認為小于6mA的電流不會造成危險。264mA的限度所對應(yīng)的是132VAC (最大電源電壓)分配在500歐姆(人體的最小電阻)的電阻上所形成的電流。應(yīng)用跳閘時間曲線，6mA的故障電流所允許的最大跳閘時間是5秒。264mA的故障電流所允許的最大跳閘時間是.025秒。芳路電路1126經(jīng)配置以當(dāng)故障電流超過IOOmA時致動SCR 24。根據(jù)跳閘時間曲線，如果故障電流等于100mA，那么計算得到的跳閘時間為0. I秒(100毫秒)。因此，30至50毫秒的停止周期并不違反小于IOOmA的實際接地故障的UL跳閘時間曲線。對于大于IOOmA的實際故障電流，旁路電路1126會超馳停止周期鎖止。因此，本實用新型根據(jù)UL跳閘時間的要求而提出。所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認識到，旁路電路1126和檢測設(shè)備16可組合在一個單片集成電路中。本實用新型的另ー個特征涉及抗噪聲性。瞬態(tài)噪聲的來源包括交流電源的開關(guān)噪聲、與具有帶電刷的整流電動機的負載相關(guān)的電噪聲或與各種燈或設(shè)備相關(guān)的噪聲。抗噪聲性是ー個考慮因素，因為瞬態(tài)噪聲可能會干擾自測試信號。在某些情況下，噪聲可能會干擾或消除自測試信號。因此，盡管GFCIlO中沒有內(nèi)部故障條件，電路400中的計時器也可能會復(fù)位。因此，在一個實施例中，對電路400中的計時器進行編程以測量，例如，跨越四個模擬測試周期或預(yù)定時間(如四分鐘)的時間區(qū)間。因此，電路400只需要在計時器復(fù)位的時間區(qū)間中檢測四個測試接受信號中的ー個信號。瞬態(tài)噪聲事件不可能干擾四個連續(xù)的負半周期或持續(xù)4分鐘的周期。因此，以這種方式對計時器進行編程會降低GFCI 10對瞬態(tài)電噪聲的敏感度。在本文中，圖31是描述根據(jù)本實用新型的第二實施例的電路保護裝置的方框圖。圖31是替代性實施例的方框圖，其中故障模擬電路產(chǎn)生模擬的負半周期中線接地信號。參考第10/768，530號美國專利申請案，所述申請案的全文以引用的方式并入本文中，從而更加詳細地說明故障模擬信號。注意，測試電路1128不包括ニ極管4。圖31中的GFI電路102包括變壓器2，其經(jīng)配置以當(dāng)火線和中性線之間的電流存在差動時對負載側(cè)接地故障進行感測。變壓器2發(fā)送感測信號至檢測設(shè)備電路16。GFI電路102也包括經(jīng)配置以檢測中線接地條件的中線接地發(fā)射器3。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，故意在所述電路中使連接到中線端11的導(dǎo)線接地。另ー方面，當(dāng)連接到負載中線端1110的導(dǎo)線偶然接地時，會發(fā)生中線接地條件。中線接地條件形成并聯(lián)導(dǎo)電路徑，其中返回路徑設(shè)置于負載端1110與線路端11之間。當(dāng)中線接地條件未出現(xiàn)時，可配置中線接地發(fā)射器3以將等信號耦合到火線和中性線中。如上文所述，變壓器2對電流差動進行感測。因此，當(dāng)不存在故障條件時，流過火線的電流會抵消流過中性線的電流。然而，當(dāng)存在中線接地條件時，耦合到中性線上的信號隨著并聯(lián)導(dǎo)電路徑和返回路徑周圍的電流進行循環(huán)，從而形成導(dǎo)電回路1212模擬的導(dǎo)電回路。由于循環(huán)電流在中性線而不在火線中傳輸，因而會產(chǎn)生差動電流。變壓器2對火線與中性線之間的差動電流進行檢測。因此，檢測設(shè)備16響應(yīng)于中線接地條件而在輸出20上產(chǎn)生信號。在一個實施例中，接地故障檢測設(shè)備16使用仙童半導(dǎo)體公司(FairchildSemiconductor)制造的RV 4141集成電路來實施。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解,本文中可使用任意合適的裝置。變壓器2可使用環(huán)形的磁心1102來實施，所述磁心周圍纏繞有繞組1104。繞組1104耦接到接地故障檢測設(shè)備16的輸入端1202。繞組1104通常有1，000匝。中線接地發(fā)射器3可使用第二環(huán)形磁心1204來實施，所述磁心周圍纏繞有繞組1206。繞組1206與電容器1208串聯(lián)，并耦接到接地故障檢測設(shè)備16的增益輸出端1210。繞組1206通常有200匝?；鹁€13和中性線11穿過磁心1102和1204的孔。在中線接地條件期間，電路或接地故障檢測設(shè)備16固有的低電平電噪聲會在磁心1102和/或1204中產(chǎn)生磁通。磁心1204中的磁通由繞組1206引起。磁心1204在電氣回路1212中引起循環(huán)電流，所述電氣回路在磁心1102中引起磁通。繞組1104所產(chǎn)生的信號由接地故障檢測設(shè)備16的增益放大，以通過繞組1206在磁心1204中產(chǎn)生更大的磁通。由于這種再生反饋操作，接地故障檢測設(shè)備16振蕩起來。頻率通常介于5kHz和IOkHz之間。這種振蕩會在輸出20上產(chǎn)生信號。最后，控制門1116向SCR 24發(fā)送信號以使裝置10跳閘。電氣回路1212是故障模擬電路1128的一部分。回路1212具有與之相關(guān)的電阻；所述電阻如圖31中的集總電阻1214所示。電阻1214通常小于2歐姆。當(dāng)在每個測試狀態(tài)時間區(qū)間的至少第一負半周期內(nèi)閉合觸點1130吋，電氣回路1212將耦接中線接地發(fā)射器3和接地故障檢測設(shè)備2。因此，模擬中線接地條件只在負半周期內(nèi)產(chǎn)生。模擬中線接地條件促使檢測設(shè)備16在線路20上產(chǎn)生故障檢測輸出信號，以在測試狀態(tài)時間區(qū)間期間再次觸發(fā)鈴聲檢測設(shè)備400中的計時器。沒有計時器復(fù)位信號則表明裝置的壽命已終止。如前文所述，壽命終止條件會促使壽命終止指示器啟動和/或斷路觸點跳閘。同樣，裝置的各種實施例可配置有可接觸的手動測試按鈕1132，所述測試按鈕經(jīng)配置以閉合開關(guān)觸點1134。閉合觸點1134后，電流就會流過電阻器1136，并啟動模擬接地火線故障信號。在另ー個實施例中，模擬中線接地故障信號(未顯示)通過致動測試按鈕1132來啟動。如果GFI 10出于工作狀態(tài)，那么閉合開關(guān)觸點1134即可啟動跳閘操作。測試按鈕部件可作為施加或取消負載1106的電カ的開關(guān)來讓用戶控制GFCI 10。因此，測試按鈕1132和復(fù)位按鈕75可分別標(biāo)明為“斷開”和“接通”。使用測試按鈕1132不會影響檢測和響應(yīng)壽命終止條件的能力，反之亦然。即使GFI輸出電路350、電路400和控制門1116不與圖30所示相同，也與之類似。在本文中，圖32是描述根據(jù)本實用新型的第三實施例的電路保護裝置的方框圖。圖32是說明本實用新型如何用于一般保護裝置300的方框圖。此外，圖32包括冗余螺線圈。如果包括傳感器1302，那么保護裝置是AFCI。如果包括變壓器2和3，那么保護裝置是GFCI。如果包括傳感器1302以及變壓器2和3，那么保護裝置是AFCI-GFCI組合。一般而言，保護裝置可包括一個或多個傳感器或傳感器組合，其經(jīng)配置以感測負載中或向負載供應(yīng)電カ的交流電路中的一種或多種危險條件。傳感器1302感測負載電流中的電弧故障信號。檢測設(shè)備1304與接地故障檢測設(shè)備16類似，但其經(jīng)配置以檢測設(shè)計中所采用的各種傳感器中的任意傳感器所發(fā)出的信號。檢測設(shè)備也可向發(fā)射器提供信號，如變壓器3。故障模擬電路1306與故障模擬電路1128類似，但前者經(jīng)配置以產(chǎn)生ー個或多個模擬信號來確認保護裝置處于工作狀態(tài)。通過在測試狀態(tài)時間區(qū)間期間運行中繼裝置1118來閉合觸點1130。故障模擬信號在交流電カ的負半周期內(nèi)產(chǎn)生。圖32的實施例與本文中的前述實施例的相似之處在干，從故障檢測設(shè)備1304發(fā)送至SCR 24的任何擴展測試故障信號被控制門1116阻止。以這種方式，擴展入交流電カ線路的正半周期的模擬信號不會致使SCR 24接通。因此，可防止虛假致動電路斷流器。其他特征和優(yōu)點可添加到本實用新型的各種實施例中。GFCI 10可配置有布線不當(dāng)檢測部件，如布線不當(dāng)網(wǎng)絡(luò)1308。參考第6，522，510號美國專利，所述專利的全文以引用方式并入本文中，從而更加詳細地解釋布線不當(dāng)網(wǎng)絡(luò)1308。簡而言之，布線不當(dāng)網(wǎng)絡(luò)1308經(jīng)配置以產(chǎn)生模擬接地故障條件。在安裝保護裝置300期間，如果電源電壓故意耦合到線路端11和13，那么流過網(wǎng)絡(luò)1308的電流會使保護裝置跳閘。但是，流過網(wǎng)絡(luò)1308的電流會繼續(xù)流動，直到網(wǎng)絡(luò)1308中的可熔零部件因I2R加熱而斷開電路為止。可熔零部件可通過電阻器1310來實施，所述電阻器經(jīng)配置以通常在I至10秒內(nèi)熔化。保護裝置300可在可熔零部件斷開后復(fù)位。隨后，保護裝置300和檢查電路400會以前述方式運行。但是，如果因在安裝期間將電源連接到負載端1108和1110而造成裝置布線不當(dāng)，那么GFI 102就會在可熔零部件斷開之前使斷路觸點74跳閘。流過網(wǎng)絡(luò)1308的電流會在0. I秒之內(nèi)終止。此時間段的區(qū)間過于短暫，而不會導(dǎo)致可熔零部件發(fā)送故障。因此，當(dāng)保護裝置300布線不當(dāng)時，網(wǎng)絡(luò)1308中的可熔元件完好無損。因此，復(fù)位按鈕75不會影響復(fù)位操作。保護裝置300不能不考慮發(fā)送至或發(fā)送自檢查電路400的信號而進行復(fù)位。如上所述以及前述實施例所示，跨線金屬氧化物變阻器(MOV)通常稱作movistor，可加入保護裝置中，從而防止保護裝置受到交流電源高壓浪涌的損壞。金屬氧化物變阻器(movistor)的大小通常為12mm?；蛘?，當(dāng)MOV與電感器稱接時，電路中可采用更小的MOV。 在此實施例中，MOV 15’與螺線圈38耦接。螺線圈38的感應(yīng)電阻值通常大于50歐姆，頻率為浪涌電壓的頻率。感應(yīng)電阻用于減小金屬氧化物變阻器所吸收的浪涌電流，從而使MOV 15’具有較低的能量分等。因此，金屬氧化物變阻器的大小可減小為直徑為5_的裝置。此外，MOV可全部替換為吸收浪涌的電容器、空氣間隙或所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟悉的任何其他浪涌保護方法。保護裝置300也可包括跳閘指示器1312。指示器1312經(jīng)配置以在保護裝置300跳閘時照亮跳閘指示和/或以在聽覺上通知跳閘指示。跳閘指示器1312的作用也可指示用戶跳閘裝置的位置。圖32所示的實施例的另ー個部件涉及冗余螺線圈設(shè)計。壽命終止時，螺線圈38通常通過產(chǎn)生斷路條件來出現(xiàn)故障?？商砑勇菥€圈1314來提供冗余。如果螺線圈38發(fā)生斷路，那么次級線圈401就不接收自測試信號。但是，電路400能通過致動冗余螺線圈1314以使保護裝置跳閘。螺線圈1314可在磁性上耦接到螺線圈38。裝置300可包括其他冗余。冗余零部件使保護裝置和/或電路400發(fā)揮作用。例如，電源18中的ニ極管1316可包括兩個并聯(lián)的ニ極管，以便ー個ニ極管發(fā)生斷路時，第二ニ極管可繼續(xù)保持電源電壓。參閱圖33至圖35，所示時序圖為用于在永久性地拒絕向裝置的負載端供應(yīng)電カ之前顯示壽命終止條件的各種方法。所示時序圖向用戶提供在通過以非復(fù)位方式中斷裝置觸點來永久性地拒絕向負載供應(yīng)的電カ之前顯示壽命終止條件的方法。圖33所示為壽命終止指示和鎖止的時序。如上所述，自測試定期發(fā)生在交流電カ的負半周期。因此，信號“a”指發(fā)送自裝置10的GFI部分的循環(huán)出現(xiàn)的測試接受信號，即壽命終止監(jiān)視電路400的輸入。第二信號(b)指電路400中的第一計時器。在時間1612時，以上所列零部件出現(xiàn)故障，指壽命終止條件。因此，最后的輸入脈沖1610由電路400在時間1614時接收。壽命終止條件發(fā)生在時間1618時，此時第一計時器發(fā)生超吋。換句話說，如果未在時間區(qū)間1616內(nèi)檢測測試接受信號,第一計時器就會產(chǎn)生壽命終止信號1618。信號(c)指壽命終止指示器1124。脈沖1620表明LED 1124 (或聽覺指示器)可產(chǎn)生脈沖以顯示閃光或周期性的蜂鳴聲?；蛘撸琇ED 1124可持續(xù)照亮。在另ー個實施例中，壽命終止指示器1140可進行連接已接收來自控制門1116的信號。控制門1116經(jīng)配置以在檢測到壽命終止條件時產(chǎn)生發(fā)送至指示器1140的間斷信號。信號(d)指鎖止信號，如來自電路400的信號OUT 2來自控制門1116的SCR OUT。第二計時器確定預(yù)定時間1622后會產(chǎn)生鎖止信號(d)。如圖所示，信號(d)產(chǎn)生鎖止脈沖1624，以永久性地從裝置10 (300)的線路端斷開負載端。所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認識到，信號(d)可配置成低電平主動信號，如圖30和/或31所示。在本實用新型的一個實施例中，鎖止脈沖1624運行以使跳閘機構(gòu)73跳閘。在另一個實施例中，提供了単獨的冗余壽命終止觸點組。在這種情況下，鎖止脈沖1624運行以分離冗余觸點結(jié)構(gòu)。冗余結(jié)構(gòu)可不依賴跳閘機構(gòu)73的狀態(tài)(即復(fù)位或跳閘)。在又一個實施例中，可包括壽命終止指示信號1628以在出現(xiàn)鎖止后繼續(xù)向壽命終止指示器1124 (1140)供應(yīng)能量。繼續(xù)發(fā)生的閃光或蜂鳴聲有助于用戶定位引起電カ損失的故障裝置。參閱圖34，所示時序圖說明本實用新型的手動測試部件。信號(a)指手動測試電路。脈沖1710通過手動致動測試按鈕1132來產(chǎn)生。信號(b)指測試接受信號1712。注意，在這種情況下，測試接受信號1712由檢測設(shè)備16和輸出電路350在測試接受時間區(qū)間1714內(nèi)產(chǎn)生，這表明保護裝置10處于工作狀態(tài)。脈沖1718指測試按鈕1132的另一次手動致動操作。但是，在這種情況下，存在壽命終止條件，這種情況由測試接受時間區(qū)間1714’內(nèi)缺少任何測試接受信號1712來證明。因此，再次生成壽命終止信號1618。信號(c)是指壽命終止指示器1124 (1140)的操作。信號1720和1726與上述的信號1620、1628類似。信號(d)是指在預(yù)定時間段1722結(jié)束后生成的鎖止信號1724。鎖止信號1724永久性地將裝置10 (300)的線路端與線路端斷開連接。圖35描述的是本實用新型的包括復(fù)位功能的實施例。信號(a)是指測試接受信號1810。再次指出，測試接受信號指示，保護裝置10 (300)可操作以針對至少ー個預(yù)定條件來感測、檢測以及保護裝置10。在時間1812內(nèi)，上文列出的零部件出現(xiàn)故障且基于這ー情況，在時間1814內(nèi)傳輸最后的測試接受信號。信號(b)是指SCR OUT或電路400的輸出。如果在時間區(qū)間1816內(nèi)沒有檢測到測試接受信號，則將生成脈沖1818，從而使得跳閘機構(gòu)73跳閘。脈沖1818的下降沿對應(yīng)于用戶手動按下復(fù)位按鈕75 (圖30)。信號(c)表示視覺指示器1124 (或聽覺指示器)的輸出。用戶對裝置10 (300)進行復(fù)位后，指示器1124開始閃爍，這表示已出現(xiàn)壽命終止條件。當(dāng)跳閘機構(gòu)73復(fù)位時，預(yù)定的時間區(qū)間1824開始。時間區(qū)間1824結(jié)束后，可通過控制門1116或電路400以上述方式生成鎖止脈沖1826。因此，當(dāng)預(yù)定的時間區(qū)間1824結(jié)束后，跳閘機構(gòu)73將在脈沖1826的上升沿永久性跳閘。參閱指示器信號(c)，可提供當(dāng)前的指示器信號1830，以便基于上述提供的原因，在預(yù)定時間區(qū)間1824結(jié)束后持續(xù)對壽命終止指示器1124 (1140)提供能量。如果在時間區(qū)間1622(1722、1824)內(nèi)生成測試接受信號，則控制門1116和/或電路400可經(jīng)配置以忽略所述測試接受信號。因此，當(dāng)預(yù)定的延遲時間結(jié)束后，裝置10(300)將以上述方式跳閘。在替代性實施例中，控制門1116和/或電路400可經(jīng)配置或經(jīng)編程以識別所述測試接受信號。如果識別到測試接受信號，則同時取消壽命終止信號和鎖止信號這是本實用新型的另ー個抗噪聲特性。如果配電系統(tǒng)上的噪聲在瞬間蓋過了循環(huán)測試信號，則裝置10可能恢復(fù)，從而阻止出現(xiàn)錯誤的壽命終止鎖止情況?；蛘?，從時間區(qū)間1616 (1714、1816)結(jié)束到時間區(qū)間1622 (1722、1824)開始之間可包括“等待延遲”。通過這種方式，電路400會像之前一祥生成壽命終止信號，但在等待延遲結(jié)束之前，壽命終止指示器1124 (1140)不會得到能量供應(yīng)。檢測到壽命終止條件后，可延遲24到48小時再取消電カ供應(yīng)(預(yù)定時間段)。檢測到壽命終止條件后，可延遲5秒到5小時再啟動指示器(等待延遲時間區(qū)間)。壽命終止指示器使得用戶了解到壽命終止條件，之后，在取消對負載端提供電カ之前，用戶擁有預(yù)定的時間段進行操作。在又一個替代性實施例中，裝置10 (300)包括對復(fù)位按鈕做出響應(yīng)的計數(shù)器。在出現(xiàn)壽命終止條件后，在永久性取消對負載端的電カ供應(yīng)之前，計數(shù)器會分配給用戶預(yù)定數(shù)量的復(fù)位循環(huán)。在每個復(fù)位循環(huán)的過程中，復(fù)位按鈕使得線路端連接到負載端，但僅在預(yù)定的時間段內(nèi)。這樣，每個復(fù)位循環(huán)都用作提醒用戶，已出現(xiàn)壽命終止條件。復(fù)位循環(huán)的持續(xù)時間可能逐漸縮短，以進一歩促使用戶在永久性拒絕對負載端的電カ供應(yīng)之前更換裝置。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，可在本實用新型的范圍內(nèi)對時序圖中所描述的計時時間區(qū)間進行改變和修改。視覺指示器可具有各種顏色或閃爍圖案，從而區(qū)別于包括在裝置10 (300)中的其他類型的指示器，例如跳閘指示器1312，或者具有經(jīng)配置以在對 負載端(未圖示)施加電カ時發(fā)光的指示燈?？蓪煞N或兩種以上類型的指示器進行配置，以在裝置10(300)的外殼中的相同位置處發(fā)光。視覺或聽覺指示器可通過各種圖案、聲音、或顔色來繼續(xù)指示過程，從而逐漸讓用戶注意到即將發(fā)生的鎖止情況。在本文中，圖36是描述根據(jù)本實用新型的又ー實施例的電路保護裝置的示意圖。GFCI 10包括GFI電路102和自測試檢查電路2110。GFI電路102包括標(biāo)準(zhǔn)GFCI裝置，其中負載側(cè)的接地故障由差動變壓器2進行感測。變壓器3是中線接地發(fā)射器，用于對中線接地故障進行感測。變壓器2的輸出由GFI檢測設(shè)備電路16進行處理，所述GFI檢測設(shè)備電路16生成關(guān)于輸出20的信號，在電路21中進行過濾后，所述信號將啟動跳閘SCR 24。當(dāng)SCR 24 “接通”時，其將啟動螺線圈38，而所述螺線圈38轉(zhuǎn)而操作捕鼠裝置73，從而斷開多個觸點74并讓負載斷流?？缇€金屬氧化物變阻器(MOVl)通常稱作movistor，可加入保護裝置(例如MOV15)中，從而防止保護裝置受到交流電源高壓浪涌的損壞。金屬氧化物變阻器(movistor)的大小通常為12_。電源18在整輪操作中為GFI檢測設(shè)備電路16提供電カ。優(yōu)選包括與電阻器8串聯(lián)的ニ極管4的負周期旁路電路5引入旁路電路，在交流電カ的負半周期內(nèi)在中線與火線
11、13之間模擬接地故障。也可以將旁路電路5置于線路11月13之間同時將ニ極管4陽極置于中線11上，來產(chǎn)生同樣的旁路電流。將電容器40與螺線圈38串聯(lián)，從而形成GFI102輸出電路，并因此形成共振槽電路。共振槽電路與SCR 24和緩沖電路35并聯(lián)。電容器40在交流電力的正半周期上充電，但遭阻塞ニ極管42阻止而不會在交流電カ的負半周期上放電。在此實施例中，壽命終止檢查電路和控制門實施于單個零部件(控制門2110)內(nèi)?？刂崎T2110耦接到電カ拒絕機構(gòu)1910，電カ拒絕機構(gòu)1910經(jīng)配置按以下方式工作。用戶在裝置處于復(fù)位狀態(tài)下時推動“測試”按鈕1132，以模擬故障。通過電阻器1136引入故障。盡管將模擬故障顯示為接地故障，但是也可選擇電弧模擬故障。本實用新型同樣可應(yīng)用于GFCI、AFCI或GFCI/AFCI。控制門2110類似于控制門1116。但是，門2110包括耦接到測試按鈕1132的輸入2112。當(dāng)按下測試按鈕1132吋，控制門2110便為指示器1124 (1140)供應(yīng)能量。如果GFI 102中的零部件處于工作狀態(tài)，S卩，傳感器1102、檢測設(shè)備16、SCR24和跳閘機構(gòu)73處于工作狀態(tài)，那么裝置正常工作，且跳閘機構(gòu)73跳閘。響應(yīng)結(jié)果是，取消了對控制門2110的電カ供應(yīng)，并且取消了對指示器1124 (1140)的能量供應(yīng)。但是，如果GFI 102中有一個零部件處于非工作狀態(tài)，S卩，到達了壽命終止條件，那么指示器1124( 1140)會在至少預(yù)定的時間段內(nèi)以前文所述的方式顯示視覺或聽覺信號。在所述預(yù)定的時間段之后，控制門2110再次以前文所述的方式致動電カ拒絕機構(gòu)1910。在另ー實施例中，省略了電カ拒絕機構(gòu)1910，且SCR 1916操作斷路器線圈38或獨立螺線圈1314 (參閱圖32)，以將線路端與負載端的連接永久斷開。參閱圖37，所示為替代性電路斷流器。所述電路斷流器包括跳閘機構(gòu)1506、斷路 觸點1508和復(fù)位按鈕1510，都類似于前文所描述的指定為參考元件73、74和75的元件。所述電路斷流器耦接到導(dǎo)線11和13，并經(jīng)配置以在檢測到實際故障條件或模擬故障條件時或當(dāng)自動自測試信號故障吋，將ー個或多個負載從實用電源上解除耦接。類似于先前電路斷流器的實施例，當(dāng)解除耦接時，會有多個空氣間隙1512將多個負載結(jié)構(gòu)彼此電隔離開。例如，所述負載可包括設(shè)置于保護裝置中的饋電端1514。饋電端經(jīng)配置以將纜線連接到分支電路的后續(xù)部分。分支電路的這個部分又得到保護裝置的保護。負載結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)置于保護裝置中的至少ー個用戶可接觸到的插座1516。插座經(jīng)配置成與用戶附接型負載的插頭配合。因此，用戶負載會以類似的方法受到保護裝置的保護。如前文所述，如果在將裝置10安裝到分支電路中時意外發(fā)生布線不當(dāng)?shù)那闆r，即，源電壓連接到了饋電端1514上，那么可配置保護裝置成只在毎次嘗試復(fù)位時，例如每次按下復(fù)位開關(guān)1510時立刻復(fù)位?；蛘?，可將保護裝置配置成在布線不當(dāng)?shù)那闆r下，裝置10 (1300)無法進行復(fù)位。在以上兩種情況的任一種情況下，空氣間隙1512都可阻止饋電端1514的實用電源向插座1516供電?？蔀槟穫€實用電源火線提供至少ー個空氣間隙1512。在用戶附接型負載中，用戶可獲保護而免受故障條件的影響?；蛘撸梢灾辉趩蝹€實用電源導(dǎo)線中提供至少ー個空氣間隙1512。插座1516的電カ供應(yīng)便遭拒絕。因此，在即將發(fā)生故障條件之前促使用戶矯正布線不當(dāng)?shù)那闆r。在另ー替代例中，實用電源導(dǎo)線可選擇性地包括用于解除負載結(jié)構(gòu)的電聯(lián)的空氣間隙1512。本文所述的所有參考文獻，包括公開案、專利申請案以及專利都以引用的方式并入本文中，正如將每份參考文獻個別及具體地指明是通過引用的方式完整地并入本文并于本文獲得陳述的那樣。在說明本實用新型的過程中使用了術(shù)語“一”和“所述”以及類似的詞語(尤其是在下文的權(quán)利要求書中)，應(yīng)該將這些術(shù)語解釋為既涵蓋單數(shù)又涵蓋復(fù)數(shù)，除非本文中另有指明或上下文有明確的相反提示。應(yīng)該將術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”以及“含有”解釋為開放性術(shù)語(即，表示“包括但不限干”)，除非另有說明。應(yīng)該將術(shù)語“所連接的”解釋為部分或完全包含于其中、附接到或結(jié)合在一起，即使是存在中介元件時也是如此。本文中所敘述的數(shù)值范圍僅僅是一種速記，意圖用于按個別方式提及屬于相關(guān)范圍的每個獨立的值，除非本文中另有說明；并且每個獨立的值都并入本說明書中，正如這些值按個別方式陳述于本文中一祥。[0215]本文中所述的所有方法都可以按任何適當(dāng)次序加以執(zhí)行，除非本文中另有指明或上下文有明確的相反提示。對本文中所提供的任何以及所有實例或示范性語言(例如“諸如”)的使用都僅僅為了更好地說明本實用新型的實施例，而并非對本實用新型的范圍加以限制，除非另外主張。本說明書中任何措辭都不應(yīng)被解釋為將任一非主張的元件指示為實踐本實用新型所必須的。在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可對本實用新型作各種修改和變化。本文絕非意圖將本實用新型限于所公開的ー種或多種特定 形式，相反，而是意圖涵蓋所附權(quán)利要求書所界定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)的所有修改、替代結(jié)構(gòu)以及等效物。因此，本實用新型應(yīng)涵蓋所有屬于所附權(quán)利要求書和其等效物的范圍內(nèi)的修改和變化?！?br> 權(quán)利要求1.ー種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，其特征在于，所述的電氣布線裝置包括 多個線路端以及多個負載端； 耦接到所述多個線路端或所述多個負載端的至少ー個傳感器，所述至少ー個傳感器提供對應(yīng)于電擾動的在所述多個線路端或所述多個負載端上傳播的傳感器輸出信號； 耦接到所述至少一個傳感器的故障檢測電路，如果所述傳感器輸出信號對應(yīng)于至少ー項預(yù)定的故障準(zhǔn)則，那么所述故障檢測電路經(jīng)配置以產(chǎn)生故障檢測信號； 對所述故障檢測信號進行響應(yīng)的致動器組件，所述致動器組件包括斷路器線圈，所述斷路器線圈經(jīng)配置以響應(yīng)于得到能量供應(yīng)而產(chǎn)生致動カ； 耦接到所述致動器組件的電路斷流器，所述電路斷流器包括四組可移動觸點，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以響應(yīng)于復(fù)位激勵而受驅(qū)動進入復(fù)位狀態(tài)，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以響應(yīng)于所述致動カ而受驅(qū)動進入跳閘狀態(tài)； 耦接到所述多個線路端或所述至少一個傳感器的自測試電路，所述自測試電路經(jīng)配置以在交流電カ線路周期的ー預(yù)定部分的期間不時地產(chǎn)生測試信號，所述自測試電路經(jīng)配置以使得當(dāng)所述至少一個傳感器處于工作狀態(tài)時由所述至少一個傳感器感測所述測試信號，所述傳感器輸出信號是所述測試信號的函數(shù)；以及 監(jiān)視電路，其經(jīng)配置以監(jiān)視所述故障檢測電路或所述致動器組件，當(dāng)所述故障檢測電路或所述致動器組件的至少一部分對所述測試信號作出響應(yīng)時，機械致動力得到抑制，如果所述故障檢測電路或所述致動器組件未在預(yù)定的時間段內(nèi)對所述測試信號作出響應(yīng)，那么所述監(jiān)視電路產(chǎn)生壽命終止響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述的電氣布線裝置進ー步包含至少ー個電路，所述至少一個電路耦接到所述多個線路端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述的電氣布線裝置進ー步包含至少ー個電路，所述至少一個電路包括至少ー個開關(guān)元件，所述至少一個開關(guān)元件獨立于四組斷流觸點的斷開而斷開，且其獨立于四組斷流觸點的閉合而閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述的電氣布線裝置進ー步包含耦接到所述自測試電路和所述監(jiān)視電路的控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述壽命終止響應(yīng)包括使所述四組可移動觸點跳閘。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述壽命終止響應(yīng)包括將所述多個線路端與所述多個負載端之間的連接斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述多個負載端包括多個饋電負載端和多個插座負載端，所述四組可移動觸點經(jīng)配置以使所述多個饋電負載端和所述多個插座負載端在所述跳閘狀態(tài)下處于斷開連接的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣布線裝置，其特征在干，四組斷流觸點至少部分地設(shè)置于四個懸臂部件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣布線裝置，其特征在干，所述四個懸臂部件包括第一組兩個懸臂部件和第二組兩個懸臂部件，第一組懸臂部件經(jīng)配置成在第一方向上圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)且第二組懸臂部件經(jīng)配置成在與所述第一方向相反的第二方向上圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，所述四組斷流觸點經(jīng)配置以在復(fù)位狀態(tài)下在所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間形成電連接，所述四組斷流觸點在跳閘狀態(tài)下被解除耦接，從而中斷所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間的電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述四組可移動觸點設(shè)置成母線構(gòu)形。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述致動器組件包括至少ー個第 一螺線圈和第二螺線圏。
12.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電氣布線裝置，其特征在于，所述第一螺線圈和所述第二螺線圈包括跳閘螺線圈和復(fù)位螺線圈。
13.ー種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，其特征在于，所述的電氣布線裝置包括 外殼組件，其包括多個線路端、多個負載端以及多個插座負載端； 電路組件，其包括至少ー個信號檢測電路，所述至少ー個信號檢測電路經(jīng)配置以檢測具有預(yù)定信號特征的、在所述多個線路端中的至少ー者上或在所述多個負載端中的至少ー者上傳播的至少ー個信號，所述電路組件經(jīng)配置以，響應(yīng)于所述至少ー個信號檢測電路檢測到所述至少ー個信號，而產(chǎn)生檢測激勵； 耦接到所述電路組件、所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端的斷流觸點組件，所述斷流觸點組件包括四組斷流觸點，所述四組斷流觸點至少部分地設(shè)置于四個懸臂部件上，所述四個懸臂部件包括第一組兩個懸臂部件和第二組兩個懸臂部件，所述第一組兩個懸臂部件被配置成在第一方向上圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)且所述第二組兩個懸臂部件被配置成在與所述第一方向相反的第二方向上圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，所述四組斷流觸點經(jīng)配置以在復(fù)位狀態(tài)下在所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間形成電連接，所述四組斷流觸點響應(yīng)于所述檢測激勵在跳閘狀態(tài)下被解除耦接，從而中斷所述多個線路端、所述多個負載端以及所述多個插座負載端之間的電連接；以及 耦接到所述多個線路端和所述電路組件的自動測試組件，所述自動測試組件經(jīng)配置以在交流電カ的預(yù)定半個周期內(nèi)產(chǎn)生自動測試信號且響應(yīng)于所述自動測試信號來監(jiān)視電路組件，如果所述電路組件對所述自動測試信號作出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，那么所述檢測激勵得到抑制，如果所述電路組件未能在預(yù)定的時間段內(nèi)對所述自動測試信號作出響應(yīng)，那么所述自動測試組件產(chǎn)生壽命終止響應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電氣布線裝置，其特征在于，交流電カ的所述預(yù)定半個周期為所述交流電カ的負半周期。
15.ー種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，其特征在干，所述的電氣布線裝置被配置為安裝于配備有交流電源的配電系統(tǒng)內(nèi)，所述交流電源提供交流電カ線路信號，所述交流電カ線路信號的特征在于其第一半周期具有第一交流極性且第二半周期具有第二交流極性，所述的電氣布線裝置包括 多個線路端以及多個負載端； 耦接到所述多個線路端的至少ー個電路，且所述至少ー個電路經(jīng)配置以在形成了正確布線的情況下傳導(dǎo)預(yù)定電流，將所述多個線路端連接到所述交流電源時便形成正確布線的情況；耦接到所述多個線路端或所述多個負載端的至少ー個傳感器，所述至少ー個傳感器提供對應(yīng)于電擾動的在所述多個線路端或所述多個負載端上傳播的傳感器輸出信號； 耦接到所述至少一個傳感器的故障檢測電路，如果所述傳感器輸出信號對應(yīng)于至少ー項預(yù)定的故障準(zhǔn)則，則所述故障檢測電路經(jīng)配置以產(chǎn)生故障檢測信號； 對所述故障檢測電路進行響應(yīng)的致動器組件，所述致動器組件包括開關(guān)元件和螺線圈，所述開關(guān)元件響應(yīng)于所述故障檢測信號而接通，從而通過所述螺線圈傳導(dǎo)能量供應(yīng)信號，所述螺線圈響應(yīng)于所述能量供應(yīng)信號而施加致動激勵； 耦接到所述致動器組件的電路斷流器，所述電路斷流器包括栓鎖機構(gòu)，所述電路斷流器在所述栓鎖機構(gòu)被栓鎖時處于復(fù)位狀態(tài)，所述電路斷流器在所述栓鎖結(jié)構(gòu)被解開栓鎖時處于跳閘狀態(tài)，所述栓鎖機構(gòu)通過所述致動激勵解開栓鎖，在缺乏所述預(yù)定電流的情況下，所述電路斷流器受抑制而無法進入所述復(fù)位狀態(tài)；以及 壽命終止檢測電路，其經(jīng)配置在所述第二半周期內(nèi)向所述至少一個傳感器提供測試信 號，所述壽命終止檢測電路經(jīng)進ー步配置以監(jiān)視所述故障檢測電路或所述致動器組件，所述故障檢測電路或所述致動器組件在處于工作狀態(tài)時產(chǎn)生對所述測試信號的測試響應(yīng)，否則便不產(chǎn)生所述測試響應(yīng)，當(dāng)所述故障檢測電路或所述致動器組件產(chǎn)生所述測試響應(yīng)吋，所述致動激勵受到抑制。
專利摘要一種具有布線不當(dāng)保護和自動測試的電氣布線裝置，包括對故障檢測信號響應(yīng)的致動器組件及電路斷流器，電路斷流器包括四組可移動觸點，四組可移動觸點經(jīng)配置以響應(yīng)復(fù)位激勵而受驅(qū)動進入復(fù)位狀態(tài)，且經(jīng)配置以響應(yīng)致動力而受驅(qū)動進入跳閘狀態(tài)。自測試電路，經(jīng)配置以在交流電力線路周期中的預(yù)定部分期間不時自動產(chǎn)生測試信號。自測試電路經(jīng)配置以使當(dāng)至少一傳感器處于工作狀態(tài)時由至少一傳感器感測測試信號。監(jiān)視電路，經(jīng)配置以監(jiān)視故障檢測電路或致動器組件。若故障檢測電路或致動器組件的至少部分對測試信號作出適當(dāng)響應(yīng)，則致動器組件受到抑制。如果故障檢測電路或致動器組件未在預(yù)定的時間段內(nèi)對測試信號作出響應(yīng)，則監(jiān)視電路產(chǎn)生壽命終止響應(yīng)。
文檔編號H02H3/00GK202586188SQ20112047343
公開日2012年12月5日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者F·圣大衛(wèi)·A, M·布魯斯·F, K·R·摩根, R·威克斯, P·J·墨菲, T·N·派卡德, J·C·理查茲, G·R·小薩維奇 申請人:帕西·西姆公司