用于拒绝向电气布线设备中的螺线管供电的电路和方法技术

一种电气布线设备，其具有固态开关元件，该固态开关元件被定位在故障检测开关元件和螺线管线圈之间，以在断路器处于跳闸状态时防止螺线管线圈通电。固态开关元件可以具有栅极，当断路器处于复位状态时其接收接通固态开关元件的栅极信号以及当断路器处于跳闸状态时，其不接收栅极信号，使得第二开关元件断开。栅极可以被连接到线路端子并通过响应于断路器状态的机械开关或通过由处理器驱动的另一个固态开关接地，该处理器被编程为检测断路器是处于复位状态还是跳闸状态。

【技术实现步骤摘要】
用于拒绝向电气布线设备中的螺线管供电的电路和方法
本专利技术涉及布线设备，并且更具体地涉及一种用于在跳闸状况下(包括如果已经发生寿命终止状况)拒绝向布线设备的螺线管供电的方法。
技术介绍
在寿命终止状况下，负责触发中断提供给接地故障断路器(GFCI)的GFCI输出端子的电力的可控硅整流器(SCR)可能会短路。作为结果，电流将无阻碍地流过螺线管，直到它熔断为止。由于管理GFCI的行业标准要求已达到寿命终止的设备能够拒绝向GFCI输出端子供电，因此螺线管的熔断会产生问题，这是因为它再也不能致使断开向GFCI输出端子的供电。解决如何在寿命终止状况下拒绝供电的问题的常规方法包括：插入与螺线管的电感器串联的机械开关，其在设备跳闸时断开。然而，机械开关在扳动(thrown)开关时，可能致使触点之间不期望的电弧放电，并且能够承受这种电弧放电的开关是昂贵的。因此，在本技术中需要一种不依赖于机械开关的在寿命终止状况下拒绝向布线设备的螺线管供电的方法。
技术实现思路
本公开涉及一种电气布线设备，其能够在设备处于跳闸状态时拒绝向布线设备的螺线管供电，使得如果SCR达到寿命终止，则螺线管将不会熔断。取而代之的是，当SCR达到寿命终止时，每当设备复位时，设备将立即跳闸，从而设备在寿命终止状况下拒绝向GFCI输出端子供电。根据一个方面，一种电气布线设备，包括：故障保护电路，其被配置为响应于检测到至少一种类型的预定故障状况而提供故障检测信号；断路器，其被配置为在复位状态下耦合多个线路端子和多个负载端子，并且在跳闸状态下将多个线路端子和多个负载端子解耦；第一固态开关，其被电耦合以接收第一栅极处的故障检测信号，该第一固态开关响应于接收到第一栅极处的故障检测信号而接通；螺线管，其被电耦合到第一固态开关，使得螺线管在第一固态开关接通时通电，该螺线管在通电时生成磁场，其使断路器移动进入跳闸状态；第二固态开关，其与第一固态开关和螺线管串联连接，其中当断路器处于跳闸状态时第二固态开关断开，使得螺线管被阻止通电。在示例中，第二固态开关包括第二栅极，其中当断路器处于复位状态时，第二固态开关接收栅极信号，使得第二固态开关接通，其中当断路器处于跳闸状态时，第二固态开关不接收栅极信号，使得第二固态开关断开。在示例中，电气布线设备还包括机械开关，其被定位为管理输入到第二固态开关的第二栅极的栅极信号。在示例中，电气布线设备还包括第三固态开关，其被定位为管理输入到第二固态开关的第二栅极的栅极信号。在示例中，第三固态开关具有第三栅极，其接收来自处理器的第三栅极信号，该处理器被编程为确定断路器何时处于复位状态以及断路器何时处于跳闸状态。在示例中，第一固态开关是可控硅整流器。在示例中，第二固态开关是可控硅整流器。在示例中，第二固态开关是双极结型晶体管。在示例中，第三固态开关是双极结型晶体管。根据另一方面，一种在寿命终止状况下拒绝向电气布线设备供电的方法，包括以下步骤：提供与螺线管和第二固态开关串联连接的第一固态开关，其中第二固态开关响应于故障检测信号而接通，以便使螺线管通电以致使断路器从复位状态移动到跳闸状态，其中，在复位状态下，多个线路端子和多个负载端子被耦合在一起，其中，在跳闸状态下，多个线路端子和多个负载端子被解耦；当断路器处于复位状态时，接通第一固态开关，以允许电流流过螺线管和第二固态开关；以及当断路器处于跳闸状态时，断开第一固态开关，使得电力不流过螺线管和第二固态开关。在示例中，该方法还包括以下步骤：使用耦合到断路器的机械开关，以可选择地使第一固态开关在复位状态下接通以及在跳闸状态下断开。在示例中，该方法还包括以下步骤：使用耦合到第一固态开关的栅极的第三固态开关，以可选择地使第一固态开关在复位状态下接通以及在跳闸状态下断开。在示例中，第一固态开关是可控硅整流器。在示例中，第二固态开关是可控硅整流器。在示例中，第二固态开关是双极结型晶体管。在示例中，第三固态开关是双极结型晶体管。根据一个方面，一种电气布线设备，包括：故障保护电路，其被配置为响应于检测到至少一种类型的预定故障状况而提供故障检测信号；断路器，其被配置为在复位状态下耦合多个线路端子和多个负载端子，和在跳闸状态下将多个线路端子和多个负载端子解耦；第一固态开关，其被电耦合以接收第一栅极处的故障检测信号，第一固态开关响应于接收到第一栅极处的故障检测信号而接通；螺线管，其被电耦合到第一固态开关，使得螺线管在第一固态开关接通时通电，螺线管在通电时生成磁场，该磁场使断路器移动进入跳闸状态；与螺线管并联设置的第二固态开关，其中当断路器处于跳闸状态时第二固态开关接通，使得电流从螺线管分流。在示例中，第二固态开关包括第二栅极，其中当断路器处于复位状态时，第二固态开关接收栅极信号，使得第二固态开关断开，其中当断路器处于跳闸状态时，第二固态开关不接收栅极信号，使得第二固态开关接通。在示例中，电气布线设备还包括机械开关，其被定位为管理被输入到第二固态开关的第二栅极的栅极信号。附图说明通过结合附图阅读以下详细描述，将更全面地理解和领会本专利技术，在附图中：图1是根据本专利技术的具有固态开关的第一示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断；图2是根据本专利技术的具有固态开关的第二示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断；图3是根据本专利技术的具有固态开关的第三示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断；图4是根据本专利技术的具有固态开关的第四示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断；图5是根据本专利技术的具有固态开关的第五示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断；并且图6是根据本专利技术的具有固态开关的第六示例的布线设备的示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断。图7是根据本专利技术的具有固态开关的第七示例的布线设备的局部示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断。图8是根据本专利技术的具有固态开关的第八示例的布线设备的局部示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断。图9是根据本专利技术的具有固态开关的第九示例的布线设备的局部示意图，该固态开关用于防止在SCR寿命终止事件的情况下断路器的螺线管熔断。具体实施方式参照附图，其中相同的标号始终指代相同的部件，在图1中可以看到根据本专利技术的提供故障保护的电气布线设备10。电气布线设备10包括差动变压器L1和接地的中性发射机(neutraltransmitter)L2。差动变压器L1包括次级绕组，其通过噪声滤波电路耦合到故障检测器U1(诸如除了别的以外可以检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气布线设备，包括：/n故障保护电路，所述故障保护电路被配置为响应于检测到至少一种类型的预定故障状况而提供故障检测信号；/n断路器，所述断路器被配置为在复位状态下耦合多个线路端子和多个负载端子，并且在跳闸状态下将所述多个线路端子和所述多个负载端子解耦；/n第一固态开关，所述第一固态开关被电耦合以接收第一栅极处的所述故障检测信号，所述第一固态开关响应于接收到所述第一栅极处的所述故障检测信号而接通；/n螺线管，所述螺线管被电耦合到所述第一固态开关，使得所述螺线管在所述第一固态开关接通时通电，所述螺线管在通电时生成磁场，所述磁场使所述断路器移动进入所述所述跳闸状态；/n第二固态开关，所述第二固态开关与所述第一固态开关和所述螺线管串联连接，其中，当所述断路器处于所述跳闸状态时所述第二固态开关断开，使得防止所述螺线管通电。/n

【技术特征摘要】
20180706 US 62/694,5441.一种电气布线设备，包括：
故障保护电路，所述故障保护电路被配置为响应于检测到至少一种类型的预定故障状况而提供故障检测信号；
断路器，所述断路器被配置为在复位状态下耦合多个线路端子和多个负载端子，并且在跳闸状态下将所述多个线路端子和所述多个负载端子解耦；
第一固态开关，所述第一固态开关被电耦合以接收第一栅极处的所述故障检测信号，所述第一固态开关响应于接收到所述第一栅极处的所述故障检测信号而接通；
螺线管，所述螺线管被电耦合到所述第一固态开关，使得所述螺线管在所述第一固态开关接通时通电，所述螺线管在通电时生成磁场，所述磁场使所述断路器移动进入所述所述跳闸状态；
第二固态开关，所述第二固态开关与所述第一固态开关和所述螺线管串联连接，其中，当所述断路器处于所述跳闸状态时所述第二固态开关断开，使得防止所述螺线管通电。


2.根据权利要求1所述的电气布线设备，其中，所述第二固态开关包括第二栅极，其中当所述断路器处于所述复位状态时，所述第二固态开关接收栅极信号，使得所述第二固态开关接通，其中，当所述断路器处于所述跳闸状态时，所述第二固态开关不接收所述栅极信号，使得所述第二固态开关断开。


3.根据权利要求2所述的电气布线设备，还包括机械开关，其被定位为管理被输入到所述第二固态开关的第二栅极的所述栅极信号。


4.根据权利要求2所述的电气布线设备，还包括第三固态开关，其被定位为管理被输入到所述第二固态开关的第二栅极的所述栅极信号。


5.根据权利要求4所述的电气布线设备，其中，所述第三固态开关具有第三栅极，其接收来自处理器的第三栅极信号，所述处理器被编程为确定所述断路器何时处于所述复位状态以及所述断路器何时处于所述跳闸状态。


6.根据权利要求1所述的电气布线设备，其中，所述第一固态开关是可控硅整流器。


7.根据权利要求1所述的电气布线设备，其中，所述第二固态开关是可控硅整流器。


8.根据权利要求1所述的电气布线设备，其中，所述第二固态开关是双极结型晶体管。


9.根据权利要求4所述的电气布线设备，其中，所述第三固态开关是双极结型晶体管。


10.根据权利要求4所述的电气布线设备，其中，所述第三固态开关是场效应晶体管。


11.一种在寿命终止状况下拒绝向电气布线设备供电的方法，包括以下步骤：
提供与螺线管和第二固态开关串联连接的第一固态开关，其中所述第二固态开关响应于故障检测信号而接通，以便使所述螺线管通电以致使断路...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚·P·海恩斯，迈克尔·F·麦克马洪，
申请(专利权)人：帕西·西姆公司，
类型：发明
国别省市：美国;US