具有薄构造的保护性装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种包括前盖组件的布线装置。前盖组件包括前盖，前盖具有至少一个设置于其中的插座开口。接地片耦合到盖组件。一种装置组件包括多个用于连接到ＡＣ电源的线路端子、用于连接到下游负载的多个负载端子以及与至少一个插座开口相通的至少一组插座负载端子。装置组件还包括耦合到多个线路端子的故障响应电路。后盖耦合到前盖组件以在其中容纳装置组件。接地片元件设置于前盖组件和后盖之间。后盖超过接地片延伸基本小于或等于一英寸的距离。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路保护性装置的领域，尤其涉及具有较薄构造的电路保护装置。
技术介绍
由于日常需求对电力的依赖越来越大，因此对电能的需求也在始终在增长。通过 配电系统向用电方提供电力，配电系统通常包括从公共电源到设置于房屋、楼宇或一些其 他设施中的断路器面板的电力线路。断路器面板将交流电分配到结构中安装的一个或多个 分支电路。电气电路通常可以包括一个或多个插座孔，可以进一步将交流电传输到一个或 多个电力驱动的装置，在现有技术中一般称为负载电路。插座孔向用户可访问的负载供电， 负载包括电源线和插头，插头可插入插座孔中。然而，已知在电气线路系统中会发生一些种 类的故障。因此，每个电气电路通常采用一个或多个电气电路保护装置。 插座装置和电气电路保护性装置都设置在不导电的外壳中。外壳还包括彼此电绝 缘的电气端子。端子提供了将装置连接到交流电源的手段和将装置连接到负载的手段。具 体而言，线路端子将装置耦合到交流电力源，而负载端子将电力耦合到负载。当然，本领域 的普通技术人员将理解，术语负载可以是指电器、开关或一些其他装置。也可以将负载 端子称为馈通或下游端子，因为可以将连接到这些端子的线路耦合到串联配置的插 座或开关。最后可以将负载连接在该装置的远端。再回到装置外壳，负载端子可以连接到 传导路径，传导路径也连接到一组插座触点。插座触点与设置于外壳表面上的插座开口相 通。这种布置允许用户向插座开口中插入电器插头，由此为装置加电。 对于安装而言，保护性装置通常安装在出线盒中。出线盒可以位于墙壁、顶棚、地 板、柜台顶部等中。从断路器面板到出线盒设置电缆以为线路端子提供交流电。电缆通常 包括多个绝缘的电导体。可以利用由金属和/或不导电材料制成的刚性或柔性管将电缆捆 扎在一起。在出线盒和上文提到的串联设置中的任何后续装置之间设置构成类似于第一电 缆的第二电缆。当然，第二电缆连接到馈通端子。在安装出线盒期间，通过出线盒的开口馈 送电缆以连接到它们相应的端子，即线路或负载。在已经连接电导体之后，将保护性装置插 入出线盒的前开口中，直到搭接板与出线盒中的安装面配合为止。 与装置安装相关联的问题之一涉及到出线盒中有限的内部体积。在把保护性装置 插入出线盒中时，一定要把设置于出线盒之内的电线、电缆和相关管路压縮在装置后侧和 出线盒内壁之间形成的空间之内。这可能会导致若干不利和不希望的结果。 在安装人员将装置和电线挤入出线盒中时，插入力可能会导致出线盒或保护性装 置的搭接板或一些其他构件变形。变形可能会干扰板子的安装，或者可能会妨碍保护性装 置完全耦合到出线盒的安装表面。变形也可能损伤到保护性装置。结果，保护性装置可能 无法工作。此外，可能非常需要线路绝缘，以防止出线盒的尖锐内边缘或保护性装置的外边 缘使导体暴露出来。如果绝缘性失去其完整性，电导体可能会短路在一起，或者可能与出线 盒短路。如果导体在急转弯半径之内被挤压，挤压还可能导致绝缘体破裂。另一方面，尽管 任何给定的电气端子用于以固定力夹紧电导体，但挤压可能会施加相反的力，该力会导致7期望电连接的失败。 上述不利影响取决于将保护性装置插入出线盒中时电导体的随机运动。由于在将 装置插入出线盒时它们是隐蔽的，安装人员无法看到被挤压的线路，这加剧了不利影响的 发生。 由于近年来出现的布线和安装做法的改变，加剧了上述问题。在各种商业、机构和 居住领域中，需要保护的出线盒位置数量已经扩展。考虑居住领域，最开始需要GFCI来保 护室外游泳池附近的插座，并且逐渐地需要GFCI来保护浴室、厨房、地下室和室外插座。更 近来，已经需要AFCI来保护卧室插座。安装位置的扩散增加了发生这种问题的可能性。 同时，用于构造墙壁的壁柱和石膏板的厚度已经减小。这使得必需要使用更浅的 出线盒。令人遗憾的是，较浅的出线盒为出线盒内部的电导体提供了较小的体积，导致电导 体上的压力增大。由于增多了复电缆在出线盒中的使用，进一步加剧了问题的发展。保护 性装置中常常包括的冗余线路和/或馈通端子需要额外的电缆。 在住房市场中，新住宅的平均面积一直在增长。新住宅通常比旧式家庭包括更多 嵌入式电器。这样一来，必需要在更大距离上传播更大量的电流。因此，需要截面更大的电 导体来在更大距离上传导更大电流。显然，复电缆或截面更大的电导体的结果是安装期间 发生问题的概率增大。 在使用新的保护性装置替换陈旧家庭中的旧式非保护性线路装置时会发生另一 个问题。注意，电导体可以是房子原有的。由于老化，与原来导体相关的绝缘性可能会弱化。 这可能会使得老旧安装更容易受到上述一种或多种不利影响。 前述所有这些趋势都导致了更小的出线盒。因此，减小保护性装置的尺寸会相当 合乎需要。然而，这样会出现问题，因为现代装置必需拥有的必要功能是向更大装置驱动。 为了例示这一点，下面给出对现代保护性装置的简短概述。 如上所述，有几种电气电路保护性装置。例如，这种装置包括接地故障电路断路器 (GFCI)、接地故障设备保护器(GFEP)和电弧故障电路断路器(AFCI)。这一列表包括代表性 范例，并不表示毫无遗漏。 一些装置包括GFCI和AFCI两者。如它们的名称所示，电弧故障 电路断路器(AFCI)、接地故障设备保护器(GFEP)和接地故障电路断路器(GFCI)执行不同 的功能。 电弧故障是两个或更多导体之间的放电。电弧故障可能是由火线导体或中线导体 上，或火线导体和中线导体上的绝缘受损导致的。绝缘受损可能导致两个导体之间的小功 率电弧，并可能引起火灾。电弧故障通常将自身表现为高频电流信号。因此，AFCI可以用 于检测各种高频信号并响应于高频信号为电路断电。 另一方面，接地故障电路设备保护器(GFEP)和接地故障电路断路器(GFCI)用于 检测接地故障。当承载电流的(火线)导体产生通往地的无意电流路径时发生接地故障。 因为将电路中流动的电流的一些转移到无意电流路径中，在火线/中线之间产生差分电 流。无意电流路径表示有电击的危险。接地故障以及电弧故障也可能导致火灾。曾把用于 防止火灾的GFCI称为接地故障设备保护器(GFEP)。 除了检测电弧故障和/或接地故障之外，保护性装置必须自身不受瞬态电压和其 他浪涌现象的影响。可以通过若干种方式产生瞬态电压。例如，瞬态电压可能是由于雷雨产 生的。在关闭耦合到配电系统的感性负载时，也可能产生瞬态电压，或者可能由耦合到配电系统的包括换向器和电刷的电动机产生瞬态电压。无论是什么原因，已知瞬态电压都会损 伤到保护性装置/导致寿命终止。损伤可能导致保护性装置永久性地拒绝为电气电路的受 保护部分供电。因此，用户要承受必需更换保护性装置的费用和不便。或者，损伤可能会导 致保护性装置变得没有保护作用，而是继续为负载电路供电。即使在不再有保护作用时，用 户也可以决定继续使用该装置。于是，任何一种损伤都不希望出现。因此，在保险商实验室 (UnderwritersLaboratories)对保护性装置的要求中包括瞬态电压测试(例如针对GFCI 的UL标准943和针对AFCI的UL标准1699)。必需要在进行这些测试之后，保护装置才能 必需继续工作。 为了符合UL的要求，通常采用金属氧化物变阻器(M0V) 。 M0V将施加在保护性装 置的线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护性布线装置，包括：包括前盖构件和后盖构件的外壳，所述前盖构件具有前主表面，所述后盖构件具有基本平行于所述前主表面的后主表面，所述外壳还包括电隔离构件，所述电隔离构件设置于所述前盖构件和所述后盖构件之间，使得在所述前盖构件和所述电隔离构件之间形成前内部区域，而在所述后盖构件和所述电隔离构件之间形成后内部区域；具有内部接地片部分的的接地片，在所述前内部区域中所述内部接地片部分设置于所述电隔离构件上；多个用于连接到ＡＣ电源的线路端子和多个负载端子，所述多个线路端子包括火线触点和中线触点，所述多个负载端子包括火线负载触点和中性负载触点，在复位状态下，所述火线触点和所述中线触点用于分别耦合到所述火线负载触点和所述中性负载触点，并在跳闸状态下去耦合；用户可触及的复位按钮组件，其设置于所述前盖中并用于响应于用户激励实现所述复位状态，所述用户可触及的复位按钮组件建立与所述主前表面垂直的平面并将所述后内部区域分成第一后内部区域部分和第二后内部区域部分；以及基本设置于所述后内部区域中的保护性电气组件，所述保护性电气组件包括环形传感器组件，所述环形传感器组件设置于所述第一后内部区域部分中并耦合到所述多个线路端子，所述环形传感器组件耦合到故障检测电路，所述故障检测电路耦合到螺线管组件，所述螺线管组件设置成与所述环形传感器组件相邻并且设置于所述第一后内部区域部分中，使得所述内部接地片部分和所述后主表面之间的垂直距离小于或等于大约一英寸。...

【技术特征摘要】
US 2009-3-31 12/415,217一种保护性布线装置，包括包括前盖构件和后盖构件的外壳，所述前盖构件具有前主表面，所述后盖构件具有基本平行于所述前主表面的后主表面，所述外壳还包括电隔离构件，所述电隔离构件设置于所述前盖构件和所述后盖构件之间，使得在所述前盖构件和所述电隔离构件之间形成前内部区域，而在所述后盖构件和所述电隔离构件之间形成后内部区域；具有内部接地片部分的的接地片，在所述前内部区域中所述内部接地片部分设置于所述电隔离构件上；多个用于连接到AC电源的线路端子和多个负载端子，所述多个线路端子包括火线触点和中线触点，所述多个负载端子包括火线负载触点和中性负载触点，在复位状态下，所述火线触点和所述中线触点用于分别耦合到所述火线负载触点和所述中性负载触点，并在跳闸状态下去耦合；用户可触及的复位按钮组件，其设置于所述前盖中并用于响应于用户激励实现所述复位状态，所述用户可触及的复位按钮组件建立与所述主前表面垂直的平面并将所述后内部区域分成第一后内部区域部分和第二后内部区域部分；以及基本设置于所述后内部区域中的保护性电气组件，所述保护性电气组件包括环形传感器组件，所述环形传感器组件设置于所述第一后内部区域部分中并耦合到所述多个线路端子，所述环形传感器组件耦合到故障检测电路，所述故障检测电路耦合到螺线管组件，所述螺线管组件设置成与所述环形传感器组件相邻并且设置于所述第一后内部区域部分中，使得所述内部接地片部分和所述后主表面之间的垂直距离小于或等于大约一英寸。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护性电气组件包括在所述复位状态下使 所述火线触点和所述火线负载触点互连的火线悬臂梁电路断路器结构，以及在所述复位状 态下使中线触点和中性负载触点的中性悬臂梁电路断路器结构，所述火线悬臂梁电路断路 器结构和所述中性悬臂梁电路断路器结构中的至少一个用于响应于所述故障检测电路为 所述螺线管通电而被驱动到跳闸状态。3. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述火线悬臂梁电路断路器结构和所述中性悬 臂梁电路断路器结构设置于与所述螺线管相邻的所述后内部区域中。4. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述火线悬臂梁电路断路器结构和所述中性悬 臂梁电路断路器结构包括四极电路断路器。5. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述前内部区域包括火线插座端子结构和中性 插座端子结构，所述火线插座端子结构具有在所述复位状态下耦合到所述火线触点和所述 火线负载触点的火线插座端子触点，所述中性插座端子结构包括在所述复位状态下耦合到 所述中线触点和所述中性负载触点的中性插座端子触点。6. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述火线负载触点、所述火线插座触点和所述火 线触点设置成基本垂直对齐，且其中所述中性负载触点、所述中性插座触点和所述中线触 点设置成基本垂直对齐。7. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述火线悬臂梁电路断路器结构和所述中性悬 臂梁电路断路器结构设置于所述螺线管两侧的所述后内部区域中。8. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述火线悬臂梁电路断路器结构经由所述环形 传感器组件耦合到所述第一后内部区域部分中的所述火线端子，并耦合到所述第二后内部区域部分中的所述火线负载端子，且其中所述中性悬臂梁电路断路器结构经由所述环形传 感器组件耦合到所述第一后内部区域部分中的所述中线端子，并耦合到所述第二后内部区 域部分中的所述中性负载端子。9. 根据权利要求l所述的装置，其中，所述保护性电气组件基本安装在印刷电路板 (PCB)上，所述故障检测电路的至少一个电子部件设置于与所述后盖相邻的PCB下侧上。10. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护性电气组件包括耦合到所述螺线管和 所述故障检测电路的电路断路器，所述电路断路器包括四组触点。11. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述四组触点设置于多条母线上。12. 根据权利要求11所述的装置，其中，所述多条母线包括连接到所述多个线路端子 的火线端子的火线母线和连接到所述多个线路端子的中线端子的中性母线。13. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述螺线管组件包括多个螺线管绕组。14. 根据权利要求13所述的装置，其中，所述多个螺线管绕组包括跳闸螺线管和复位 螺线管。15. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述前内部区域包括火线插座端子结构和中性 插座端子结构，所述火线插座端子结构具有在所述复位状态下耦合到所述火线触点和所述 火线负载触点的凹火线插座触点和火线端子触点，所述中性插座端子结构具有在所述复位 状态下耦合到所述中线触点和所述中性负载触点的凹中性插座触点和中性端子触点，所述 凹火线插座触点和所述凹中性插座触点与形成在所述前盖的第一端中的一组插座开口相 通。16. 根据权利要求15所述的装置，其中，所述前盖的第二端包括耦合到基本设置于所 述第二后内部区域部分中的电气装置的用户可触及的电气接口。17. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述用户可触及的电气接口为开关叶片，所述电气装置为电气开关。18. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述用户可触及的电气接口为透镜，所述电气 装置为电灯。19. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护性电气组件包括能量效率高的电源， 所述电源用于在多个AC周期的全部或一部分预定半周期期间向所述保护性电气组件供 电。20. 根据权利要求1所述的装置，还包括与所述前盖中的所述复位按钮组件相邻设置 的测试按钮组件，所述测试按钮耦合到至少一个测试电路，所述至少一个测试电路耦合到 所述保护性电气组件的测试电路。21. 根据权利要求20所述的装置，其中，所述测试按钮组件包括在所述测试电路之间 具有双空气隙的测试插片。22. 根据权利要求1所述的装置，还包括测试电路，所述测试电路包括用于周期性地测 试所述保护性电气组件的自动化自测电路。23. 根据权利要求22所述的装置，其中，所述自动化自测电路用于在AC周期的预定半 周期期间引入模拟故障。24. 根据权利要求23所述的装置，其中，所述AC周期的预定半周期是所述AC周期的负 半周期。25. 根据权利要求22所述的装置，其中，所述自动化自测电路用于响应于表示寿命终 止状况的测试故障而基本阻止所述装置在所述复位状态下工作。26. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述故障检测电路包括布线状态检测电路，所 述布线状态检测电路用于判断AC电源是耦合到所述多个线路端子还是耦合到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R威克斯，K摩根，JC理查兹，DA老芬利，GR小萨维茨基，BF麦克贝思，
申请(专利权)人：帕西西姆公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]