專利名稱：接地故障反向錯誤接線電路中斷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路中斷器，尤其涉及一種接地故障反向錯誤接線電路中斷器。適用于各種用電源的電器、儀表、裝置、設(shè)備及系統(tǒng)等。
在先技術(shù)中，美國專利4.595,894中描述了一種“接地故障電路中斷系統(tǒng)”(Ground Fault Circuit Interrupting System---GFCIS)，它在輸入端和負(fù)載端用激發(fā)脫扣機(jī)械裝置機(jī)械性地切斷電氣連接，如脫扣后可復(fù)位的裝置，以探測接地故障。然而，在許多異常條件下，裝置和裝置脫扣時的電沖擊，使切斷電路的機(jī)構(gòu)喪失了脫扣能力。這大多發(fā)生在此時仍然按下了復(fù)位按鈕，結(jié)果引起不起作用的脫扣裝置沒有接地故障保護(hù)地復(fù)位。以致造成毀壞電器和危及人身安全。
傳統(tǒng)的接地故障電路中斷器(Ground Fault Circuit Interrupters-以下簡稱為GFCI)除接線的負(fù)載連接之外，還可接近負(fù)載連接一個或多個連接點，接線和負(fù)載端連接是用組裝螺絲，負(fù)載由插頭連接到內(nèi)部插座上。值得注意的是，那些連接外部接線的裝置，輸入線連接到輸入接線端，負(fù)載線接到負(fù)載端連接。然而經(jīng)常發(fā)生另一些情況，GFCI錯誤地連接到外部電線上，以致于負(fù)載線接到輸入接線端，電源電線接到負(fù)載端，這就是眾所周知的反向接線，結(jié)果其電路斷路裝置就是反向接線。不管是在脫扣還是正常狀態(tài)下，無保護(hù)電源一直供給插座，給負(fù)載連接的故障保護(hù)就被排除了，既使保留了負(fù)載端連接的故障保護(hù)。也得不到保護(hù)了。這就表明了那些裝置是被接線接反了(反向錯誤接線)。在先技術(shù)中，許多GFCI采用警告標(biāo)簽、反向錯誤接線指示燈、反向錯誤接線報警等形式以提醒用戶正確連接裝置的接線和負(fù)載端，但是光警示是不夠的，仍有許多把裝置的接線給接反了，造成了毀壞。
本發(fā)明的電路中斷器，主要包括由底座003、中框002和上蓋001構(gòu)成的外殼，上蓋001上置放的復(fù)位按鈕006和測試按鈕007，接地支架004，兩個輸入端和兩個負(fù)載端，兩個插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2。所說的兩個輸入端分別連接有輸入端動觸頭016、017，兩個負(fù)載端分別連接有負(fù)載端動觸頭018、019。負(fù)載端連接有反向錯誤接線機(jī)構(gòu)。復(fù)位按鈕006帶有反向脫扣機(jī)構(gòu)。
所說的連接在負(fù)載端的反向錯誤接線機(jī)構(gòu)，主要包括兩個負(fù)載端接線件15-1、15-2，兩條反向?qū)щ娋€039和兩個反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2。所說的兩個負(fù)載端接線件15-1、15-2分別通過反向?qū)щ娋€039與反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2相連。
所說的復(fù)位按鈕006所帶的反向脫扣機(jī)構(gòu)，主要含有兩個反向脫扣動觸頭033-1、033-2，兩個反向脫扣靜觸頭032-1、032-2，復(fù)位脫扣裝置020，脫扣線圈架021，依次置放在脫扣線圈架021上的內(nèi)部含有脫扣鐵芯024的脫扣線圈036，脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026，脫扣線圈磁極片031和內(nèi)部帶有復(fù)位鎖銷彈簧027的復(fù)位脫扣鎖銷025。所說的兩只反向脫扣靜觸頭032-1、032-2分別置放在脫扣線圈架021的兩側(cè)。所說的兩個反向脫扣動觸頭033-1、033-2分別穿過復(fù)位脫扣裝置020后置放在反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2的上面。
如上述結(jié)構(gòu)的電路中斷器，當(dāng)電源從輸入端通過輸入端兩個接線螺絲010-1接入時，按下復(fù)位按鈕006帶動復(fù)位脫扣裝置020，電路中斷器處于復(fù)位狀態(tài)。輸入端動觸頭016、017和插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2相接觸，從而使電路中斷器的插座通電使用。中斷器在使用過程中產(chǎn)生接地故障，或過載，或短路超過5毫安時，電流沖擊波感應(yīng)如閃電式，激發(fā)脫扣線圈036，使復(fù)位脫扣裝置020動作，復(fù)位按鈕006即脫扣，輸入端動觸頭016、017和插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2斷開，使中斷器的插座不通電，使電路中斷。因此，保護(hù)了儀器設(shè)備及人身安全。若繼續(xù)使用時，必須先排除故障。
當(dāng)反向錯誤接線時，電源從反向錯誤接線機(jī)構(gòu)中的負(fù)載端接線件15-1、15-2輸入，通過反向?qū)щ娋€039接通反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2。反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2與反向脫扣動觸頭033-1、033-2接觸，復(fù)位按鈕006處在脫扣靜止?fàn)顟B(tài)，但反向脫扣動觸頭033-1、033-2與反向脫扣靜觸頭032-1、032-2斷開保持設(shè)定距離。阻止了電源的電流流經(jīng)電路中斷器，避免了反向錯誤接線使用，保證了安全。如圖6、圖9所示。
當(dāng)錯誤地將電源從中斷器的負(fù)載端接入時，中斷器的插座表面始終無電源。因為負(fù)載端已為插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2分為兩體而斷開。按下復(fù)位按鈕006，打開了復(fù)位脫扣鎖銷025，復(fù)位按鈕006中的復(fù)位鐵芯006-1借用脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026的返回力，就被復(fù)位脫扣鎖銷025鎖住，復(fù)位彈簧023開始回彈動作上升，帶動復(fù)位脫扣裝置020，由復(fù)位脫扣裝置020帶動反向脫扣動觸頭033-1、033-2，反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2在反向脫扣動觸頭033-1、033-2的下端開始回彈，同時升高，復(fù)位按鈕006上升到設(shè)定位置，未到復(fù)位位置，使反向脫扣動觸頭033-1、033-2與反向脫扣靜觸頭032-1、033-2接觸，激發(fā)脫扣線圈036閃電式感應(yīng)斷路動作，使脫扣鐵芯024在磁力的作用下，開始壓縮復(fù)位脫扣彈簧026，推進(jìn)復(fù)位脫扣鎖銷025，打開鎖扣門。從而，使復(fù)位按鈕006在復(fù)位彈簧026的回彈后跳閘脫扣，阻止了復(fù)位按鈕006復(fù)位，防護(hù)了反向錯誤接線的通電使用，保證了安全。如圖9所示。
如上所述，當(dāng)錯誤地將電源從電路中斷器的負(fù)載端接入時，原先處于脫扣狀態(tài)的復(fù)位按鈕006操作其復(fù)位時，它會立即再脫扣，切斷中斷器的插座電源。即使再連續(xù)操作復(fù)位按鈕006，也不能使其復(fù)位按鈕006復(fù)位。避免了因反向錯誤接線所造成的人身及電器的毀壞問題，延長了中斷器的使用壽命。但，當(dāng)電源從輸入端接入時，電流通過插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2從負(fù)載端輸出，用戶可接近負(fù)載連接包括一個或多個連接點，使中斷器正常使用。此時反向錯誤接線機(jī)構(gòu)長期處于斷開狀態(tài)，絕對不影響復(fù)位和誤脫扣。
本發(fā)明電路中斷器的有益效果本發(fā)明的電路中斷器在電源被錯誤地接于負(fù)載端時，其所說的反向錯誤接線機(jī)構(gòu)和反向脫扣機(jī)構(gòu)構(gòu)成的防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)能確保中斷器表面插座始終無電源通過，復(fù)位按鈕長期處于脫扣狀態(tài)。復(fù)位按鈕即使連續(xù)被按下100次以上，也不能復(fù)位，直到糾正錯誤的接線后，才能復(fù)位。而當(dāng)電路中斷器正常工作時，其防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)始終處于斷開狀態(tài)，絕不影響裝置的正常工作，真正確保了電器及人身的安全。能夠經(jīng)受6KV/3KA的浪涌試驗，耐潮防腐抗銹蝕能力強(qiáng)。成本低，適宜批量生產(chǎn)。


圖1-2是輸入電流為20安培時的電路中斷器外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1-2去掉上蓋001后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2去掉中框002后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3去掉底座003后的橫剖示意圖。
圖5是圖3中去掉底座003后的仰視圖。
圖6是顯示脫扣狀態(tài)的解剖示意圖。
圖7是反向?qū)щ娊油顟B(tài)示意圖。
圖8是反向錯誤接線機(jī)構(gòu)導(dǎo)電斷開狀態(tài)示意圖。
圖9是電路中斷器輸入端接線復(fù)位接通狀態(tài)示意圖。
圖10是反向脫扣機(jī)構(gòu)和反向錯誤接線機(jī)構(gòu)示意圖。
圖11是圖10中去掉線路板035后的仰視圖。
圖12是圖3去掉底座003、線路板035、兩個輸入端和負(fù)載端的組件以及磁環(huán)套029和磁環(huán)蓋030之后的仰視圖。
圖13是本發(fā)明的電路中斷器的結(jié)構(gòu)分解示意圖。
本發(fā)明的電路中斷器可以用于兩種功率一種是15A(安培)，如圖1-1所示。另一種是20A(安培)，如圖1-2所示。
圖1中所顯示本發(fā)明的電路中斷器的外殼是由四角上的四只組裝螺絲008，將上蓋001、中框002、底座003、接地支架004緊固在一起。上蓋001中置有復(fù)位按鈕006和測試按鈕007；底座003和中框002之間置有輸入端接線螺絲010-1和負(fù)載端接線螺絲010-2，上蓋001和中框002之間的接地支架004上置有接地螺絲009。上蓋001上有兩個15A插座靜觸頭導(dǎo)電件插口005-1-1、005-1-2，兩個20A插座靜觸頭導(dǎo)電件插口005-2-1、005-2-2和兩個接地插孔038-1、038-2。
圖2是圖1-2去掉上蓋001后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，顯示出四個角上的組裝螺絲008。顯示出用于20A的插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1和用于15A的插座靜觸頭導(dǎo)電件005-2。顯示出接地支架004的兩端分別置有接地附件038及接地螺絲009。兩個插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2上分別有兩個銀觸點037以及測試按鈕007下的測試實驗片011。
圖3是圖2去掉中框002后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。在底座003內(nèi)底上置有線路板035，在線路板035上置有內(nèi)含磁環(huán)的磁環(huán)套029和磁環(huán)蓋030。兩個輸入端分別含有接線螺絲010-1，輸入端接線件012、013、輸入端接線壓片014-1以及一端插入磁環(huán)蓋030內(nèi)的兩個輸入端動觸頭016、017；兩個負(fù)載端分別含有接線螺絲010-2，負(fù)載端接線件015-1、015-2、負(fù)載端定位件028-1、028-2以及兩個負(fù)載端動觸頭018-1、018-2。兩個負(fù)載端動觸頭018-1、018-2的頂端上分別有銀觸點037；在兩個負(fù)載端動觸頭018-1和018-2之間置有脫扣線圈架021，在脫扣線圈架021上置有內(nèi)含脫扣鐵芯024的脫扣線圈036。脫扣線圈036與復(fù)位脫扣鎖銷025之間有脫扣線圈磁極片031。
圖4是圖3去掉底座003后橫剖示意圖。顯示出復(fù)位脫扣裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。復(fù)位按鈕006下端帶有錐形頂尖的鎖銷鐵芯006-1的上部套有復(fù)位彈簧023，下部套有脫扣輔助彈簧022；錐形頂尖處有復(fù)位脫扣鎖銷025。兩個反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2置放在脫扣線圈架021的兩旁。兩個反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2一端固定在線路板035上，另一端上面分別是反向脫扣動觸頭033-1、033-2。
圖5是圖3中去掉底座003后的仰視圖，顯示出線路板035背面上各反向?qū)щ娫梅诺奈恢靡约斑B線狀況。兩個反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2分別與兩條反向?qū)щ娋€039相連接。兩個反向脫扣靜觸頭032-1、032-2分別與脫扣線圈036相連。
圖6是顯示脫扣狀態(tài)的解剖圖。復(fù)位按鈕006處在脫扣狀態(tài)。此時，反向脫扣動觸頭033-1一端是被反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1所吸引，兩者接觸。而另一端與反向脫扣靜觸頭032-1斷開。
圖7是防護(hù)反向?qū)щ娊油顟B(tài)示意圖。復(fù)位按鈕006被按下時，復(fù)位按鈕006的鎖扣鐵芯006-1已被復(fù)位脫扣鎖銷025鎖住。在復(fù)位彈簧023的回彈力作用下，帶動復(fù)位脫扣裝置020上升，使反向脫扣動觸頭033-1與反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1和反向脫扣靜觸頭032-1接觸。防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)處于接通狀態(tài)。輸入端動觸頭016和負(fù)載端動觸頭018與插座靜觸頭導(dǎo)電件005-2沒有接通，插座沒通電。
圖8，當(dāng)防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)處于接通狀態(tài)時(見圖7)，脫扣線圈036被電源接通斷路激發(fā)閃電式開始動作，脫扣鐵芯024在磁力的作用下，開始壓縮脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026，頂開復(fù)位脫扣鎖銷025，使復(fù)位按鈕006和復(fù)位脫扣鎖銷025脫離，脫扣輔助彈簧022立即回彈。在回彈力的作用下，使復(fù)位脫扣裝置020復(fù)位到原位，帶動反向脫扣動觸頭033-1、033-2下移，與反向脫扣靜觸頭032-1、032-2斷開，防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)處于斷開狀態(tài)。
圖9，電路中斷器輸入端接線復(fù)位接通狀態(tài)示意圖。當(dāng)電源從輸入端接入時，按下復(fù)位按鈕006，打開復(fù)位脫扣鎖銷025，復(fù)位按鈕006的鎖銷鐵芯006-1被復(fù)位脫扣鎖銷025鎖住，復(fù)位彈簧023開始回彈往上頂，帶動復(fù)位脫扣裝置020往上移動，同時輸入端動觸頭016、017和負(fù)載端動觸頭018、019跟著復(fù)位脫扣裝置020同步上移，與插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1、005-2相接觸，使中斷器的負(fù)載端電源接通。此時防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)處于斷開狀態(tài)，絕對不影響中斷器的正常操作。
圖10是反向脫扣機(jī)構(gòu)和反向錯誤接線機(jī)構(gòu)示意圖。進(jìn)一步給出上述反向脫扣機(jī)構(gòu)和反向錯誤接線機(jī)構(gòu)中的各元件的結(jié)構(gòu)位置。反向錯誤接線機(jī)構(gòu)中，負(fù)載端動觸頭018、019通過反向?qū)щ娋€039與置于反向脫扣動觸頭033-2或033-1下面的反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-2或034-1復(fù)位相連。反向脫扣機(jī)構(gòu)中，脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026的一端套在脫扣鐵芯024的頭部，另一端頂在脫扣線圈磁極片031上。
圖11是圖10的仰視圖，但去掉了線路板035和兩個輸入端動觸頭和負(fù)載端動觸頭，主要給出反向脫扣機(jī)構(gòu)中各脫扣元件的結(jié)構(gòu)位置。在脫扣裝置020中心對著復(fù)位按鈕006的位置上置有內(nèi)部含有復(fù)位鎖銷彈簧027的復(fù)位脫扣鎖銷025。復(fù)位鎖銷彈簧027與脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026之間是脫扣線圈磁極片031。兩個反向脫扣動觸頭033-1、033-2分別穿過脫扣裝置020置放在反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧034-1、034-2的上面。
圖12是圖3去掉了底座003、線路板035、兩個輸入端和兩個負(fù)載端的組件以及磁環(huán)套029和磁環(huán)蓋030之后的仰視圖，更清楚地顯示出防護(hù)反向錯誤接線機(jī)構(gòu)的輸入端動觸頭016、017，插座靜觸頭導(dǎo)電件005-1以及反向脫扣靜觸頭032-1、032-2及復(fù)位脫扣裝置020的形狀及相對位置。脫扣鐵芯024的脫扣線圈036，脫扣鐵芯復(fù)位彈簧026，復(fù)位鎖銷彈簧027依次置放在脫扣線圈架021上。
圖13的分解圖中，給出本發(fā)明的電路中斷器的全部元件的結(jié)構(gòu)和形狀。
權(quán)利要求
1，一種接地故障反向錯誤接線電路中斷器，主要包括由底座(003)、中框(002)和上蓋(001)構(gòu)成的外殼，上蓋(001)上置有的復(fù)位按鈕(006)和測試按鈕(007)，接地支架(004)，兩個輸入端和兩個負(fù)載端，兩個插座靜觸頭導(dǎo)電件(005-1、005-2)，兩個輸入端分別帶有的輸入端動觸頭(016、017)，其特正在于兩個負(fù)載端分別帶有負(fù)載端動觸頭(018、019)和反向錯誤接線機(jī)構(gòu)，復(fù)位按鈕(006)帶有反向脫扣機(jī)構(gòu)。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地故障反向錯誤接線電路中斷器，其特正在于所說的與負(fù)載端相連的反向錯誤接線機(jī)構(gòu)，主要包括兩個負(fù)載端接線件(015-1、015-2)，兩條反向?qū)щ娋€(039)和兩個反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧(034-1、034-2)；所說的兩個負(fù)載端接線件(015-1、015-2)分別通過反向?qū)щ娋€(039)與反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧(034-1、034-2)相連。
3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接地故障反向錯誤接線電路中斷器，其特正在于所說的復(fù)位按鈕(006)所帶的反向脫扣機(jī)構(gòu)，主要含有兩個反向脫扣線圈連接靜觸頭(032-1、032-2)，兩個反向脫扣動觸頭(033-1、033-2)，復(fù)位脫扣裝置(020)，脫扣線圈架(021)，依次置放在脫扣線圈架(021)上的內(nèi)含脫扣鐵芯(024)的脫扣線圈(036)，復(fù)位脫扣彈簧(026)，脫扣線圈磁極片(031)，內(nèi)帶復(fù)位鎖銷彈簧(027)的復(fù)位脫扣鎖銷(025)；所說的兩個反向脫扣線圈連接靜觸頭(032-1、032-2)分別置放在脫扣線圈架(021)的兩側(cè)，兩個反向脫扣動觸頭(033-1、033-2)分別穿過復(fù)位脫扣裝置(020)后置放在反向脫扣負(fù)載端導(dǎo)電彈簧(034-1、034-2)的上面。
全文摘要
一種接地故障反向錯誤接線電路中斷器，適用于各種用電源的電器儀表、裝置設(shè)備以及系統(tǒng)等。其特點是負(fù)載端連有反向錯誤接線機(jī)構(gòu)，復(fù)位按鈕帶有反向脫扣機(jī)構(gòu)。當(dāng)電源錯誤地接入負(fù)載端，復(fù)位按鈕將永遠(yuǎn)處于脫扣狀態(tài)。即使操作其復(fù)位，也不會復(fù)位，直到糾正錯誤接線為止。與在先技術(shù)相比，本發(fā)明的中斷器以簡單的機(jī)械脫扣結(jié)構(gòu)，有效地防護(hù)了反向錯誤接線所引起的電器毀壞和人身安全。能夠經(jīng)受6KV/3KA的浪涌試驗，耐潮防腐和抗銹蝕能力強(qiáng)。
文檔編號H01R13/713GK1441449SQ0311631
公開日2003年9月10日 申請日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者高少華 申請人:溫州三蒙科技電氣有限公司