CN108369881B - 使用频率辨识及测量的接地故障电路中断器 - Google Patents

使用频率辨识及测量的接地故障电路中断器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种布线装置，所述布线装置包含中断装置、故障检测电路及测试电路。所述中断装置在所述中断装置处于复位状况时将线路端子电连接到负载端子；且当所述中断装置处于跳闸状况时将所述线路端子从所述负载端子断开。所述故障检测电路经配置以检测故障状况，且响应于检测到所述故障状况而生成故障检测信号，所述故障检测信号被提供到所述中断装置以将所述中断装置置于所述跳闸状况。所述测试电路经配置以确定所述一或多个线路端子处的输入电压的频率，以所述频率的第一周期执行所述中断装置的第一测试，及以所述频率的第二周期执行所述故障检测电路的第二测试。

Description

使用频率辨识及测量的接地故障电路中断器
相关申请案
本申请案主张2015年11月3日申请的第62/250,273号美国临时申请案的优先权，所述美国申请案的全部内容特此并入。
背景技术
本申请案大体上涉及切换式电装置。更特定来说，本申请案涉及电路中断装置，例如接地故障电路中断器(GFCI)装置，其在检测到一或多种状况时从“复位”或锁存状态切换到“跳闸”或未锁存状态。与本文揭示的申请案的实施例一致的此类装置比先前已知的GFCI装置更可靠。
发明内容
为了在美国进行商业销售，GFCI装置必须符合由保险商实验室(UL)与行业领先的制造商以及其它行业成员(例如各个安全组)协力建立的标准。覆盖GFCI装置的一个UL标准是标题为“安全标准-接地故障电路中断器(Standard for Safety–Ground Fault CircuitInterrupters)”的UL-943(http://ulstandards.ul.com/standard/？id＝943)。UL-943应用于希望用于保护人员的A级单相及三相GFCI且包含此类GFCI装置的功能、构造、性能及标志的最低要求。除了其它事物外，UL-943需要GFCI装置应跳闸所在的具体故障电流电平及响应时序要求。通常，在检测到具有大约4毫安(mA)到大约6mA的电平的接地故障时需要GFCI跳闸。另外，当高电阻接地故障应用到装置时，UL-943要求装置应根据方程式T＝(20/I)1.43跳闸且防止电流被递送到负载，其中T是指时间且以秒(s)表示，且I是指电流且以mA表示。因此，举例来说，在5mA故障的情况中，装置必须能在7.26s或更短时间内检测到故障且跳闸。
通常，GFCI装置包含测试(TEST)按钮，所述测试按钮在被按下时在感测核心外部致动从热负载到线路中性导体的模拟接地故障。如果装置准确地起作用，那么检测到模拟故障且装置将跳闸(即，机械中断器经致动以断开将装置的线路侧连接到装置的负载侧的电流路径)。由行业安全组执行的研究已指示：大多数用户不会定期测试其GFCI装置(即，通过手动按下测试按钮)。因此，可发生不安全状况。因此，许多GFCI装置现本身可操作以执行自测试及自动监测而无需人类干预。此类自测试及自动监测操作必须不干扰装置的主要功能(即，供应电力及当遇到实际故障时跳闸)。通常，在假设GFCI装置正接收具有恒定60Hz频率的AC输入的情况下操作此类自测试。然而，当AC输入(例如，来自电力发电机、变换器应用及类似物的AC输入)的频率不恒定时，此类自测试可为不可靠的且还可导致GFCI装置的不必要跳闸。此外，AC输入可包含噪声，其进一步导致GFCI装置的自测试的不可靠性及不必要跳闸。
因此，为了消除已知GFCI装置的缺陷，在一个实施例中，本申请案提供一种布线装置，其包含中断装置、故障检测电路及测试电路。当所述中断装置处于复位状况时，所述中断装置将一或多个线路端子电连接到一或多个负载端子；且当所述中断装置处于跳闸状况时，所述中断装置将所述线路端子从所述负载端子断开。所述故障检测电路经配置以检测故障状况且响应于检测到所述故障状况生成故障检测信号，所述故障检测信号被提供到所述中断装置以将所述中断装置置于跳闸状况。所述测试电路经配置以：确定所述一或多个线路端子处的输入电压的频率，以所述频率的第一周期执行所述中断装置的第一测试，及执行所述故障检测电路的第二测试。在一些实施例中，所述测试电路可进一步经配置以对来自所述输入电压的噪声进行滤波。
在另一实施例中，本申请案提供一种执行布线装置的自测试的方法。所述方法包含确定输入电压的频率。所述方法进一步包含以所述输入电压的所述频率的第一周期执行所述布线装置的中断装置的第一测试。所述方法进一步包含执行所述布线装置的故障检测电路的第二测试。在一些实施例中，所述方法进一步包含对来自所述输入电压的噪声进行滤波。
通过考虑详细描述及附图，本申请案的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1说明根据本申请案的一些实施例的GFCI装置或GFCI插座的透视图。
图2说明根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的透视图，其中前盖被移除以便暴露集管。
图3说明根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的核心组合件的侧向正视图。
图4A到4D说明根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的电路的电路图。
图5是说明根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的方法或操作的流程图。
图6是说明根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的接地故障检测自测试的一个实施例的流程图。
图7是根据本申请案的一些实施例的图1的GFCI插座的螺线管自测试的一个实施例的流程图。
具体实施方式
在详细解释本申请案的任何实施例之前，应理解，本申请案在其应用中不限于以下描述中陈述或附图中说明的构造细节及组件布置。本申请案能够具有其它实施例且能够以各种方式实践或实施。
图1说明根据本申请案的一些实施例的GFCI装置或GFCI插座10的透视图。GFCI插座10包含前盖12，所述前盖具有双插孔面14，双插孔面14具有相位开口16、中性开口18及接地开口20。面14进一步具有容纳复位(RESET)按钮24的开口22、容纳测试按钮28的邻近开口26及六个相应圆形开口30到35。在一些实施例中，开口30及33容纳两个相应指示器，例如(但不限于)各种颜色的发光二极管(LED)。在一些实施例中，开口32及34容纳用作例如夜灯的相应明亮的LED。在一些实施例中，开口31容纳例如用于控制夜灯LED的光电导光电池。在一些实施例中，开口35提供对设定螺钉的接入以用于根据此实施例以及其它实施例调整光电池装置或蜂鸣器(例如，下文更详细描述的蜂鸣器605)。
GFCI插座10进一步包含后盖36，其通过八个紧固件38(在图1中展示了四个紧固件38，而另四个紧固件38从视野中被阻挡)固定到前盖12。在一些实施例中，紧固件38包含前盖12上的倒钩柱50及后盖36上的对应弹性箍52(类似于第6,398,594号美国专利中详细描述的弹性箍，所述美国专利的全部内容针对所教示的全部以引用方式并入本文中)。接地轭部/桥组合件40包含从GFCI插座10的端突出的标准安装耳状物42。
图2说明GFCI插座10的透视图，其中前盖12被移除以暴露集管126。集管126提供对印刷电路板390及轭部/桥组合件40的支撑。根据一个实施例，集管126包含四个鸠尾榫互连件130，其沿着后盖36的上边缘与对应空腔132配合。分别在集管126的四个侧中的每一者及后盖36上提供一个鸠尾榫空腔对。
图3是根据一些实施例的核心组合件80的侧视图。核心组合件80包含电路板82，其支撑GFCI插座10的大多数工作组件(包含在本文中统称为图4的图4A到4D中展示的电路)以及感测变压器425(图4中说明)及接地中性变压器430(图4中说明)。线路接触臂94、96穿过变压器425、430，所述变压器之间具有绝缘分离器97。线路接触臂94、96是悬臂式的，其相应远端承载相位线路接点102及中性线路接点104。负载接触臂98、100也是悬臂式的，其中其相应远端承载相位负载接点101及中性负载接点103。悬臂式接触臂的弹性使线路接点102、104与负载接点101、103远离彼此偏置。负载接触臂98、103停留在由绝缘(优选地，热塑性)材料制成的可移动接触托架106上。
图4(图4A到4D)是根据本申请案的一些实施例的GFCI插座10的电路400的电示意图。GFCI电路400包含相位线路端子405及中性线路端子410，其用于电连接到电源(未展示)。相位线路端子405及中性线路端子410经配置以从电源接收输入电压。在一些实施例中，所述输入电压是具有大约60Hz的频率的大约120V电压。在其它实施例中，所述输入电压在具有大约25Hz到大约80Hz的频率的大约60V到大约180V的范围内。通过实例，相位线路端子405及中性线路端子410可对应于GFCI插座10的输入端子。
相位线路端子405及中性线路端子410分别连接到相位线路导体415及中性线路导体420。相位线路导体415及中性线路导体420各自穿过感测变压器425及接地中性变压器430。相位线路导体415及中性线路导体420进一步可释放地连接到面及负载导体435、440。举例来说，相位线路导体415及中性线路导体420经由上文关于图3论述的线路接点102、104、负载接点101、103及面接点可释放地连接到面及负载导体435、440。GFCI电路400还可包含任选相位端子及负载中性端子，其电连接到下游负载(未展示)，例如一或多个额外插座装置。
GFCI电路400包含检测或故障检测电路500及自测试或测试电路505。检测电路500包含(除了其它事物之外)感测变压器425、接地中性变压器430、检测控制器515及中断装置517(例如，螺线管520及螺线管开关525)。检测控制器515经配置以检测一或多种故障状况，且当检测到所述一或多种故障状况时将GFCI插座10置于跳闸状态。在一些实施例中，检测控制器515是众所周知的集成电路装置，例如(但不限于)4145装置。在一些实施例中，检测控制器515是由仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor Corporation)制成的RV 4145装置。
检测控制器515从GFCI电路400的各种其它组件(包含感测变压器425及接地中性变压器430)接收电信号，且检测一或多种故障状况，例如真实故障、模拟故障或自测试接地故障及真实或模拟接地中性故障。在操作中，当线路导体415、420中存在电流不平衡时，净电流流过变压器425、430，从而使得磁通产生于至少感测变压器425周围。磁通致使在导体530上诱发电流。使导体530缠绕感测变压器425，其中导体530的相应端连接到检测控制器515的V-REF及INPUT引脚。在导体530上诱发的电流引起V-REF引脚与INPUT引脚之间的电压差。当电压差超过经预定阈值时，检测控制器515输出控制信号。举例来说，检测控制器515从SCR_OUT引脚输出控制信号。
线路导体415、420上的电流不平衡是由真实接地故障、模拟接地故障或自测试接地故障引起。当测试开关535闭合时生成模拟接地故障，当测试按钮28(图1)被按下时发生这种情况。如下文进一步详细地描述，当自测试电路505起始自测试序列时，发生自测试接地故障。
根据本实施例，当测试开关535闭合时，在线路导体415、420以及面及负载导体435、440中流动的电流中的至少一些通过电阻器R1被转移到感测变压器425周围且被转移回到中性线路导体420。通过以此方式转移电流，在流过相位线路导体415的电流及流过中性线路导体420的电流中产生不平衡。如上所述，此电流不平衡致使在感测变压器425周围产生磁通，以及V-REF及INPUT引脚处存在的超过经预定的阈值的电压差。作为响应，检测控制器515从SCR_OUT引脚输出控制信号。
从SCR_OUT引脚输出的控制信号可用于控制螺线管开关或开关525。在一些实施例中，螺线管开关525是可控硅整流器(SCR)开关，其具有栅极、阳极及阴极。在此实施例中，在开关525的栅极处接收控制信号。当控制信号是在螺线管开关525的栅极处接收时，螺线管开关525被启动且允许电流在螺线管开关525的阳极与阴极之间流动。当螺线管开关525被启动时，电流从相位线路导体415流过螺线管520。当电流流过螺线管520时，生成移动螺线管520内的衔铁的磁场。当螺线管衔铁移动时，其松开接触托架(例如，图3的可移动接触托架106)，且托架在线路导体415、420的中性偏置下远离面及负载导体435、440下降。GFCI插座10由于成功手动模拟接地故障现处于跳闸状况。当处于跳闸状况时，GFCI插座10将不会把电力递送到负载直到其复位。
通过按下复位按钮24(图1)还对GFCI插座10执行经由复位操作的手动测试。按下复位按钮24会闭合复位开关540。通过闭合复位开关540，检测控制器515的电压供应输出引脚VS电连接到螺线管开关525。因此，螺线管开关525从VS引脚接收电压，螺线管开关525以类似于在从SCR_OUT引脚接收控制信号时的方式启动。同样地，类似于上文论述的模拟接地故障，当螺线管开关525被启动时，螺线管520被启动。
然而，当复位开关540闭合时，GFCI插座10最有可能已经处于跳闸状况(即，线路、面的接点与负载接点彼此电隔离)。因此，复位按钮24经按下以“重新锁定”接触托架且在GFCI插座10已跳闸之后使线、面及负载接点回到电接触。
自测试电路505经配置以执行GFCI插座10的自测试及自动监测序列。自测试电路505包含(除了其它事物之外)自测试控制器550、自测试开关555、光隔离器560及指示器567。
如下文更详细解释，自测试控制器550经编程以实施一或多个自测试及自动监测例程，包含(但不限于)频率检测、接地故障检测自测试及螺线管自测试。在一些实施例中，自测试控制器550是众所周知的集成电路装置，例如(但不限于)微芯(Microchip)微控制器，例如(但不限于)PIC12F675。
频率测量
如下文更详细论述，自测试控制器550可操作以执行GFCI插座10的接地故障检测自测试及螺线管自测试。在一些实施例中，在执行接地故障检测自测试或螺线管自测试之前，自测试控制器550测量由GFCI插座10接收的输入电压的频率。所述频率通过对经预定时间周期(例如，2秒时间周期)内输入电压的正零交叉的数目进行计数来测量。为了确定经预定时间周期内的正零交叉的数目，自测试控制器550经由GP2/INT引脚监测节点570。接着，自测试控制器550用正零交叉的数目除以经预定时间周期(例如，2)以计算频率。
在一些实施例中，如果频率在经预定范围(例如，大约48Hz到大约70Hz)外部，那么自测试控制器550将保持，且将不执行接地故障检测自测试及/或螺线管自测试直到测量到的频率在经预定范围内。在其它实施例中，如果频率在经预定范围外部，那么自测试控制器550使接地故障检测自测试及/或螺线管自测试延期，直到频率在经预定的范围内。在一些实施例中，如果确定了频率是大约零Hz，那么例如(但不限于)两秒后重新测量频率。重新测量将发生直到频率不等于零Hz；或如果连续经预定额外数目次测量的频率都是零Hz，那么重新测量将发生。在一些实施例中，如果连续八次测量的频率都等于零Hz，那么将确定GFCI插座10的使用寿命终止(EOL)。
在一些实施例中，自测试控制器550在确定频率时执行滤波操作。执行滤波操作以阻挡输入电压的噪声。在一些实施例中，执行低通滤波操作。在一些实施例中，以经预定速率(例如，每3ms)对频率取样。
接地故障检测自测试
自测试控制器550可操作以执行接地故障检测自测试。在一些实施例中，在GFCI插座10接收电力的经预定时间(例如，大约五秒)内执行接地故障检测自测试。执行接地故障检测自测试以确认GFCI插座10，且更具体来说GFCI电路400的检测电路500，是否正确地检测一或多种故障状况。以经预定时间间隔(例如，每分钟一次)执行接地故障检测自测试。如果接地故障检测自测试未通过，那么例如(但不限于)在两秒后执行重新测试。重新测试将发生直到接地故障检测自测试通过或已发生七次额外未通过。如果连续八次未通过发生，那么确定GFCI插座10的EOL。在其它实施例中，如果连续八次以上或八次以下未通过发生，那么可确定EOL。然而，在其它实施例中，如果八次以上或八次以下不连续未通过发生，那么可确定EOL。
在一些实施例中，为了执行接地故障检测自测试，自测试控制器550首先如上文描述测量输入电压的频率。在计算输入电压的频率之后，自测试控制器550在输入电压已越过正零之后(即，在输入电压的负半循环期间)在输入电压的频率的经预定周期(例如，第5/16个周期)输出接地故障信号。在其它实施例中，自测试控制器550可在输入电压的频率的任何周期处输出接地故障信号。接地故障信号从GP0引脚输出到自测试开关555。在一些实施例中，自测试开关555是晶体管，例如(但不限于)BJT半导体。在一些实施例中，接地故障信号输出历时经预定持续时间(例如，大约8毫秒)，或直到经由自测试控制器550的GP1引脚在节点575处测量到经预定电压(例如，大约190mV)。
在接收到接地故障信号之后，就启动自测试开关555。当自测试开关555被启动时，允许电流经由整流器562在导体565上流动。如所说明，导体565上流动的电流将流过感测变压器425。类似于上文论述的手动模拟接地故障，在正常操作中，流过感测变压器425的电流将在感测变压器425周围产生磁通。磁通致使电流诱发于导体530上。在导体530上诱发的电流引起V-REF与INPUT引脚之间的电压差。当电压差超过经预定阈值时，检测控制器515从SCR_OUT引脚输出控制信号。接着，可经由自测试控制器550的引脚GP1检测节点575处的控制信号。一旦控制信号超过经预定电压(例如，190mV)，就撤销启动接地故障信号，且由自测试控制器550确定GFCI插座10已通过接地故障检测自测试。如果控制信号在上文论述的经预定持续时间(例如，大约8毫秒)内未超过经预定电压(例如，大约190mV)，那么自测试控制器550就确定GFCI插座10已未通过自测试，且将以类似于上文所论述的方式重新测试GFCI插座10。
螺线管自测试
自测试控制器550进一步可操作以执行螺线管自测试。在一些实施例中，在GFCI插座10接收电力的经预定时间(例如，大约5秒)内执行螺线管自测试。螺线管自测试确认GFCI插座10，且更具体来说螺线管520是否正确地操作。也可以经预定周期(例如，每分一次)执行螺线管自测试。在一些实施例中，在执行接地故障自测试之后，以经预定时间周期(例如，大约30秒)执行螺线管自测试。在此实施例中，每30秒发生接地故障自测试或螺线管自测试一次。类似于接地故障自测试，如果螺线管自测试未通过，那么例如(但不限于)在两秒后执行重新测试。重新测试将发生直到螺线管自测试通过或已发生额外7次故障。如果连续发生八次故障，那么将确定GFCI插座10的EOL。在其它实施例中，如果连续八次以上或八次以下未通过发生，那么就可确定EOL。然而，在其它实施例中，如果不连续的八次以上或八次以下未通过发生，那么可确定EOL。
为了执行螺线管自测试，自测试控制器550如上文描述那样首先测量输入电压的频率。在计算出输入电压的频率之后，自测试控制器550在输入电压已越过正零之后(即，在输入电压的负半循环期间)在输入电压的频率的第二经预定周期(例如，第9/16个周期)输出螺线管测试信号。然而，在一些实施例中，可在相同于接地故障检测自测试的经预定周期执行螺线管自测试。
螺线管测试信号从GP1引脚输出且由螺线管开关525(例如，在螺线管开关525的栅极处)接收。螺线管测试信号启动螺线管开关525，因此允许电流流过螺线管520。接着，可经由自测试控制器550的GP2/INT引脚检测节点570处流过螺线管520的电流。如果检测到电流，那么螺线管自测试已通过且停止螺线管测试信号的输出。如果未检测到电流，那么螺线管自测试未通过。在此实施例中，GFCI插座10在螺线管自测试期间将不会跳闸，这是因为螺线管自测试在输入电压的负半循环期间执行。
自测试控制器550进一步可操作以确定GFCI插座10何时处于跳闸状况及在处于跳闸状况时启动指示器567(例如，定位于图1的开口30或33中的发光二极管(LED))。在操作中，自测试控制器550经由GP4引脚监测光隔离器560的启动。光隔离器560在电流存在于导体445、450上时处于主动状态。当光隔离器560主动时，自测试控制器550撤销启动指示器567。当电流不存在于导体445、450上时，GFCI插座10处于跳闸状况且光隔离器560处于非主动状态。当光隔离器560处于非主动状态时，自测试控制器550将通过在引脚GP5处输出启动信号而启动指示器567。在一些实施例中，以经预定速率(例如，250Hz的速率)输出启动信号。在此实施例中，经预定速率足够快使得指示器567对用户来说看起来处于恒定接通状态，同时还节省电力。
自测试控制器550可进一步包含蜂鸣器电路600。在此实施例中，蜂鸣器电路600经配置以在GFCI插座10处于跳闸状况时输出信号(例如，听觉信号)。蜂鸣器电路600包含(除了其它事物之外)蜂鸣器605及蜂鸣器开关610。蜂鸣器605电连接到相位线路端子405且经配置以从相位线路端子405接收电力。蜂鸣器605通过蜂鸣器开关610进一步连接到接地。在操作中，当指示器567被启动时(即，启动信号是从引脚GP5输出时)，蜂鸣器开关610也被启动，因此允许电力到蜂鸣器且启动蜂鸣器605。类似于指示器567，在一些实施例中，当启动时，蜂鸣器605以经预定速率(例如，250Hz的速率)开启及关闭。在此实施例中，经预定速率足够快使得蜂鸣器605对用户来说看起来处于恒定接通状态，同时还节省电力。在一些实施例中，指示器567及蜂鸣器605在输入电压跨越经预定阈值(例如，大约155VAC到大约160VAC的经预定阈值)时停用。在一些实施例中，指示器567及蜂鸣器605在输入电压高于大约160VAC时停用且在输入电压低于大约155VAC时启用。
在一些实施例中，蜂鸣器电路600进一步包含整流二极管XD1；电阻器XR2、XR3及XR4；齐纳二极管XZ1及XZ2；及电容器XC2。在此实施例中，整流二极管XD1将半波整流提供到蜂鸣器605，而电阻器XR2、XR3及XR4限制到蜂鸣器605的电流。另外，在此实施例中，齐纳二极管XZ1及XZ2提供电压降以设置蜂鸣器电压且电容器XC2对蜂鸣器电压进行滤波。
自测试控制器550进一步可操作以拒绝到负载及面的电力。在一些实施例中，当确定EOL时拒绝电力。在操作中，当EOL确定时，自测试控制器550将EOL信号从GP1引脚输出到螺线管开关525。电阻器R5的值(即，连接于GP1引脚与螺线管开关525之间的电阻器)经选择性地选定以保证由螺线管开关525接收到的电压不会达到“接通”阈值电压且并不启动螺线管开关525。因此，螺线管开关525永久地被维持在断开位置(例如，撤销启动)，且不允许GFCI插座10从跳闸状况复位。此操作抑制任何另外复位(经由复位按钮24)触发螺线管开关525且因此在GFCI插座10处于跳闸状况时将接点锁存为闭合。在一些实施例中，当EOL确定时，指示器567及蜂鸣器605以第二经预定速率(例如，2Hz)开启及关闭。在一些实施例中，第二经预定速率会使用户经历指示器567闪光及蜂鸣器605以脉冲方式开启及关闭。
图5是说明根据本申请案的一些实施例的GFCI插座10的方法或操作700的流程图。GFCI插座10通过相位线路端子405及中性线路端子410首先接收输入电压(框705)。GFCI插座10确定输入电压的输入频率(框710)。GFCI插座10确定输入频率是否在经预定频率范围内(框715)。如果输入频率不在经预定频率范围内，那么GFCI插座10确定输入频率是否等于零(框720)。如果输入频率等于零，那么方法700直接继续到框750。如果输入频率不等于零，那么GFCI插座10等待经预定时间周期(例如，2秒)(框722)，且接着继续到框710以再次确定输入频率。
如果确定了输入频率在经预定频率内，那么方法700继续到框725。在框725处，GFCI插座10确定是否尚不存在先前测试、或执行的先前测试是否是螺线管自测试。如果尚无先前测试，或执行的先前测试是否为螺线管自测试，那么GFCI插座10将执行接地故障检测自测试(框730)。如果存在先前测试且其并非是螺线管自测试，那么先前测试因此是接地故障检测自测试，且GFCI插座10将接着执行螺线管自测试(框735)。接着，GFCI插座10确定执行的先前测试是否已通过(框740)。如果先前执行的自测试已通过，那么清除不通过计数(框745)且方法700回到框710。如果先前执行的自测试未通过，那么使不通过计数递增(框750)。GFCI插座10接着确定未通过计数是否已超过未通过计数限值(例如，7)(框755)。如果未通过计数已超过未通过计数限值，那么确定EOL(框760)。如果未通过计数尚未超过未通过计数限值，那么GFCI插座10等待经预定时间量(例如，2秒)(框765)。接着，方法700返回到框710。
图6是根据本申请案的一些实施例的接地故障检测自测试的方法800的流程图。接地故障信号由自测试控制器550输出(框805)。自测试控制器550确定在输出接地故障信号之后的经预定时间周期内是否检测到由检测控制器515输出的控制信号(框810)。如果在经预定时间周期内检测到控制信号，那么测试通过(框815)且操作继续到方法700的框740。如果未检测到控制信号，那么测试未通过(框820)且操作继续到方法700的框740。
图7是说明根据本申请案的一些实施例的螺线管自测试的方法900的流程图。螺线管测试信号由自测试控制器550输出(框905)。自测试控制器550确定是否检测到螺线管电流(框910)。如果检测到螺线管电流，那么测试通过(框915)且操作继续到方法700的框740。如果尚未检测到螺线管电流，那么测试未通过(框920)且操作继续到方法700的框740。
因此，本申请案提供(除了其它事物之外)一种GFCI插座，其检测输入电压的频率且使用检测到的频率确定何时执行自测试。作为以此方式执行自测试的结果，GFCI插座的实施例可连同具有变化的电压频率的电压源(例如(但不限于)发电机及功率逆变器或类似物)使用。在以下权利要求书中陈述本申请案的各种特征及优点。

Claims (22)

1.一种布线装置，其包括：
中断装置，所述中断装置在所述中断装置处于复位状况时将一或多个线路端子电连接到一或多个负载端子；且当所述中断装置处于跳闸状况时将所述线路端子从所述负载端子断开；
故障检测电路，其经配置以检测故障状况且响应于检测到所述故障状况而生成故障检测信号，所述故障检测信号被提供到所述中断装置以将所述中断装置置于所述跳闸状况；及
测试电路，其经配置以，
确定所述一或多个线路端子处的输入电压的频率，
以所述频率的周期执行所述中断装置的第一测试，及
执行所述故障检测电路的第二测试，
其中如果所述频率在经预定范围的外部，所述测试电路将保持，且将不执行所述第一测试和/或所述第二测试直到所述频率在所述经预定范围内。
2.根据权利要求1所述的布线装置，其中所述周期定位在所述频率的负半波处。
3.根据权利要求1所述的布线装置，其中所述测试电路进一步经配置以在确定所述频率时对所述输入电压的噪声进行滤波。
4.根据权利要求1所述的布线装置，其中所述中断装置包含螺线管及螺线管开关。
5.根据权利要求4所述的布线装置，其中所述第一测试包含以下步骤
输出控制信号以启动所述螺线管开关；及
当所述控制信号输出时测量所述螺线管的电流。
6.根据权利要求1所述的布线装置，其中所述故障检测电路包含变压器及检测控制器。
7.根据权利要求6所述的布线装置，其中所述第二测试包含以下步骤
输出控制信号以允许电流流过所述变压器；及
当电流正流过所述变压器时测量所述检测控制器的输出。
8.根据权利要求1所述的布线装置，其中确定所述频率包含对经预定时间周期内所述输入电压的正零交叉的数目计数。
9.根据权利要求1所述的布线装置，其中如果选自由所述第一测试及所述第二测试组成的群组的至少一者已未通过达预定次数，则进入使用寿命终止周期。
10.根据权利要求9所述的布线装置，其中所述预定次数大于七。
11.根据权利要求1所述的布线装置，其进一步包括蜂鸣器。
12.根据权利要求11所述的布线装置，其中当确定故障时，所述蜂鸣器以预定速率开启及关闭。
13.一种执行布线装置的自测试的方法，所述方法包含：
确定输入电压的频率；
以所述输入电压的所述频率的周期执行所述布线装置的中断装置的第一测试；及
执行所述布线装置的故障检测电路的第二测试，
其中如果所述频率在经预定范围的外部，将不执行所述第一测试和/或所述第二测试直到所述频率在所述经预定范围内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述周期定位在所述频率的负半波处。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括对所述输入电压进行滤波。
16.根据权利要求13所述的方法，其中执行所述第一测试的所述步骤包含
输出控制信号以启动螺线管开关；及
当所述控制信号输出时测量螺线管的电流。
17.根据权利要求13所述的方法，其中执行所述第二测试的所述步骤包含：
输出控制信号以允许电流流过变压器；及
当电流流过所述变压器时测量所述故障检测电路的输出。
18.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括如果选自由所述第一测试及所述第二测试组成的群组的至少一者已未通过达经预定次数，便进入生命结束周期。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述经预定次数大于七。
20.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括如果选自由所述第一测试及所述第二测试组成的群组的至少一者已未通过达预定次数，则确定所述布线装置的使用寿命终止。
21.根据权利要求20所述的方法，其中确定所述输入电压的所述频率的所述步骤包含对在经预定时间周期内所述输入电压的正零交叉的数目计数。
22.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括当检测到故障时，以经预定速率开启及关闭蜂鸣器。
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