專利名稱：具有阻斷裝置的gfci插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可重新復(fù)位的電路中斷裝置和系統(tǒng)，尤其涉及具有插頭阻斷裝置的接地故障電路中斷器(GFCI)保護的插座。
背景技術(shù)：
許多電氣接線裝置具有可以和電源相連的線路側(cè)，可以和一個或幾個負載相連的負載側(cè)以及在線路側(cè)和負載側(cè)之間的至少一個導(dǎo)電路徑。和提供電能的電線或者和一個或幾個負載導(dǎo)電地連接的電線的電連接可以位于線路側(cè)和負載側(cè)連接上。電氣接線裝置工業(yè)表明了對電路中斷裝置或系統(tǒng)的不斷增加的需求，這些裝置或系統(tǒng)被設(shè)計用于中斷各種負載例如家用設(shè)備、耗電產(chǎn)品和分支電路的電源。特別是，電氣規(guī)程要求家庭浴室和廚房的電路配備接地故障電路中斷器(GFCI)。目前可得到的GFCI裝置例如在公共擁有的美國專利4595894(’894)中描述的裝置使用電啟動的跳閘機構(gòu)來機械地切斷在線路側(cè)和負載側(cè)之間的電連接。這種裝置在例如檢測到接地故障而跳閘之后可以重新復(fù)位。在’894專利中披露的裝置中，用于引起電路(在線路和負載側(cè)之間的導(dǎo)電通路)的機械切斷的跳閘機構(gòu)包括電磁線圈(或跳閘線圈)。使用測試按鈕測試跳閘機構(gòu)并提供用于檢測故障的電路。提供復(fù)位按鈕用于復(fù)位在線路和負載側(cè)之間的電連接。
不過，可以發(fā)生這樣的情況，其中異常狀態(tài)例如雷擊可能不僅引起在裝置上的電浪涌和裝置的跳閘，而且也導(dǎo)致用于引起電路的電氣切斷的跳閘機構(gòu)失效。這可能在用戶不知道的情況下發(fā)生。在這種情況下，面對著已經(jīng)跳閘的GFCI而不知情的的用戶可能按下復(fù)位按鈕，這又引起具有失效的跳閘機構(gòu)的裝置復(fù)位而沒有可利用的接地故障保護。
此外，一種開路的中性狀態(tài)，其是在UnderwritersLaboratories(UL)Standard PAG 943A中規(guī)定的，可能在向?qū)@種GFCI裝置供電的電線中存在。如果在GFCI裝置的線路(對負載)側(cè)上在中線上存在一種開路的中性狀態(tài)，則可能發(fā)生這樣的情況，其中產(chǎn)生一個從對GFCI裝置供電的相線(或火線)通過裝置的負載側(cè)和人到地的電流通路。在存在開路的中性狀態(tài)的情況下，已經(jīng)跳閘的GFCI裝置即使在保持開路的中性狀態(tài)時也能被復(fù)位。
共同擁有的美國專利6040967，在全部內(nèi)容被包括在此，描述了一類可復(fù)位的電路中斷裝置，如果其中的電路中斷部分不能操作或者如果存在開路的中性狀態(tài)，其便能夠鎖定該裝置的復(fù)位部分。除去線路和負載側(cè)的連接例如連接螺絲之外，電路中斷裝置一般具有用戶可接近的負載側(cè)連接，例如GFCI保護的插座。用戶可接近的負載側(cè)連接的插座可用于連接烤面包機等設(shè)備到由線路側(cè)提供的電源。負載側(cè)連接和插座一般被電氣連接在一起。如上所述，這些裝置和外部引線相連，使得線路導(dǎo)線和線路側(cè)連接相連，負載側(cè)導(dǎo)線和負載側(cè)連接相連。不過，可能發(fā)生這樣的情況，其中電路中斷裝置被不正確地連接到外部導(dǎo)線上，使得負載導(dǎo)線和線路側(cè)連接相連，線路導(dǎo)線和負載連接相連。這被稱為反接線。這種接線在新的結(jié)構(gòu)中是流行的，其中尚未向住宅支線供電，電工難于在線路側(cè)導(dǎo)體和負載側(cè)導(dǎo)體之間區(qū)分。在電路中斷裝置被反接線的情況下，可接近負載連接的用戶可能不被保護，即使保持對負載側(cè)連接的故障保護。
包括反接線保護和可選擇的包括獨立的跳閘部分與/或復(fù)位鎖定部分的可復(fù)位電路中斷裝置，例如GFCI裝置，在美國專利6246558(’558)中披露了，該專利被轉(zhuǎn)讓給和本發(fā)明相同的受讓人，其全部內(nèi)容被包括在此作為參考。專利’558利用位于GFCI內(nèi)的橋接部分，用于當(dāng)GFCI處于跳閘狀態(tài)時，如果到GFCI的線路側(cè)引線被不正確地和負載側(cè)相連，隔離到插頭連接部分的導(dǎo)體和到負載的導(dǎo)體。跳閘部分獨立于用于中斷裝置中的一個或幾個導(dǎo)電通路的電連續(xù)性的電路中斷部分而操作。如果電路中斷部分不是可操作的，或者如果存在開路的中性狀態(tài)，復(fù)位鎖定部分阻止斷開的導(dǎo)電通路重新建立電連續(xù)性。
雖然當(dāng)GFCI處于跳閘狀態(tài)時，斷開電路并利用橋式連接提供了負載導(dǎo)體和插座連接部分之間的電隔離保護，為了用戶的安全，需要一種有或沒有橋式連接與/或復(fù)位鎖定裝置的阻斷裝置，其當(dāng)GFCI處于故障狀態(tài)時，可以阻止插頭插入GFCI的插座中。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，電路中斷裝置例如GFCI包括相和中性導(dǎo)電通路，它們至少部分地被設(shè)置在線路和負載側(cè)之間的殼體內(nèi)。所述相導(dǎo)電通路終止在能夠和電源電連接的第一連接、能夠?qū)χ辽僖粋€負載導(dǎo)電的第二連接、以及能夠通過插座對至少一個用戶可接近的負載導(dǎo)電的第三連接。類似地，所述中性導(dǎo)電通路終止在能夠和電源電連接的第一連接、能夠?qū)χ辽僖粋€負載提供中性連接的第二連接、以及能夠通過插座對至少一個用戶可接近的負載提供中性連接的第三連接。所述第一和第二連接可以是螺絲端子。
所述GFCI還包括電路中斷部分，其被設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并被配置用于在發(fā)生預(yù)定的條件時在線路側(cè)和負載側(cè)之間的相和中性導(dǎo)電通路的一個或兩個中引起電中斷。通過壓下至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)的彈簧加載的復(fù)位按鈕而啟動的復(fù)位部分被配置用于在開路的導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性。所述復(fù)位按鈕處于由GFCI的導(dǎo)電狀態(tài)確定的第一或第二位置。當(dāng)GFCI處于導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕處于在GFCI的殼體內(nèi)基本上全部被壓下的位置，此位置被稱為第一位置。當(dāng)GFCI處于非導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕向外凸出超過GFCI的殼體的頂面，此位置被稱為第二位置。
GFCI還可以包括復(fù)位鎖定裝置，如果電路中斷部分未正確地操作，所述復(fù)位鎖定裝置則阻止在相導(dǎo)電通路或中性導(dǎo)電通路或者在兩個導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性。當(dāng)復(fù)位按鈕處于其第二位置時將其按下，則引起相導(dǎo)電通路的至少一部分接觸至少一個復(fù)位觸點。當(dāng)在相導(dǎo)電通路和至少一個復(fù)位觸點之間實現(xiàn)接觸時，電路中斷部分被啟動，以便禁用復(fù)位鎖定部分并在所述相和中性導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性。
GFCI還包括獨立于電路中斷部分而操作的跳閘部分。跳閘部分被至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)，并被配置用于獨立于電路中斷部分的操作引起相與/或中性導(dǎo)電通路中的電中斷。跳閘部分包括跳閘啟動器，例如按鈕，其可以從殼體的外部接入，還包括解扣臂，其最好位于殼體內(nèi)，并從所述跳閘啟動器延伸。解扣臂被配置用于當(dāng)跳閘啟動器被啟動時幫助實現(xiàn)在相與/或中性導(dǎo)電通路中的電連續(xù)性的機械斷開。
在具有插座的GFCI裝置內(nèi)設(shè)置有可移動觸點承載臂，其借助于栓鎖部件被保持和一個固定觸點處于閉合或打開位置，所述栓鎖部件和所述彈簧加載的復(fù)位按鈕相連。復(fù)位按鈕處于第一位置或第二位置，由GFCI的導(dǎo)電狀態(tài)決定。當(dāng)GFCI處于導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕基本上被全部下壓在GFCI的殼體內(nèi)。當(dāng)GFCI處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕向外凸出超過GFCI的殼體的上表面。因而，通過栓鎖部件作用的可移動觸點承載臂決定復(fù)位按鈕的位置。位于GFCI的本體內(nèi)的插座阻斷部件部分地由復(fù)位按鈕定位，使得當(dāng)復(fù)位按鈕被壓下時，能夠自由地把插頭的插腳插入插座的開口中，或者當(dāng)復(fù)位按鈕凸出超過殼體的表面時，阻斷插座的至少一個開口以便阻止插頭進入插座的開口。因而，當(dāng)GFCI處于導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕被下壓在GFCI殼體內(nèi)，并把阻斷部件定位在第一位置，允許插頭的插腳插入插座的開口中。當(dāng)GFCI處于非導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕從GFCI的殼體向外凸出，使得阻斷部件位于第二位置，阻斷插座的至少一個開口以便阻止插頭的插腳進入插座。GFCI一般具有兩組單獨的位于內(nèi)部的觸點，被稱為橋式觸點，其中一組用于連接負載和電源，第二組用于連接用戶可接近的負載和電源。所述橋式觸點當(dāng)GFCI處于故障狀態(tài)時用于提供在到負載的導(dǎo)體和到GFCI插座的觸點的導(dǎo)體之間的隔離。在這里披露的GFCI中，阻斷部件可以在GFCI處于故障狀態(tài)時阻止插頭的插腳進入插座，因此，在一些環(huán)境中，可能不需要橋式觸點。


下面參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中相似的元件賦予相似的標(biāo)號，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的接地故障電路中斷(GFCI)裝置的實施例的透視圖，以虛線表示本發(fā)明披露的阻斷部件；圖2是圖1所示的GFCI裝置的部分的側(cè)視圖，一部分是截面圖，表示在導(dǎo)通狀態(tài)下的GFCI裝置；圖3是圖1的現(xiàn)有技術(shù)的GFCI裝置的內(nèi)部元件的拆開的圖；圖4是圖3所示的導(dǎo)電通路的部分的局部截面圖；圖5是圖1的GFCI裝置的電路的原理圖；圖6是沒有橋式連接的圖1的GFCI裝置的原理圖；圖7是按照本發(fā)明的原理的GFCI裝置中阻斷部件的側(cè)視圖；圖8是圖1所示的GFCI裝置的部分的透視圖，一部分是截面圖，表示在阻斷位置的阻斷部件；圖9是圖1所示的GFCI裝置的部分的透視圖，一部分是截面圖，表示在非阻斷位置的阻斷部件，以及圖10和圖11是側(cè)視圖，表示當(dāng)阻斷部件處于阻斷和非阻斷位置時復(fù)位按鈕和阻斷部件的位置。
具體實施例方式
本申請設(shè)想各種類型的電路中斷裝置，它們能夠切斷在裝置的線路側(cè)和負載側(cè)兩側(cè)的至少一個導(dǎo)電通路。所述導(dǎo)電通路一般在連接供電電源的線路側(cè)和連接一個或幾個負載的負載側(cè)之間分開。所述可復(fù)位電路中斷裝置包括接地故障電路中斷器(GFCI)，電弧故障電路中斷器(AFCI)，浸入檢測電路中斷器(IDCI)，電器漏電電路中斷器(ALCI)，以及設(shè)備漏電電路中斷器(ELCI)，它們具有用于接收插頭的插座。
為了本發(fā)明的目的，在附圖中所示的和在下面所述的電路中斷裝置中使用的結(jié)構(gòu)或機構(gòu)被包括在GFCI保護的插座中，該插座可以接收至少一個插頭，并適用于安裝在例如在住宅接線系統(tǒng)中使用的單組接線盒中。不過，按照本申請的機構(gòu)可被包括在各種可復(fù)位電路中斷裝置中。
所述的GFCI插座具有線路和負載相(或功率)連接器、線路和負載中性連接器、和用于提供用戶可接近的負載相和中性連接的插頭接收插座。這些連接器例如可以是電緊固裝置，用于連接或固定外部導(dǎo)體到電路中斷裝置上。這種連接器的例子可以包括連接螺絲，接線片，端子和外部插座連接裝置。
在實施例中，GFCI插座具有電路中斷部分、復(fù)位部分，如果需要還有復(fù)位鎖定與/或橋式觸點，其和一個阻斷部件相結(jié)合用于當(dāng)GFCI處于故障或非導(dǎo)通狀態(tài)下阻止插頭的插腳進入插座。所述的電路中斷和復(fù)位部分使用機電元件來切斷(打開)和連接(閉合)在裝置的線路和負載側(cè)之間的一個或幾個導(dǎo)電通路。不過，也可以使用電氣元件例如固態(tài)開關(guān)以及支持電路來打開和閉合導(dǎo)電通路。
一般地說，電路中斷部分用于在檢測到故障時自動地切斷在線路和負載側(cè)之間的一個或幾個導(dǎo)電通路的電連續(xù)性(即斷開導(dǎo)電通路)。使用復(fù)位按鈕閉合所述斷開的導(dǎo)電通路。當(dāng)檢測到故障時，用于阻止插頭的插腳進入插座的開口中的阻斷部件的操作和定位是由復(fù)位按鈕的位置和中斷與復(fù)位部分確定。通過栓鎖部件起作用的支撐著在線路側(cè)和負載側(cè)之間的觸點的至少一個的一個可動臂決定復(fù)位按鈕的位置。復(fù)位按鈕用于禁用復(fù)位鎖定，閉合打開的導(dǎo)電通路并把阻斷部件復(fù)位到其打開位置，從而使插頭能夠插入插座。復(fù)位按鈕和復(fù)位鎖定部分與電路中斷部分聯(lián)合操作，使得當(dāng)存在開路的中性狀態(tài)與/或裝置被反接線時，當(dāng)電路中斷部分不能操作時，不能重新建立電連續(xù)性，并且阻斷部件繼續(xù)阻斷插座的至少一個開口、從而阻止插頭的插腳插入插座。
上述的用于選擇地阻斷插座的至少一個開口的阻斷部件的結(jié)構(gòu)可被包括在任何可復(fù)位的電路中斷裝置中，不過為了便于說明，本說明針對GFCI插座進行。
圖1，2和3表示GFCI裝置，例如在共同擁有的美國專利6246558中披露的，該專利的全部內(nèi)容被包括在此作為參考，其中的一些部分被包括在此用于提供這里披露的本發(fā)明的充分理解。參見圖1，GFCI插座10具有殼體12，其由中心本體14構(gòu)成，面部或蓋部16以及后部18被可除去地固定在中心本體上。面部16具有進入端口20和21，用于接收在電燈或設(shè)備線裝置端部的標(biāo)準(zhǔn)型的陽插頭的普通或具有極性的插腳，以及地插腳接收開口22，用于容納三線插頭。插座還包括安裝護罩24，用于把插座固定到接線盒上。
測試按鈕26通過殼體12的面部61中的開口28延伸，用于啟動測試操作，所述測試操作測試在該裝置中設(shè)置的電路中斷部分(或電路中斷器)的操作。電路中斷部分用于切斷在該裝置的線路側(cè)和負載側(cè)之間的一個或幾個導(dǎo)電通路的電連續(xù)性。構(gòu)成復(fù)位部分的一部分的復(fù)位按鈕30通過殼體12的面部16中的開口32延伸。復(fù)位按鈕用于啟動復(fù)位操作，復(fù)位操作重新建立斷開的導(dǎo)電通路的電連續(xù)性。通過連接螺絲34和36實現(xiàn)到現(xiàn)有的家庭電線的電連接，其中螺絲34是輸入或線路的相連接，螺絲36是輸出或負載的相連接。兩個附加的連接螺絲38和40(圖2)位于插座10的相對側(cè)上。這些附加的連接螺絲分別提供線路以及負載的中性連接。在美國專利4595894中提供了GFCI插座的更詳細的說明，該專利的全部內(nèi)容被包括在此作為參考。連接螺絲34，36，38和40是可用于提供電連接的接線端子的例子。其它類型的接線端子的例子包括固定螺絲，壓力夾，壓力板，推入型連接，引出線和快速連接接片。
參見圖2，在線路相連接器34和負載相連接器36之間的導(dǎo)電通路包括觸點臂50，其可以在受力位置和釋放位置之間運動，安裝在可動觸點臂50上的觸點52，被固定到負載相連接36上或者和負載相連接36形成一個整體的觸點臂54，以及被安裝在觸點臂54上的固定觸點56。對于本實施例，用戶可接近的負載相連接包括端子裝置58(見圖3)，其具有兩個連接端子60，其能夠和插入其間的陽插頭的插腳接合。在線路相連接34和用戶可接近的負載相連接之間的導(dǎo)電通路包括觸點臂50，安裝在觸點臂50上的可動觸點62，被固定到端子裝置58上或者和端子裝置50形成一體的觸點臂64，以及安裝在觸點臂64上的定觸點66。這些導(dǎo)電通路被集中稱為相導(dǎo)電通路。
和上述類似，在線路中性連接器38和負載中性連接器40之間的導(dǎo)電通路包括觸點臂70，其可以在受力位置和釋放位置之間運動，安裝在觸點臂70上的可動觸點72，被固定到負載中性連接40上或者和負載中性連接40形成一個整體的觸點臂74，以及被安裝在觸點臂74上的定觸點76。對于本實施例，用戶可接近的負載中性連接包括端子裝置78，其具有兩個連接端子80，其能夠和插入其間的陽插頭的插腳接合。在線路中性連接器38和用戶可接近的負載中性連接器之間的導(dǎo)電通路包括觸點臂70，被固定到端子裝置78上的或者和端子裝置78形成一體的觸點臂84，以及安裝在觸點臂84上的定觸點86。這些導(dǎo)電通路被集中地稱為中性導(dǎo)電通路。
繼續(xù)參見圖2，電路中斷部分具有電路中斷器和能夠檢測故障(例如在火線與/或中性導(dǎo)體上的電流不平衡)的電子電路。在GFCI插座的實施例中，電路中斷器包括線圈裝置90，響應(yīng)線圈裝置的激勵和去激勵的插棒式鐵心92，以及和插棒式鐵心92相連的吊鐵94。吊鐵94具有一對鉤子96和98，它們和可動的栓鎖件100相互作用，用于置位和復(fù)位一個或幾個導(dǎo)電通路中的電連續(xù)性。線圈裝置90響應(yīng)接地故障的檢測而被激勵，所述接地故障檢測例如由圖5所示的檢測電路進行，其包括用于檢測電流不平衡的差動變壓器。
復(fù)位部分包括復(fù)位按鈕30、和復(fù)位按鈕30相連的可動栓鎖件100、栓鎖指狀物102以及常開的瞬間復(fù)位觸點104和106，當(dāng)處于跳閘位置時，當(dāng)按下復(fù)位按鈕時，這些觸點暫時啟動電路中斷部分。栓鎖指狀物102用于接合每個觸點臂50、70的一側(cè)R，并使觸點臂50、70向回移動到受力位置，在此位置觸點52、62分別和觸點56、66接觸，觸點72、82分別和觸點76、86接觸。此時GFCI處于其導(dǎo)通狀態(tài)，復(fù)位按鈕處于第一位置，即按鈕的上表面基本和GFCI的上表面齊平。由圖2可見，栓鎖指狀物和可動部件50的底面接合限制了復(fù)位按鈕的向上運動，使其基本和GFCI的上表面齊平。
可動的栓鎖部件100可以為每個部分(例如電路中斷部分、復(fù)位和復(fù)位鎖定部分)共用，并用于幫助實現(xiàn)一個或幾個導(dǎo)電通路的電連續(xù)性的實現(xiàn)、中斷或鎖定。不過，按照本發(fā)明的電路中斷裝置還設(shè)想一些實施例，其中在每個部分之間或在某些部分之間沒有共用的機構(gòu)或部件。此外，本申請還設(shè)想使用這樣一些電路中斷裝置，其具有電路中斷、復(fù)位和復(fù)位鎖定部分，用于幫助相導(dǎo)電通路和中性導(dǎo)電通路之一或二者的電連續(xù)性的實現(xiàn)、中斷或鎖定。
在圖2和圖3所示的實施例中，復(fù)位鎖定部分包括栓鎖指狀物102，其在裝置跳閘之后，接合可動臂50、70的L側(cè)，使得阻礙可動臂50、70以免運動。借助于阻礙可動臂50、70的運動，觸點52和56、觸點62和66、觸點72和76、以及觸點82和86被阻止接觸?；蛘撸挥锌蓜颖?0或70中的一個被阻斷，使得它們各自的觸點被阻止接觸。此外，栓鎖指狀物102作為活動禁止器來阻止觸點接觸。或者，可動臂50和70的自然偏置可用于靜態(tài)的禁止器，用于阻止觸點接觸。如上所述，在裝置跳閘而處于非導(dǎo)通狀態(tài)之后，栓鎖指狀物102位于可動部件50的頂部的上方，不接合可動部件50。因而，栓鎖部件100是自由的，以便運動到其最上方的位置，以把復(fù)位按鈕定位到第二位置，即復(fù)位按鈕的頂部凸出GFCI的上表面之外。
因而，當(dāng)裝置處于導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕的頂部基本上和裝置的上表面齊平。當(dāng)裝置處于非導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕的頂部處于一個新的位置，即在裝置的上表面的上方。
參見圖2，所示的GFCI插座處于其設(shè)置位置，此時可動觸點臂50處于受力狀態(tài)，使得可動觸點52和觸點臂54的定觸點56處于電接合。如果GFCI插座的檢測電路檢測到接地故障，線圈裝置90便被激勵，把插棒式鐵心92吸入線圈裝置90內(nèi)，吊鐵94向上運動。當(dāng)?shù)蹊F向上運動時，吊鐵的前鉤98撞擊栓鎖部件100，使其圍繞由指狀物110的頂部邊沿112和內(nèi)表面114形成的連接沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。栓鎖部件100的運動使得栓鎖指狀物102和可動觸點臂50的遠端116的R側(cè)脫離接合，因而允許觸點臂50返回其受力之前的狀態(tài)，打開觸點52和56。
在跳閘之后，線圈裝置90被斷電，彈簧93使插棒式鐵心92返回其原始的延伸位置，吊鐵94運動到其原始位置，從而釋放栓鎖部件100。此時，栓鎖部件100處于鎖定位置，在此位置栓鎖指狀物102禁止可動觸點52和定觸點56接合。兩個或一個栓鎖指狀物102可以作為活動禁止器用于阻止這些觸點接觸?；蛘?，可動臂50和70的自然偏置可用作靜態(tài)禁止器用于阻止這些觸點接觸。
為了復(fù)位GFCI插座使得觸點52和56閉合并重新建立相導(dǎo)電通路中的連續(xù)性，復(fù)位按鈕30被充分地按下，以克服彈簧120的偏置力并使栓鎖部件100沿箭頭A的方向運動。按下復(fù)位按鈕30使得栓鎖指狀物102接觸可動觸點臂50的L側(cè)，繼續(xù)按下復(fù)位按鈕30則迫使栓鎖部件克服由臂50施加的應(yīng)力，使得在臂50上的復(fù)位觸點104和復(fù)位觸點106閉合。所述復(fù)位觸點的閉合，例如借助于模擬故障，啟動了電路中斷器的操作，使得插棒式鐵心92向上移動吊鐵94，撞擊栓鎖部件100，其引起栓鎖指狀物102轉(zhuǎn)動，同時栓鎖部件100沿箭頭A的方向繼續(xù)運動。結(jié)果，栓鎖指狀物102被升高到在可動觸點臂的遠端的R側(cè)上，可動觸點臂50的遠端116的L側(cè)上。現(xiàn)在觸點臂50返回其不受力的位置，打開觸點52和56以及觸點62和66，從而終止電路中斷部分的啟動，借以使線圈裝置90斷電。
在電路中斷器的操作被啟動之后，線圈裝置90被斷電，插棒式鐵心92返回其原始延伸的位置，吊鐵94釋放栓鎖部件100，栓鎖指狀物102處于復(fù)位位置。復(fù)位按鈕的釋放引起栓鎖部件100和可動觸點臂50沿箭頭B的方向運動，直到觸點52和觸點56電接合，如圖2所示。
圖7是插座的局部側(cè)視圖，表示阻斷部件300相對于復(fù)位按鈕30和在GFCI的面部的兩個插座中的每一個的插座開口20的關(guān)系。圖8是GFCI的一個透視圖，部分是截面圖，詳細表示阻斷部件相對于復(fù)位按鈕和插座開口的關(guān)系。
參見圖8，阻斷部件300位于插座的殼體12和蓋部分16之間，并被選擇地操作，用于當(dāng)GFCI處于其非導(dǎo)通狀態(tài)時，阻斷插座16的面部內(nèi)的插頭接收開口20，當(dāng)GFCI裝置處于其導(dǎo)通狀態(tài)時，允許插頭的插腳插入所述開口。
如圖8所示，U形的阻斷部件300位于插座的蓋16的下方，并支撐著兩個端部306，每個端部具有向下延伸的一端308，適用于在安裝護罩312中的切口310內(nèi)被可滑動和可轉(zhuǎn)動地接合。位于阻斷部件中心的槽314被設(shè)置和指狀物316協(xié)同操作，指狀物316從復(fù)位按鈕30的側(cè)部凸出。阻斷部件可以由絕緣材料例如不導(dǎo)電的塑料制成。觸點臂54位于阻斷部件的下方。阻斷部件300的端部308被可滑動地連接在護罩的切口310中，并允許安裝部件沿著護罩從左即位置B向右即位置A橫向滑動。當(dāng)阻斷部件在左方即位置B時，在復(fù)位按鈕上的指狀物316位于阻斷部件的上方，而不位于槽中，如果復(fù)位按鈕被按下，則指狀物316便在阻斷部件上施加向下的力。當(dāng)阻斷部件處于右方即位置A時，在復(fù)位按鈕30上的指狀物位于阻斷部件中的槽314的上方，如果復(fù)位按鈕被按下，其將進入槽314。如果復(fù)位按鈕30在阻斷部件從位置B向位置A運動時被按下，則指狀物316將沿著安裝部件的頂部滑動并落入槽314中。阻斷部件除去可滑動地和護罩312連接之外，還可以可轉(zhuǎn)動地和護罩連接。更具體地說，如果復(fù)位按鈕30當(dāng)阻斷部件在右方即位置A時被按下，則指狀物316將接觸阻斷部件的上表面并迫使其圍繞阻斷部件的端部308反抗未示出的彈簧的力與/或觸點臂54而向下轉(zhuǎn)動。當(dāng)阻斷部件向下轉(zhuǎn)動時，其迫使觸點臂54向下并閉合觸點56，52，以開始測試周期。顯然，如果復(fù)位按鈕在阻斷部件處于位置A時被按下，則指狀物316將進入槽314中，測試周期將不被啟動。當(dāng)阻斷部件處于位置A時，插座開口不被阻斷部件阻斷，插頭可以插入其中。當(dāng)阻斷部件處于位置B時，插座開口被阻斷部件阻斷，插頭不能插入其中。
在操作時，當(dāng)阻斷部件阻斷接線有誤的或有缺陷的單元上的插座開口時，首先實現(xiàn)鎖定。當(dāng)GFCI裝置處于其鎖定狀態(tài)時，阻斷部件處于位置A。參見圖8，當(dāng)復(fù)位按鈕被按下時，復(fù)位按鈕上的指狀物316干涉阻斷部件的上表面，使其圍繞端部308轉(zhuǎn)動并向下移動觸點臂54而啟動測試周期。如果GFCI接線有誤或者發(fā)生故障，則阻斷部件將不會被橫向移動，GFCI將保持在其鎖定狀態(tài)。
不過，如果GFCI被正確地接線并且完全能夠操作，則當(dāng)復(fù)位按鈕被按下并且由于測試開關(guān)320的閉合而開始測試周期時，線圈裝置90將被操作而引起阻斷部件從位置B向位置A沿橫向運動。見圖9，線圈裝置90的激勵使得吊鐵使阻斷部件300從位置B向位置A運動。當(dāng)阻斷部件運動到位置A時，槽314在指狀物316的下方運動，阻斷部件向上轉(zhuǎn)動。繼續(xù)向下按壓復(fù)位按鈕使得栓鎖指狀物102(見圖2)能夠位于下方而接觸臂50的端部。一旦釋放并因而復(fù)位按鈕向上運動時，栓鎖指狀物102接合臂50、70的端部，這引起觸點56、52閉合而對下游的觸點供電。此時，復(fù)位按鈕處于其下位置。見圖10。這使得阻斷部件保持在位置A，插座開口不被阻斷。應(yīng)當(dāng)注意，此時阻斷部件由一個未示出的彈簧迫使向位置B運動，但是卻由位于槽314中的指狀物316而被阻止運動。
如果在插頭的葉片在插座中時GFCI跳閘，則復(fù)位按鈕向其上位置運動而脫離槽314，阻斷部件將由彈簧迫使而向位置B運動。不過，阻斷部件將不完全阻斷插座開口，這是因為插頭葉片還在插座中。見圖11。阻斷部件的這個局部閉合的位置引起阻斷部件和復(fù)位按鈕的指狀物之間的干涉。見圖11。如果此時按下復(fù)位按鈕，并且GFCI中的電路是可操作的，則線圈裝置將被激勵，并且在釋放復(fù)位按鈕之后GFCI將成為可操作的。不過，如果GFCI有缺陷，線圈裝置則不被激勵，GFCI將不把負載連接到電源上。
雖然如上所述在電路中斷和裝置復(fù)位操作期間使用的元件在性質(zhì)上是機電元件，但本申請還可以設(shè)想使用電氣元件，例如固態(tài)開關(guān)和支持電路，以及能夠接通和切斷導(dǎo)電通路中的電連續(xù)性的其它類型的元件。
雖然已經(jīng)示出了、描述了和指出了本發(fā)明的基本特征，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的構(gòu)思可以作出所述裝置及其操作方面的形式和細節(jié)的各種省略和替代以及改變。
權(quán)利要求
1.一種電路中斷裝置，包括一個殼體；相導(dǎo)電通路和中性導(dǎo)電通路，各自被至少部分地設(shè)置在所述殼體內(nèi)且在線路側(cè)和負載側(cè)之間，所述相導(dǎo)電通路終止在能夠和電源電連接的第一連接、能夠?qū)χ辽僖粋€負載導(dǎo)電的第二連接、以及能夠?qū)χ辽僖粋€用戶可接近的負載導(dǎo)電的第三連接，所述中性導(dǎo)電通路終止在能夠和電源電連接的第一連接、能夠?qū)λ鲋辽僖粋€負載提供中性連接的第二連接、以及能夠?qū)λ鲋辽僖粋€用戶可接近的負載提供中性連接的第三連接；電路中斷部分，其被設(shè)置在所述殼體內(nèi)，包括可動臂，其上具有觸點，所述觸點適用于和定觸點脫開，以便在發(fā)生預(yù)定的條件時在所述線路側(cè)和負載側(cè)之間的所述相和中性導(dǎo)電通路中引起電中斷；復(fù)位部分，其至少部分地被設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并被配置用于在所述相和中性導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性；其中所述復(fù)位部分包括一個復(fù)位按鈕，適用于當(dāng)電路中斷裝置處于導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)時相對于所述殼體呈第一位置或第二位置；以及至少一個復(fù)位觸點，其能夠接觸所述相導(dǎo)電通路的至少一部分，以引起所述預(yù)定的條件，其中如果所述電路中斷部分是可操作的，所述電路中斷部分便被啟動以禁用所述復(fù)位鎖定部分，并幫助在所述相和中性導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性，并且其中如果所述電路中斷部分處于非導(dǎo)通狀態(tài)，所述復(fù)位鎖定部分便保持被使能，使得阻止在所述相和中性導(dǎo)電通路中重新建立電連續(xù)性；以及阻斷裝置，其和所述復(fù)位按鈕以及復(fù)位部分相連，用于當(dāng)電路中斷部分處于非導(dǎo)通狀態(tài)時阻斷所述第三連接和用戶可接近的負載相連。
2.如權(quán)利要求1所述的電路中斷裝置，其中所述阻斷裝置適用于當(dāng)電路中斷部分導(dǎo)通時處于第一位置，以允許所述第三連接和用戶可接近的負載相連，當(dāng)電路中斷部分非導(dǎo)通時處于第二位置，以阻止所述第三連接和用戶可接近的負載相連。
3.如權(quán)利要求2所述的電路中斷裝置，其中所述復(fù)位按鈕適用于當(dāng)所述裝置導(dǎo)通時處于第一位置，當(dāng)所述裝置不導(dǎo)通時處于第二位置，以及其中阻斷裝置被連接以由所述復(fù)位部分移動到所述第一位置，并當(dāng)其處于第一位置時由復(fù)位按鈕保持在所述位置。
4.如權(quán)利要求3所述的電路中斷裝置，其中當(dāng)所述復(fù)位按鈕被移動到其第二位置時所述阻斷裝置被迫使移動到其第二位置。
5.如權(quán)利要求4所述的電路中斷裝置，其中所述阻斷裝置被一個彈簧迫使到其第二位置。
6.如權(quán)利要求4所述的電路中斷裝置，其中所述阻斷裝置由絕緣材料制成。
7.如權(quán)利要求3所述的電路中斷裝置，其中所述復(fù)位按鈕支撐著一個指狀物凸起部分，其適用于當(dāng)復(fù)位按鈕處于其第一位置時接合所述阻斷裝置并把阻斷裝置保持在其第一位置。
8.如權(quán)利要求7所述的電路中斷裝置，其中當(dāng)發(fā)生所述預(yù)定條件時，復(fù)位按鈕適用于移動到其第二位置，以使指狀物凸出部分和阻斷裝置脫離接合，并把指狀物凸出部分放置在阻斷裝置的上方。
9.如權(quán)利要求8所述的電路中斷裝置，其中所述指狀物凸出部分通過所述阻斷裝置起作用，適用于當(dāng)被按下時、并且當(dāng)復(fù)位按鈕和阻斷裝置處于其第二位置時啟動一個測試循環(huán)。
10.如權(quán)利要求9所述的電路中斷裝置，其中所述阻斷裝置適用于當(dāng)阻斷裝置處于其第二位置時阻止復(fù)位按鈕移動到其第一位置。
11.如權(quán)利要求3所述的電路中斷裝置，其中如果所述復(fù)位部分不能操作則所述阻斷裝置不能從其第二位置移動到其第一位置。
全文摘要
在其表面上具有插座開口的GFCI裝置內(nèi)設(shè)置有可動觸點承載臂，其被和彈簧加載的復(fù)位按鈕相連的栓鎖部件保持在閉合位置或打開位置。復(fù)位按鈕當(dāng)GFCI處于導(dǎo)通狀態(tài)時處于第一下壓位置，當(dāng)GFCI處于非導(dǎo)通狀態(tài)時處于第二延伸的位置。位于GFCI的本體內(nèi)的阻斷部件適用于移動到第一位置，以阻斷每個插座的至少一個開口，或者移動到第二位置，以允許插座的插腳進入插座的開口。當(dāng)GFCI處于導(dǎo)通狀態(tài)時，復(fù)位按鈕處于其第一位置，并保持阻斷部件在其第一位置，以允許插頭的插腳被插入插座的開口。當(dāng)GFCI處于非導(dǎo)通狀態(tài)或有缺陷時，復(fù)位按鈕和阻斷部件處于其第二位置，插頭的插腳被阻止進入插座。
文檔編號H01H73/00GK1759460SQ200480006648
公開日2006年4月12日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者佛朗茨·杰曼, 斯蒂芬·斯圖爾特 申請人:萊維頓制造有限公司