CN1224992C - 接地故障反向错误接线电路中断器 - Google Patents
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Abstract
一种接地故障反向错误接线电路中断器，适用于各种用电源的电器仪表、装置设备以及系统等。其特点是负载端连有反向错误接线机构，复位按钮带有反向脱扣机构。当电源错误地接入负载端，复位按钮将永远处于脱扣状态。即使操作其复位，也不会复位，直到纠正错误接线为止。与在先技术相比，本发明的中断器以简单的机械脱扣结构，有效地防护了反向错误接线所引起的电器毁坏和人身安全。能够经受6KV/3KA的浪涌试验，耐潮防腐和抗锈蚀能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路中断器，尤其涉及一种接地故障反向错误接线电路中断器。适用于各种用电源的电器、仪表、装置、设备及系统等。
背景技术
大多数电气接线装置均有可接入电源的接线端，及可接入一个或多个负载的负载端。在输入与负载两端之间至少有一个感应电路路径的地方。供电接线或导电流的连接是在输入端和负载端连接。电气接线装置行业不断增加电路断路装置或系统以便能切断不同负载端电流，如家用电器、消费类电气产品和分支电路，家庭浴室和厨房特别是要安装接地故障电路中断器的电气电路。
在先技术中，美国专利4.595,894中描述了一种“接地故障电路中断系统”(Ground Fault Circuit Interrupting System---GFCIS)，它在输入端和负载端用激发脱扣机械装置机械性地切断电气连接，如脱扣后可复位的装置，以探测接地故障。然而，在许多异常条件下，装置和装置脱扣时的电冲击，使切断电路的机构丧失了脱扣能力。这大多发生在此时仍然按下了复位按钮，结果引起不起作用的脱扣装置没有接地故障保护地复位。以致造成毁坏电器和危及人身安全。
传统的接地故障电路中断器(Ground Fault Circuit Interrupters--以下简称为GFCI)除接线的负载连接之外，还可接近负载连接一个或多个连接点，接线和负载端连接是用组装螺丝，负载由插头连接到内部插座上。值得注意的是，那些连接外部接线的装置，输入线连接到输入接线端，负载线接到负载端连接。然而经常发生另一些情况，GFCI错误地连接到外部电线上，以致于负载线接到输入接线端，电源电线接到负载端，这就是众所周知的反向接线，结果其电路断路装置就是反向接线。不管是在脱扣还是正常状态下，无保护电源一直供给插座，给负载连接的故障保护就被排除了，既使保留了负载端连接的故障保护。也得不到保护了。这就表明了那些装置是被接线接反了(反向错误接线)。在先技术中，许多GFCI采用警告标签、反向错误接线指示灯、反向错误接线报警等形式以提醒用户正确连接装置的接线和负载端，但是光警示是不够的，仍有许多把装置的接线给接反了，造成了毁坏。
发明内容
本发明为了克服上述在先技术中的电路中断器的不足，提供一种接地故障反向错误接线电路中断器，以用于复位按钮上的最简单的机械脱扣结构，解决反向错误接线的防护问题。确保安全，避免损失。
本发明的电路中断器，主要包括：由底座003、中框002和上盖001构成的外壳，上盖001上置放的复位按钮006和测试按钮007，接地支架004，两个输入端和两个负载端，两个插座静触头导电件005-1、005-2。所说的两个输入端分别连接有输入端动触头016、017，两个负载端分别连接有负载端动触头018、019。负载端连接有反向错误接线防护机构(以下简称为反向错误接线机构)。复位按钮006带有反向错误接线脱扣机构(以下简称为反向脱扣机构)。
所说的连接在负载端的反向错误接线机构，主要包括：两个负载端接线件15-1、15-2，两条反向导电线039和两个反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2。所说的两个负载端接线件15-1、15-2分别通过反向导电线039与反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2相连。
所说的复位按钮006所带的反向脱扣机构，主要含有：两个反向脱扣动触头033-1、033-2，两个反向脱扣静触头032-1、032-2，复位脱扣装置020，脱扣线圈架021，依次置放在脱扣线圈架021上的内部含有脱扣铁芯024的脱扣线圈036，脱扣铁芯复位弹簧026，脱扣线圈磁极片031和内部带有复位锁销弹簧027的复位脱扣锁销025。所说的两只反向脱扣静触头032-1、032-2分别置放在脱扣线圈架021的两侧。所说的两个反向脱扣动触头033-1、033-2分别穿过复位脱扣装置020后置放在反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2的上面。
如上述结构的电路中断器，当电源从输入端通过输入端两个接线螺丝010-1接入时，按下复位按钮006带动复位脱扣装置020，电路中断器处于复位状态。输入端动触头016、017和插座静触头导电件005-1、005-2相接触，从而使电路中断器的插座通电使用。中断器在使用过程中产生接地故障，或过载，或短路超过5毫安时，电流冲击波感应如闪电式，激发脱扣线圈036，使复位脱扣装置020动作，复位按钮006即脱扣，输入端动触头016、017和插座静触头导电件005-1、005-2断开，使中断器的插座不通电，使电路中断。因此，保护了仪器设备及人身安全。若继续使用时，必须先排除故障。
当反向错误接线时，电源从反向错误接线机构中的负载端接线件15-1、15-2输入，通过反向导电线039接通反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2。反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2与反向脱扣动触头033-1、033-2接触，复位按钮006处在脱扣静止状态，但反向脱扣动触头033-1、033-2与反向脱扣静触头032-1、032-2断开保持设定距离。阻止了电源的电流流经电路中断器，避免了反向错误接线使用，保证了安全。如图6、图9所示。
当错误地将电源从中断器的负载端接入时，中断器的插座表面始终无电源。因为负载端已为插座静触头导电件005-1、005-2分为两体而断开。按下复位按钮006，打开了复位脱扣锁销025，复位按钮006中的锁扣铁芯006-1借用脱扣铁芯复位弹簧026的返回力，就被复位脱扣锁销025锁住，复位弹簧023开始回弹动作上升，带动复位脱扣装置020，由复位脱扣装置020带动反向脱扣动触头033-1、033-2，反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2在反向脱扣动触头033-1、033-2的下端开始回弹，同时升高，复位按钮006上升到设定位置，未到复位位置，使反向脱扣动触头033-1、033-2与反向脱扣静触头032-1、033-2接触，激发脱扣线圈036闪电式感应断路动作，使脱扣铁芯024在磁力的作用下，开始压缩复位脱扣弹簧026，推进复位脱扣锁销025，打开锁扣门。从而，使复位按钮006在复位弹簧026的回弹后跳闸脱扣，阻止了复位按钮006复位，防护了反向错误接线的通电使用，保证了安全。
如图9所示。
如上所述，当错误地将电源从电路中断器的负载端接入时，原先处于脱扣状态的复位按钮006操作其复位时，它会立即再脱扣，切断中断器的插座电源。即使再连续操作复位按钮006，也不能使其复位按钮006复位。避免了因反向错误接线所造成的人身及电器的毁坏问题，延长了中断器的使用寿命。但，当电源从输入端接入时，电流通过插座静触头导电件005-1、005-2从负载端输出，用户可接近负载连接包括一个或多个连接点，使中断器正常使用。此时反向错误接线机构长期处于断开状态，绝对不影响复位和误脱扣。
本发明电路中断器的有益效果：本发明的电路中断器在电源被错误地接于负载端时，其所说的反向错误接线机构和反向脱扣机构构成的防护反向错误接线机构能确保中断器表面插座始终无电源通过，复位按钮长期处于脱扣状态。复位按钮即使连续被按下100次以上，也不能复位，直到纠正错误的接线后，才能复位。而当电路中断器正常工作时，其防护反向错误接线机构始终处于断开状态，绝不影响装置的正常工作，真正确保了电器及人身的安全。能够经受6KV/3KA的浪涌试验，耐潮防腐抗锈蚀能力强。成本低，适宜批量生产。
附图说明
图1是本发明机械式防护反向错误接线电路的GFCI的外部结构示意图，
其中：
图1-1是输入电流为15安培时的电路中断器外部结构示意图。
图1-2是输入电流为20安培时的电路中断器外部结构示意图。
图2是图1-2去掉上盖001后的内部结构示意图。
图3是图2去掉中框002后的内部结构示意图。
图4是图3去掉底座003后的横剖示意图。
图5是图3中去掉底座003后的仰视图。
图6是显示脱扣状态的解剖示意图。
图7是反向导电接通状态示意图。
图8是反向错误接线机构导电断开状态示意图。
图9是电路中断器输入端接线复位接通状态示意图。
图10是反向脱扣机构和反向错误接线机构示意图。
图11是图10中去掉线路板035后的仰视图。
图12是图3去掉底座003、线路板035、两个输入端和负载端的组件以及磁环套029和磁环盖030之后的仰视图。
图13是本发明的电路中断器的结构分解示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步说明本发明电路中断器的结构。
本发明的电路中断器可以用于两种功率：一种是15A(安培)，如图1-1所示。另一种是20A(安培)，如图1-2所示。
图1中所显示本发明的电路中断器的外壳是由四角上的四只组装螺丝008，将上盖001、中框002、底座003、接地支架004紧固在一起。上盖001中置有复位按钮006和测试按钮007；底座003和中框002之间置有输入端接线螺丝010-1和负载端接线螺丝010-2，上盖001和中框002之间的接地支架004上置有接地螺丝009。上盖001上有：两个15A插座静触头导电件插口005-1-1、005-1-2，两个20A插座静触头导电件插口005-2-1、005-2-2和两个接地插孔038-1、038-2。
图2是图1-2去掉上盖001后的内部结构示意图，显示出四个角上的组装螺丝008。显示出用于20A的插座静触头导电件005-1和用于15A的插座静触头导电件005-2。显示出接地支架004的两端分别置有接地附件038及接地螺丝009。两个插座静触头导电件005-1、005-2上分别有两个银触点037以及测试按钮007下的测试实验片011。
图3是图2去掉中框002后的内部结构示意图。在底座003内底上置有线路板035，在线路板035上置有内含磁环的磁环套029和磁环盖030。两个输入端分别含有接线螺丝010-1，输入端接线件012、013、输入端接线压片014-1以及一端插入磁环盖030内的两个输入端动触头016、017；两个负载端分别含有接线螺丝010-2，负载端接线件015-1、015-2、负载端定位件028-1、028-2以及两个负载端动触头018-1、018-2。两个负载端动触头018-1、018-2的顶端上分别有银触点037；在两个负载端动触头018-1和018-2之间置有脱扣线圈架021，在脱扣线圈架021上置有内含脱扣铁芯024的脱扣线圈036。脱扣线圈036与复位脱扣锁销025之间有脱扣线圈磁极片031。
图4是图3去掉底座003后横剖示意图。显示出复位脱扣装置的内部结构。复位按钮006下端带有锥形顶尖的锁扣铁芯006-1的上部套有复位弹簧023，下部套有脱扣辅助弹簧022；锥形顶尖处有复位脱扣锁销025。两个反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2置放在脱扣线圈架021的两旁。两个反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2一端固定在线路板035上，另一端上面分别是反向脱扣动触头033-1、033-2。
图5是图3中去掉底座003后的仰视图，显示出线路板035背面上各反向导电元件置放的位置以及连线状况。两个反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2分别与两条反向导电线039相连接。两个反向脱扣静触头032-1、032-2分别与脱扣线圈036相连。
图6是显示脱扣状态的解剖图。复位按钮006处在脱扣状态。此时，反向脱扣动触头033-1一端是被反向脱扣负载端导电弹簧034-1所吸引，两者接触。而另一端与反向脱扣静触头032-1断开。
图7是防护反向导电接通状态示意图。复位按钮006被按下时，复位按钮006的锁扣铁芯006-1已被复位脱扣锁销025锁住。在复位弹簧023的回弹力作用下，带动复位脱扣装置020上升，使反向脱扣动触头033-1与反向脱扣负载端导电弹簧034-1和反向脱扣静触头032-1接触。防护反向错误接线机构处于接通状态。输入端动触头016和负载端动触头018与插座静触头导电件005-2没有接通，插座没通电。
图8，当防护反向错误接线机构处于接通状态时(见图7)，脱扣线圈036被电源接通断路激发闪电式开始动作，脱扣铁芯024在磁力的作用下，开始压缩脱扣铁芯复位弹簧026，顶开复位脱扣锁销025，使复位按钮006和复位脱扣锁销025脱离，脱扣辅助弹簧022立即回弹。在回弹力的作用下，使复位脱扣装置020复位到原位，带动反向脱扣动触头033-1、033-2下移，与反向脱扣静触头032-1、032-2断开，防护反向错误接线机构处于断开状态。
图9，电路中断器输入端接线复位接通状态示意图。当电源从输入端接入时，按下复位按钮006，打开复位脱扣锁销025，复位按钮006的锁扣铁芯006-1被复位脱扣锁销025锁住，复位弹簧023开始回弹往上顶，带动复位脱扣装置020往上移动，同时输入端动触头016、017和负载端动触头018、019跟着复位脱扣装置020同步上移，与插座静触头导电件005-1、005-2相接触，使中断器的负载端电源接通。此时防护反向错误接线机构处于断开状态，绝对不影响中断器的正常操作。
图10是反向脱扣机构和反向错误接线机构示意图。进一步给出上述反向脱扣机构和反向错误接线机构中的各元件的结构位置。反向错误接线机构中，负载端动触头018、019通过反向导电线039与置于反向脱扣动触头033-2或033-1下面的反向脱扣负载端导电弹簧034-2或034-1复位相连。反向脱扣机构中，脱扣铁芯复位弹簧026的一端套在脱扣铁芯024的头部，另一端顶在脱扣线圈磁极片031上。
图11是图10的仰视图，但去掉了线路板035和两个输入端动触头和负载端动触头，主要给出反向脱扣机构中各脱扣元件的结构位置。在脱扣装置020中心对着复位按钮006的位置上置有内部含有复位锁销弹簧027的复位脱扣锁销025。复位锁销弹簧027与脱扣铁芯复位弹簧026之间是脱扣线圈磁极片031。两个反向脱扣动触头033-1、033-2分别穿过脱扣装置020置放在反向脱扣负载端导电弹簧034-1、034-2的上面。
图12是图3去掉了底座003、线路板035、两个输入端和两个负载端的组件以及磁环套029和磁环盖030之后的仰视图，更清楚地显示出防护反向错误接线机构的输入端动触头016、017，插座静触头导电件005-1以及反向脱扣静触头032-1、032-2及复位脱扣装置020的形状及相对位置。脱扣铁芯024的脱扣线圈036，脱扣铁芯复位弹簧026，复位锁销弹簧027依次置放在脱扣线圈架021上。
图13的分解图中，给出本发明的电路中断器的全部元件的结构和形状。
Claims (3)
1.一种接地故障反向错误接线电路中断器，包括：由底座(003)、中框(002)和上盖(001)构成的外壳，上盖(001)上置有的复位按钮(006)和测试按钮(007)，接地支架(004)，两个输入端和两个负载端，两个输入端分别含有的由输入端接线螺(010-1)和输入端接线压片(014-1)固定在输入端的输入端接线件(012、013)，两个负载端含有的由负载端接线螺(010-2)和负载端定位件(028-1、028-2)固定在负载端的负载端接线件(015-1、015-2)，置于底座(003)内底上的线路板(035)，置于线路板(035)上两个输入端之间的含有磁环的磁环套(029)和磁环盖(030)，两个插座静触头导电件(005-1、005-2)，两个一端分别插入磁环盖(030)内的输入端动触头(016、017)，其特征在于：包括两个一端分别由负载端接线螺丝(010-2)和负载端定位件(028-1、028-2)固定在负载端上的负载端动触头(018、019)，通过负载端接线件(015-1、015-2)连接在负载端的反向错误接线防护机构，与反向错误接线防护机构相匹配的置于复位按钮(006)下面的反向错误接线脱扣机构，所述的反向错误接线防护机构促使反向错误接线脱扣机构驱动所述的复位按钮(006)脱扣，并使复位按钮不能复位。
2.根据权利要求1所述的接地故障反向错误接线电路中断器，其特征在于：所说的反向错误接线防护机构，包括：两条反向导电线(039)和两个反向脱扣负载端导电弹簧(034-1、034-2)；所说的两个反向脱扣负载端导电弹簧(034-1、034-2)一端分别固定在线路板(035)上，并分别通过在线路板(035)的固定点上连接的反向导电线(039)与固定在负载端的负载端接线件(015-1、015-2)相连。
3.根据权利要求2所述的接地故障反向错误接线电路中断器，其特征在于：所说的反向错误接线脱扣机构，含有：两个反向脱扣静触头(032-1、032-2)，两个反向脱扣动触头(033-1、033-2)，复位脱扣装置(020)，脱扣线圈架(021)，依次置放在脱扣线圈架(021)上的内含脱扣铁芯(024)的脱扣线圈(036)，复位脱扣弹簧(026)，脱扣线圈磁极片(031)，内带复位锁销弹簧(027)的复位脱扣锁销(025)，置于复位按钮(006)下端的带有锥形顶尖的锁扣铁芯(006-1)，套在锁扣铁芯(006-1)上部的复位弹簧(023)，套在锁扣铁芯(006-1)下部的脱扣辅助弹簧(022)；所说的两个反向脱扣静触头(032-1、032-2)分别置放在脱扣线圈架(021)的两侧，两个反向脱扣动触头(033-1、033-2)分别穿过复位脱扣装置(020)后置放在反向脱扣负载端导电弹簧(034-1、034-2)的上面；所说的内带复位锁销弹簧(027)的复位脱扣锁销(025)置于复位脱扣装置(020)的中心对着复位按钮(006)的位置上；两个反向脱扣静触头(032-1、032-2)分别与脱扣线圈(036)相连。
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Assignee: Zhejiang Trimone Electric Science and Technology Co., Ltd. Assignor: Wenzhou Sanmeng Sci-Tech Electrical Co., Ltd. Contract fulfillment period: 2008.10.20 to 2013.10.19 contract change Contract record no.: 2008330002724 Denomination of invention: Circuit breaker against earthing failure and connection in wrong direction Granted publication date: 20051026 License type: Exclusive license Record date: 20081219 |
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