一種安全接地故障斷路器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接地故障斷路器，還涉及使用該接地故障斷路器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地故障斷路器GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter)是在美國、加拿大等北美、南美國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用的漏電保護(hù)產(chǎn)品，對上述地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全起到了很好的保護(hù)作用?，F(xiàn)有的GFCI通常包括底座、設(shè)有插孔的上蓋、電磁脫扣機(jī)構(gòu)、觸頭組件、接地組件、電源輸入連接組件、輸出連接組件等，其電路包括電源電路、漏電接地檢測電路、信號放大電路、電源指示電路和脫扣機(jī)構(gòu)控制電路，電磁脫扣機(jī)構(gòu)受漏電接地檢測電路控制而動作。GFCI可通過上蓋的插孔為負(fù)載提供電源，也可以通過輸出連接組件對連接在其上的負(fù)載供電。公開號為US2013021120AUUS2013038968A1的美國專利申請公開了上述現(xiàn)有的GFCI。
[0003]為了解決GFCI缺乏完善的反向接線檢測功能的缺陷，申請人在申請?zhí)枮镃N201410641061的中國專利申請中公開了 “一種接地故障保護(hù)電路及接地故障斷路器”，該接地故障斷路器的反向接地保護(hù)電路對應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，為避免安裝接地故障斷路器時因誤操作將接地故障斷路器的電源輸入接線端7的極性接反，從而導(dǎo)致接地故障斷路器的插座輸出極性反向?qū)τ秒娫O(shè)備造成損壞的隱患，申請人采用了在接地故障斷路器的輸出端9設(shè)置反向繼電器401的結(jié)構(gòu)，采用該反向繼電器401，當(dāng)發(fā)生誤操作將接地故障斷路器的電源輸入接線端7的極性接反時，內(nèi)部電路將保持反向繼電器401導(dǎo)通吸合，保持插座極片403的靜觸點(diǎn)404與反向繼電器401的動觸點(diǎn)402分離，從而使得接地故障斷路器的輸出端9 一直斷開和插孔端、輸入端的電氣連接，提示接線錯誤，防止因接線錯誤帶來的隱患。
[0004]現(xiàn)有接地故障斷路器采用上述反向繼電器結(jié)構(gòu)雖然解決了缺乏反向接線檢測功能的缺陷，但是，由于在結(jié)構(gòu)上反向繼電器401的動觸點(diǎn)402與插座極片403的靜觸點(diǎn)404采用上下配合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整個接地故障斷路器的高度尺寸大，不利于減小接地故障斷路器的整體體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一在于，提供一種安全接地故障斷路器，克服現(xiàn)有接地故障斷路器高度尺寸大，不利于減小接地故障斷路器整體體積的缺陷。
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二在于，提供一種安全接地故障斷路器控制方法，安全保障接地故障斷路器可靠動作，防止接地故障斷路器因接線錯誤帶來的隱患。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題之一所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種安全接地故障斷路器，包括底座、上蓋、支架復(fù)位機(jī)構(gòu)、電磁脫扣機(jī)構(gòu)、觸頭組件、接地組件、電源輸入連接組件、輸出連接組件、PCB板和設(shè)置在該P(yáng)CB板上的斷路器電路，該斷路器電路包括電源電路、漏電接地檢測電路、信號放大整形電路、單片機(jī)控制電路、電源檢測及工作指示電路和脫扣機(jī)構(gòu)控制電路；
[0008]所述支架復(fù)位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在該P(yáng)CB板上的復(fù)位支架座、設(shè)置在該復(fù)位支架座上的滑旦、支架復(fù)位彈簧、復(fù)位鍵、復(fù)位彈簧、復(fù)位桿、復(fù)位滑塊和設(shè)置在復(fù)位滑塊內(nèi)的壓縮彈簧，該滑旦包括沿橫向滑動與斷路器插座極片靜觸點(diǎn)和接線輸出靜觸點(diǎn)配合的導(dǎo)電動觸點(diǎn)、與所述復(fù)位滑塊的驅(qū)動斜面配合的動作斜面，支架復(fù)位彈簧設(shè)置在該滑旦與復(fù)位支架座之間，驅(qū)動滑旦橫向移動；
[0009]所述電磁脫扣機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在該P(yáng)CB板上的脫扣電磁鐵，該脫扣電磁鐵包括脫扣線圈骨架、纏繞在該骨架上的脫扣線圈、設(shè)置在該骨架內(nèi)的脫扣鐵芯和脫扣鐵芯復(fù)位彈簧、設(shè)置在該骨架后端的脫扣鐵芯限位板，該脫扣鐵芯復(fù)位彈簧位于該脫扣鐵芯與該防錯接鐵芯限位板之間；該脫扣鐵芯在該脫扣鐵芯復(fù)位彈簧的作用下其前端可與所述支架復(fù)位機(jī)構(gòu)的復(fù)位桿的復(fù)位鎖定孔和復(fù)位滑塊的聯(lián)動孔配合將該復(fù)位滑塊與該復(fù)位桿鎖定在一起，在該脫扣電磁鐵通電狀態(tài)下，該脫扣鐵芯在該脫扣線圈磁場的作用下吸附該脫扣鐵芯限位板壓縮該脫扣鐵芯復(fù)位彈簧，解除脫扣鐵芯前端對所述復(fù)位桿與復(fù)位滑塊的鎖定；
[0010]該復(fù)位桿下端可驅(qū)動設(shè)置在所述PCB板上的簧片開關(guān)斷開；
[0011]其特征在于，該安全接地故障斷路器還包括防錯接機(jī)構(gòu)，該防錯接機(jī)構(gòu)包括防錯接電磁鐵，該防錯接電磁鐵包括防錯接線圈骨架、纏繞在該骨架上的防錯接線圈、設(shè)置在該骨架內(nèi)的防錯接鐵芯和防錯接鐵芯復(fù)位彈簧、設(shè)置在該骨架后端的防錯接鐵芯限位板和設(shè)置在該放錯接鐵芯前端的限位裝置，該防錯接鐵芯復(fù)位彈簧位于該防錯接鐵芯與該防錯接鐵芯限位板之間；所述復(fù)位桿包括與該防錯接鐵芯前端的限位裝置配合在下行方向受該防錯接鐵芯前端的限位裝置限位的限位結(jié)構(gòu)；該防錯接鐵芯受該防錯接鐵芯復(fù)位彈簧作用伸出，其前端的限位裝置與該復(fù)位桿限位結(jié)構(gòu)配合對該復(fù)位桿進(jìn)行限位；
[0012]所述斷路器電路包括與所述單片機(jī)控制電路連接的錯誤接線保護(hù)電路，該錯誤接線保護(hù)電路包括所述防錯接電磁鐵、整流電路、單向可控硅和調(diào)壓電阻，該整流電路的高電位輸入端連接該斷路器電路的市電火線接入端、低電位輸出端連接該防錯接電磁鐵的線圈一端，該防錯接電磁鐵的線圈另一端連接該單向可控娃的陽極，該單向可控娃的陰極接地、觸發(fā)端連接該斷路器電路的單片機(jī)觸發(fā)信號三端，該調(diào)壓電阻連接在該單向可控硅的觸發(fā)端與地之間。
[0013]在本發(fā)明的一種安全接地故障斷路器中，所述復(fù)位桿的限位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在復(fù)位桿對應(yīng)位置與所述防錯接鐵芯前端限位配合的臺階，所述防錯接鐵芯前端的限位裝置為連接在該防錯接鐵芯前端的擋件，該擋件包括與該復(fù)位桿的所述臺階配合的限位面。
[0014]在本發(fā)明的一種安全接地故障斷路器中，所述復(fù)位桿的限位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在復(fù)位桿對應(yīng)位置與所述防錯接鐵芯前端限位配合的孔，所述防錯接鐵芯前端的限位裝置為該防錯接鐵芯的前端端部。
[0015]在本發(fā)明的一種安全接地故障斷路器中，所述防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯的軸線沿所述脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯軸線的橫向設(shè)置或沿所述脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯軸線的平行方向間隔設(shè)置。
[0016]本發(fā)明解決其技術(shù)問題之二所采用的技術(shù)方案是:提供一種安全接地故障斷路器控制方法，安全接地故障斷路器如權(quán)利要求1至3之一所述，其特征在于，該方法包括:
[0017]設(shè)置初始狀態(tài)為:
[0018]復(fù)位鍵在復(fù)位彈簧作用下上行處于初始位置，滑旦在支架復(fù)位彈簧作用下后滑脫離，使滑旦上的導(dǎo)電動觸點(diǎn)與左右導(dǎo)電極片上的導(dǎo)電靜觸點(diǎn)、接線輸出靜觸點(diǎn)分離，滑旦處于初始位置；
[0019]電磁脫扣機(jī)構(gòu)脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯在脫扣鐵芯復(fù)位彈簧的作用下穿過復(fù)位滑塊的聯(lián)動孔壓在復(fù)位桿表面上；
[0020]防錯接機(jī)構(gòu)防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯在防錯接鐵芯復(fù)位彈簧的作用伸出，防錯接鐵芯前端的限位裝置處于限制所述復(fù)位桿下行的限位位置，安全接地故障斷路器處于初始狀態(tài)；
[0021]正確接線動作控制:
[0022]安全接地故障斷路器正確接線后，按壓復(fù)位鍵，按動壓力克服復(fù)位彈簧彈力使復(fù)位鍵帶動復(fù)位桿下行，當(dāng)復(fù)位桿下端壓迫簧片開關(guān)下行與PCB板斷開，安全接地故障斷路器電路的MCU接收到信號，發(fā)送指令使防錯接電磁鐵通電，防錯接線圈產(chǎn)生磁場，使防錯接鐵芯在電磁力的作用下與防錯接鐵芯限位板吸合，壓縮防錯接鐵芯復(fù)位彈簧縮回，解除對復(fù)位桿的限位；
[0023]防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯縮回后，復(fù)位桿在按動壓力作用下繼續(xù)下行，當(dāng)復(fù)位桿上的復(fù)位鎖定孔與復(fù)位滑塊的聯(lián)動孔重合時，電磁脫扣機(jī)構(gòu)脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯在脫扣鐵芯復(fù)位彈簧的作用下穿過復(fù)位桿的復(fù)位鎖定孔，將復(fù)位滑塊與復(fù)位桿鎖定在一起；
[0024]解除對復(fù)位鍵的按壓力，復(fù)位鍵在復(fù)位彈簧作用下上行，帶動復(fù)位桿和被鎖定的復(fù)位滑塊上行；當(dāng)復(fù)位滑塊的驅(qū)動斜面與滑旦的動作斜面配合時，復(fù)位滑塊驅(qū)動滑旦克服支架復(fù)位彈簧的彈性力前移，使滑旦上的導(dǎo)電動觸點(diǎn)與斷路器插座極片靜觸點(diǎn)和接線輸出靜觸點(diǎn)配合導(dǎo)通，使安全接地故障斷路器呈現(xiàn)復(fù)位工作狀態(tài)；
[0025]錯誤接線動作控制:
[0026]當(dāng)安全接地故障斷路器電源輸入接線端極性錯誤接線時，控制電路無電源不工作；按壓復(fù)位鍵，按動壓力克服復(fù)位彈簧彈力使復(fù)位鍵帶動復(fù)位桿下行，當(dāng)復(fù)位桿下端壓迫簧片開關(guān)下行與PCB板斷開，防錯接電磁鐵保持?jǐn)嚯姷某跏紶顟B(tài)，防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯前端的限位裝置處于限位位置對復(fù)位桿進(jìn)行限位，阻止復(fù)位桿繼續(xù)下行，使電磁脫扣機(jī)構(gòu)脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯無法實(shí)現(xiàn)對復(fù)位桿與復(fù)位滑塊的鎖定；
[0027]漏電保護(hù)控制:
[0028]當(dāng)安全接地故障斷路器電路的MCU檢測到有漏電流時，漏電接地檢測電路使電磁脫扣機(jī)構(gòu)通電動作，使脫扣鐵芯在電磁力作用下回縮，脫扣鐵芯前端部脫離復(fù)位桿的復(fù)位鎖定孔，復(fù)位鍵連同復(fù)位桿在復(fù)位彈簧作用下上行，復(fù)位滑塊在壓縮彈簧作用下脫離復(fù)位支架回復(fù)到初始狀態(tài)；由于復(fù)位滑塊回復(fù)到初始狀態(tài)，解除對滑旦的驅(qū)動，滑旦在支架復(fù)位彈簧作用下后滑，滑旦上的導(dǎo)電動觸點(diǎn)與斷路器插座極片靜觸點(diǎn)和接線輸出靜觸點(diǎn)分離，斷開安全接地故障斷路器輸入端與插座輸出端、接線輸出端的連接，實(shí)現(xiàn)