CN109066582A - Gfci测试监测器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路中断装置，其具有用于周期性地测试所述装置的各种功能及结构的自动监测电路。所述自动监测电路起始自动监测例程，除其它之外，所述自动监测例程还产生自测试故障条件且确定所述装置内的检测机构是否适当地检测自测试故障。处理早期检测信号在不干扰检测电路的正常操作的情况下且在不导致所述装置内的错误跳闸的情况下确定是否适当地检测所述自测试故障。所述自动监测电路的额外功能性准许所述装置适当地接线，也就是说不错接线的自动验证，且确定所述装置是否已达到其使用寿命的终止。

Description

GFCI测试监测器电路
分案申请的相关信息
本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2014年2月28日、申请号为201480022893.8、发明名称为“GFCI测试监测器电路”的发明专利申请案。
相关申请案的交叉参考
此申请案含有与以下申请案中所含有的标的物有关的标的物：斯蒂芬·P.·西蒙尼(Stephen P.Simonin)的标题为“具有增强型磁场的螺线管线圈(SOLENOID COIL HAVINGAN ENHANCED MAGNETIC FIELD)”的第13/422,797号同在申请中的美国专利申请案、盖塔诺·波斯尼亚(Gaetano Bonasia)及肯尼·帕德罗(Kenny Padro)的标题为“用于电装置的增强型自动监测电路及方法(ENHANCED AUTO-MONITORING CIRCUIT AND METHOD FOR ANELECTRICAL DEVICE)”的第13/422,790号美国专利申请案以及盖塔诺·波斯尼亚(GaetanoBonasia)等人的标题为“具有抵抗振动的错接线保护的可重新安装电路中断装置(REINSTALLABLE CIRCUIT INTERRUPTING DEVICE WITH VIBRATION RESISTANT MISWIREPROTECTION)”的第13/422,793号美国专利申请案，所述申请案让与其受让人，且所述申请案中的每一者的全部内容以引用方式明确地并入本文中。
技术领域
本发明一般来说涉及切换式电装置。更特定来说，本发明针对于在检测到一或多个条件时从“复位”或闩锁状态切换为“跳闸”或非闩锁状态的自测试电路中断装置，例如接地故障电路中断器(GFCI)装置。与本文中所揭示的本发明一致的此些装置具有比先前已知的GFCI装置所提供的自测试能力更稳健的自测试能力。
背景技术
具有朝向断开位置偏置的接触件的GFCI装置需要用于将接触件设定及固持于闭合位置中的闩锁机构。同样地，具有朝向闭合位置偏置的接触件的切换式电装置需要用于将接触件设定及保持于断开位置中的闩锁机构。常规类型的装置的实例包含电路中断类型的装置，例如断路器、电弧故障中断器及GFCI(举几个例子)。
为在美国进行商业出售，GFCI装置必须符合由保险商实验室(UL)连同业内领先的制造商以及其它产业成员(例如，各种安全团体)确立的标准。涵盖GFCI装置的一个UL标准为UL-943，称为“安全标准-接地故障电路中断器”。UL-943适用于既定用于人员保护的A类单相及三相GFCI且包含对此些GFCI装置的功能、构造、性能及标记的最少要求。除其它之外，UL-943还需要特定故障电流电平及GFCI装置应跳闸的响应定时要求。通常，在检测到具有高于5毫安培(mA)的电平的接地故障时需要GFCI跳闸。进一步来说，当高电阻接地故障施加到装置时，UL-943的当前版本规定装置应跳闸且根据方程式T＝(20/I)1.43防止电流递送到负载，其中T是指时间且以秒为单位来表达，且I是指电流且以毫安培为单位来表达。因此，在5mA故障的情形中，装置必须检测故障且在7.26秒或更少内跳闸。
在此些安全相关的标准为适当的情况下，且由于GFCI装置由于其在20世纪70年代早期的引入而直接被誉为挽救许多生命，因此其贯穿住宅及商业电网已变得普遍存在。然而，如同大多数机电装置，GFCI装置易受故障影响。举例来说，驱动机械电流中断器装置的电子组件中的一或多者可短路或以其它方式变得有缺陷(故障检测器电路中或装置内的其它地方的组件也可以)，从而使装置不能够适当地检测接地故障及/或适当地中断电流的流动。出于此原因，一直以来需要GFCI装置具备使得能够手动测试装置在遭遇故障时跳闸的能力的监督电路。此些监督电路通常具有在按压时致动热导体及中性导体上的模拟的接地故障的TEST按钮。如果装置正适当地起作用，那么检测到模拟故障且装置将跳闸，即，致动机械中断器以断开连接装置的线侧(例如，其中供应输入AC电力)与负载侧(其中用户连接他或她的电器等且其中连接下游插座或额外GFCI装置)的电流路径。
由行业安全团体执行的研究指示很多时候公众不定期测试其GFCI装置以用于适当操作，即，通过按压TEST按钮。此研究进一步揭示，已服务延长时间周期的一些GFCI装置变得无功能且不能够适当地检测故障条件，因此使装置不安全。具体来说，发现在延长使用之后GFCI装置未能在发生故障时跳闸，因此使装置操作为电插座但在存在故障条件的情况下不安全。由于并非定期测试装置，因此恶化此不安全条件。也就是说，人们鉴于装置充分地递送电力的事实(实际上此时装置为可能威胁生命的重大隐患)而错误地认为装置是可操作的。
在所述领域中采用的GFCI装置变得越来越不可操作且不安全的发现结合人们不定期测试其GFCI装置(而不管制造商的用以进行此操作的明确指令)的认识起始对UL-943标准的可能改变的调查以需要GFCI装置自身进行自测试(例如，自动监测)而不需要人类干预。UL-943的预期改变进一步包含警告消费者失去保护及/或装置从服务自动移除其自身(例如，永久地跳闸)的要求。此外，将必须在不干扰装置的主要功能(即，在遭遇实际故障时跳闸)的情况下执行这些额外自测试操作。
上文所提及的经修订自测试功能性还并非UL-943证明的要求，而是期望其将是迅速的。为此显著UL改变做准备且鉴于集成电路成本的貌似无尽减少，许多GFCI制造商为了支持先前模拟设计而已迁移到数字技术(例如，微处理器及微控制器)以提供接地故障保护及自监测功能性两者。然而，迄今为止所提供的数字解决方案并非理想的。举例来说，数个相关技术GFCI设计(包含针对于提供自测试功能性的那些GFCI设计)遭受误跳闸，其中在既不存在真实接地故障、手动产生的模拟的接地故障也不存在自动自测试故障时致动中断器的情形。许多人认为此不利条件因对自动自测试的额外要求(此导致在装置内产生额外感应电流)而恶化。
因此期望提供一种提供特定自测试能力(包含在UL-943的下一个版本中提议的那些自测试能力)但最小化与误跳闸相关联的风险的GFCI装置。
发明内容
考虑到与相关技术GFCI装置相关联的疑难问题(包含但不限于上文所论述的疑难问题)，根据本发明的一或多个示范性实施例的电路通常涉及连续地监测GFCI装置的性能的自动监测电路。更具体来说，例如微控制器或微处理器的处理装置经配置以基于所存储软件程序而周期性地执行自动监测例程以用于测试及验证GFCI装置内的各种子电路的可行性及功能性。为测试GFCI装置的适当电流隔离，操作耦合到微控制器的驱动器以每当执行或运行自动监测例程时起始表示接地故障的测试信号，且监测不同电路节点以确认装置的适当操作。
寿命终止指示器也耦合到微控制器以指示GFCI装置是否未能适当地检测测试信号或发生了装置内的某一其它故障。为避免在产生测试信号时使机械电流中断装置跳闸，而且允许尽可能多的GFCI装置电路执行其既定功能，提供利用数字组件(例如，GFCI集成电路装置及微控制器)的各种功能性的独特监测器电路。具体来说，为提供在正常条件下不干扰及导致错误跳闸的情况下监测GFCI装置的故障检测能力的自动测试功能，与本发明一致的实施例包含与GFCI集成电路(IC)装置的中断器驱动输出相关联的具体选择的滤波器电容器。电容器及其它相关电路组件的适当选择防止中断器驱动电路(例如，硅控制的整流器(SCR))起动或接通，直到遭遇真实故障条件为止。
根据本发明的一个方面，提供一种电路中断装置，所述电路中断装置包含：一或多个线导体，其用于电连接到外部电力供应器；一或多个负载导体，其用于电连接到外部负载；中断装置，其连接到所述线导体及所述负载导体，且在所述电路中断装置处于复位条件中时将所述线导体电连接到所述负载导体，且在所述电路中断装置处于跳闸条件中时将所述线导体与所述负载导体断开连接。还提供故障检测电路，所述故障检测电路检测所述电路中断装置中的故障条件且在检测到所述故障条件时产生故障检测信号，其中将所述故障检测信号提供到所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中。自动监测电路电耦合到所述故障检测电路及所述中断装置且连续地监测一或多个信号以确定所述电路中断装置的操作状态，其中所监测的所述一或多个信号中的至少一者包含第一自动监测输入信号，至少部分地由所述故障检测电路所产生的预触发信号的值确定所述第一自动监测输入信号的值，其中所述预触发信号不激活所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中。
根据本发明的另一方面，提供一种包含具有故障检测电路的接线装置的电路中断装置，所述故障检测电路经配置以检测所述接线装置中的一或多个故障条件且在故障条件满足预定准则时产生预触发信号，其中所述一或多个故障条件包含自测试故障条件。还提供经编程以执行自动监测例程的可编程电路装置，所述自动监测例程包含以下步骤：在所述可编程电路装置的第一输出端口处产生自测试故障信号，其中所述自测试故障信号在所述接线装置中产生自测试故障条件；在第一输入端口处将所述预触发信号输入到所述可编程电路装置；确定所述预触发信号的值；处理所述预触发信号的所述值；基于所述预触发信号的所述经处理值而确定所述故障检测电路是否成功地检测自测试故障信号；如果确定所述故障检测电路未能成功地检测所述自测试故障信号，那么使故障计数递增；及如果确定所述故障检测电路成功地检测所述自测试故障信号，那么将所述故障计数复位。
根据本发明的又一方面，提供一种监测电接线装置的操作状态的方法，其中所述方法包含以下步骤：周期性地产生自测试故障信号；检测所述自测试故障信号；在检测到所述自测试故障信号时产生预触发信号；如果所述预触发信号的值大于或等于第一阈值，那么使计数器递增，如果所述预触发信号的所述值小于所述第一阈值，那么将所述计数器复位；如果所述预触发信号的所述值大于第二阈值、小于所述第一阈值，那么确定已发生真实故障条件或模拟故障条件；如果确定已发生真实故障条件或模拟故障条件，那么停止所述自测试故障信号的产生；及如果确定尚未发生真实故障条件或模拟故障条件，那么继续所述自测试故障信号的产生。
附图说明
下文参考附图通过实例的方式详细描述所揭示发明的示范性实施例，其中：
图1是根据本发明的示范性实施例的自测试GFCI插座装置的侧视立面图；
图2是在移除外壳的前盖的情况下图1中所展示的自测试GFCI插座的侧视立面图；
图3是图1中所展示的自测试GFCI插座装置的核心组合件的侧视立面图；
图4是与本发明的示范性实施例一致的示范性电路的示意图。
具体实施方式
与本发明一致的装置的示范性实施例包含下文详细描述的新颖机械及/或电特征中的一或多者。举例来说，所揭示的本发明的示范性实施例中的一或多者包含自动监测或自测试特征。先前已(举例来说)在2012年3月16日提出申请的第6,807,035、6,807,036、7,315,437、7,443,309及7,791,848号美国专利及序列号为13/422,790的美国专利申请案中揭示关于GFCI装置的一些自测试特征及能力，所有所述申请案共同让与此申请案相同的受让人且所述申请案的全部相应内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。与本文中所揭示的本发明一致的自动监测特征比先前已揭示的自动监测特征更稳健，且通过所述装置减少错误或误跳闸的概率。举例来说，提供与寿命终止(EOL)条件的确定及继此确定之后采取的行动有关的额外特征。下文参考各图描述与本发明一致的进一步示范性新颖电及机械特征。
参考图1，根据本发明的示范性实施例的GFCI插座10包含具有双插座面14的前盖12，双插座面14具有相开口16、中性开口18及接地开口20。面14还具有邻近容纳TEST按钮28的开口26的容纳RESET按钮24的开口22以及六个相应圆形开口30到35。根据此示范性实施例，开口30、33容纳两个相应指示器，例如不同颜色的LED，开口32、34容纳用作(举例来说)夜灯的相应明亮LED，开口31容纳用于(举例来说)控制夜灯LED的光电导光电池，且开口35提供对固定螺丝的接达以用于根据此及其它示范性实施例调整光电池装置。后盖36通过八个扣件38固定到前盖12-图1中展示四个扣件38，且在图1中视野被遮蔽的插座10的侧上提供四个额外扣件。举例来说，每一扣件38可包含在前盖12上的有倒钩柱50及在后盖36上的对应弹性钩52，类似于第6,398,594号美国专利中详细描述的扣件，所述美国专利的全部内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。具有标准安装耳42的接地轭/桥组合件40从插座10的端突出。
参考图2，已移除前盖12以暴露为印刷电路板390及轭/桥组合件40提供支撑的歧管126。根据所展示的实施例，歧管126包含沿着后盖36的上边缘与对应腔132配合的四个楔形榫互连件130。分别在歧管126及后盖36的四个侧中的每一者上提供一个楔形榫-腔对。
图3是核心组合件80的侧视立面图。核心组合件80包含支撑插座的大多数工作组件(包含图4中所展示的电路、感测变压器84及接地中性变压器85(未展示))的电路板82。线接触臂94、96通过变压器84、85，其中绝缘分离器98在其之间。线接触臂94、96是悬臂式的，其相应远端携载相线接触件102及中性线接触件104。负载接触臂98、100也是悬臂式的，其中其相应远端携载相负载接触件101及中性负载接触件103。悬臂式接触臂的弹性使线接触件102、104及负载接触件101、103远离彼此偏置。负载接触臂98、103搁置在由绝缘(优选地热塑性)材料制成的可移动接触件托架106上。
图4是与本发明的示范性实施例中的一或多者一致的GFCI插座装置的电及机械组件的示意性图式。可在如上文关于本发明的各种实施例所描述的GFCI装置中采用图4中所展示的电路。图4的电路与上文所描述的示范性实施例的机械操作一致；然而，与本发明的实施例一致的GFCI装置不需要采用图4中所描绘的精确电路，且所属领域的一般技术人员在观看图4及/或检查下文所陈述的说明之后将能够修改电路的某些方面以达成类似总体结果。此些修改是预期的且据信在本文中所陈述的本发明的范围内。
图4是根据本发明的示范性实施例的电路的示意性图式。图4中所展示的电路或其各种子电路可在各种电接线装置中实施，然而，在此处出于说明目的，图4的电路连同其在图1到3中所展示的GFCI插座装置中的使用而论述。
图4的电路包含用于电连接到AC电源(未展示)(例如，如在美国用于电源电力的60赫兹、120伏特rms电源)的相线端子326及中性线端子328。还可修改图4的电路及驻存于其上且与其一起实施的软件以适应其它电力递送系统。此些修改及其中最终将使用电路及软件的所得电路及接线装置是发明者所预期的且被认为在本文中所描述的本发明的精神及范围内。举例来说，使用不同电压及频率的电力递送系统在本发明的范围内。
参考图4，相导体330及中性导体332分别连接到相及中性线端子且各自通过为下文所描述的检测电路的一部分的感测变压器334及接地中性变压器336。通过实例的方式，相及中性线端子对应于上文在图1中的输入端子螺丝326、328且相线导体330及中性线导体332分别表示如上文关于图3所描述的线接触臂94、96。线导体330、332中的每一者使相应固定端连接到相及中性线端子且各自包含相应可移动接触件，例如来自上文所描述的实施例的接触件102、104。面相导体338及面中性导体340分别包含固定到其的电接触件(未展示)。面导体电连接到相应面端子342、344且在所展示的实施例中与相应面端子342、344成一体，当有关电的容器装置在使用中时来自负载装置(未展示)(例如，电器)的插头叶片将连接到相应面端子342、344。
根据此实施例的图4中所展示的电路还包含分别电连接到下游负载(未展示)(例如一或多个额外插座装置)的任选负载相端子346及负载中性端子348。负载端子346、348分别连接到悬臂式负载导体277、278，悬臂式负载导体277、278中的每一者在其远端处包含可移动接触件(图4中未展示)。负载接触件安置于相应相及中性线接触件以及相及中性面接触件下面且与其共轴，使得当线导体朝向负载及面导体移动时，三组接触件配合且电连接在一起。当装置处于此条件中时，其被称为“复位”或在复位状态中。
检测器电路
继续参考图4，检测器电路352包含变压器334、336以及GFCI集成电路装置(GFCIIC)350。根据本发明实施例，GFCI IC 350为众所周知的4141装置，例如由飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor Corporation)制成的RV4141装置。在图4的电路中还可替代4141而使用其它GFCI IC装置且此修改在本发明的精神及范围内。
GFCI IC装置350从各种其它电路组件(包含变压器334、336)接收电信号，且检测一或多种故障，例如真实故障、模拟故障或自测试接地故障以及真实或模拟的接地中性故障。举例来说，当发生线导体330、332中的充足电流不平衡时，净电流流动穿过变压器334、336，从而致使磁通量至少围绕变压器334而形成。此磁通量导致在缠绕在感测变压器334上的导体333上感应到电流。导体333的相应端分别在输入端口V-REF及VFB处连接到GFCI IC装置350的感测放大器的正及负输入。导体333上的所感应电流导致GFCI IC 350的感测放大器的输入处的电压差。当电压差超过预定阈值时，在GFCI IC 350的一或多个输出(例如SCR触发信号输出端口(SCR_OUT))处产生检测信号。由连接于运算放大器输出(OP_OUT)与感测放大器的正输入(VFB)之间的有效电阻确定GFCI IC 350所使用的阈值。
线导体330、332上的电流不平衡由真实接地故障、模拟接地故障或自测试接地故障产生。当图4中的测试开关354闭合(在按压TEST按钮28(图1)时发生此情况)时产生模拟接地故障。如下文进一步详细地描述，当自动监测电路370起始包含在独立导体356上产生电流的自动监测测试序列时发生自测试故障。
根据本发明实施例，当测试开关354闭合时，在线导体330、332及负载导体338、340中流动的一些电流从相面导体338(及当装置处于复位状态中时为相负载导体277)围绕感测变压器334且穿过电阻器358转移到中性线导体332。通过以此方式使一些电流穿过电阻器358转移，形成流动穿过导体330的电流与沿相反方向流动穿过导体332的电流的不平衡。当电流不平衡(即，流动穿过通过感测变压器的导体的净电流超过阈值(例如4到5毫安培))时，由检测器电路352检测此模拟的接地故障且激活GFCI IC 350的SCR输出(SCR_OUT)。
当激活GFCI IC 350的SCR输出时，接通SCR 360的门，从而允许电流从相线导体330流动穿过二极管359及SCR 360。电流流动穿过SCR 360接通SCR 361及SCR 369的门。当接通SCR 361时，电流从相线导体330流动穿过双线圈螺线管362的次级线圈363、熔断器365、二极管367及SCR 361。进一步来说，当接通SCR 369时，电流从相线导体330流动穿过双线圈螺线管362的初级线圈364、熔断器372、二极管374及SCR 369。电流流动穿过线圈363、364两者产生使螺线管362内的衔铁移动的磁场。当螺线管衔铁移动时，其将为中断装置315的一部分的接触件托架(例如，图3中的106)解除闩锁，且托架在线导体330、332远离面导体338、340及负载导体277、278的自然偏置下掉落。装置现在由于成功手动模拟的故障测试序列而被称为“跳闸”，且装置将不递送电力到负载直到将其复位为止。从即时开关354闭合直到装置跳闸且电流不再从相线导体330流动到面及负载导体以及穿过螺线管线圈363、364为止所花费的时间是短的使得熔断器365、372保持完整。
经由复位操作进行手动测试
继续参考图4，(例如)通过按压RESET按钮24(图1)而闭合复位开关300还起始测试操作。具体来说，当复位开关300闭合时，GFCI IC 350的电压供应输出VS通过导体308电连接到SCR 360的门，因此，接通SCR 360。当接通SCR 360时，从线导体330汲取电流使其穿过二极管359及SCR 360且最终到达接地。类似于当如先前所论述而通过按压TEST按钮接通SCR 360时，通过按压RESET按钮接通SCR 360导致还接通SCR 361及SCR 369且电流流动穿过螺线管线圈363、364。电流流动穿过螺线管362的线圈363、364在螺线管处产生磁场且螺线管内的衔铁经致动且移动。在典型(例如)非测试条件下，以此方式致动衔铁以使装置跳闸，例如当发生实际故障时。
然而，当复位开关300闭合时，装置可能已经处于跳闸条件中，即，线、面及负载导体的接触件经电隔离。也就是说，在装置已跳闸之后通常按压RESET按钮以重新闩锁接触件托架且使线、面及负载接触件回到电接触中。如果在按压RESET按钮时螺线管362的衔铁未能起动，且在释放RESET按钮之后包含接触件托架的复位机构未能在其返回时啮合复位柱塞，那么装置将不复位。因此，如果(举例来说)装置尚未接线到AC电力线，或其已经错接线(也就是说，装置已与未连接到线端子326、328的AC电力接线)，那么没有电力施加到GFCIIC 350。如果没有电力施加到GFCI IC 350，那么通过GFCI IC 350的SCR输出或在按压REST按钮时无法驱动SCR 360的门。在此条件下，装置将不能够复位。根据与本发明实施例一致的接线装置通过确保装置在跳闸条件中运送到用户而防止错接线条件。由于装置直到AC电力适当地施加到线端子才能复位，因此防止错接线条件。
自动监测电路
继续参考图4中所展示的示范性电路示意图，自动监测电路370包含可编程装置301。可编程装置301可为可经编程以实施如下文详细阐释的自动监测例程的任何适合可编程装置，例如微处理器或微控制器。举例来说，根据图4中所展示的实施例，由来自ATtiny10系列的ATMELTM微控制器实施可编程装置301。还可由例如PIC10F204/206的微芯片微控制器实施可编程装置301。
根据一个示范性自动监测或自动自测试例程(根据图4中所展示的实施例)，微控制器301通过设定软件自动监测测试旗标而大约每三(3)秒起始自动监测例程。自动监测测试旗标起始电路中断装置内的自动监测例程且确认装置正适当地操作或在某些情况下确定电路中断装置已达到其寿命终止(EOL)。当自动监测例程以正(即，成功)结果运行时，自动监测电路进入休眠状态直到微控制器301再次设定测试旗标且起始另一自动监测例程为止。
如果自动监测例程以负结果运行(例如，无法确定电路中断装置正适当地起作用或确定其实际上未适当地操作)，那么使故障计数器递增且微控制器301在由存储于装置内的存储器中的软件程序指令时起始另一自动监测例程。除使故障计数递增之外，还提供故障的暂时指示。举例来说，根据本发明实施例，当发生此故障时，微控制器301的I/O端口GP0经控制为输出且发光二极管(LED)376经控制为闪光(例如)一或多次，以向用户指示故障。如果故障计数器达到预定值(即，自动监测例程以负结果运行某一数目次，所述数目存储于软件中且在软件中实施)，那么自动监测例程调用寿命终止(EOL)序列。EOL序列包含以下功能中的一或多者：(a)通过使指示器灯连续地闪光或照明及/或产生可听见的声音而指示已达到EOL(举例来说)，(b)尝试使装置跳闸，(c)阻止使装置复位的尝试，(d)将EOL事件存储于非易失性存储器上(例如，如果存在电力故障)，及(e)在装置断电时清除EOL条件。
根据此实施例，当自动监测软件确定是时候运行自动监测例程(即，基于自动监测器定时器)时，在微控制器301的I/O端口GP1处接通刺激信号302。当接通刺激信号时，电流流动穿过电阻器303且在晶体管304的基极处确立电压，从而接通晶体管。当接通晶体管304时，电流从dc电压供应器378流动穿过电阻器305(其为(举例来说)3千欧姆电阻器)，且继续穿过电导体356及晶体管304到达接地。关于dc电压源378，根据本发明实施例，此电压源的值经设计为介于4.1与4.5伏dc之间，但此电压供应器的值可为任何其它适合值，只要充分地考虑所使用的值以用于下文所描述的其它电路功能性。
根据此示范性实施例，电导体356为导线，但其还可为印刷电路板上的导电迹线。导体356在一端处连接到电阻器305，横越穿过感测变压器334且围绕变压器的磁心循环大约十(10)次，并且在其另一端处连接到晶体管304的集电极。因此，当在微控制器301中设定软件自动监测测试旗标且接通晶体管304时，电流流动穿过导体356，导体356包括与相线导体330及中性线导体332分离的独立导体，导体356还横越穿过感测变压器334的中心。
如果根据本发明实施例的电路中断装置正适当地起作用，那么在电流流动穿过导体356且穿过感测变压器时在感测变压器334处产生磁通量。通量在导体333上产生由包含GFCI IC装置350的检测电路352检测到的信号。根据此实施例，当装置350检测到在感测变压器334处形成的通量时，在装置350的I/O端口中的一者处(举例来说，在图4中标记为CAP的输出端口处)增加电压电平，因此增加导体306上的电压。
根据此实施例，电容器307连接在微控制器301的CAP I/O端口与接地之间。如此项技术中已知，将电容器直接附接在4141GFCI IC装置的CAP输出与接地之间导致从GFCI IC装置350输出的SCR触发信号(SCR_OUT)延迟预定时间周期。使触发信号延迟的时间量通常由电容器的值确定。然而，根据本发明实施例，电容器307不直接连接在CAP输出与接地之间。替代地，电容器307还经由包含与电阻器311(例如，3兆欧姆)串联的二极管310的电路路径连接到微控制器301的ADC I/O端口GP0，电阻器311与电阻器312(例如，1.5兆欧姆)一起完成分压器电路。在GFCI IC装置350的CAP输出处连接到电容器的此额外电路从延迟电容器汲取电流。
通过测量ADC I/O端口(GP0)处的信号的值且确认其高于特定电平，可确定检测电路352是否适当地检测到在导体356上产生的自测试故障信号且可进一步确认GFCI IC装置350是否能够产生适当SCR触发信号。而且，为避免使装置在自测试自动监测故障期间跳闸，在于GFCI IC装置350的SCR_OUT处输出驱动信号之前测量电容器307处的电压且确认适当自测试故障检测。
如果电容器307上的电流汲取太高，那么GFCI IC装置350不可适当地操作。举例来说，如果从电容器307汲取低至3到4微安培的电流，那么(例如)根据UL要求不可准确地检测到还打算由GFCI IC装置350检测的接地中性条件，因为SCR触发信号(SCR_OUT)将不在必要时间量内起动。根据本发明实施例，汲取用于GFCI IC装置350的小于大约1.3微安培或大约5％的规定延迟电流以用于微控制器301的ADC I/O端口GP0。从电容器307的此小电流汲取对装置适当地检测真实接地故障及/或真实接地中性故障的能力不具有影响。
根据此实施例，从电容器307汲取大约50毫微安培的电流。连接到微控制器301的ADC I/O端口GP0的并联电阻器311及312产生4.5兆欧姆汲取，此将从电容器307拉动的电流限制为1.0微安培的最大值。GFCI IC装置350使用大约40微安培的电流来产生SCR触发，但微控制器301在从SCR_OUT输出SCR触发信号之前仅需要大约50毫微安培来从电容器307读取SCR触发信号。因此，通过连同电阻器311及312以及二极管310的适当值选择一起选择电容器307的适当值，可能维持来自GFCI IC装置350的SCR触发信号(SCR_OUT)的正确延迟且使用微控制器301中的ADC来测量ADC输入(GP0)处的信号以确定检测电路352是否已适当地检测到导体356上的测试信号。
还应注意，在图4中所展示的实施例中，LED 376还连接到微控制器301的ADC I/O端口(GP0)。因此，LED 376是否导电将影响电容器307上的汲取以及SCR触发信号的延迟及微控制器301适当地测量从GFCI IC装置350的CAP I/O端口输出的信号的能力。因此，关于图4中所展示的电路，选择LED 376使得其不接通且在微控制器301测量来自GFCI IC装置350的CAP输出的信号的时间期间开始导电。举例来说，选择LED 376使得其接通电压大约为1.64伏特或更高，根据图4中所展示的电路，可在I/O端口GP0处测量所述接通电压。另外，为防止任何信号在正驱动LED 376时添加到电容器307，提供二极管310。
根据此实施例，包含二极管310及分压器311、312的电路路径连接到微控制器301的I/O端口GP0，I/O端口GP0用作到微控制器301内的模/数转换器(ADC)的输入。微控制器301的ADC测量由电容器307的充电动作确立的增加电压。当达到预定电压电平时，微控制器301关断自动监测刺激信号302，此又关断晶体管304，从而停止导体356上的电流流动及因此在感测变压器334处形成的通量。当发生此情况时，微控制器301确定：已成功地通过限定的自动监测事件，且如果当前计数大于零那么使自动监测故障计数器递减。
换句话说，根据此实施例，由微控制器301按预定调度重复自动监测例程。基于存储于微控制器301内的存储器中的软件程序，自动监测例程视期望在任何地方以每几秒到每个月等方式运行。当起始例程时，以与将在已发生实际接地故障的情况下或在已手动产生模拟接地故障(例如，通过按压如上文所描述的TEST按钮)的情况下形成通量的方式类似的方式发生在感测变压器334处形成的通量。
然而，存在由自动监测例程产生的自动监测(自测试)故障与通过按压TEST按钮而产生的实际接地故障或模拟的故障之间的差异。当发生实际或模拟的接地故障时，应产生分别在相导体330及中性导体332中流动的电流的差。也就是说，导体330上的电流应不同于导体332上的电流。由GFCI IC装置350检测到流动穿过感测变压器334的此差动电流，此驱动其SCR_OUT I/O端口上的信号以激活SCR 360的门且接通SCR 360。当SCR 360接通时，通过线圈363、364汲取电流，此致使中断装置315跳闸，从而致使接触件托架掉落，此又致使线、面及负载接触件彼此分离。因此，防止电流流动穿过相导体330及中性导体332分别到达相面端子342及中性面端子344以及相负载端子346及中性负载端子348。
在比较中，当根据本发明执行自动监测例程时，没有差动电流形成于相导体330及中性导体332上且不使中断装置315跳闸。替代地，在自动监测例程期间，在感测变压器334处产生的通量为电流流动穿过与相导体330及中性导体332电分离的导体356的结果。在导体356上产生的电流存在仅短暂时间周期，举例来说，小于由先前所论述的电容器307确立的延迟时间。
如果在微控制器301的ADC输入(GP0)的输入处确立的电压在自动监测例程期间在此预定时间周期内达到经编程阈值，那么确定检测电路352成功地检测到流动穿过感测变压器334的磁心的电流且自动监测事件被认为已通过。因此，微控制器301确定包含GFCI IC装置350的检测电路352正适当地工作。由于在自动监测例程期间流动穿过感测变压器334的电流经设计为在量值上实质上类似于在模拟的接地故障期间流动穿过变压器的差动电流，例如，4到6毫安培，因此确定检测电路352将能够检测到实际接地故障且将适当驱动信号提供到SCR 360以使中断器315跳闸。
或者，自动监测电路370可确定自动监测例程出故障。举例来说，如果微控制器301的GP0处的ADC输入处的电压在自动监测例程期间达到给定电压所花费的时间比预定时间周期长，那么确定自动监测事件出故障。如果发生此情况，那么使自动监测故障计数器递增且以可视方式或可听见方式指示故障。根据一个实施例，当发生自动监测事件故障时微控制器301的ADC端口(GP0)转换为输出端口且经由I/O端口GP0将电压放在导体309上，I/O端口GP0由微控制器首先转换为输出端口。GP0处的此电压在导体309上产生流动穿过指示器LED 376及电阻器380到达接地的电流。随后，微控制器301的ADC I/O端口(GP0)往回转换为输入端口且保持准备发生下一经调度自动监测事件。
根据此实施例，当发生自动监测事件故障时，指示器LED 376仅照明当I/O端口转换为输出且在所述端口处产生输出电压时的时间周期；否则LED 376保持黑暗或未照明。因此，如果自动监测例程(举例来说)每三(3)秒地运行，且仅单次或零星地发生事件故障，那么事件可能变得被用户忽视。另一方面，如果定期地发生故障(如在永久地停用用于自动监测例程中的组件中的一或多者的情况下将成为的情形)，由微控制器301重复地接通指示器LED 376达10毫秒且关断指示器LED 376达100毫秒，因此吸引对装置的注意力且通知用户已损害装置的关键功能性。导致自动监测例程出故障的条件包含以下各项中的一或多者：开路差动变压器、闭合电路差动变压器、没有到GFCI IC的电力、开路螺线管、GFCI IC的SCR触发输出连续地为高及GFCI IC的SCR输出连续地为低。
根据又一实施例，如果自动监测故障计数器达到预定极限(举例来说，一(1)分钟内七个(7)故障)，那么微控制器301确定装置不再安全且已达到其寿命终止(EOL)。如果发生此情况，那么激活可视指示器以警告用户：电路中断装置已达到其使用寿命的终止。举例来说，当确定此EOL状态时，微控制器301的ADC I/O端口(GP0)转换为输出端口(类似于如上文所描述的记录单个故障时)，且经由GP0将信号周期性地置于导体309上，即，以使LED 376以(举例来说)10msec接通及100msec关断的速率闪烁，或将信号连续地置于导体309上以使LED 376永久地照明。此时还停止自动监测例程。
除闪烁或连续地照明的LED 376之外，根据又一实施例当确定EOL时，还激活印刷电路板(PCB)390上的任选音响警报电路382。在此情形中，穿过LED 376的电流确立SCR 384的门上的电压使得根据来自微控制器301的GP0的输出信号连续地或间歇地接通SCR 384。当SCR 384接通时，从相线导体330汲取电流以激活音响警报器386(例如，蜂鸣器)，从而向装置的用户提供装置已达到其使用寿命的终止(即，EOL)的额外通知。举例来说，关于本发明实施例，音响警报电路382包含并联RC电路，并联RC电路包含电阻器387及电容器388。当从相线导体330汲取电流时，电容器388以由电阻器387的值控制的速率充电及放电使得蜂鸣器386发出所要间歇警报的声音。
此实施例的又一方面包含可调光LED电路396。电路396包含晶体管398、LED 400、402、光传感器404(例如，光电池)及电阻器406到408。当周围光(例如，在根据本发明实施例的电路中断装置附近的光量)变强时，光传感器404对周围光作出反应以将增加阻抗施加到晶体管398的基极以使LED随着周围光增加而变暗。或者，当周围光减少(例如，由于夜晚开始降临)时，流动穿过传感器404的电流因此增加。随着周围光水平降低，LED 400及402照明得越来越亮，因此在装置附近提供受控制的光水平。
图4中所展示的本发明的又一实施例包含用于给微控制器301提供与装置是跳闸还是处于复位条件中有关的数据的机构。如图4中所展示，光电耦合器392连接于相负载导体277及中性负载导体278与微控制器301的I/O端口(GP3)之间。微控制器301使用端口GP3处的信号(电压)的值来确定GFCI IC装置350是否供应有电力以及装置是跳闸还是处于复位条件中。当(例如)经由GFCI IC装置350的电压输入端口(LINE)给GFCI IC装置350供电(此发生在AC电力连接到线端子326、328时)时，在输出端口(VS)处产生电压。此电压跨越齐纳(zener)二极管394下降，提供齐纳二极管394以将供应到微控制器的电压维持在可接受电平内。连接于GFCI IC 350的相线导体与电力供应输入端口(LINE)之间的二极管366、368确保供应到GFCI IC的电压电平及VS输出保持低于大约30伏特。跨越齐纳二极管394下降的电压信号连接到微控制器301的输入端口GP3。如果微控制器301未在GP3处测量到电压，那么确定GFCI IC装置350未供应电力且声明EOL。
或者，如果微控制器301在GP3处测量到电压，那么基于电压的值而确定装置是跳闸还是处于复位状态中。举例来说，根据图4中的电路，如果GP3处的电压经测量为介于3.2与4.0伏特之间，例如，介于76％的VCC与100％的VCC之间，那么确定面接触件(342、344)及负载接触件(346、348)处不存在电力，因此，装置处于跳闸状态中。如果GP3处的电压介于2.4与2.9伏特之间，例如，介于51％的VCC与74％的VCC之间，那么确定面接触件及负载接触件处存在电力且装置处于复位状态中。
根据又一实施例，当确定EOL时，微控制器301尝试以如下方式中的一者或两者使中断装置315跳闸：(a)通过将第三导体356上的刺激信号维持成AC波的起动半循环，及/或(b)通过在微控制器301的EOL端口(GP2)处产生电压。当已声明EOL(例如，因为自动监测例程必需数目次地出故障及/或不从GFCI IC装置350的供应电压输出(VS)供应电力)时，微控制器301在EOL端口(GP2)处产生电压。任选地，微控制器301还可使用如上文所描述的GP3处的输入信号的值来进一步确定装置是否已处于跳闸状态中。举例来说，如果微控制器301确定装置跳闸，例如，负载及面接触件未电连接到线接触件，那么微控制器301可确定驱动SCR369及/或SCR 361以尝试断开接触件且使装置跳闸是不必要的，且因此不经由GP2驱动SCR369及SCR 361。
GP2处的电压直接驱动SCR 369及/或SCR 361的门以接通SCR 369及/或SCR 361，因此，使得其能够传导电流且激活螺线管362。更具体来说，当接通SCR 369及/或SCR361时，通过双线圈螺线管362的线圈364汲取电流。举例来说，双线圈螺线管362包含内部初级线圈364(其包括800匝、18欧姆、35AWG线圈)及外部次级线圈363(其包含950匝、16.9欧姆、33AWG线圈)。双线圈362的构造及功能性的进一步细节可发现于让与和本发明相同的受让人的序列号为13/422,797的美国专利申请案中，所述美国专利申请案的全部内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。
如上文所描述，当经由自动监测例程确定检测电路352未成功地检测到接地故障(例如，其未检测到由电流在导体356中流动而产生的通量)或其在此检测后未即刻以其它方式在GFCI IC装置350的SCR_OUT输出端口处产生驱动信号以驱动SCR 360的门时，微控制器301确定EOL且尝试通过上文所提及的方法使中断装置315跳闸。具体来说，微控制器301尝试通过到SCR369及SCR361的备用路径GP2直接跳闸从而直接驱动初级线圈364。然而，在正常地运行自动监测例程时导体356上的信号与在确定EOL时产生的导体356上的信号之间存在至少一个差异。也就是说，在EOL条件下，GP2激励SCR361及SCR 369两者经触发且线圈362及线圈363经激励，因此激活螺线管362及369以使中断装置315跳闸。
如果断开中断装置315，或如果中断装置315已经以其它方式断开，那么接通电源指示器电路321将关断。举例来说，在图4中所展示的实施例中，接通电源指示器电路321包含与电阻器323及二极管324串联的LED 322。LED 322的阴极连接到中性负载导体278且二极管324的阳极连接到相负载导体277。因此，当电力在负载导体处可用(也就是说，装置经供电且处于复位状态中)时，在AC电力的每一交替半循环上通过接通电源电路汲取电流，因此使LED 322照明。另一方面，如果电力在负载导体277、278处不可用(举例来说，因为中断装置315断开或跳闸)或者使装置复位但不施加电力，那么LED 322将是黑暗的或未照明。
下文提供和与本发明一致的自动监测功能性相关的额外实施例及其方面以及已经描述的一些方面的进一步论述。
当正确地安装自测试GFCI装置时，本文中所论述的正弦AC波形连接到相线端子326及中性线端子328。根据一个实施例，AC波形为包含两个半循环(正8.333毫秒半循环及负8.333毫秒半循环)的60Hz信号。所谓的“起动”半循环是指特定半循环(正或负)，在此期间到SCR 360的门触发信号导致SCR 361及SCR 369的相应门经驱动且对应相应螺线管线圈363、364传导电流，因此“起动”螺线管362且致使螺线管的衔铁位移。“非起动”半循环是指AC波形的交替半循环(即，负或正)，在此期间电流不流动穿过SCR或其相应螺线管线圈，而不管是否触发SCR门。根据本发明实施例，由二极管或与相应螺线管线圈串联放置的某一其它切换装置确定正半循环还是负半循环为起动半循环。举例来说，在图4中，二极管359、374及367分别经配置使得正半循环为关于SCR 360、369及361的“起动”半循环。
根据与本发明一致的电路中断装置的又一实施例，微控制器301任选地监测到装置的AC电力输入。举例来说，监测电连接到相线端子326及中性线端子328的60Hz AC输入。
更特定来说，全60Hz AC循环花费大约16.333毫秒来完成。因此，为监测及确认AC波形的接收及稳定，实施微控制器301内的定时器/计数器。举例来说，在三(3)秒自动监测窗内，每毫秒对60Hz输入信号取样一次以识别前沿，即，其中信号从负值变为正值。当检测到前沿时，将旗标设定于软件中且使计数递增。当完成三(3)秒测试周期时，将计数结果除以180以确定频率是否在规定范围内。举例来说，如果频率稳定在60Hz，那么除以180的结果将为1.0，因为在三(3)秒内存在180个正沿及180个循环对于60Hz信号是值得的。如果频率经确定为不在给定范围(举例来说，50到70Hz)内，那么停止自动监测自测试故障测试，但继续GP3的监测。因此，当根据本发明的电路中断装置连接到可变电源(例如，便携式产生器)时避免过早或错误电力故障确定，且电源在启动时展现较低频率且在达成优化频率(例如，60Hz)之前需要稳定周期。
如果频率不稳定在优化频率，或至少不在可接受范围内，那么延迟自动监测例程的起始直到使频率稳定为止。如果频率在预定时间内未达到优化频率或可接受范围内的频率，那么使故障计数器递增。类似于先前关于自动监测例程所论述的故障计数器，如果计数器达到给定阈值，那么微控制器301声明EOL。
如上文所描述，根据至少一个示范性实施例，在微控制器中实施可编程装置301。由于一些微控制器根据又一实施例包含(例如)用于在断电的事件中存储各种数据的非易失性存储器等，因此在装置的通电后即刻清除非易失性存储器内的所有事件、定时器、计数器及/或状态。因此，如果故障计数器或其它条件由关于电路中断装置自身的不适当装置安装、不充分或不适当电力或者某一其它非致命条件导致，那么在计数器递增事件可不再存在时在通电时将故障计数器复位。根据本发明的避免此可能问题的另一方式为：利用不包含非易失性存储器的可编程装置。
尽管已选择各种实施例来图解说明本发明，但所属领域的技术人员将理解，可做出其它修改，此并不背离如由所附权利要求书所定义的本发明的精神。

Claims (18)

1.一种电路中断装置，其包括：
故障检测电路，其经配置以：
检测所述电路中断装置的故障条件，
响应于检测所述故障条件而输出故障检测信号，其中所述故障检测信号经配置以将所述电路中断装置置于跳闸条件中，及
输出预触发信号，其中所述预触发信号经配置以将所述电路中断装置不置于所述跳闸条件中；以及
自动监测电路，其经配置以：
监测自动监测输入信号，其中所述自动监测信号的值至少部分地由产生的预触发信号的值来确定。
2.根据权利要求1所述的电路中断装置，其进一步包括：
线导体，其经配置以电连接到外部电力供应器；
负载导体，其经配置以电连接到外部负载；以及
中断装置，其经配置以将所述电路中断装置置于以下条件中：
复位条件，其中所述线导体和所述负载导体电连接，及
跳闸条件，其中所述线导体和所述负载导体断开电连接。
3.根据权利要求2所述的电路中断装置，其中所述故障检测电路包含GFCI装置，所述GFCI装置检测从所述线导体流动到所述负载导体的净电流且在所述净电流超过预定阈值时产生所述预触发信号。
4.根据权利要求3所述的电路中断装置，其中所述GFCI装置在所述净电流超过所述预定阈值达预定时间量时产生触发信号以激活所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中。
5.根据权利要求4所述的电路中断装置，其中所述自动监测电路包含耦合到所述故障检测电路的自测试电路，所述自测试电路经控制以在所述电路中断装置中周期性地产生自测试故障信号。
6.根据权利要求5所述的电路中断装置，其中所述自动监测电路包含经编程以执行自动监测例程的可编程装置，所述自动监测例程包含所述自测试故障信号的所述周期性产生。
7.根据权利要求6所述的电路中断装置，其中所述故障检测电路包含通过其安置所述线导体的感测变压器，所述感测变压器在所述净电流超过所述预定阈值时产生所感应故障检测信号。
8.根据权利要求7所述的电路中断装置，其中所述自测试电路包含通过所述感测变压器安置且与所述线导体分离的自测试导体，且在所述自测试电路经控制以产生所述自测试信号时将所述净电流置于所述自测试导体上。
9.根据权利要求8所述的电路中断装置，其中所述GFCI装置在所述自测试导体上产生所述自测试信号时产生所述预触发信号。
10.根据权利要求9所述的电路中断装置，其中所述第一自动监测输入信号的值是基于所述预触发信号的所述值，且由所述经编程装置估计所述第一自动监测输入信号以确定所述故障检测电路是否成功地检测所述自测试故障信号。
11.根据权利要求10所述的电路中断装置，其中如果确定所述故障检测电路成功地检测所述自测试故障信号，那么由所述经编程装置关断所述自测试故障信号，且如果确定未成功地检测所述自测试故障信号，那么使故障计数器递增且由所述经编程装置产生另一自测试故障。
12.根据权利要求11所述的电路中断装置，其中如果所述故障计数器达到预定阈值，那么所述经编程装置声明寿命终止EOL条件且执行以下操作中的一或多者：激活用于向用户指示所述EOL条件的警报电路；及尝试激活所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中。
13.根据权利要求12所述的电路中断装置，其中所述经编程装置尝试通过以下操作中的一或多者激活所述中断装置：驱动连接到双线圈螺线管的两个相应线圈的两个单独开关装置中的一或多者；及接通所述自测试故障信号。
14.一种自动监测电路，其包括：
电子处理器，其经配置以监测自动监测输入信号，其中所述自动监测信号的值至少部分地由故障检测电路产生的预触发信号的值来确定，
其中所述预触发信号经配置以将所述电路中断装置不置于所述跳闸条件中。
15.根据权利要求14所述的自动监测电路，其中所述电子处理器进一步经配置以执行包含以下步骤的自动监测例程：
在第一输出端口处产生自测试故障信号，其中所述自测试故障信号产生自测试故障条件；
在第一输入端口处输入所述预触发信号；
确定所述预触发信号的所述值；
处理所述预触发信号的所述值；
基于所述预触发信号的所述经处理的值而确定所述故障检测电路是否成功地检测所述自测试信号；
如果确定所述故障检测电路未能成功地检测所述自测试故障，那么使故障计数递增；及
如果确定所述故障检测电路成功地检测所述自测试故障，那么将所述故障计数复位。
16.一种操作电路中断装置的方法，其包括：
检测故障条件；
响应于检测所述故障条件而输出故障检测信号，其中所述故障检测信号经配置以将所述电路中断装置置于跳闸条件中；
输出预触发信号，其中所述预触发信号经配置以将所述电路中断装置不置于所述跳闸条件中；以及
监测自动监测输入信号，其中所述自动监测信号的值至少部分地由产生的预触发信号的值来确定。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中包含将线导体和负载导体断开电连接。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述故障检测信号由中断装置接收。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140277612A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 General Electric Company Automatic generation of a dynamic pre-start checklist
US10062535B2 (en) * 2014-01-15 2018-08-28 Hubbell Incorporated Self-test GFCI device with dual solenoid coil electric control
CN108496089A (zh) * 2015-12-18 2018-09-04 豪倍公司 用于自主监视和故障保护电力拒绝的gfci自测软件
MX2018007473A (es) * 2015-12-18 2018-08-15 Hubbell Inc Circuito de retardo para dispositivo de interrupción de circuito.
CA3009045A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Hubbell Incorporated Ground fault circuit interrupter (gfci) system and method
CN105977907B (zh) * 2016-01-08 2019-01-11 上海蕴原电器有限公司 节电型接地故障断路器
US10290455B2 (en) 2016-01-22 2019-05-14 Carling Technologies, Inc. Self testing GFCI
EP3252486B1 (en) 2016-05-30 2021-05-05 NXP USA, Inc. A safety circuit
CN108666972B (zh) * 2017-04-01 2024-04-19 苏州益而益电器制造有限公司 漏电保护装置
US10615588B2 (en) * 2016-07-13 2020-04-07 Chengli Li Ground fault circuit interrupter
US10571526B2 (en) 2016-07-13 2020-02-25 Chengli Li Ground fault circuit interrupter
US10439387B2 (en) * 2016-12-29 2019-10-08 Ze Chen Advanced ground fault circuit interrupters (GFCI) and methods of operation thereof
EP3642931A4 (en) * 2017-06-20 2020-12-09 Hubbell Incorporated SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC VESSEL
US10326264B1 (en) 2018-04-25 2019-06-18 Schneider Electric USA, Inc. Auto-monitoring redundancy for enhanced miniature circuit breaker reliability
US11125820B2 (en) * 2018-04-25 2021-09-21 Texas Instruments Incorporated Safety fault interrupter circuit with power fault monitor
CN110690682B (zh) 2018-07-06 2022-08-05 帕西·西姆公司 用于拒绝向电气布线设备中的螺线管供电的电路和方法
US11043801B2 (en) * 2018-10-09 2021-06-22 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle with electrical power outlet
US11059474B2 (en) 2018-10-09 2021-07-13 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle with electrical power outlet
US11037707B2 (en) 2019-07-22 2021-06-15 Tower Manufacturing Corporation LCDI power cord system and method
US11049632B2 (en) 2019-07-22 2021-06-29 Tower Manufacturing Corporation LCDI power cord system and method
US11037700B2 (en) 2019-07-22 2021-06-15 Tower Manufacturing Corporation LCDI power cord system and method
US20220252668A1 (en) * 2019-08-20 2022-08-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Continuously monitored remote power shutdown
US10950989B1 (en) 2019-09-15 2021-03-16 Tower Manufacturing Corp. Ground fault circuit interrupter (GFCI) latching apparatus
WO2021243116A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Leviton Manufacturing Co., Inc. Apparatus, systems and methods for performing ground fault self-testing
US11196242B1 (en) * 2020-05-29 2021-12-07 Abb Schweiz Ag Circuit interrupter for interrupting an electric current during fault conditions
US11626264B1 (en) * 2020-11-19 2023-04-11 Tower Manufacturing Corporation Circuit interrupting safety device
US20220337049A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Hubbell Incorporated Ground fault circuit interrupter with integrated controller
US11329476B1 (en) 2021-05-11 2022-05-10 Victor V. Aromin Testguard circuit with auto monitoring and end-of-life circuitry
US11381070B1 (en) 2021-07-01 2022-07-05 Tower Manufacturing Corporation LCDI power cord circuit
US11979016B1 (en) 2023-02-13 2024-05-07 Tower Manufacturing Corp. LCDI power cord circuit having a power cord fault circuit for monitoring a neutral wire shield and a line wire shield integrity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490920A (zh) * 2006-06-01 2009-07-22 立维腾制造有限公司 具有自测试和远程通告能力的gfci
US20100238597A1 (en) * 2005-08-08 2010-09-23 Baldwin John R Self testing ground fault circuit interrupter (GFCI) with end of life (EOL) detection that rejects false EOL information
US20110148423A1 (en) * 2000-02-17 2011-06-23 Pass & Seymour, Inc. Protective device with automated self-test
CN202550296U (zh) * 2010-12-17 2012-11-21 帕西·西姆公司 用于配电系统中的电气布线装置

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816957A (en) 1987-08-27 1989-03-28 Lawrence Irwin F Ground line fault interrupter adapter unit
US5459630A (en) 1993-09-15 1995-10-17 Eaton Corporation Self testing circuit breaker ground fault and sputtering arc trip unit
US6377427B1 (en) 1995-03-13 2002-04-23 Square D Company Arc fault protected electrical receptacle
US5600524A (en) 1995-05-04 1997-02-04 Leviton Manufacturing Co., Inc. Intelligent ground fault circuit interrupter
US5963406A (en) 1997-12-19 1999-10-05 Leviton Manufacturing Co., Inc. Arc fault detector with circuit interrupter
US6456471B1 (en) 1998-02-19 2002-09-24 Square D Company Test, reset and communications operations in an ARC fault circuit interrupter with optional memory and/or backup power
US6262871B1 (en) 1998-05-28 2001-07-17 X-L Synergy, Llc Fail safe fault interrupter
US6266219B1 (en) 1998-06-02 2001-07-24 Pass & Seymour, Inc. Combination ground fault and arc fault circuit interrupter
US6450642B1 (en) 1999-01-12 2002-09-17 California Institute Of Technology Lenses capable of post-fabrication power modification
US6433977B1 (en) 1999-04-16 2002-08-13 Pass & Seymour, Inc. Combo AFCI/GFCI with single test button
US6980005B2 (en) 2003-09-23 2005-12-27 Pass & Seymar, Inc. Circuit protection device with timed negative half-cycle self test
US8299799B2 (en) 2000-02-17 2012-10-30 Pass & Seymour, Inc. Electrical device with miswire protection and automated testing
US6674289B2 (en) 2000-02-17 2004-01-06 Pass & Seymour, Inc. Circuit protection device with half cycle self test
US6421214B1 (en) 2000-03-03 2002-07-16 Pass & Seymour, Inc. Arc fault or ground fault detector with self-test feature
US6466029B2 (en) 2000-04-04 2002-10-15 Contact Technology Systems, Inc. Power line testing device with signal generator and signal detector
AU7145300A (en) 2000-11-08 2002-05-09 Pdl Holdings Limited Residual current devices
US6807035B1 (en) 2000-11-28 2004-10-19 Hubbell Incorporated Fault interrupter using microcontroller for fault sensing and automatic self-testing
US7253629B1 (en) 2000-11-29 2007-08-07 Pass & Seymour, Inc. Circuit protection device with grounded neutral half cycle self test
US6398594B1 (en) 2001-03-12 2002-06-04 Hubbell Incorporated Two-piece electrical receptacle housing having a barbed post and resilient hoop connection
US6807036B2 (en) 2001-04-26 2004-10-19 Hubbell Incorporated Digital fault interrupter with self-testing capabilities
US6831819B2 (en) 2001-09-09 2004-12-14 David C. Nemir Fail safe fault interrupter using secondary breaker
US7292419B1 (en) 2001-09-09 2007-11-06 Nemir David C Fault interrupter with interchangeable line load connections
US20030151478A1 (en) 2001-10-02 2003-08-14 Dejan Radosavljevic Protection device with lockout test
US7151656B2 (en) 2001-10-17 2006-12-19 Square D Company Arc fault circuit interrupter system
US7586718B1 (en) 2004-03-05 2009-09-08 Pass & Seymour, Inc. Electrical device with circuit protection component and light
US7563620B2 (en) 2003-06-13 2009-07-21 Allegheny-Singer Research Institute Cell aggregate correction method
US7619861B2 (en) 2004-09-29 2009-11-17 Pass & Seymour, Inc. Protective device having a thin construction
US7443309B2 (en) 2004-12-01 2008-10-28 Hubbell Incorporated Self testing ground fault circuit interrupter (GFCI)
US20060187594A1 (en) 2005-01-28 2006-08-24 Disalvo Nicholas L DC ground fault circuit interrupter
US7852606B2 (en) 2005-08-24 2010-12-14 Leviton Manufacturing Company, Inc. Self-testing circuit interrupting device
US7372678B2 (en) 2005-08-24 2008-05-13 Leviton Manufacturing Co., Inc. Circuit interrupting device with automatic test
US20070091520A1 (en) 2005-09-28 2007-04-26 Mario Angelides Ground fault circuit interrupter having an integrated variable timer
US7301739B2 (en) 2005-10-12 2007-11-27 Chevron U.S.A. Inc. Ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems
CN100477056C (zh) * 2006-04-03 2009-04-08 温州三蒙科技电气有限公司 带指示灯和自动监测多重保护电路断路器装置
US7315437B2 (en) 2006-05-31 2008-01-01 Hubbell Incorporated Self testing ground fault circuit interrupter (GFCI) with end of life (EOL) indicator, secondary power supply for EOL and self test circuitry, and device for opening line hot when EOL occurs
US7800873B2 (en) 2006-06-28 2010-09-21 Hubbell Incorporated Ground fault circuit interruptor (GFCI) device having safe contact end-of-life condition and method of detecting same in a GFCI device
US8384392B2 (en) 2006-11-02 2013-02-26 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for continuous ground fault self test
US20090040666A1 (en) 2007-08-07 2009-02-12 Elms Robert T Circuit interrupter including test circuit
US8300368B2 (en) 2007-09-30 2012-10-30 Huadao Huang Circuit interrupting device with end-of life testing, reverse wiring and high voltage surge capability
CA2711903C (en) 2008-01-29 2019-01-15 Leviton Manufacturing Co., Inc. Self testing fault circuit interrupter apparatus and method
US8081001B2 (en) 2008-03-27 2011-12-20 Siemens Industry, Inc. Device, system and method for automatic self-test for a ground fault interrupter
US8085516B1 (en) 2008-07-11 2011-12-27 Fairchild Semiconductor Corporation Ground fault circuit interrupter with self test
US8436739B2 (en) 2008-09-08 2013-05-07 Eaton Corporation Electrical switching apparatus including a trip coil open circuit test circuit and system including the same
US8183869B2 (en) 2008-09-23 2012-05-22 Leviton Manufacturing Co., Inc. Circuit interrupter with continuous self-testing feature
FR2938702B1 (fr) * 2008-11-19 2011-03-04 Soitec Silicon On Insulator Preparation de surface d'un substrat saphir pour la realisation d'heterostructures
US20100165520A1 (en) 2008-12-26 2010-07-01 Williams Craig B Method and Apparatus For Tripping Circuit Breaker
US7986501B2 (en) 2009-03-05 2011-07-26 Leviton Manufacturing Co., Inc. Detecting and sensing actuation in a circuit interrupting device
US8390297B2 (en) 2009-10-02 2013-03-05 Semiconductor Components Industries, Llc Ground fault circuit interrupter and method
US8405939B2 (en) 2010-03-08 2013-03-26 Pass & Seymour, Inc. Protective device for an electrical supply facility
US8335062B2 (en) 2010-03-08 2012-12-18 Pass & Seymour, Inc. Protective device for an electrical supply facility
US8289664B2 (en) 2010-03-08 2012-10-16 Pass & Seymour, Inc. Protective device for an electrical supply facility
US8810979B2 (en) 2010-03-09 2014-08-19 Siemens Industry, Inc. Method and apparatus for supervisory circuit for ground fault circuit interrupt device
US8570181B2 (en) 2010-03-15 2013-10-29 Siemens Industry, Inc. Method and apparatus for supervisory circuit for ground fault circuit interrupt device
CN102315621B (zh) 2010-07-06 2015-05-20 益而益(集团)有限公司 具有自检功能的电接线保护装置
US8400321B2 (en) 2010-11-15 2013-03-19 General Electric Company Methods and apparatus for operating an electronic trip device
US20120212864A1 (en) 2011-02-21 2012-08-23 Elms Robert T Fail-safe ground fault circuit interrupter
US8760824B2 (en) 2011-03-04 2014-06-24 Fairchild Semiconductor Corporation Ground fault circuit interrupter (GFCI) monitor
US8964340B2 (en) * 2011-03-30 2015-02-24 Shakira Limited Device for detecting a fault in an AC supply
US8526144B2 (en) 2011-03-31 2013-09-03 Leviton Manufacturing Company, Inc. Reset lockout with grounded neutral test
US20120275071A1 (en) 2011-04-28 2012-11-01 Texas Instruments Incorporated Arc-fault detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110148423A1 (en) * 2000-02-17 2011-06-23 Pass & Seymour, Inc. Protective device with automated self-test
US20100238597A1 (en) * 2005-08-08 2010-09-23 Baldwin John R Self testing ground fault circuit interrupter (GFCI) with end of life (EOL) detection that rejects false EOL information
CN101490920A (zh) * 2006-06-01 2009-07-22 立维腾制造有限公司 具有自测试和远程通告能力的gfci
CN202550296U (zh) * 2010-12-17 2012-11-21 帕西·西姆公司 用于配电系统中的电气布线装置

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US20140278157A1 (en) 2014-09-18

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