用于电路中断装置的延迟电路制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电路中断装置，其包含线路导体、负载导体、中断装置、延迟电路和故障检测电路。当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开。所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关，且使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟。所述故障检测电路检测故障条件，并在检测到所述故障条件时，产生故障检测信号。所述故障检测电路将所述故障检测信号提供到所述第一开关以触发所述第一开关，且所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟。在已经过一定量的时间之后，触发所述第二开关和所述第三开关，以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电路中断装置的延迟电路
本专利技术大体上涉及带开关电气装置。更明确地说，本专利技术涉及自测试电路中断装置，例如接地故障电路中断器(“GFCI”)装置，当检测到一或多个条件时，其从“复位”或闩锁状态切换到“跳闸”或开闩状态。符合本文所揭示的本专利技术的此类装置具有比先前已知GFCI装置中所提供的装置更稳健的自测试能力。
技术介绍
具有朝断开位置偏置的触点的GFCI装置需要用于将所述触点设置和保持在闭合位置的闩锁机构。同样地，具有朝所述闭合位置偏置的触点的带开关电气装置需要用于将所述触点设置和保持在断开位置的闩锁机构。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、弧故障中断器和GFCI，仅举几例。为了在美国商业出售，GFCI装置必须符合担保人实验室(“UL”)结合行业领先的制造商以及其它行业成员(例如各种安全组织)所建立的标准。涵盖GFCI装置的一个UL标准是UL-943，标题为“用于安全接地故障电路中断器的标准(StandardforSafety-GroundFaultCircuitInterrupters)”。UL-943适用于A类单相和三相GFCI，其既定用于保护工作人员，且对此类GFCI装置的功能、构造、性能和标记具有最小要求。其中，UL-943要求GFCI装置应跳闸的特定故障电流电平和响应计时要求。通常，当检测到具有高于5毫安(“mA”)的电平的接地故障时，要求GFCI跳闸。另外，当高电阻接地故障施加到装置时，根据等式T＝(20/I)1.43，UL-943的本版本指定所述装置应跳闸，且防止电流递送到负载，其中T是指时间，且用秒来表达，且I是指电流，且用毫安来表达。因此，在5mA故障的情况下，装置必须在7.26秒或更少的时间内检测故障和跳闸。在此类安全相关标准就位的情况下，且因为GFCI装置被直接认为因其在19世纪70年代早期的引入而挽救了许多生命，它们已变得在住宅和商用电力网中随处可见。然而，像大多数机电装置那样，GFCI装置易受故障影响。举例来说，驱动机械电流中断器装置的电子组件中的一或多者可能短路或以其它方式变得有缺陷，如故障检测器电路或装置内的其它地方中的组件可能短路那样，从而使所述装置不能够恰当地检测接地故障和/或恰当地中断电流的流动。为此，很长时间以来，需要具备有监控电路的GFCI装置，所述监控电路实现手动测试装置的能力，以在遇到故障时跳闸。此类监控电路通常具有测试按钮，其在被按压使，致动热导体和中线导体上的模拟接地故障。如果所述装置恰当地起作用，那么检测到模拟故障，且装置将跳闸，即致动机械中断器断开连接所述装置的线路侧(例如在供应AC电的情况下)和负载侧(其中用户连接其电器等且其中连接下游插座或额外GFCI装置)的电流路径。行业安全组织所进行的研究指示，通常来说，公众并不会定期测试其GFCI装置来确定恰当操作，即通过按压测试按钮。此研究进一步揭露已在延长的时间周期内服务的一些GFCI装置变得不起作用，且无法恰当地检测故障条件，因此使装置变得不安全。具体地说，发现在延长使用之后，当故障出现时，GFCI装置未能跳闸，因此使所述装置可作为电气插座操作，但在存在故障条件时不安全。因为不是定期测试所述装置，因此此不安全条件加剧。也就是说，当实际上所述装置是潜在地危及生命的危害源时，鉴于其充分递送电力的事实，人们错误地认为所述装置在运行。结合人们不会定期测试其GFCI装置(尽管制造商的明确指令是定期测试)的认识，部署在现场的GFCI装置变得越来越不可运作且不安全的发现使得研究开始对UL-943标准进行可能的改变，以要求GFCI装置对其本身进行自测(例如自动监视器)，而无需人为干预。对UL-943所预期的改变进一步包含针对向消费者警告保护的丧失和/或装置将其本身从服务自动去除(例如，永久地跳闸)的要求。此外，将必须执行这些额外自测操作，而不干扰装置的主要功能，即在遇到实际故障时跳闸。上文所提到的经修改的自测功能性还不是对UL-943认证的要求，但预期不久将是这样的要求。为此显著UL改变作准备，且鉴于集成电路的成本的看起来无限的降低，许多GFCI制造商已转移到有利于先前模拟设计的数字技术(例如微处理器和微控制器)，以提供接地故障保护和自监视功能性两者。然而，所提供的数字解决方案迄今都不是理想的。举例来说，若干现有技术GFCI设计，包含那些旨在提供自测功能性的设计，遭受骚扰性跳闸，这是其中当真实接地故障、手动所产生的模拟接地故障以及自动自测故障均不存在时致动中断器的情形。此不利条件被许多人认为因自动自测的额外要求而恶化，这导致装置内产生额外的感应电流。因此，希望提供一种提供某些自测能力的GFCI装置，包含UL-943的下一修订中提出的那些装置，但最小化与骚扰性跳闸相关联的风险。
技术实现思路
考虑到与现有技术GFCI装置相关联的难以解决的问题，包含但不限于上文所论述难以解决的问题，根据本专利技术的一或多个示范性实施例的电路大体上涉及不断地监视GFCI装置的性能的自动监视电路。更具体地说，处理装置(例如微控制器或微处理器)经配置以基于所存储的用于测试和检验GFCI装置内的各种子电路的耐久性和功能性的软件程序，周期性地执行自动监视例程。为了测试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视例程时，就起始表示接地故障的测试信号，且监视不同电路节点以确认所述装置的恰当操作。寿命终点指示器也耦合到微控制器，以指示GFCI装置是否未能恰当地检测测试信号或装置内已出现的某一其它故障。为了避免当产生测试信号时机械电流中断装置跳闸，并且允许尽可能多的GFCI装置电路执行其既定功能，提供唯一监视器电路，其利用数字组件(例如GFCI集成电路装置和微控制器)的各种功能性。具体地说，为了提供在正常条件下监视GFCI装置的故障检测能力而不干扰和导致误跳闸的自动测试功能，符合本专利技术的实施例包含与GFCI集成电路(“IC”)装置的中断器驱动输出相关联的专门选定的滤波电容器。电容器和其它相关电路组件的恰当选择防止中断器驱动电路(例如，硅可控整流器(“SCR”))启动或接通，直到遇到真实故障条件为止。根据本专利技术的一个方面，提供一种电路中断装置，其包含用于电连接到外部电力供应器的一或多个线路导体、用于电连接到外部负载的一或多个负载导体，以及连接到所述线路导体和所述负载导体的中断装置。当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开，且当所述电路中断装置不处于跳闸条件时，将所述线路导体电连接到所述负载导体。所述电路中断装置还包含延迟电路，其使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟。所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关。故障检测电路检测所述电路中断装置中的故障条件，且在检测到所述故障条件时，产生故障检测信号。所述故障检测电路将所述故障检测信号提供到所述延迟电路内的所述第一开关，以触发所述第一开关，且所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟一定量的时间。在已经过所述量的时间之后，触发所述第二开关和所述第三开关，以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。根据本专利技术的另一方面，提供一种布线装置，其包含中断器、故障检测电路、螺线管和延迟电路。当激活时，中断器将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路中断装置，其包括：一或多个线路导体，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；中断装置，其连接到所述线路导体和所述负载导体，当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开，且当所述电路中断装置不处于所述跳闸条件时，将所述线路导体电连接到所述负载导体；延迟电路，其使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟，所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关；以及故障检测电路，其检测所述电路中断装置中的故障条件，当检测到所述故障条件时，所述故障检测电路产生故障检测信号，且将所述故障检测信号提供到所述第一开关，以触发所述第一开关，其中所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟一定量的时间，且在所述量的时间已逝去之后，触发所述第二开关和所述第三开关，来将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电路中断装置，其包括：一或多个线路导体，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；中断装置，其连接到所述线路导体和所述负载导体，当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开，且当所述电路中断装置不处于所述跳闸条件时，将所述线路导体电连接到所述负载导体；延迟电路，其使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟，所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关；以及故障检测电路，其检测所述电路中断装置中的故障条件，当检测到所述故障条件时，所述故障检测电路产生故障检测信号，且将所述故障检测信号提供到所述第一开关，以触发所述第一开关，其中所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟一定量的时间，且在所述量的时间已逝去之后，触发所述第二开关和所述第三开关，来将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。2.根据权利要求1所述的电路中断装置，其中所述延迟电路进一步包含电阻器、第一电容器、第二电容器和固态继电器。3.根据权利要求2所述的电路中断装置，其中将所述故障检测信号提供到所述第一开关，以触发所述第一开关进入导电状态，所述第一开关触发所述固态继电器进入导电状态，并将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻器-电容器“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二开关和所述第三开关从被触发开始延迟了的所述时间量相关联。4.根据权利要求3所述的电路中断装置，其中所述第二开关和所述第三开关连接到螺线管，其致使所述中断装置将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。5.根据权利要求2所述的电路中断装置，其中所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关各自为可控硅整流器“SCR”，且所述固态继电器是光电耦合器。6.根据权利要求5所述的电路中断装置，其中将所述故障检测信号提供到所述第一SCR的栅极，以触发所述第一SCR进入导电状态，所述第一SCR触发所述光电耦合器进入导电状态，且将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻-电容“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二SCR和所述第三SCR从被触发开始延迟了的所述时间量相关联。7.根据权利要求6所述的电路中断装置，其中所述第二SCR和所述第三SCR连接到螺线管，其致使所述中断装置将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。8.根据权利要求1所述的电路中断装置，其中所述故障检测电路检测从所述线路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，产生所述故障检测信号。9.根据权利要求8所述的电路中断装置，其中所述故障检测电路包含感测变压器，所述线路导体穿过所述感测变压器安置。10.根据权利要求1所述的电路中断装置，其中所述延迟电路进一步包含具有RC时间常数的电阻-电容“RC”电...

【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