CN109564840A - 结合复位锁定机构的断路器 - Google Patents

Abstract

多极和单极断路器包括壳体和设置在壳体内的复位锁定机构。如果存在预定状况，则复位锁定机构禁用断路器的线路端子和负载端子之间的电连通。一些断路器包括在ON状态和OFF状态之间转换的单个致动器并且能够执行测试功能。测试功能可以涉及测试断路器的AFCI和/或GFCI功能。可以在断路器从OFF状态转换到ON状态时执行测试功能。包括复位锁定机构的一些断路器可以仅在其线路侧上供电。一些断路器在它们处于OFF状态时提供电指示。

Description

结合复位锁定机构的断路器

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月5日提交的题为“用于断路器的复位锁定机构”的美国临时专利申请No.62/371,312的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及一种电气切换设备，更特别地但非排他地涉及一种断路器，该断路器包括由单个致动器(例如摇臂致动器)激活的复位锁定机构。

背景技术

电气布线装置工业已经见证了对电路中断装置或系统的日益增长的需求，所述电路中断装置或系统被设计成保护免受过电流(例如过载/短路)、接地故障和电弧故障所带来的危险。特别地，电气规范要求家庭浴室和厨房中的电路配备接地故障电路保护。目前可用的GFCI设备，例如在共同拥有的美国专利No.4,595,894中描述的GFCI插座，使用了电激活跳闸机构来机械地断开一个或多个输入和输出导电路径之间的电连接。这些装置在被例如检测到接地故障而跳闸后可以复位。在'894专利中讨论的装置中，用于引起电路(即输入和输出导电路径之间的连接)的机械断开的跳闸机构包括螺线管。使用测试按钮来测试跳闸机构和用于感测故障的电路，使用复位按钮来复位输入和输出导电路径之间的电连接。

1998年8月24日提交的共同拥有的美国专利申请No.09/138,955(现在是美国专利No.6,040,967)描述了一系列可复位电路中断装置，如果电路中断部分不可操作或者如果存在断开中性状况，则它能够锁定装置的复位部分，并且该专利申请的全部内容通过引用结合于此。1998年10月20日提交的共同拥有的美国专利申请No.09/175,228(现在是美国专利No.6,040,967)描述了一系列可复位电路中断装置，如果电路中断部分不可操作或者如果存在断开中性状况，则它能够锁定装置的复位部分，并且能够独立于电路中断部分的操作而断开导电路径，该专利申请的全部内容通过引用结合于此。

具有故障保护能力的现有的可复位断路器具有线路和负载相中性相端子两者。另外，可复位断路器还具有用于控制至负载相端子的电力分配的开关。为了提供故障保护，这种断路器具有感测电路和耦合至开关的连杆，其能够感测负载相和线路中性导电路径之间的故障(例如，接地故障)并断开开关。可以从断路器的外部接近的测试按钮用于在按下时测试断路器的故障保护部分的操作。

发明内容

通过根据本公开操作的系统和方法克服了与前述相关的现有挑战以及其他挑战。

根据本公开的示例实施例，一种断路器，包括单个致动器、包括闩锁臂和连杆机构的机构、以及电路。该单个致动器联接至壳体并且构造成在ON位置和OFF位置之间移动。该机构构造成响应于致动器的运动而选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通。该机构还可以包括闩锁臂，该闩锁臂具有可操作地联接至单个致动器的近侧部分和包括闩锁部分的远侧部分。连杆机构可以电联接至线路端子并且可操作地联接至闩锁臂的远侧部分。连杆机构可以具有第一连杆，该第一连杆构造成与闩锁部分接合。连杆机构的移动可以选择性地禁用线路端子和负载端子之间的电连通。该电路可以构造成使闩锁部分从与启用线路端子和负载端子之间的电连通相关联的第一位置移动到第二位置。

在各方面中，使闩锁部分从第一位置移动到第二位置可以禁用线路端子和负载端子之间的电连通。电路可以构造成感测在线路端子和负载端子之间流动的电流，分析所感测的电流，并基于对电流的分析来确定是否存在第一故障。断路器还可以包括螺线管。螺线管可以构造成选择性地接合连杆机构。

电路可以构造成将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。该电路还可以构造成基于存在第一故障的确定而将控制信号发送给螺线管。该电路可以构造成基于不存在第一故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。在各方面中，电路还可以构造成感测线路端子处的第二电流，分析第二电流，并基于对第二电流的分析确定是否存在第二故障。在各方面中，该电路可以构造成基于不存在第二故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。

断路器可以是多极断路器。

根据本文的另一示例实施例，一种断路器，包括致动器、闩锁臂、连杆机构和电路。致动器联接至壳体并且可在ON位置和OFF位置之间移动。闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分。闩锁部分相对于近侧部分位于远侧，并且将闩锁臂可操作地联接至致动器。连杆机构可操作地联接至闩锁部分并可操作地联接至线路端子，使得连杆机构的移动选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通。该电路构造成使闩锁部分相对于连杆机构从与启用线路端子和负载端子之间的电连通相关联的第一位置移动到第二位置。当向线路端子供电时，电路通过线路端子持续供电。

在各方面中，使闩锁部分从第一位置移动到第二位置禁用线路端子和负载端子之间的电连通。电路可以构造成感测在线路端子和负载端子之间流动的电流，分析所感测的电流，并且基于对电流的分析而确定是否存在故障。断路器还可以包括螺线管，该螺线管构造成选择性地接合连杆机构。该电路还可以构造成基于不存在故障的确定来发送控制信号以使螺线管接合连杆机构。该电路还可以构造成感测在线路端子处接收的第二电流，分析第二电流，并且基于对第二电流的分析来确定是否存在故障。该电路可以构造成基于不存在故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。

断路器可以是多极断路器。

在另一个示例中，断路器包括单个致动器、闩锁臂、连杆机构和电路。单个致动器联接至壳体并且可在ON位置和OFF位置之间移动。闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分。闩锁部分相对于近侧部分位于远侧，并且可操作地将闩锁臂联接至致动器。连杆机构可操作地联接至闩锁臂的远侧部分并且电联接至线路端子，使得致动器移动到ON位置致使连杆机构移动到第一位置，从而启用线路端子和负载端子之间的电连通。控制电路构造成致使连杆机构从第一位置移动到第二位置，检测单个致动器的致动，感测在线路端子和负载端子之间流动的电流，分析所感测的电流，并且基于该分析确定是否存在故障。

根据各方面，闩锁部分从第一位置到第二位置的移动禁用线路端子和负载端子之间的电连通。断路器还可以包括螺线管，该螺线管构造成选择性地接合连杆机构。该电路可以构造成基于存在故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。该电路可以构造成基于不存在故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。该电路还可以构造成感测由线路端子接收的第二电流，分析所感测的电流，并基于对第二电流的分析来确定是否存在故障。该电路可以构造成基于不存在故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。连杆机构可以构造成在致动器移动到OFF位置时移动到第三位置。故障可以是选自于由接地故障、电弧故障、共享中性状况和过电流状况构成的组的故障。

根据本公开的示例，一种断路器，包括单个致动器、连杆构件和机构。单个致动器联接至壳体并且构造成在ON位置和OFF位置之间移动。连杆构件可操作地联接至单个致动器并且可在第一位置和第二位置之间移动，使得单个致动器移动到ON位置使连杆构件移动到第一位置，以启用线路端子和负载端子之间的电连通。该机构构造成响应于致动器的运动而选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通。该机构可以包括控制电路，该控制电路构造成响应于检测到连杆构件从第二位置朝向第一位置移动而启动测试，确定测试结果，并且响应于确定测试结果生成信号以使至少一个指示器显示断路器的状态。

根据各方面，确定可以包括确定不存在与断路器相关联的故障。确定可以包括确定存在与断路器相关联的故障。控制电路可以构造成发送控制信号以使机构移动连杆构件到第二位置。连杆构件移动到第二位置可以禁用线路端子和负载端子之间的电连通。断路器还可以包括螺线管，该螺线管构造成选择性地接合连杆构件。该机构可以构造成基于不存在故障的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆构件。

在各方面中，控制电路还构造成感测在线路端子处接收的第二电流，分析第二电流，并且基于对第二电流的分析来确定是否存在故障。控制电路可以构造成基于在分析第二电流之后不存在故障的确定而将控制信号发送到螺线管以接合连杆构件。

断路器可以是多极断路器。

在又一个示例中，一种断路器，包括单个致动器、闩锁臂、连杆机构和电路。单个致动器联接至壳体并且构造成在ON位置和OFF位置之间移动。闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分。闩锁部分相对于近侧部分位于远侧，并且可操作地将闩锁臂联接至单个致动器。连杆机构可操作地联接至单个致动器并且电联接至线路端子，使得连杆机构的移动选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通。该电路构造成在断路器处于OFF状态时产生信号以激活至少一个电指示器。

在各方面中，电路还构造成感测电流，分析所感测的电流，并且基于对所感测的电流的分析来确定是否存在预定状况。在各方面中，预定状况选自于由接地故障、电弧故障、共享中性状况和过电流状况构成的组。断路器还可以包括螺线管。螺线管可以构造成接合连杆机构。该电路可以构造成响应于存在预定状况的确定而将控制信号发送到螺线管以接合连杆机构。该电路可以构造成基于不存在故障并且单个致动器已经被致动的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。

电路还可以构造成感测线路端子处的第二电流，分析第二电流，并且基于对第二电流的分析来确定是否存在第二故障。该电路可以构造成基于不存在第二故障并且单个致动器已经被致动的确定而将控制信号发送给螺线管以接合连杆机构。

断路器可以是多极断路器。

根据本公开的各示例，一种断路器，包括致动器、闩锁臂、连杆机构和电路。致动器联接至壳体并且可在ON位置和OFF位置之间移动。闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分。闩锁部分相对于近侧部分位于远侧，并且可操作地将闩锁臂联接至致动器。连杆机构可操作地联接至闩锁部分，使得通过连杆机构移动到第一位置选择性地启用线路端子与负载端子之间的电连通。该电路构造成感测在线路端子和负载端子之间流动的电流，检测共享中性状况，并响应于检测到共享中性状况而产生信号以激活至少一个指示器。

根据各方面，该电路还构造成使连杆机构从对应于启用线路端子和负载端子之间的电连通的ON状态的第一位置移动到第二位置。断路器还可以包括螺线管，该螺线管构造成可操作地接合连杆机构，该螺线管与电路连通。该电路可以构造成响应于检测到共享中性状况而将控制信号发送给螺线管。螺线管可以构造成响应于从电路接收信号而将连杆机构从第一位置移动到第二位置。

断路器可以是多极断路器。

在另一个示例中，一种断路器，包括线路端子、负载端子、致动器、闩锁臂、连杆机构和复位锁定机构。致动器可在第一位置和第二位置之间移动。闩锁臂具有远侧部分和可操作地联接至致动器的近侧部分。连杆机构可操作地联接至闩锁臂的远侧部分。致动器从第一位置朝向第二位置的运动致动闩锁臂。闩锁臂的致动操作连杆机构。连杆机构的操作选择性地建立线路端子和负载端子之间的电连通。复位锁定机构构造成选择性地禁止连杆机构的操作。

根据本公开的各方面，连杆机构包括突起部，复位锁定机构包括可在偏压位置和致动位置之间移动的电枢。电枢可以构造成在电枢处于致动位置时选择性地脱离突起部。连杆机构还可以包括狭槽，该狭槽构造成可滑动地接收突起部。当断路器检测到预定状况时，电枢可以移动到致动位置。致动器的第一位置可以与断路器的OFF状态相关联，而致动器的第二位置可以与断路器的ON状态相关联。当断路器检测到预定状况时，复位锁定机构可以通过使电枢脱离突起部而允许致动器在第一位置和第二位置之间移动。预定状况选自于由接地故障、接地中性故障、电弧故障和过电流构成的组。

在各方面中，可以模拟预定状况。断路器可以是多极断路器。致动器可以选自于由摇臂、肘节、滑块和按钮构成的组。

断路器还可以包括控制电路，该控制电路构造成执行自测试并且基于该自测试确定是否存在预定状况。可以响应于致动器从第一位置朝向第二位置的移动来执行自测试。当致动器位于第二位置时，可以由控制电路自动执行自测试。

在各方面中，断路器包括传感器，控制电路通过创建模拟故障、从传感器获得传感器信号、分析传感器信号以及基于传感器信号确定是否存在预定条件来执行自测试。传感器可以包括差动变送器、接地中性变送器、高频率变送器和电压传感器中的至少一个。

在各方面中，闩锁部分包括至少一个突起部，连杆机构具有第一连杆，所述第一连杆包括带齿边缘，所述带齿边缘限定沿着所述第一连杆设置的狭槽的一部分，所述狭槽构造成接收所述至少一个突起部。

根据各方面，当连杆机构的第一连杆旋转使得突起部接合第一连杆的带齿边缘时，断路器可以处于ON状态。

在各方面中，断路器包括螺线管，所述螺线管设置成邻近复位锁定机构并且构造成选择性地产生磁场以将电枢拉向所述螺线管。连杆机构可以包括联接至电枢和第一连杆的第二连杆，该第二连杆构造成当电枢被拉向螺线管时使线路端子与负载端子选择性地解耦。

根据各方面，断路器还可以包括壳体和电测试触头。电测试触头可以设置在壳体内。壳体可以至少部分地包围断路器。电测试触头可以与闩锁臂可操作地连通并且构造成发送以使断路器执行自测试。

在各示例中，一种断路器，包括致动器、闩锁臂、导电路径、复位锁定机构和电枢。致动器可在第一位置和第二位置之间移动。闩锁臂具有远侧部分和可操作地联接至致动器的近侧部分。导电路径构造成选择性地电联接线路端子和负载端子。如果检测到预定状况，则复位锁定机构选择性地打开导电路径。复位锁定机构包括可操作地联接至闩锁臂的远侧部分的连杆机构。致动器从第一位置朝向第二位置的运动致动闩锁臂。闩锁臂的致动操作连杆机构。连杆机构的操作选择性地建立线路端子和负载端子之间的电连通。电枢可在偏压位置和致动位置之间移动。电枢构造成在电枢处于致动位置时选择性地接合闩锁臂的远侧部分。

根据各方面，电枢与从闩锁臂的远侧部分延伸的突起部形成干涉配合。当突起部相对于连杆机构处于第一位置时，线路端子与负载端子电连通，而当突起部相对于连杆机构处于第二位置时，线路端子不与负载端子电连通。

在各方面中，断路器还包括致动器，该致动器构造成接合电枢以解除第一连杆的突起部和电枢的延伸部之间的干涉配合。致动器可以是螺线管。连杆机构的第一连杆可以限定狭槽，该狭槽构造成接收闩锁臂的闩锁部分。闩锁部分可以包括至少一个突起部，该突起部构造成接合第一连杆的带齿边缘，该带齿边缘沿着狭槽的一部分形成。闩锁臂可以包括位于其后端的一对弹簧，用于偏压闩锁臂。断路器还可以包括设置在包封断路器的壳体内的电测试触头，电测试触头构造成使断路器执行模拟测试。

在又一示例中，一种多极断路器，包括致动器、闩锁臂、第一连杆、第一电枢、第一螺线管和第二连杆。致动器可在ON位置和OFF位置之间移动地联接至壳体。闩锁臂可操作地联接至致动器。第一连杆机构可操作地联接至闩锁臂并与第一线路侧端子相关联，该第一连杆机构具有第一连杆和从第一连杆延伸的突起部。第一电枢可旋转地联接至第一连杆机构并且具有延伸部，该延伸部构造成与第一连杆机构的突起部形成机械接合。第一螺线管构造成使第一电枢旋转，以使第一连杆的突起部与第一电枢的延伸部脱离。第二连杆机构机械地联接至第一连杆机构，使得第二连杆机构响应于第一连杆机构的运动而移动。

根据各方面，致动器是选自于由摇臂机构、肘节机构和按钮构成的组的部件。多极断路器还可以包括插置在第一连杆结构和第二连杆机构之间的联接器，用于机械地联接第一连杆机构和第二连杆机构。联接器可以固定到第一连杆机构的第一连杆和第二连杆机构的第一连杆。

在各方面中，多极断路器还可以包括可旋转地联接至第二连杆机构的第二电枢。第二电枢可以响应于与第二连杆机构相关联的第二螺线管的激活而接触第二连杆机构的连杆，以打开第二导电路径。第二连杆机构的连杆可以构造成在第二电枢与其进行接触时收缩。

根据各方面，致动器从OFF状态朝向ON状态的移动可以使断路器测试第一螺线管。在第一螺线管的测试未能激活第一螺线管时，第一连杆的突起部可以保持与第一电枢的延伸部的机械接合，使得防止致动器朝向ON状态的进一步移动。第一连杆机构可以包括第二连杆，该第二连杆可移动地联接至第一连杆并且构造成响应于第一电枢与其进行接触而收缩。

在另一示例中，一种多极断路器，包括壳体、一对第一和第二触头、摇臂致动器、闩锁臂、第一连杆机构、第一电枢、第一螺线管和第二连杆机构。该对第一和第二触头相对于壳体固定。摇臂致动器联接至壳体。闩锁臂与摇臂致动器机械协作。第一连杆机构可操作地联接至闩锁臂并且具有第三触头和第一连杆，所述第一连杆具有突起部。第一连杆机构可相对于第一触头移动，以控制第一触头和第三触头之间的电联接，所述第一触头和第三触头之间形成第一导电路径。第一电枢可旋转地联接至第一连杆机构并且具有延伸部，该延伸部构造成与第一连杆的突起部形成机械接合。第一螺线管构造成使第一电枢旋转，以使第一连杆的突起部与第一电枢的延伸部脱离。第二连杆机构具有第四触头。第二连杆机构可相对于第二触头移动，以控制第二触头和第四触头之间的电联接，该第二触头和第四触头之间形成第二导电路径，该第二连杆机构机械联接至第一连杆机构，使得第二连杆机构响应于第一连杆机构的运动而移动。

根据各方面，致动器是选自于由摇臂机构、肘节机构和按钮构成的组的部件。摇臂致动器可相对于壳体在第一位置、第二位置和第二位置之间移动，在第一位置中，相应第一和第二连杆机构的第三和第四触头与第一和第二触头间隔开，对应于多极断路器的OFF状态，在第二位置中，存在故障或过电流状态，对应于多极断路器的中间跳闸状态，在第二位置中，相应第一和第二连杆机构的第三和第四触头与第一和第二触头相接合，对应于多极断路器的ON状态。

在各方面中，多极断路器还可以包括联接器，所述联接器插置在第一和第二连杆机构之间，用于机械地联接第一和第二连杆机构。联接器固定至第一连杆机构的第一连杆和第二连杆机构的第一连杆。

根据各方面，多极断路器还包括可旋转地联接至第二连杆机构的第二电枢。第二电枢响应于与第二连杆机构相关联的第二螺线管的激活而接触第二连杆机构的连杆，以打开第二导电路径。第二连杆机构的连杆可以构造成在第二电枢与其进行接触时收缩。

在各方面中，摇臂致动器从OFF状态朝向ON状态的运动使断路器测试第一螺线管。在第一螺线管的测试未能激活第一螺线管时，第一连杆的突起部保持与第一电枢的延伸部的机械接合，使得防止摇臂致动器朝向ON状态的进一步移动。第一连杆机构可以包括第二连杆，该第二连杆可移动地联接至第一连杆并且具有附接至其的第三触头，所述第一连杆机构的第二连杆构造成响应于第一电枢与其进行接触而收缩。

附图说明

在说明书结论处的权利要求中作为例子特别指出并清楚地要求保护了本发明的一个或多个方面。结合附图参照其若干实施例的以下详细描述，本领域技术人员可以更容易地理解本发明的前述及其他目的、特征和优点，其中贯穿这些视图，类似的元件由相同的附图标记表示，并且其中：

图1是处于OFF状态的断路器的内部部件的侧平面图；

图2是处于ON状态的图1的断路器的内部部件的侧平面图；

图3是当复位锁定机构被激活时图1的断路器的内部部件的侧视图；

图3A是图1的断路器的内部部件的透视图，示出了经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的连杆机构；

图3B是经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的图3A的连杆机构的替代透视图；

图3C是经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的连杆机构的替代透视图；

图3D是经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的连杆机构的三个连杆的透视图；

图3E是经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的连杆机构的两个连杆的透视图；

图3F是连杆机构、摇臂致动器和闩锁臂的分解透视图；

图3G是连杆机构的第一连杆的透视图；

图3H是连杆机构的第二连杆的透视图；

图3I是连杆机构的第三连杆的透视图；

图3J是连杆机构的第四连杆和可旋转地联接至第四连杆的电枢的透视图；

图4A、5A和5B是断路器的内部部件的一系列侧视图，示出了复位锁定机构的去激活；

图4B是处于与第一连杆的凸台的干涉配合的图3J的电枢的顶部透视图；

图4C是从与第一连杆的凸台的干涉配合移出的图3J的电枢的透视图；

图4D是从与连杆机构的干涉配合移出的图3J的电枢的透视图，其中移除了零件；

图6是断路器的内部部件的侧平面图，其中复位锁定机构被激活至第一位置；

图6A是处于第一构造中的接地中性(G/N)开关触头的放大图，在该第一构造中偏压弹簧和G/N开关触头彼此触碰；

图7是断路器的内部部件的侧平面图，其中复位锁定机构被从第一位置激活到第二位置；

图7A-7D示出了图1的断路器的示意图(参见图25)的互连部分，示出了用于检测接地故障和复位图1的断路器的控制电路；

图7E是示出了根据本公开的各方面的电路测试过程的流程图；

图8是处于复位构造中的图1的断路器的内部部件的侧平面图；

图8A是处于第二构造中的图6A的G/N开关触头的放大图，在该第二构造中偏压弹簧和G/N开关触头不机械连通；

图8B是示出了偏压弹簧因闩锁臂的突起构件而与G/N开关触头间隔开的放大视图，其中闩锁臂以虚线示出；

图9是处于中间跳闸状态的断路器的内部部件的前视图，其中摇臂致动器处于对应的中间跳闸位置；

图9A-9F示出了连杆机构的运动顺序；

图10是断路器的内部部件的后视图，其中断路器的壳体以虚线示出，并且描绘了设置在壳体后面并与闩锁臂机械协作的偏压弹簧，所述闩锁臂也设置在断路器的壳体后面；

图11-13是断路器的内部部件的前视图，示出了位于壳体内的电测试触头；

图13A是经由闩锁臂机械连接至摇臂致动器的连杆机构以及电测试触头的前视图；

图14A是图3J的电枢的前透视图，所述电枢联接至连杆机构的第三连杆；

图14B是联接至连杆机构的第三连杆的电枢的前透视图，其中移除了零件；

图14C是图14A的第三连杆的释放构件的透视图；

图14D是图14C的释放构件的另一透视图；

图14E是联接至连杆机构的第三连杆的电枢的后透视图；

图15A是根据本公开的原理的断路器的另一实施例的内部部件的前透视图；

图15B是图15A的断路器的连杆机构的前透视图；

图16是根据本公开的原理的多极断路器的实施例的前透视图；

图17是示出了图16的断路器的内部部件的前透视图，其中断路器的壳体的前部分被移除；

图18是示出了图16的断路器的内部部件的前透视图，其中断路器的壳体被移除；

图19是图18所示的断路器的内部部件的侧视图；

图20是图18的断路器的内部部件的后视图；

图21是结合指示器灯的断路器使用者界面的另一实施例的平面图；

图22A-22D示出了用于检测断路器中的接地故障的图1的断路器的示意图的部分；

图23A-23F示出了用于检测断路器中的电弧故障和接地故障的示意图的部分；

图24A-24D示出了用于检测双极断路器中的接地故障的示意图的部分；

图25示出了互连的图22A-22D的电路图；

图26示出了设备接地故障保护(GFPE)断路器的电路图；

图27示出了互连的图23A-23F的电路图；

图28示出了互连的图24A-24D的电路图；和

图29示出了互连的图7A-7D的电路图。

附图仅出于说明目的描绘了本公开的优选实施例。本领域技术人员将从以下讨论容易地认识到，可以在不脱离本文所述的本公开的原理的情况下采用本文所示的结构和方法的替代实施例。

具体实施方式

本公开涉及用于停用或断开和启用或重建装置的输入或线路端子和输出或负载端子之间的电连通的可复位电路中断设备或断路器。可以通过在线路端子和负载端子之间建立导电路径来启用线路端子和负载端子之间的电连通。这里描述的装置可以是任何合适类型的装置，例如但不限于接地故障电路中断器(GFCI)和电弧故障电路中断器(AFCI)。一般来说，根据本公开的电路中断装置包括电路中断部分、复位部分、复位锁定机构和跳闸部分。可以想到的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以各种方式组合或以其他方式实施电路中断部分、复位部分、复位锁定机构和跳闸部分。

断路器包括线路侧相端子和中性端子以及负载侧相端子和中性端子，线路侧相端子和中性端子以及负载侧相端子和中性端子在其间接收和传输电力。线路和中性端子连接至电源，负载和中性端子连接至具有一个或多个负载的分支电路。端子在本文中定义为可以连接外部导电路径(例如导体或导线)的点。这些端子可以是例如任何合适的电紧固装置，例如但不限于紧固螺钉、凸耳、紧固板、钳爪触头、销、插脚、插座和/或引线，其将外部导电路径固定至断路器以及传导电。

电路中断部分和复位部分通常使用机电部件(多个机电部件)来断开和重建沿着导电路径形成的在电源输入(“线路”)和输出(“负载”)相端子之间的导电路径。导电路径典型被定义为联接线路端子和负载端子的电路径。这种机电部件的示例包括螺线管、双金属、液压部件、开关或能够机电接合以便破坏或重建线路端子和负载端子之间的导电路径的任何其他合适的部件。在一些实施例中，电路中断部分是分开的，以便对特定的故障类型作出反应，例如存在过电流、接地故障或电弧故障。另外，可使用同一电路中断部分来保护以免所识别的过电流、接地故障和电弧故障状况影响。另外，可能存在构造成对过电流、接地故障或电弧故障保护作出反应的各个独立的电路中断部分，其中各个独立的电路中断部分构造成共享某些部件。

为了保护以免过电流、电弧故障和接地故障影响，电路中断部分通过在检测到故障时打开电路来断开线路和负载相端子之间的电连续性，从而切断与导电路径相关联的部件之间的至少一个机械连接。复位部分和复位锁定机构的操作可以与电路中断部分的操作相结合地发生，使得当存在预定状况(例如但不限于电路中断部分不能操作或存在“开路中性”状态)时不会发生沿着导电路径的电连接的复位。

一旦电路中断部分断开导电路径，复位锁定机构就构造成在存在预定状况或故障时防止断路器复位或重建连续或闭合的导电路径。复位锁定机构可以是能够防止导电路径的重建的任何锁定机构，例如机械部件或由控制电路执行的程序，该控制电路使断路器的机械部件转换到锁定构造。

本公开设想了各种类型的电路中断装置。一般而言，断路器用作可复位分支电路保护装置，其能够打开在配电系统(或子系统)中的线路和负载端子之间供应电力的导电路径。如果检测到故障或断路器超过额定电流，则导电路径在打开或跳闸构造之间转换。可以通过机械部件或电气部件来执行故障的检测。一旦检测到的故障被清除，便可以复位断路器，更特别地是复位锁定机构，以允许重建导电路径。

断路器可以为各种类型的故障或故障组合提供故障保护。本文所定义的故障是指由于存在异常电流而使电路不安全的状况。设想的故障的示例包括但不限于接地故障、电弧故障、浸没检测故障、器具泄漏故障和设备泄漏故障。尽管设想了各种类型的故障保护断路器，但是为了清楚起见，下面将参考GFCI断路器和AFCI断路器进行描述。

现在将描述结合复位锁定机构的GFCI断路器的示例性实施例。一般而言，每个GFCI断路器具有电路中断部分、复位部分、复位锁定机构，所述复位锁定机构用于选择性地将断路器锁定在OFF、跳闸或中间跳闸构造中。每个GFCI断路器还可以包括跳闸部分，该跳闸部分独立于电路中断部分而操作。跳闸部分可以选择性地将断路器转换为中间跳闸或跳闸构造。

在GFCI断路器中，电路中断和复位部分可以包括构造成选择性地打开或断开和闭合或重建线路和负载相端子之间的导电路径的机电部件。另外地或可替代地，诸如固态开关或支持电路的部件可用于断开或重建导电路径。在检测到接地故障、过电流或电弧故障或其任何组合时，电路中断部分自动地断开沿着导电路径的在线路和负载相端子之间的电连续性(即，打开导电路径)。复位部分允许重建沿着导电路径的在线路相端子与负载相端子之间的电连续性。在各实施例中，复位部分可以使复位锁定机构转换到中间跳闸构造，从而允许在复位锁定机构保持接合的同时重建导电路径。复位部分和复位锁定机构的操作可以与电路中断部分的操作相结合地发生，使得如果电路中断部分不能操作或者如果检测到故障，则不能重建线路和负载相端子之间的导电路径。

这里参照附图描述了本公开的特定实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例性实施例，并且可以以各种形式实施。没有详细描述公知的功能或结构，以避免在不必要的细节上模糊本公开。因此，本文公开的特定结构性和功能性细节不应被解释为限制，而是仅仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员以实际上任何适当详细的结构不同地使用本公开的代表性基础。

为了促进对本公开的原理的理解，现在将参照附图中示出的特定实施例，并且将使用特定语言来描述这些特定实施例。然而，应理解的是，不意图由此限制本公开的范围。对于相关领域中的和知晓了本公开的技术人员而言将容易想到的本文所示的发明特征的任何变形和进一步修改以及本文所示的本公开的原理的任何附加应用将被认为落入本公开的精神和范围之内。

图1示出了断路器100的内部部件的侧视图，该断路器基本包括壳体101和设置在壳体101内的复位锁定机构10。壳体101限定轴线“X”(在图1中水平定向)和轴线“Y”(在图1中竖直定向)，使得轴线“X”垂直于轴线“Y”。

复位锁定机构10基本包括摇臂致动器102、闩锁臂110和连杆机构119(参见图3A)。复位锁定机构10的摇臂致动器102部分地布置在断路器100的壳体101内，并且可以在对应于断路器100的OFF构造的OFF位置之间转换。当处于OFF构造时，线路相端子“LINE-P”和线路中性端子“LINE-N”不与负载相端子“LOAD-P”和负载中性端子“LOAD-N”电连通。为清楚起见，除非明确说明，线路相端子“LINE-P”和线路中性端子“LINE-N”将统称为线路端子“LINE-T”，类似地，负载相端子“LOAD-P”和负载中性端子“LOAD-N”将统称为负载端子“LOAD-T”。因此，当处于OFF构造时，线路端子“LINE-T”和负载端子“LOAD-T”之间的电流被防止。可替代地，当处于ON构造时(参见图7)，线路和负载端子“LINE-T”、“LOAD-T”通过导电部件机械联接，从而允许在它们之间传输电力。

摇臂致动器102部分地向外延伸通过断路器100的壳体101，并且具有第一侧103和第二侧105。第一侧103与摇臂致动器102的OFF状态相关联，并且更一般地与断路器100的OFF或跳闸构造相关联。第二侧105与摇臂致动器102的ON状态相关联，并且更一般地与断路器100的ON构造相关联。摇臂致动器102的第二侧105构造成机械地接合闩锁臂110。

当断路器100处于OFF状态时，第一和第二触头190、192处于打开构造(即，不物理触碰)。另外，复位锁定机构10被激活并且防止在线路端子“LINE-T”和负载端子“LOAD-T”之间重建导电路径。当复位锁定机构10处于激活构造时，断路器100可以处于OFF、跳闸或中间跳闸构造。更特别地，当复位锁定机构10被激活时，断路器100被防止返回到ON状态，直到控制器“C”(图7D)确定电路中断部分的部件是可操作的，所述电路中断部分的部件包括具有第一部分197a和第二部分197b的螺线管197。

螺线管197的第一部分197a与过电流状况相关联，并且当流过螺线管197的电流超过预定阈值时产生磁场。螺线管197的第二部分197b构造成从控制器“C”接收控制信号，以选择性地产生足以将电枢195拉向螺线管197的磁场。第二触头192与连接至板255(图3F、9A)的线路端子“LINE-T”相邻并且与之电连通。

为了在断路器100返回到ON构造之前解除复位锁定机构以及为了验证电路中断部分可操作(即，螺线管197和/或电枢195正在起作用)，电力需要对于断路器100的控制电路或控制器“C”(图7D)是可用的。这通过从线路端子“LINE-T”向控制器“C”供电来实现。电力通过包括桥式整流器“R”(图7A)以及本领域技术人员已知的各种其他电子部件(参见图7A-7D)的DC电源电路从线路侧向控制器“C”供给。DC电源电路(参见图7A)相对于电路接地(例如，公共端)向GFI电力和GFCI电力输出端输出DC电压。应注意的是，贯穿图7A-7D所示的电路中的所示接地不一定必须与AC电源的接地相同。

还可以包括附加电路保护部件，包括但不限于金属氧化物变阻器(MOV)和保险丝。通过用由线路端子“LINE-T”供给的电力为控制器“C”供电，可以在复位断路器100之前(例如，在接合复位锁定机构以允许断路器100返回到ON构造之前)测试电路中断部分，包括螺线管197和与螺线管197相关联的部件(因为电力可通过控制器电源“C-P”获得)。结果，负载端子“LOAD-T”以及联接至负载侧触头250的断路器100的部件在电路中断部分测试期间不接收电力。

闩锁臂110包括连杆部分111、第一闩锁臂部段114、第二闩锁臂部段116和闩锁部分113。闩锁臂110是基本线性的结构。闩锁臂110的连杆部分111联接至摇臂致动器102的第二侧105并与之机械接合。闩锁部分113包括两个相对的突起部201(图2和3)。可以想到的是，闩锁部分113可以包括仅一个突起部201或包括多于两个的突起部201。

连杆机构119的第一连杆120与闩锁臂110机械协作。第一连杆120包括近侧连杆构件121和远侧连杆构件123(参见图3F)。近侧连杆构件121限定两个间隔开的部分，每个部分具有狭槽128。狭槽128呈镜像关系并且限定穿过其中的非对称开口。每个狭槽128还限定至少一个带齿边缘127。如图1和3F所示，狭槽128限定两个带齿边缘127。狭槽128可以形成为细长狭槽，在其相对的端部上具有带齿边缘127。狭槽128构造成在其中至少部分地接收突起部201，该突起部从闩锁臂110的闩锁部分113延伸。远侧连杆构件123包括延伸部分125。延伸部分125可以限定基本圆形的部分。远侧连杆构件123还包括与延伸部分125成相对关系的圆形末端124。延伸部分125具有第一尺寸，圆形末端124具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。

连杆机构119的第二连杆130与连杆机构119的第四连杆150机械协作。第二连杆130具有第一连杆部分131和第二连杆部分133。第二连杆130具有基本倒L形形状。第二连杆部分133还包括末端部分137。末端部分137构造成当断路器100处于中间跳闸状态时接触第一连杆120的圆形末端124，如下文参照图9所述。

连杆机构119的第三连杆140(参见图3F)与第一连杆120机械协作。第三连杆140包括第一连杆部分141、第二连杆部分143和释放构件147(图3E和14A)。第二连杆部分143限定狭槽145。狭槽145是细长狭槽，其通过穿过其中的销(未明确示出)可操作地联接至第一连杆120的延伸部分125。销沿着狭槽145可滑动地行进。与第一连杆120的狭槽128相反，狭槽145不包括任何带齿边缘。当第一连杆120通过销可操作地联接至第三连杆140时，第一连杆120构造成致动第三连杆140。如图1所示，当组装连杆机构119时，第二连杆130构造成部分地围绕第三连杆140。第三连杆140的第一连杆部分141可枢转地连接至支撑结构180。

继续参照图1，支撑结构180包括接触支撑部段181和枢轴支撑部段183。枢轴支撑部段183具有外周边，该外周边的一部分为基本卵形的。枢轴支撑部段183还限定了穿过其中的狭槽187，用于接收枢轴销185。狭槽187是基本细长狭槽，与第一连杆120的狭槽128相反，该细长狭槽没有带齿边缘。支撑结构180包括第一触头190，该第一触头构造成与附接至壳体101的壳体部分107的第二触头192机械联接。当第一触头190和第二触头192机械联接时，可以在它们之间传导电力。如图1所示，当摇臂致动器102处于OFF状态(其对应于断路器100的OFF构造)时，第一和第二触头190、192不机械联接。支撑结构180的枢轴支撑部段183通过枢轴销185与第四连杆150机械协作。

连杆机构119的第四连杆150具有近端151和远端153。远端153包括第一连杆部分155和第二连杆部分157。第一连杆部分155的一部分具有基本圆形形状，第二连杆部分157的一部分也具有基本圆形形状。第一连杆部分155具有开口154，第二连杆部分157具有开口156。第四连杆150基本平行于由断路器100的壳体101限定的轴线“X”。

电枢195可旋转地联接至第四连杆150，使得电枢195相对于螺线管197移动。柱塞194延伸通过螺线管197并且相对于螺线管197部分地向外延伸。在本实施例中，柱塞194与壳体成固定关系。当螺线管197接收到过电流时(该过电流不会立即使螺线管197产生磁场并将电枢195拉向螺线管197)，柱塞194的内部部件(未明确示出)被拉到螺线管197中。当过电流超过一定阈值或存在一段时间后，柱塞194与螺线管197接合，从而使螺线管197产生磁场，由此将电枢195拉向螺线管197。当摇臂致动器102处于OFF状态(图1)时，电枢195不与螺线管197接触，从而使第一和第二触头190、192保持在打开构造(即，不相互触碰)。电枢195还包括延伸部170和突起部195a(参见图4C和14B)。延伸部170延伸超过第四连杆150的远端153。延伸部170具有多个弯曲部并且为基本钩形的。突起部195a有利于断路器100跳闸，这将在下面进一步讨论。

现在参照图2-6，复位锁定机构10构造成大体在激活构造和去激活构造之间转换。进一步地，在激活构造中，复位锁定机构10可以以跳闸构造或中间跳闸构造存在。当复位锁定机构10处于激活构造时，第一和第二触头190、192保持处于打开构造中(即，不相互触碰)。同样，当复位锁定机构10处于激活构造(处于跳闸或中间跳闸构造)时，断路器100不能复位，即，导电路径不能闭合，除非电路中断部分是可操作的。为了描述断路器100的可能的构造转换，参见图7E。

图2示出了断路器100的内部部件的侧平面图，其中摇臂致动器102朝向中间跳闸或ON构造转换。如图2所示，示出了在沿着方向“A”向摇臂致动器102的第二侧105施加力之前的断路器100。施加在摇臂致动器的第二侧105上的力由使用者施加以激活断路器100，从而从OFF、跳闸或中间跳闸构造转换。所施加的力使闩锁臂110的连杆部分111移动，使得闩锁臂110的闩锁部分113的突起部201将力向下传递给第一连杆120。当向下的力施加到第一连杆120时，突起部201沿着第一连杆120的狭槽128行进。更特别地，突起部201沿着狭槽128在“B”方向上(大体如图2所示向左)移动。因此，突起部201沿着狭槽12从最右位置移动到中点位置。断路器100内的所有其他机械部件均保持在它们的初始位置。

在图3中，使用者继续沿着方向“A”向摇臂致动器102的第二侧105施加力，以便激活断路器100。施加到摇臂致动器102的第二侧105的力导致闩锁臂110的连接部分111继续使突起部201沿着狭槽128在方向“B”上移动。结果，导致突起部201沿着狭槽128从相对于狭槽128的中点位置移动到最左位置。

图3A-3C示出了根据本公开的连杆机构119的透视图，该连杆机构具有经由闩锁臂110机械连接至摇臂致动器102的第一、第二、第三和第四连杆或构件120、130、140、150。

图3D示出了经由闩锁臂110机械连接至摇臂致动器102的连杆机构119的第一、第三和第四连杆120、140、150的透视图。第二连杆130被移除以更好地示出第三连杆140及其与第一连杆120的连接以及其与支撑结构180的连接。

图3E是根据本公开的连杆机构119的第一和第四连杆120、150的透视图，该第一和第四连杆通过闩锁臂110机械连接至摇臂致动器102。第二连杆130和第三连杆140被移除以更好地示出第四连杆150及其与第一连杆120的连接以及其与支撑结构180的连接。

图3F是根据本公开的连杆机构119、摇臂致动器102和闩锁臂110的分解图。

图3G是根据本公开的连杆机构119的第一连杆120的透视图，而图3H是根据本公开的连杆机构119的第二连杆130的透视图。

图3I是根据本公开的连杆机构119的第三连杆140的透视图，而图3J是根据本公开的连杆机构119的第四连杆150的透视图。

图4A和图5A是断路器100的内部部件的前视图，其中复位锁定机构10由于在方向“A”上向摇臂致动器102的第二侧105施加持续的力而被去激活(例如，被解除)，以便激活断路器100。

如图4A-4D所示，一旦测试电路720(图7C)通电，螺线管197通电，断路器100就正常工作。一旦螺线管197通电，电枢195就被拉向螺线管197(图4)。测试电路720的通电在下文针对图11-13更详细地讨论。为了将电枢195拉向螺线管197，向螺线管197施加电流。螺线管197包括金属丝线圈，当电流通过时，金属丝线圈感应出磁场。磁场磁化柱塞194，该柱塞转而又将电枢195朝向螺线管197吸引，直到电枢195接触螺线管197。当电枢195被吸引到螺线管197时，电枢195在断路器100内围绕销195b逆时针旋转，并且电枢195的延伸部170沿方向“G”朝向闩锁臂110向上旋转远离第一连杆120的凸台129。在螺线管197通电之前，第一连杆120的凸台129被捕获在限定在电枢195的基本钩形的延伸部分170中的空腔或袋状部171中。当凸台129被电枢195的第一连杆120的袋状部171捕获时，第一连杆120防止凸台129相对于电枢195的延伸部170旋转。通过使延伸部170沿“G”方向向上旋转远离第一连杆120(参见图4A和4C)，延伸部170与第一连杆120的凸台129之间的干涉被解除。在干涉被解除的情况下，在向摇臂致动器102的第二侧105施加力时，由于第一连杆120的凸台129不再由电枢195的延伸部170捕获，第一连杆120被允许沿方向“E”(图4A)转动或旋转。当该沿方向“E”运动时，第一连杆120的延伸部分125逆时针旋转并沿第三连杆的狭槽145向左移动。

在图5A中，第一连杆120继续沿顺时针方向“E”转动或旋转，使得闩锁臂110沿方向“Z”向下移动，从而使闩锁臂110平行于由壳体101限定的轴线“Y”。当闩锁臂110向下移动时，突起部201沿着狭槽128向右行进(图5B)。此外，第一连杆120的延伸部分125沿着第三连杆140的狭槽145进一步向左移动。当断路器100的所述部件响应于第一连杆120的旋转而移动时，电枢195保持接触螺线管197(参见图4A和5A)。

在图5B中，第一连杆120的运动使闩锁臂110沿“Z”方向进一步移动。闩锁臂110的旋转运动导致突起部201滑动到第一连杆120的狭槽128内的最右位置。另外，延伸部分125移动到狭槽145的最左位置。

在图6中，复位该断路器100以及断路器朝向ON状态转换的过程继续。螺线管197断电(下面参照图11-13进一步讨论)，这允许电枢195由于偏压而沿方向“H”顺时针旋转远离螺线管197。特别地，当断电时，扭转弹簧施加作用力，当磁场没有足够的力将电枢195吸引到螺线管197时，该作用力使电枢195旋转远离螺线管197。随着电枢195旋转远离螺线管197，电枢195的延伸部170沿方向“C”移动。摇臂致动器102的第二侧105上的持续向下的压力使第一连杆120沿方向“E”进一步转动或旋转。第一连杆120的转动或旋转运动使第三连杆140向左移位并进一步逆时针旋转。由于第三连杆140的向左运动和逆时针旋转，支撑结构180沿方向“D”转动或旋转，使得第一触头190接近第二触头192。第二触头192固定至壳体101的壳体部分107。

参照图7A-7D，示出了电气示意图，其标识了互连部件，所述互连部件使得断路器100能够检测故障状况，例如接地中性(G/N)故障和过电流。虽然图7A-7D示出了单极构造，但是可以想到包括其他单极构造和双极构造的替代构造。在图22A-22D、23A-24F和24A-24D中示出了另外的构造。出于清楚目的，现在将对单极断路器进行详细描述，但是与贯穿本公开提供的那些类似的构造可以通过本公开的实施例来实现。

断路器100的部件在第一相输入“PH-In”处从线路端子“LINE-T”(图1)接收电力。然后，电力(通常为AC电力)通过整流器“R”以整流电力。整流后的信号接着被发送给控制器电力电路“C-P”和线路监测器“M”。当电路带有足以接合螺线管197的过电流部分197a的过电流时，跳闸线圈“T2”使断路器100跳闸，从而使过电流部分197a通过将电枢195拉向螺线管197而使断路器100转换到跳闸构造(参见图1)。然后经整流的信号通过二极管“D1”，最终传输以通过控制器电力电路“C-P”和线路监测器“M”为控制器“C”提供电力。

现在参照图7B，电力从GFI输入通过跳闸/复位电路700B，并且作为信号输入选择性地发送给控制器“C”。更特别地，当使用者接合摇臂致动器102的第二侧105时，跳闸/复位电路700B闭合，从而允许GFI电力经由按钮输入716传输到控制器“C”。同样，当通过断路器100的内部部件机械地感测到故障时，相应的内部部件可以使跳闸开关718a闭合，从而使跳闸信号经由跳闸输入718发送给控制器“C”。

当负载中性和接地导体之间存在连接时，发生G/N故障。这种G/N故障可能会降低接地故障电流检测的灵敏度，这转而又可能导致断路器100不跳闸或延迟跳闸。这是因为由于接地故障可能与G/N故障同时发生，接地故障电流的一部分可能回流通过断路器100的差动变送器728a的芯。换句话说，可能存在接地故障，但是由于存在G/N故障，可能会减小由差动变送器728a测量的电流不平衡量。为了缓解这种情况，控制器“C”检测到G/N故障，并且当检测到G/N故障时控制器使复位锁定机构10转换到跳闸构造。

现在参照图7C，当在差动变送器728a和G/N变送器728b的线路侧和负载侧这两侧连接中性和接地导体时，发生G/N故障的存在。这导致导电环路的形成，该导电环路则将差动变送器728a和G/N变送器728b磁耦合在一起。当这发生时，差动变送器728a和G/N变送器728b产生正反馈，这使联接至感测电路的放大器722(图7C)振荡。当放大器722振荡时，感测电路将其解释为高频率接地故障并接合电路中断部分(即，螺线管197)，电路中断部分转而使复位锁定机构10转换到跳闸构造。当复位锁定机构10转换到跳闸构造时，复位锁定机构10中断相导体但不中断中性导体。因此，如果断路器100跳闸，则需要有使断路器100禁用G/N故障的检测的方式。否则，由于断路器100是线路侧供电，如果发生G/N故障，则电路将试图使断路器100跳闸(例如，激发螺线管197)以清除G/N故障。然而，由于断路器100不会中断中性导体，因此断路器100将不能清除G/N故障。结果，电路将持续激发螺线管197，这可能导致螺线管过热和烧坏，从而导致断路器100不可操作。因此，当断路器100进入跳闸或中间跳闸构造时，可以禁用断路器100检测G/N故障。然而，一旦复位，则可以启用断路器100检测G/N故障。为了禁用和启用接地中性(G/N)故障的检测，使用接地中性(G/N)开关。G/N开关包括G/N开关触头605(图6A)和偏压弹簧210的远端215。

图6A是处于第一构造的G/N开关触头605的放大视图600A，其中偏压弹簧210的远端215和G/N开关触头605机械连通。当断路器100处于OFF构造时(即，没有电力传输给负载端子“LOAD-T”)，偏压弹簧210的远端215触碰G/N开关触头605。G/N开关触头605固定至沿壳体101布置的壳体部件607。另外，在第一构造中，闩锁臂110不推动偏压弹簧210。因此，当断路器100跳闸时，G/N开关700闭合。闭合G/N开关718a导致G/N变送器728b与DC电源的电路接地断开。这转而防止G/N变送器728b在穿过其中的导体中注入120Hz信号以及转而防止断路器100、更特别地防止控制器“C”检测G/N故障。

断路器100的电路包括GFCI集成电路(IC)722(图7C)和控制器“C”(图7D)。GFCI集成电路722用于检测接地故障和G/N故障并且电联接至差动变送器728a和G/N变送器728b。微处理器或控制器“C”(图7D)可以执行另外的功能，例如事件记录和自测试。事件记录可以包括记录跳闸(转换到跳闸构造)、复位(转换到中间跳闸构造)、手动OFF、部件故障以及任何其他合适的事件的历史。控制器“C”的自测试使得能够自动或选择性地测试断路器100的部件，无需使用者干预。在各实施例中，控制器“C”可以通过在控制器“C”的块712(图7A)输出端处施加信号来临时禁用在自测试期间激发螺线管197。在各实施例中，当装置跳闸时，即，在跳闸或中间跳闸构造中，可以打开G/N开关718a。在该实施例中，G/N开关718a可以打开G/N变送器718b的绕组和GFCI集成电路722之间的电路径。可替代地，G/N开关700可以使G/N变送器728b的绕组短路。在各实施例中，在GFCI集成电路722、控制器“C”或两者上可以存在“禁用”输入端，该“禁用”输入端可以构造成禁用G/N故障检测。“禁用”输入端可以电联接至G/N开关718a。

另外，控制器“C”可以使螺线管197b通电以使断路器100从跳闸或中间跳闸构造转换到ON构造。为了在将断路器100从跳闸或中间跳闸构造转换到ON构造时使螺线管197通电，控制器“C”将信号发送到SCR(图7A)。随后，螺线管197通电，从而将电枢195拉向螺线管197。如果螺线管197产生磁场以将电枢195拉向螺线管197，则表示螺线管197正在起作用的信号被发送给控制器“C”。如果螺线管197失效，则控制器“C”接收不到信号，并且可以确定螺线管197已经失效。

状态和/或构造信息被传送到控制器“C”。控制器“C”使用该信息用于断路器100的跳闸和复位的事件记录。控制器“C”还可以监测电路的其他部分以检测电路的各个部分是否已经失效。另外，控制器“C”电联接至输出或LED灯组件736，以警告使用者任何数量的状况，例如断路器100的寿命终止或者由控制器“C”检测到故障存在和/或故障类型。

在图7中，通过保持沿方向“A”施加到摇臂致动器102的第二侧105的力，继续将断路器100复位为ON构造。对摇臂致动器102的持续力使闩锁臂110沿方向“F”移动。

第一连杆120转动或旋转，使得延伸部分125平行于轴线“X”，这转而将第三连杆140沿“J”方向向上拉动。第三连杆140的运动引起支撑结构180沿顺时针方向“D”转动或旋转，使得第一触头190朝向第二触头192前进。支撑结构180的运动使枢轴支撑部段183沿“I”方向移动，使得枢轴销185沿着狭槽187行进。枢轴销185从狭槽187的最左位置移动到最右位置。结果，相对于图4A-7，第一连杆120沿顺时针方向“E”旋转约90度，以使断路器100转换到ON构造(即完全复位)。

现在参照图7E，提供了说明断路器100的操作的流程图。更特别地，图7E示出了由控制器“C”执行的过程700E。最初，控制器“C”经由整流器和电压调节器电路从线路端子“LINE-T”接收电力(S750)。控制器“C”接收与断路器100的部件相关联的信息，这些信息由控制器“C”监测(S752)。由控制器“C”接收的信息可以包括在线路端子“LINE-T”和负载端子“LOAD-T”处获得的电压测量值，以及由变送器“T”获得的电流测量值，所述电流测量值用于确定是否存在电流不平衡、低电流、高电流等等。更特别地，通过变送器“T”获得的电流测量值使得控制器“C”能够确定是否存在一个或多个预定状况或故障，例如但不限于接地故障、电弧故障、共享中性状况、过电流状况等等。控制器“C”可以用所接收的信息和任何预定状况或故障的存在或发生来更新事件日志。另外，控制器“C”可以基于在线路端子“LINE-T”和负载端子“LOAD-T”处测量的电压来确定断路器是处于跳闸构造还是处于ON构造.

如果线路端子“LINE-T”和负载端子“LOAD-T”之间的电流的测量值指示电流不匹配或变化超过预定阈值，则控制器“C”可以确定存在接地故障或存在G/N故障状况。另外，控制器“C”可以接收表示电弧故障或接地故障的传感器信号。例如，变送器组件808的高频率变送器和/或其他部件/电路可以提供表示电弧故障的传感器信号。

在确定存在贯穿本公开描述的任何故障时(S754)，控制器“C”进一步确定装置是否处于跳闸构造(S758)。可替代地，如果没有检测到故障，则控制器“C”确定断路器100是否处于跳闸构造(S756)。当断路器100处于OFF构造时，控制器“C”还可以确定是否存在预定状况。一旦在断路器处于OFF构造时检测到故障，断路器100便可以向使用者显示表示存在故障或故障类型的指示(参见图21)。

如果检测到故障(S754)并且确定装置不处于跳闸构造，则控制器“C”发送控制信号以接合电路中断部分，该电路中断部分可以是螺线管197b(S762)。一旦螺线管197b接收到来自控制器“C”的控制信号，螺线管197就产生磁场，从而将电枢195(图1)拉向螺线管197b。将电枢195拉向螺线管197b使断路器从ON构造转换到跳闸构造。因此，一旦不再检测到故障(S754)，则断路器100必须重新接合螺线管197b以将断路器100转换到ON构造。

如果未检测到故障(S754)，则控制器“C”确定断路器100是处于跳闸构造还是处于ON构造(S756)。如果控制器“C”确定断路器处于跳闸构造，则控制器“C”向螺线管发送控制信号以将电枢195拉入，从而将复位锁定机构10转换到中间跳闸构造(S760)。一旦断路器100处于中间跳闸构造，沿方向“A”(图2)施加到摇臂致动器102的第二侧105的力便使断路器100转换到ON构造。如图所示，当控制器“C”确定是否存在故障(S754)并且使断路器100转换到跳闸构造、中间跳闸构造或保持ON构造时，重复过程700E以提供断路器100的状态的连续分析。

图8是完全复位(即ON构造)的断路器100的内部部件的前视图。

除了其关于G/N开关触头605的作用之外，偏压弹簧还偏压闩锁臂110。在图8中，先前施加到摇臂致动器102的第二侧105的力已经被移除(即，使用者已经停止按压摇臂致动器102)。由于偏压弹簧210，闩锁臂110向上并沿“F”方向移动，使得闩锁部分113的突起部201被接收并与由第一连杆120的狭槽128限定的带齿边缘127接合。当突起部201被接收并与带齿边缘127接合时，断路器100完全复位，并且摇臂致动器102保持在图8所示的位置。此外，在图8中，第一触头190正触碰第二触头192。

因此，在图7和8中，断路器100处于ON构造，其中第一和第二触头190、192处于闭合位置(即，彼此接触)，从而使得电流能够在第一和第二触头190、192之间流动。此时，装备有接地故障保护，断路器100能够跳闸。

参照图8A和8B，根据本公开，G/N开关触头605处于第二构造，其中偏压弹簧210的远端215和G/N开关触头605彼此不触碰。当断路器100处于复位或ON构造时(即，向负载端子“LOAD-T”提供电力)，偏压弹簧210的远端215不触碰G/N开关触头605。闩锁臂110的第一突起构件209抵接偏压弹簧210的远端，以使偏压弹簧210移动远离G/N开关触头605。第一突起构件209使偏压弹簧210的远端215沿“L”方向移动，以使这两个部件彼此脱离。G/N开关触头605保持固定至壳体部件607。另外，闩锁臂110防止偏压弹簧210移出第二构造以保持G/N开关触头605和偏压弹簧210之间的脱离，直到闩锁臂110移回到图6和6A所示的第一构造。因此，G/N变送器740的绕组则连接至DC电源的电路接地，并且启用G/N故障的检测。此外，当检测到接地中性(G/N)状况时，断路器100跳闸以断开来自负载的电力，从而防止可能的未检测到的故障。

图9是以中间跳闸构造示出的断路器100的内部部件的侧视图，其中摇臂致动器102处于对应的中间跳闸构造。应当理解的是，当处于中间跳闸构造时，断路器100可以参照跳闸构造。

参照图14A-14E中，详细示出了电枢195和第三连杆140。电枢195包括突起部195a并且构造成绕由枢轴销或杆195b限定的枢转轴线旋转。如前所述，第三连杆140包括第一连杆部分141、第二连杆部分143和释放构件147。第一连杆部分141和第二连杆部分143可绕由第一连杆部分141中的孔或开口199限定的枢转轴线旋转地联接至彼此。第三连杆140的释放构件147包括连接至释放轴147b的释放臂147a。释放轴147b限定通道147c。释放轴147b通过第一连杆部分141中的孔(未明确示出)接收并且构造成相对于第一连杆部分141绕由释放轴147b限定的枢转轴线147d旋转。释放构件147被沿顺时针方向偏压(在图14A中)并在断路器100处于复位或中间跳闸构造时具有休止位置。释放构件147的休止位置将第一连杆部分141和第二连杆部分143保持在图3I所示的位置。这是由于当释放构件147处于休止位置时，第二连杆部分143的边缘143a被接收在通道147c内并且接合限定释放轴147b的通道147c的内表面。

继续参照图14A-14E和图9，当存在例如AFCI故障、GFCI故障或过电流状况时，断路器转换到跳闸构造。当存在这些状况中的一种时，螺线管197被电接合，使得电枢195逆时针旋转或被拉向螺线管197。当发生这种情况时，电枢195的突起部195a向下移动并接合或推动释放构件147的释放臂147a。这转而使释放构件147绕枢转轴线147d逆时针旋转。当发生这种情况时，限定通道147c的内表面避让开第二连杆部分143的边缘143a，从而使第一连杆部分141和第二连杆部分143移动并旋转到图9所示的它们各自的位置(第一连杆部分141沿“R”方向移动)。换句话说，第一连杆部分141和第二连杆部分143朝向彼此收缩。在此之后，支撑结构180移位，使得第一触头190与第二触头192脱离。支撑结构180的枢转支撑部段183也移位，使得枢轴销185在狭槽187内从最右位置移动到最左位置。此外，第一连杆部分141和第二连杆部分143的运动使第一连杆120沿方向“E”旋转。第一连杆120的旋转引起闩锁臂110沿方向“B”向上运动(经由闩锁部分113)，这转而使摇臂致动器102的第二侧105沿方向“A”移动。

第一连杆部分141和第二连杆部分143的运动还使辊141a(图14A和14E)大致水平地更靠近闩锁臂110移动。辊141a支承在第二连杆130的边缘130a上，这致使第二连杆130旋转(参见图9，第二连杆130的旋转方向是逆时针方向)。第二连杆130的第二连杆部分133(图9)转而接触第一连杆120的圆形末端124，以保持它们之间的牢固接合。该连接确保了闩锁臂110使摇臂致动器102稳定于该位置(当断路器100处于中间跳闸状态时)。此外，由于第一连杆部分141和第二连杆部分143已经朝向彼此收缩，断路器100不能通过按压摇臂致动器102的第二侧105来从中间跳闸状态直接进入复位状态。当使用者按压摇臂致动器102的第一侧103时，可以解除第一连杆120的圆形末端124和第二连杆130的第二连杆部分133之间的连接。

包括具有摇臂致动器102的对应位置的中间跳闸构造的一个好处是使用者可以区分断路器100由于故障而跳闸的时候和使用者手动使断路器100进入OFF构造(例如，检修分支电路)的时候。除了中间跳闸构造之外或者代替中间跳闸构造，可以以任何合适的方式提供这种指示，例如视觉指示、听觉指示、远程指示、电气/电子指示等等。这样，替代实施例可以省略中间跳闸构造并且摇臂将简单地具有对应ON构造和OFF构造的两个位置。当断路器100包括中间跳闸构造时，断路器的操作可以如下进行。从OFF构造开始，使用者可以尝试复位断路器100，从而将断路器转换到ON构造。如果断路器100可操作，则复位锁定机构10被解除，并且允许摇臂致动器102一直移动到对应于ON构造的位置。现在复位断路器100，从而重建线路端子和负载端子“LINE-T”、“LOAD-T”之间的导电路径。如果使用者希望检修分支电路，则摇臂致动器102可以移动到与OFF构造相对应的位置，从而使分支电路断电。为了将断路器100转换到ON构造，必须在断路器100可以返回到ON构造之前解除复位锁定机构10。

如果断路器100处于ON构造并且发生接地故障或过电流，则断路器100将跳闸并进入中间跳闸构造。为了使断路器100返回到ON构造，首先必须将摇臂致动器102移动到对应于OFF构造的位置。一旦处于OFF构造，就可以如上所述复位断路器100。断路器100不能从中间跳闸构造直接进入ON构造。这确保了断路器100仅在断路器100可操作且复位锁定机构10可以被解除时才能复位。这是由于第一连杆120的圆形末端124和第二连杆130的第二连杆部分133之间的连接仅在使用者按压摇臂致动器102的第一侧103时才被解除。在替代实施例中，断路器100可以构造成使得不必解除复位锁定机构10来使断路器100从OFF构造转换到ON构造。在另外的替代实施例中，断路器100可以构造成使得当断路器100从中间跳闸构造变为OFF构造时而不是当断路器100从OFF构造变为ON构造时需要解除复位锁定机构。

图9A-9F示出了分别与图1、2、3、4A、5A、5B和6相对应的根据本公开的连杆机构的运动顺序。

参照图9A，连杆机构处于图1所示的构造中，其中，摇臂致动器102处于与断路器100的OFF构造相对应的位置。突起部201处于第一连杆120的狭槽128内的第一位置。图9B示出了处于图2所示的构造中的连杆机构，其中，突起部201处于第一连杆120的狭槽128内的第二位置。图9C示出了处于图3所示的构造中的连杆机构119，其中，突起部201处于第一连杆120的狭槽128内的第三位置。连杆也略微顺时针转动或旋转，使得第一触头190稍微靠近第二触头192移动。然而，第一触头190和第二触头192仍保持分离。

图9D示出了处于图4A所示的构造中的连杆机构，其中，复位锁定机构10被去激活(即，被解除)。激活螺线管197，使得电枢195朝向螺线管197旋转。图9E示出了处于图5A所示的构造中的连杆机构，其中，第一连杆120继续顺时针方向转动或旋转。突起部201坐置于狭槽128的中点。电枢195保持与图9D和9E中的螺线管197接触。

图9F示出了处于图6所示的构造中的连杆机构119，其中，继续通过将断路器100转换为ON构造来复位。螺线管197断电，从而导致电枢196旋转远离螺线管197。突起部201滑动到第一连杆120的狭槽128内的最右位置。

图10是断路器100的内部部件的侧平面图，特别示出了与闩锁臂110机械协作的偏压弹簧210、212。

在图10中，断路器100的壳体101(在图10中半透明地示出)具有第一弹簧柱205和从其向内(例如，垂直地)延伸并面向闩锁臂110的后侧的第二弹簧柱207。第一弹簧柱205支撑第一弹簧210，第二弹簧柱207支撑第二弹簧212。第一弹簧柱205构造成将第一弹簧210固定到壳体101，第二弹簧柱207构造成将第二弹簧212固定到壳体101。第一弹簧210朝向闩锁臂110的闩锁部分113向下延伸，并且第二弹簧212朝向闩锁臂110的连接部分111向上延伸。第一和第二弹簧210、212偏压闩锁臂110，如下所述。

闩锁臂110还包括第一突起构件209和第二突起构件211。第一突起构件209具有外边缘213，该外边缘在最后运动期间与第一弹簧210相互作用以闭合断路器100的第一和第二触头190、192。这确保了在已经成功复位并且断路器100处于ON构造之后，闩锁臂110的闩锁部分113的突起部201接触/触碰第一连杆120的狭槽128的带齿边缘127。这进一步确保了摇臂致动器102保持被偏压在对应于ON构造的位置(即，第二侧105被压下)。在复位锁定机构10的行程的初始激活和测试部分期间，第二突起构件211与第一弹簧210相互作用。

参照图11-13，断路器100具有测试开关710，所述测试开关包括电测试触头300和第二弹簧212。电测试触头300和第二弹簧212定位在断路器100的壳体101内。电测试触头300位于闩锁臂110的连杆部分111附近。在图11所示的断路器100的OFF构造中，电测试触头300和第二弹簧212不触碰(即，这两个元件处于打开构造)。摇臂致动器102还包括摇臂弹簧301。

图12示出了第二弹簧212接触电测试触头300，这导致复位锁定机构10被如下激活。由于作用于摇臂致动器102的第二侧105上的持续向下的力，突起部201沿第一连杆120的狭槽128向下行进以在第一连杆120上产生力矩。这致使闩锁臂110朝向电测试触头300移位，使得闩锁臂110的第二弹簧212接触电测试触头300。当第二弹簧212接触电测试触头300时，执行测试，从而产生模拟的故障。此时，除非断路器100正常工作，否则断路器100不能转换到ON构造。

接下来，一旦执行测试，如果断路器100正常工作，则螺线管197通电以使电枢195朝向螺线管197旋转或拉动，如上文参照图4A-5B所述。如果断路器100不能正常工作(例如，如果电路中断部分或螺线管197不起作用)，则螺线管197将不能产生将电枢195拉向螺线管197所需的磁场，因此将不能使得电枢195旋转。电枢195不能朝向螺旋管197旋转导致第一连杆120的凸台129继续被电枢195的延伸部170捕获(即，干涉将不被解除)。在没有解除干涉的情况下，在摇臂致动器102的第二侧105上继续施加向下的力将不会导致连杆机构119的运动。然而，如果螺线管197正常工作，则螺线管197将引起电枢195及其延伸部170旋转并解除与第一连杆120的凸台129的干涉，以允许连杆机构119响应于摇臂致动器102的致动而被致动。

在图13中，假设螺线管197正常工作，第一连杆120开始转动或旋转以将断路器100复位到ON构造。第二弹簧212不再与电测试触头300接触。随着第一连杆120的旋转，突起部201从第一连杆120的狭槽128内的最左位置移动到最右位置。第一连杆120继续旋转直到到达断路器100的中间跳闸构造，如上文参考图8所述。

因此，电测试触头300可以定位在断路器100的壳体101内，使得电测试触头300基本上平行于闩锁臂110，以启动控制电路的电测试。因此，电测试触头300确保断路器100在允许将电力施加到电路分支之前正常运行。如果确定控制电路不能正常工作，则断路器100被防止复位到ON构造。第一、第二、第三和第四连杆120、130、140、150经由闩锁臂110和电测试触头300机械地连接至摇臂致动器102。

向断路器100、更特别地向控制器“C”供应线路侧电力(与负载侧电力相反)的一个显著益处在于，断路器100能够提供关于在断路器100处于OFF构造时是否存在故障或特定状况的指示。此外，本公开的实施例允许对控制器“C”和断路器100的电路中断部分在允许将电力施加到分支电路之前进行测试。摇臂致动器102可以启动复位和对断路器的机械和电气功能的测试。因此，在本实施例中，不需要在断路器100的壳体或任何其他外表面上设置单独的使用者可访问的测试按钮。这允许降低成本和更简单的使用者界面。在图11-13中，测试触头被包括在断路器100的壳体内。在其他实施例中，可以提供允许使用者手动启动控制器“C”的电测试的单独的使用者可访问的测试按钮。

图15A和15B示出了断路器800的替代实施例，该断路器800保持类似于图1的断路器100的结构。这样，为简洁起见，将相对于断路器100的对应元件描述断路器800的某些元件。

参照图15A，相对于摇臂致动器102，摇臂致动器802的形状已经被修改，使得摇臂致动器802的中央部分802a已经被放大以允许更大的透镜802b，其构造成允许视觉指示器(例如LED；未示出)向使用者提供信息。

已经修改了断路器800的线路端子和负载端子“LINE-T”、“LOAD-T”之间的导电路径的物理布线的一部分。电流路径以与断路器100的导电路径类似的方式绕螺线管897缠绕(为清楚起见，从前面的图中省略)。然而，在导电路径绕螺线管897缠绕之后，导电路径经由总线806布线(为了易于制造)，在图中，该总线覆盖在断路器800的若干部件(包括闩锁臂810)上面。与断路器800相比，在断路器100中，导电路径的与总线806对应的部分经由编织线布线并且在图中底衬在断路器100的若干部件(包括闭锁臂110)下面。

断路器800具有变送器组件808，该变送器组件包括一个或多个变送器芯(为清楚起见，从对应的图中省略了断路器100的对应组件)。变送器组件808可以包括差动变送器和G/N变送器。变送器组件808还可以包括用于电弧故障检测(或任何其他合适目的)中的高频率变送器。另外，变送器组件808还可以包括电流变送器，其具有穿过其中的相电流或中性电流路径，以测量相电流或中性电流路径上的电流量。电流变送器可以用于任何合适的目的，例如电弧检测。变送器组件808构造成允许电流路径穿过变送器的芯以使电流路径与变送器电连通。

断路器800具有多个弧形滑槽809，其大体为具有“U”形切口的板。这些弧形滑槽809用于在触头打开时帮助消散电弧，这转而维持触头的使用寿命。

参见图15B，闩锁部分813的突起部801的形状是带有凹口的大体圆形。凹口的几何形状大体为楔形。在本实施例中，凹口大致是整圆面积的三分之一。这与包括两个凹口的前一实施例的突起部201形成对比。

断路器800的第一连杆820的狭槽828构造成接收闩锁部分813的突起部801。狭槽828具有一个带齿边缘827，而前一实施例中的狭槽128具有两个带齿边缘127。

偏压弹簧817构造成触碰G/N开关触头805，类似于断路器100中所描述的那样。在本实施例中，偏压弹簧817在其端部处具有套环部815，而断路器100的偏压弹簧210不具有这样的套环部。另外，本实施例中的G/N开关触头805是销的形式，而G/N开关触头605是接触垫的形式。

类似于断路器100，断路器800包括一个或多个指示器部分816，以允许为使用者提供视觉(或其他合适的)指示。这些指示器部分816可以是透镜、光管等形式。

参照图16-21，示出了断路器400的另一个实施例。与上述断路器100相对，本实施例的断路器400是多极(例如，两极)断路器。由于本实施例的多极断路器400与图1-14E的单极断路器100之间具有许多共同特性，将仅详细描述在阐明与图1-14E的断路器100不同的特征中认为重要的断路器400的那些部件。

多极断路器400包括壳体401和设置在壳体401内的一对跳闸机构410a、410b。两个跳闸机构410a、410b中的每个机械地联接至彼此，同时还构造成独立于彼此起作用。在本实施例中，第一跳闸机构410a是复位锁定机构，第二机构410b不是复位锁定机构。在替代实施例中，两个跳闸机构可以包括与上述基本相同的复位锁定机构。在这样的替代实施例中，包括一个以上的复位锁定机构可以导致冗余，并且可以与之结合地采用附加的定时/延迟机构。此外，由于两个跳闸机构410a、410b中的每个都是相似的，因此将更详细地描述对应于多极断路器400的第一电极的第一跳闸机构410a。

断路器400包括固定到壳体401并且分别与断路器400的第一和第二电极相联的第一和第二触头404a、404b。第一和第二触头404a、404b邻近并与线路端子“LINE-T”电连通。断路器400还包括触头406a、406b，其邻近并与负载端子“LOAD-T”电连通。

第一和第二跳闸机构410a、410b均包括触头，例如，与第一跳闸机构410a相关联的第三触头406a以及与第二跳闸机构410b相关联的第四触头406b。当第一电极的第一和第三触头404a、406a闭合(即物理触碰)时以及当第二电极的第二和第四触头404b、406b闭合时，断路器400处于ON状态。当第一电极的第一和第三触头404a、406a打开(即，不物理触碰)时以及当第二电极的第二和第四触头404b、406b打开时，断路器处于OFF状态。另外，断路器400可以处于中间跳闸状态，其中触头404a、404b、406a、406b处于打开构造(即，触头404a、404b、406a、406b各自未机械连通)。

如将在本文中详细描述的那样，当断路器400处于OFF状态时，第一跳闸机构410a被激活。由于跳闸机构410a是复位锁定机构，因此当第一跳闸机构410a被激活时，断路器400不能复位到ON状态，除非优选地所有故障电路中断部分(例如接地和电弧故障)都可操作。在本实施例中，断路器400包括两个电路中断部分，例如两个可独立操作的第一和第二螺线管497a、497b。每个第一和第二螺线管497a、497b在不同的相上操作并具有其自己的切换SCR。

为了解除跳闸机构410a并验证电路中断部分(例如，第一螺线管497a)是否可操作，将电力供应到断路器400的电路以测试和激活第二螺线管497b(如果它是可操作的)。如下文将更详细描述的那样，如果确定第二螺线管497b可操作，则第一螺线管497a将被通电。如果可操作，则第一螺线管497a将解除第一跳闸机构410a，从而允许断路器400复位到ON位置。

第一跳闸机构410a包括摇臂致动器402、闩锁臂410和第一连杆机构419a。第二跳闸机构410b包括第二连杆机构419b。摇臂致动器402延伸出断路器400的壳体401，使得使用者可以手动移动摇臂致动器402以最终使断路器400在ON状态和OFF状态之间转换。闩锁臂410可操作地联接至摇臂致动器402并且构造成响应于摇臂致动器402的手动致动而移动，摇臂致动器402构造成响应于由第一和第二螺线管497a、497b检测到的故障而响应于闩锁臂410的致动往复运动，如下所述。闩锁臂410的运动使第三和第四触头406a、406b分别经由第一和第二连杆机构419a、419b与第一和第二触头404a、404b接合或脱离。

第一和第二连杆机构419a、419b均包括相应的第一连杆420a、420b、第二连杆430a、430b、第三连杆440a、440b和第四连杆450a、450b，每个均可操作地相联。第一连杆机构419a的第一连杆420a与闩锁臂410机械协作。第一连杆420a限定狭槽428，其中接收有闩锁臂410的突起部411。第二连杆机构419b的第一连杆420b通过联接器470机械地联接至第一连杆机构419a的第一连杆420a。因此，第二连杆机构419b的第一连杆420b的运动导致第一连杆机构419a的第一连杆420a的运动。结果，第二连杆机构419b的第一连杆420b的运动导致闩锁臂410以与第一连杆机构419a的第一连杆420a的运动相似的方式运动。

第一连杆机构419a的第二连杆430a与第一连杆420a机械协作。同样，第二连杆机构419b的第二连杆430b与第一连杆420b机械协作。第二连杆机构430a、430b均包括释放构件437a、437b(上文参照图14A-14E详细描述)，其构造成分别选择性地防止第二连杆430a、430b的运动(例如，收缩)。第一连杆机构419a的第二连杆430a可枢转地连接至第一支撑结构480a。第一支撑结构480a包括第三触头406a，该第三触头构造成与附接至断路器400的壳体401的第二触头404a电联接，如上所述。

第一连杆机构419a的第三连杆440a与第一连杆机构419a的第四连杆450a机械协作。第三连杆440a包括末端部分447(图20)，其构造成在断路器400处于中间跳闸状态时接触第一连杆420a的末端424。

本实施例的多极断路器400包括插置于第一和第二连杆机构419a、419b之间的第一和第二连接器或联接器470、472。第一连接器470包括本体470a、从本体470a的第一侧侧向延伸的第一柱470b以及从本体470a的第二侧侧向延伸的第二柱470c。第一柱470b固定到第一连杆机构419a的第一连杆420a，第二柱470c固定到第二连杆机构419b的第一连杆420b。以这种方式，第一和第二连杆机构419a、419b的第一连杆420a、420b同步移动。类似地，第二连接器472包括本体472a、从本体472a的第一侧侧向延伸的第一柱472b以及从本体472a的第二侧侧向延伸的第二柱472c。第一柱472b固定到第一连杆机构419a的第三连杆440a，第二柱472c固定到第二连杆机构419b的第三连杆440b。以这种方式，第一和第二连杆机构419a、419b的第三连杆440a、440b同步移动。因此，当第一或第二连杆机构419a或419b被致动时(例如，由于第一和第二螺线管497a或497b之一的激活)，另一连杆机构419a或419b也将被致动。

跳闸机构410a、410b均包括可旋转地联接至相应的第四连杆450a、450b的电枢495a、495b。电枢495a、495b可相对于相应的第一和第二跳闸机构410a移动，并包括延伸部476和突起部478a。如上所述(例如，参照图12和13)，电枢495a的延伸部476与第一连杆420a的凸台422(图19)机械地相互作用，以选择性地锁定跳闸机构410a，从而防止断路器400移出OFF状态，直到延伸部476与第一连杆420a的凸台422脱离为止。与第一跳闸机构410a的电枢495a相对，第二跳闸机构410b的电枢495b不包括延伸部，使得第一跳闸机构410a单独负责防止断路器400移出OFF状态。在一些实施例中，跳闸机构410a和410b的电枢495a、495b中的每个均可以具有用于选择性地防止断路器400移出OFF状态的延伸部。电枢495a、495b的突起部478a、478b促进断路器400的跳闸，这将在下文进一步讨论。

继续参照图18-20，当存在AFCI故障、GFCI故障或过电流状况时，断路器400从ON状态转换到中间跳闸状态。根据故障或过电流状态发生在哪个电极上，第一跳闸机构410a、第二跳闸机构410b或两者可以使断路器400从ON状态转换到中间跳闸状态。例如，当在第一电极上发生故障或过电流状况时，第一螺线管497a被激活，使得跳闸机构410a的电枢495a由于电枢495a的突起部478a和第一螺线管497a之间的磁吸引而朝向第一螺线管497a旋转。转而，电枢495a的突起部428向下移动并推动释放构件437a以使释放构件437a移动脱离与第二连杆430a的锁定接合，使得释放构件437a不再物理地阻止第二连杆430a绕其中央枢轴线收缩。在释放构件437a不再锁定第二连杆430a的情况下，偏压构件驱动第二连杆430a的旋转或收缩，从而使第一支撑结构480a远离第一触头404a移位。

更特别地，由于第三触头406a联接至第一支撑结构480a，因此随着第一支撑结构480a远离第一触头404a移动，第三触头406a与第一触头404a脱离以打开断路器400的第一电极。如上所述，第一和第二连接器或联接器470、472插置于第一和第二连杆机构419a、419b之间。这样，第一连杆420a、420b同步移动，并且第一和第二连杆机构419a、419b的第三连杆440a、440b也同步移动。因此，当跳闸机构410a被激活时，跳闸机构410b的对应激活同时发生并且由第一和第二连接器或联接器470、472，这导致断路器400的第二电极打开。当断路器400的第一和第二电极打开时，断路器400处于中间跳闸状态并且不能传递电力。

当第二连杆430a收缩时，第二连杆430a使第一连杆420a移动。第一连杆机构419a的第一连杆420a的运动引起闩锁臂410向上运动(经由闩锁部分411)，闩锁臂的向上运动转而使摇臂致动器402朝向中间跳闸状态移动，这可由使用者通过摇臂致动器402的位置、机械标志(例如，一种或多种颜色、文本标记等等)或其他合适的指示器可视地识别。

类似地，当在第二电极上发生故障或过电流状况时，第二螺线管497b被激活，从而致使电枢495b旋转并使释放构件437b移动脱离与第二连杆430b的锁定接合。这转而又导致第二连杆430b的收缩，从而使第一支撑结构480b远离第二触头404b移位。

由于第一连杆420a、420b同步移动并且第三连杆440a、440b也同步移动，因此当跳闸机构410b被激活时，跳闸机构410a的对应激活同时发生并且由第一和第二连接器或联接器470、472引起，这导致断路器400的第一电极打开。当断路器400的第一和第二电极都打开时，断路器400处于中间跳闸状态并且不能传递电力。

当断路器400朝向中间跳闸状态(经由第一和第二跳闸机构410a、410b中的任一个或两个的致动)转换时，电枢495a的延伸部476与第一连杆420a的凸台422机械地相互作用，以选择性地锁定跳闸机构410a，从而防止断路器400从中间跳闸状态出来朝向ON状态移动，直到延伸部476与第一连杆420a的凸台422脱离为止。

为了使断路器400移出跳闸中间状态，将力施加到摇臂致动器402以将断路器移动到对应于OFF状态的位置。然后，摇臂致动器402可以从对应于OFF状态的位置移动到对应于ON状态的位置。通过如此移动摇臂致动器402，使闩锁臂410的弹簧412接触电测试触头(未明确示出)。当弹簧412接触电测试触头时，测试电路通电，从而产生模拟故障。此时，除非断路器400正常工作，否则断路器400不可复位。

在测试电路通电时，如果电路中断器400及其部件可操作(例如，可操作来检测和响应模拟故障)，则激活与第二螺线管497b相关联的SCR。在激活SCR之后，控制器“C”(图7D)监测与第二螺线管497b相关联的SCR两端的电压。如果电压没有改变，则与第二螺线管497b相关联的SCR不起作用，第二螺线管497b有缺陷/损坏，或者断路器400不存在该相。在这种情况下，断路器400不激活第一跳闸机构410a并将保持在OFF状态中。

如果断路器400在与第二螺线管497b相关联的SCR的激活期间测量到电压降，则激活与第一螺线管497a相关联的SCR。如果SCR和第一螺线管497a可操作，则跳闸机构410a被解除(如下所述)并且断路器400可以复位到ON状态(也如下所述)。以这种方式，本实施例的双极断路器400全面测试其部件，并且在其GFCI或AFCI部件不可操作时被防止复位。

更特别地，如果断路器400可操作并且第一螺线管497a正常工作，则第一螺线管497a通电，以使电枢495a以与断路器400从ON状态跳闸时类似的方式朝向第一螺线管497a旋转。如果断路器400不能正常工作(例如，如果电路中断部分或第一螺线管497a不起作用)，则第一螺线管497a将不能通电，因此将不能使电枢495a旋转。

电枢495a不能朝向第一螺线管497a旋转导致第一连杆420a的凸台422继续被电枢495a的延伸部476捕获(即，干涉将不被解除)。在没有解除凸台422与延伸部476的机械接合的情况下，朝向ON状态施加在摇臂致动器402上的向下的力将不会导致第一连杆机构419a运动并且不会使断路器400从OFF状态转换到ON状态。然而，如果螺线管497a正常工作，则第一螺线管497a将致使电枢495a及其延伸部476旋转并解除与第一连杆420a的凸台422的干涉，以允许第一连杆机构419a响应于摇臂致动器402的致动而被致动。

在已经成功测试断路器400的情况下，第一螺线管497a断电，导致电枢495a由于偏压构件(未明确示出)的作用而旋转远离第一螺线管497a。当电枢495a旋转远离第一螺线管497a时，电枢495a的延伸部476移动。作用于摇臂致动器402上的朝向ON状态的持续向下压力导致第一连杆420a进一步转动或旋转。第一连杆420a的转动或旋转运动使第二连杆430a向左移位并进一步逆时针旋转，从而使第一支撑结构480a转动或旋转，使得第三触头406a接近并最终物理触碰第一触头404a，从而将断路器400的第一电极置于ON状态。由于第一电极的第一连杆420a机械地联接至第二电极的第一连杆420b，因此第四触头406b也被致使朝向第二电极的第二触头406a移动并最终触碰该第二触头，从而将断路器400的第二电极置于ON状态。

在本实施例中，由于两个电极中的每个的SCR和螺线管由它们各自的电极供电，因此如果两个电极中的任何一个断电，则断路器400将不能转换到ON状态。在一替代实施例中，SCR和螺线管两者可以由同一电极供电。在该实施例中，将监测另一电极的电压，使得如果另一电极上不存在电压，则断路器将不能转换到ON状态。在另一替代实施例中，可以在断路器中采用单个SCR和单个螺线管来致动两个电极的机构。在该实施例中，单个SCR和单个螺线管可以由一个或两个电极供电。

第一和第二螺线管497a、497b中的每个均在断路器400的不同相上操作并且具有其自己的切换SCR(未示出)。在复位期间，断路器400进行自测试并且仅在自测试成功时才激活SCR。仅断路器400的一侧移除锁定(即，延伸部476脱离第一连杆420a的凸台422)，从而允许断路器400在被激活时复位。因此，在手动重新测试期间不测试其他侧电力部件(例如，第二螺线管497b及其相关联的SCR)。

为了完成自测试，从断路器400的非控制侧激活与第二螺线管497b相关联的第二SCR。在激活SCR之后，控制器(未示出)监测SCR的电压。如果电压没有改变，则SCR不起作用，螺线管497b有缺陷/损坏，或者断路器400不存在该相。在这种情况下，断路器400未激活第一、控制复位锁定机构410a并且将保持在跳闸PED状态。

在替代情况中，如果断路器400在第二SCR的激活期间测量到电压降(指示第二螺线管497b可操作)，则激活与第一螺线管497a相关联的第一SCR。如果第一、主SCR和螺线管497a可操作，则移除复位锁定机构410a(如上所述)，并且断路器400可以复位到ON状态(也如上所述)。以这种方式，本实施例的双极断路器400对其电力部件进行全面测试，并且在电力部件中的任一个不可操作的情况阻止其自身复位。

参照图22，示出了断路器500的另一个实施例。断路器500可以是类似于图1-14E所示的断路器100的单极断路器或者类似于图16-20的断路器400的多极断路器。本实施例的断路器500向断路器500的使用者提供断路器500跳闸的原因的指示。特别地，断路器500包括灯，例如设置在断路器的壳体501上的LED 503，所述灯构造成在发生任何合适的预定状况或事件时发光或闪烁，所述预定状况或事件例如但不限于中性导体的“错误接线”。

用中性线连接发生接线GFCI、AFCI或组合AFCI/GFCI断路器时的潜在接线错误。标准机械断路器不需要断路器处的中性连接，因此这是电工意识到并满足的相对新的要求。安装AFCI、GFCI或AFCI/GFCI断路器(例如，本公开的断路器100、400或500)时可能出现的问题包括分支电路中性导体与系统接地连接(例如接地中性故障)、断路器500的中性线连接至中性汇流条(例如面板的中性汇流条)，或者两个或更多个分支电路的中性线(共用中性线)之间的无意中连接、中性导体连接至不同的断路器而不是对应的相导线(例如调换的中性线)。

例如，在引入现有家庭中的AFCI、GFCI或AFCI/GFCI断路器500的情况下，跳闸的常见原因将在于，连接至断路器500的分支电路的中性线被意外连接至不同分支电路的中性线。会发生中性线的这种意外连接的两个常见位置是开关电箱或者三通开关系统，在所述开关电箱中存在多于一个的分支电路，在所述三通开关系统中已从另一个分支电路(不正确地)借用灯的中性线。当发生任何上述接线错误时，一旦某种水平的电流通过电路，AFCI、GFCI或AFCI/GFCI就可能会跳闸。这是因为AFCI、GFCI或AFCI/GFCI将发现当前的不平衡和跳闸。目前，如果发生这种错误接线，安装人员必须排除跳闸原因，这可能包括几个不同的原因和故障排除步骤。

然而，对于本公开的断路器100、400、500而言，由于断路器100、400、500的构造是线路侧供电，因此在断路器的触头跳闸和打开之后，能够检测到持续电流不平衡。这样，在跳闸之后，断路器500可以构造成使断路器500的LED 503闪烁或发光，以向安装人员指示状况。优选地，该指示将通知安装人员跳闸的原因是由于例如上文讨论的错误接线的中性状况之一。

参照图22，示出了断路器的前平面图，其包括第一指示器和第二指示器。第一和第二指示器503a、503b以及摇臂指示器构造成输出指示断路器可能处于的各种操作状态的颜色信号。根据复位锁定机构(图1)或跳闸机构是处于跳闸构造、中间跳闸构造还是操作构造，摇臂指示器显示对应于复位锁定机构10或跳闸机构的构造的二进制信号。另外，第一和第二指示器“LED 1”、“LED 2”可以显示指示由控制器检测到的相关故障的各种颜色信号(图7D)。更特别地，图21示出了具有两个LED指示器503的GFCI断路器。通过电子元件(例如LED)和机械元件的组合可视地指示各种操作状态。对于由机械元件指示的状态，这可以通过摇臂致动器的位置和/或通过制成为通过摇臂致动器的中央部分中的切口或窗口502可见的颜色标志来指示。更特别地，在机械指示的情况下，可以存在多个颜色标记，其中一个颜色标记根据摇臂致动器的位置而对于使用者是可见的。例如，当处于OFF状态时，摇臂致动器将处于通过其窗口暴露与整个壳体相同颜色(例如白色或黑色)的位置。可替代地，可以使用不同的颜色来指示OFF状态。当处于ON状态时，摇臂致动器将处于通过其窗口暴露绿色的位置。当处于中间跳闸状态时，摇臂致动器将处于通过其窗口暴露红色的位置。

除了摇臂致动器提供的机械指示之外，还可以包括一个或多个LED 503。例如，GFCI断路器可以具有在第一位置的第一LED 503a，AFCI断路器可以具有在第二位置的第二LED 503b，组合AFCI/GFCI断路器可以具有分别在第一和第二位置两者的第一和第二LED503a、503b。通过基于断路器提供的保护类型(分别为GFCI、AFCI和AFCI/GFCI)将LED 503定位在第一位置、第二位置或第一和第二位置两者中，提供更直观的使用者界面500。当观察沿着断路器面板(未示出)设置的多个断路器时，该使用者界面500可以帮助使用者区分不同的电路。

在GFCI断路器的情况下，各种状态可以如下表指示。

在AFCI断路器的情况中，各种状态可以如下表指示。

在AFCI/GFCI断路器的情况中，各种状态可以如下表指示。

可以想到，由窗口502和/或GFCI和AFCI LED 503产生的信号指示的各种状态可以根据断路器能够识别的故障类型、用于识别特定故障的显示层次而变化。对于断路器的各种状态和指示器的详细讨论，可以参照共同拥有的美国专利No.6,437,700，其全部公开内容通过引用结合于此。

断路器可以采用跳闸机构，包括但不限于螺线管、双金属元件和/或液压部件。在包括双金属元件的跳闸机构的情况下，由于过电流产生的热量，其跳闸的速度与通过其中的过电流量成正比。这通常被称为断路器的跳闸时间曲线。诸如美国保险商实验室(UL)等的监管机构对断路器在给定电流水平下跳闸所花费的时间进行了限制。然而，跳闸时间曲线在不同的断路器之间是不同的，取决于与特定安装相关联的应用和要求。只要不超过适用监管机构规定的限定限值，跳闸时间曲线的这种变化是可接受的。

一旦达到给定的电流阈值，其他跳闸机构(例如螺线管)可近乎瞬间跳闸。利用这种机构，基于电流水平引入跳闸延迟以重复跳闸时间曲线可能是有益的。

在某些实施例中，断路器可以包括基于检测到的电流水平引入跳闸延迟以重复跳闸时间曲线的机构。这些实施例类似于上述其他实施例，不同在于它们包括附加的电流传感器以测量流过分支电路(未示出)的电流。断路器的控制器监测由电流传感器检测到的电流水平，并且当控制器检测到故障或过电流时，控制器可以设置延迟时间，在此之前它将基于电流传感器感测的电流水平使断路器跳闸。可以由控制器基于期望的断路器操作来修改跳闸时间曲线。例如，断路器可以被编程使多个跳闸时间曲线中的一个或多个适合任何给定的应用。此外，可以根据特定使用者的要求为使用者定制或修改跳闸时间曲线。

图22A-22D是AFCI断路器的示意图的一部分。图22A-22D所示的电路类似于图23A-23F所示的电路(例如GFCI断路器)，不同在于不包括GFCI相关组件。在该实施例中，没有G/N变送器并且没有GFCI集成电路。

图23A-23F是组合AFCI/GFCI断路器的示意图的一部分。图7C所示的电路类似于图7A所示的电路(例如GFCI断路器100)，其具有用于AFCI检测的附加部件，所述附加部件包括高频率(或Rogowski)芯791、电流测量芯792、电流接口电路780和高频率放大器电路790。高频率芯791用于检测穿过其的导体上的高频率信号，电流测量芯片792用于测量穿过其的导体上的电流大小。包括分压器部件的电流接口电路780将电流测量芯792的输出传送给控制器。高频率放大器电路780将高频率芯791的输出传送给控制器。

图24A-24D示出了用于检测双极断路器中的接地故障的示意图的部分。

图25示出了互连的图22A-22D的电路图。

图26是设备(GFPE)断路器的接地故障保护的示意图。图29所示的电路类似于图26所示的电路(例如GFCI断路器100)，不同在于没有使用G/N变送器和没有使用G/N相关接口部件中的一些。在该实施例中，可以省略G/N变送器或者简单地不连接至电路的其余部分。此外，GFPE断路器跳闸的程度高于断路器(例如GFCI断路器)中的程度。

图27示出了互连的图23A-23F的电路图；图28示出了互连的图24A-24D的电路图；以及图29示出了互连的图7A-7D的电路图。

虽然本文已经描述了本公开的某些实施例，但是并不意图将本公开局限于此，因为本公开旨在与本领域将允许的范围一样广泛并且同样地解读说明书。因此，以上描述不应被解释为限制，而仅仅作为特定实施例的示例。本领域技术人员将在所附权利要求的范围和精神内想到另外的修改、特征和优点。

Claims (93)

1.一种断路器，包括：

单个致动器，所述单个致动器联接至壳体并且构造成在ON位置和OFF位置之间移动；

构造成响应于所述单个致动器的运动选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通的机构，所述机构包括：

闩锁臂，所述闩锁臂具有可操作地联接至所述单个致动器的近侧部分和包括闩锁部分的远侧部分；和

连杆机构，所述连杆机构电联接至线路端子并且可操作地联接至所述闩锁臂的所述远侧部分，所述连杆机构具有构造成接合所述闩锁部分的第一连杆，其中，所述连杆机构的运动选择性地禁用所述线路端子和负载端子之间的电连通；以及

电路，所述电路构造成使所述闩锁部分从第一位置移动到第二位置，所述第一位置与启用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通相关联。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中，使所述闩锁部分从所述第一位置移动到所述第二位置禁用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通。

3.根据权利要求2所述的断路器，其中，所述电路构造成：

感测在所述线路端子和所述负载端子之间流动的电流；

分析所感测的电流；和

基于对所述电流的分析确定是否存在第一故障。

4.根据权利要求3所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成选择性地接合所述连杆机构。

5.根据权利要求4所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定存在所述第一故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

6.根据权利要求4所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述第一故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

7.根据权利要求5所述的断路器，其中，所述电路还构造成：

感测所述线路端子处的第二电流；

分析所述第二电流；和

基于对所述第二电流的分析确定是否存在第二故障。

8.根据权利要求7所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述第二故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

9.一种断路器，包括：

致动器，所述致动器联接至壳体并且能够在ON位置和OFF位置之间移动；

闩锁臂，所述闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分，所述闩锁部分相对于所述近侧部分位于远侧并且将所述闩锁臂可操作地联接至所述致动器；

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述闩锁部分并且可操作地联接至线路端子，使得所述连杆机构的运动选择性地启用所述线路端子和负载端子之间的电连通；和

电路，所述电路构造成使所述闩锁部分相对于所述连杆机构从第一位置移动到第二位置，所述第一位置与启用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通相关联，

其中，当向所述线路端子供电时，所述电路经由所述线路端子持续供电。

10.根据权利要求9所述的断路器，其中，使所述闩锁部分从所述第一位置移动到所述第二位置禁用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通。

11.根据权利要求10所述的断路器，其中，所述电路构造成：

感测在所述线路端子和所述负载端子之间流动的电流；

分析所感测的电流；和

基于对所述电流的分析确定是否存在故障。

12.根据权利要求11所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成选择性地接合所述连杆机构。

13.根据权利要求12所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述故障而发送控制信号以使所述螺线管接合所述连杆机构。

14.根据权利要求13所述的断路器，其中，所述电路还构造成：

感测在所述线路端子处接收的第二电流；

分析所述第二电流；和

基于对所述第二电流的分析确定是否存在所述故障。

15.根据权利要求14所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

16.一种断路器，包括：

单个致动器，所述单个致动器联接至壳体并且能够在ON位置和OFF位置之间移动；

闩锁臂，所述闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分，所述闩锁部分相对于所述近侧部分位于远侧并且将所述闩锁臂可操作地联接至所述单个致动器；

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述闩锁臂的所述远侧部分并且电联接至线路端子，使得所述单个致动器移动到所述ON位置致使所述连杆机构移动到第一位置，从而启用所述线路端子和负载端子之间的电连通；和

电路，所述电路构造成：

使所述连杆机构从所述第一位置移动到第二位置，

检测所述单个致动器的致动；

感测在所述线路端子和所述负载端子之间流动的电流；

分析所感测的电流；以及

基于该分析确定是否存在故障。

17.根据权利要求16所述的断路器，其中，使所述闩锁部分从所述第一位置移动到所述第二位置禁用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通。

18.根据权利要求17所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成选择性地接合所述连杆机构。

19.根据权利要求18所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

20.根据权利要求18所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

21.根据权利要求19所述的断路器，其中，所述电路还构造成：

感测由所述线路端子接收的第二电流；

分析所感测的第二电流；和

基于对所述第二电流的分析确定是否存在所述故障。

22.根据权利要求21所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

23.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述连杆机构构造成在所述单个致动器移动到所述OFF位置时移动到第三位置。

24.根据权利要求16所述的断路器，其中，所述故障是来自于由接地故障、电弧故障、共享中性状况和过电流状况构成的组的故障。

25.一种断路器，包括：

单个致动器，所述单个致动器联接至壳体并构造成在ON位置和OFF位置之间移动；

连杆构件，所述连杆构件可操作地联接至所述单个致动器并且能够在第一位置和第二位置之间移动，使得所述单个致动器移动到所述ON位置使所述连杆构件移动到所述第一位置，以启用线路端子和负载端子之间的电连通；和

构造成响应于所述单个致动器的运动选择性地启用线路端子和负载端子之间的电连通的机构，该机构包括控制电路，所述控制电路构造成：

响应于检测到所述连杆构件从所述第二位置向所述第一位置的运动而启动测试；

确定所述测试的结果；以及

响应于确定所述测试的结果而产生信号以使至少一个指示器显示所述断路器的状态。

26.根据权利要求25所述的断路器，其中，所述确定包括确定不存在与所述断路器相关联的故障。

27.根据权利要求25所述的断路器，其中，所述确定包括确定存在与所述断路器相关联的故障。

28.根据权利要求27所述的断路器，其中，所述控制电路还构造成发送控制信号以使所述机构将所述连杆构件移动到所述第二位置。

29.根据权利要求28所述的断路器，其中，所述连杆构件移动到所述第二位置禁用所述线路端子与所述负载端子之间的电连通。

30.根据权利要求29所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成选择性地接合所述连杆构件。

31.根据权利要求30所述的断路器，其中，所述机构还构造成基于确定不存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆构件。

32.根据权利要求31所述的断路器，其中，所述控制电路还构造成：

感测在所述线路端子处接收的第二电流；

分析所述第二电流；和

基于对所述第二电流的分析确定是否存在所述故障。

33.根据权利要求32所述的断路器，其中，所述控制电路还构造成在分析所述第二电流之后基于确定不存在所述故障而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆构件。

34.一种断路器，包括：

单个致动器，所述单个致动器联接至壳体并且构造成在ON位置和OFF位置之间移动；

闩锁臂，所述闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分，所述闩锁部分相对于所述近侧部分位于远侧并且将所述闩锁臂可操作地联接至所述单个致动器；

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述单个致动器并且电联接至线路端子，使得所述连杆机构的运动选择性地启用所述线路端子和负载端子之间的电连通；和

电路，所述电路构造成在所述断路器处于OFF状态时产生信号以激活至少一个电指示器。

35.根据权利要求34所述的断路器，其中，所述电路还构造成：

感测电流；

分析所感测的电流；和

基于对所感测的电流的分析来确定是否存在预定状况。

36.根据权利要求35所述的断路器，其中，所述预定状况选自于由接地故障、电弧故障、共享中性状况和过电流状况构成的组。

37.根据权利要求36所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成接合所述连杆机构。

38.根据权利要求37所述的断路器，其中，所述电路还构造成响应于确定存在所述预定状况而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

39.根据权利要求38所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述故障并且所述单个致动器已被致动而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

40.根据权利要求39所述的断路器，其中，所述电路还构造成：

感测所述线路端子处的第二电流；

分析所述第二电流；和

基于对所述第二电流的分析确定是否存在第二故障。

41.根据权利要求40所述的断路器，其中，所述电路还构造成基于确定不存在所述第二故障并且所述单个致动器已被致动而将控制信号发送给所述螺线管以接合所述连杆机构。

42.一种断路器，包括：

致动器，所述致动器联接至壳体并且能够在ON位置和OFF位置之间移动；

闩锁臂，所述闩锁臂具有近侧部分和闩锁部分，所述闩锁部分相对于近侧部分位于远侧并且将所述闩锁臂可操作地联接至所述致动器；

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述闩锁部分，使得所述连杆机构移动到第一位置选择性地启用线路端子与负载端子之间的电连通；和

电路，所述电路构造成：

感测在所述线路端子和所述负载端子之间流动的电流；

检测共享中性状况；以及

响应于检测到所述共享中性状况而产生信号以激活至少一个指示器。

43.根据权利要求42所述的断路器，其中，所述电路还构造成使所述连杆机构从第一位置移动到第二位置，所述第一位置对应于启用所述线路端子和所述负载端子之间的电连通的ON状态。

44.根据权利要求43所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管构造成可操作地接合所述连杆机构并与所述电路连通。

45.根据权利要求44所述的断路器，其中，所述电路还构造成响应于检测到所述共享中性状况而将控制信号发送给所述螺线管。

46.根据权利要求44所述的断路器，其中，所述螺线管构造成响应于从所述电路接收所述信号而将所述连杆机构从所述第一位置移动到所述第二位置。

47.一种断路器，包括：

线路端子；

负载端子；

能够在第一位置和第二位置之间移动的致动器；

闩锁臂，所述闩锁臂具有远侧部分和可操作地联接至所述致动器的近侧部分；

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述闩锁臂的所述远侧部分，其中，所述致动器从所述第一位置朝向所述第二位置的运动致动所述闩锁臂，所述闩锁臂的致动操作所述连杆机构，所述连杆机构的操作选择性地建立所述线路端子和所述负载端子之间的电连通；和

复位锁定机构，所述复位锁定机构构造成选择性地禁止所述连杆机构的操作。

48.根据权利要求47所述的断路器，其中，所述连杆机构包括突起部，所述复位锁定机构包括能够在偏压位置和致动位置之间移动的电枢，所述电枢构造成在所述电枢处于所述致动位置时选择性地脱离所述突起部。

49.根据权利要求48所述的断路器，其中，所述连杆机构还包括狭槽，所述狭槽构造成可滑动地接收所述突起部。

50.根据权利要求48所述的断路器，其中，当所述断路器检测到预定状况时，所述电枢移动到所述致动位置。

51.根据权利要求50所述的断路器，其中，所述致动器的所述第一位置与所述断路器的OFF状态相关联，所述致动器的所述第二位置与所述断路器的ON状态相关联，并且当所述断路器检测到所述预定状况时，所述复位锁定机构通过使所述电枢脱离所述突起部而允许所述致动器在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

52.根据权利要求50所述的断路器，其中，所述预定状况选自于由接地故障、接地中性故障、电弧故障和过电流构成的组。

53.根据权利要求52所述的断路器，其中，模拟所述预定状况。

54.根据权利要求47所述的断路器，其中，所述断路器是多极断路器。

55.根据权利要求47所述的断路器，其中，所述致动器选自于由摇臂、肘节、滑块和按钮构成的组。

56.根据权利要求50所述的断路器，还包括控制电路，所述控制电路构造成执行自测试并且基于所述自测试确定是否存在所述预定状况。

57.根据权利要求56所述的断路器，其中，所述自测试响应于所述致动器从所述第一位置朝向所述第二位置移动而执行。

58.根据权利要求56所述的断路器，其中，当所述致动器位于所述第二位置时，所述自测试由所述控制电路自动执行。

59.根据权利要求56所述的断路器，其中，所述断路器包括传感器，并且所述控制电路通过如下操作执行所述自测试：

创建模拟故障；

从所述传感器获得传感器信号；

分析所述传感器信号；和

基于所述传感器信号确定是否存在所述预定状况。

60.根据权利要求59所述的断路器，其中，所述传感器包括差动变送器、接地中性变送器、高频率变送器和电压传感器中的至少一个。

61.根据权利要求50所述的断路器，其中，所述闩锁部分包括至少一个突起部，所述连杆机构具有第一连杆，所述第一连杆包括带齿边缘，所述带齿边缘限定沿着所述第一连杆设置的狭槽的一部分，所述狭槽构造成接收所述至少一个突起部。

62.根据权利要求61所述的断路器，其中，当所述连杆机构的所述第一连杆旋转使得所述突起部接合所述第一连杆的所述带齿边缘时，所述断路器处于ON状态。

63.根据权利要求50所述的断路器，还包括螺线管，所述螺线管设置在所述复位锁定机构附近并且构造成选择性地产生磁场以将所述电枢拉向所述螺线管。

64.根据权利要求63所述的断路器，其中，所述连杆机构还包括第一连杆和联接至所述电枢的第二连杆，所述第二连杆构造成当所述电枢被拉向所述螺线管时使所述线路端子从所述负载端子选择性地解耦。

65.根据权利要求64所述的断路器，还包括壳体和电测试触头，所述电测试触头设置在所述壳体内，所述壳体至少部分地包封所述断路器，所述电测试触头与所述闩锁臂可操作地连通并且构造成发送以使所述断路器执行自测试。

66.一种断路器，包括：

能够在第一位置和第二位置之间移动的致动器；

闩锁臂，所述闩锁臂具有远侧部分和可操作地联接至所述致动器的近侧部分；

导电路径，所述导电路径构造成选择性地电联接线路端子和负载端子；和

复位锁定机构，所述复位锁定机构在检测到预定状况的情况下用于选择性地打开所述导电路径，所述复位锁定机构包括：

连杆机构，所述连杆机构可操作地联接至所述闩锁臂的所述远侧部分，其中，所述致动器从所述第一位置朝向所述第二位置的运动致动所述闩锁臂，所述闩锁臂的致动操作所述连杆机构，所述连杆机构的操作选择性地建立所述线路端子和所述负载端子之间的电连通；以及

电枢，所述电枢能够在偏压位置和致动位置之间移动，所述电枢构造成当所述电枢处于所述致动位置时选择性地接合所述闩锁臂的所述远侧部分。

67.根据权利要求66所述的断路器，其中，所述电枢与从所述闩锁臂的所述远侧部分延伸的突起部形成干涉配合。

68.根据权利要求67所述的断路器，其中，当所述突起部相对于所述连杆机构处于第一位置时，所述线路端子与所述负载端子电连通，当所述突起部相对于所述连杆机构处于第二位置时，所述线路端子不与所述负载端子电连通。

69.根据权利要求68所述的断路器，还包括致动器，所述致动器构造成接合所述电枢以解除所述第一连杆的所述突起部与所述电枢的所述延伸部之间的干涉配合。

70.根据权利要求69所述的断路器，其中，所述致动器是螺线管。

71.根据权利要求66所述的断路器，其中，所述连杆机构的所述第一连杆限定狭槽，所述狭槽构造成接收所述闩锁臂的闩锁部分。

72.根据权利要求71所述的断路器，其中，所述闩锁部分包括至少一个突起部，所述至少一个突起部构造成接合所述第一连杆的带齿边缘，所述带齿边缘沿着所述狭槽的一部分形成。

73.根据权利要求66所述的断路器，其中，所述闩锁臂在其后端上包括一对弹簧，用于偏压所述闩锁臂。

74.根据权利要求66所述的断路器，还包括设置在包封所述断路器的壳体内的电测试触头，所述电测试触头构造成使所述断路器执行模拟测试。

75.一种多极断路器，包括：

致动器，所述致动器能够在ON位置和OFF位置之间移动地联接至壳体；

闩锁臂，所述闩锁臂可操作地联接至所述致动器；

第一连杆机构，所述第一连杆机构可操作地联接至所述闩锁臂并且与第一线路侧端子相关联，所述第一连杆机构具有第一连杆和从所述第一连杆延伸的突起部；

第一电枢，所述第一电枢可旋转地联接至所述第一连杆机构并且具有延伸部，所述延伸部构造成与所述第一连杆的所述突起部形成机械接合；

第一螺线管，所述第一螺线管构造成使所述第一电枢旋转以使所述第一连杆的突起部与所述第一电枢的所述延伸部脱离；和

第二连杆机构，所述第二连杆机构机械地联接至所述第一连杆机构，使得所述第二连杆机构响应于所述第一连杆机构的运动而移动。

76.根据权利要求75所述的多极断路器，其中，所述致动器是选自于由摇臂机构、肘节机构和按钮构成的组的部件。

77.根据权利要求75所述的多极断路器，还包括插置在所述第一连杆机构和所述第二连杆机构之间的联接器，用于机械地联接所述第一连杆机构和所述第二连杆机构。

78.根据权利要求77所述的多极断路器，其中，所述联接器固定至所述第一连杆机构的所述第一连杆和所述第二连杆机构的第一连杆。

79.根据权利要求75所述的多极断路器，还包括可旋转地联接至所述第二连杆机构的第二电枢，其中所述第二电枢响应于与所述第二连杆机构相关联的第二螺线管的激活而接触所述第二连杆机构的连杆，以打开第二导电路径。

80.根据权利要求79所述的多极断路器，其中，所述第二连杆机构的所述连杆构造成在所述第二电枢与之接触时收缩。

81.根据权利要求75所述的多极断路器，其中，所述致动器从OFF状态朝向ON状态的运动致使所述断路器测试所述第一螺线管。

82.根据权利要求81所述的多极断路器，其中，在测试所述第一螺线管未能激活所述第一螺线管时，所述第一连杆的所述突起部保持与所述第一电枢的所述延伸部机械接合，使得所述电枢朝向所述ON状态的进一步运动被阻止。

83.根据权利要求75所述的多极断路器，其中，所述第一连杆机构包括第二连杆，所述第二连杆可移动地联接至所述第一连杆并且构造成响应于所述第一电枢与之接触而收缩。

84.一种多极断路器，包括：

壳体；

一对相对于所述壳体固定的第一触头和第二触头；

摇臂致动器，所述摇臂致动器可移动地联接至所述壳体；

闩锁臂，所述闩锁臂与所述摇臂致动器机械协作；

第一连杆机构，所述第一连杆机构可操作地联接至所述闩锁臂并且具有第三触头和第一连杆，所述第一连杆具有突起部，所述第一连杆机构能够相对于所述第一触头移动，以控制所述第一触头和所述第三触头之间的电联接，所述第一触头和所述第三触头之间形成第一导电路径；

第一电枢，所述第一电枢可旋转地联接至所述第一连杆机构并且具有延伸部，所述延伸部构造成与所述第一连杆的所述突起部形成机械接合；

第一螺线管，所述第一螺线管构造成使所述第一电枢旋转以使所述第一连杆的突起部与所述第一电枢的所述延伸部脱离；和

第二连杆机构，所述第二连杆机构具有第四触头，所述第二连杆机构能够相对于所述第二触头移动，以控制所述第二触头和所述第四触头之间的电联接，所述第二触头和所述第四触头之间形成第二导电路径，所述第二连杆机构机械地联接至所述第一连杆机构，使得所述第二连杆机构响应所述第一连杆机构的运动而移动。

85.根据权利要求84所述的多极断路器，其中，所述致动器是选自于由摇臂机构、肘节机构和按钮构成的组的部件。

86.根据权利要求84所述的多极断路器，其中，所述摇臂致动器能够相对于所述壳体在第一位置、第二位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述第一连杆机构的所述第三触头和所述第二连杆机构的所述第四触头与所述第一触头和所述第二触头间隔开，对应于所述多极断路器的OFF状态，在所述第二位置，存在故障或过电流状态，对应于所述多极断路器的中间跳闸状态，在所述第二位置，所述第一连杆机构的所述第三触头和所述第二连杆机构的所述第四触头与所述第一触头和所述第二触头相接合，对应于所述多极断路器的ON状态。

87.根据权利要求84所述的多极断路器，还包括插置在所述第一连杆机构和所述第二连杆机构之间的联接器，用于机械地联接所述第一连杆机构和所述第二连杆机构。

88.根据权利要求87所述的多极断路器，其中，所述联接器固定至所述第一连杆机构的第一连杆和所述第二连杆机构的第一连杆。

89.根据权利要求84所述的多极断路器，还包括可旋转地联接至所述第二连杆机构的第二电枢，其中所述第二电枢响应于与所述第二连杆机构相关联的第二螺线管的激活而接触所述第二连杆机构的连杆，以打开所述第二导电路径。

90.根据权利要求89所述的多极电路断路器，其中，所述第二连杆机构的所述连杆构造成在所述第二电枢与之接触时收缩。

91.根据权利要求84所述的多极断路器，其中，所述摇臂致动器从OFF状态朝向ON状态的运动致使所述断路器测试所述第一螺线管。

92.根据权利要求91所述的多极断路器，其中，在测试所述第一螺线管未能激活所述第一螺线管时，所述第一连杆的所述突起部保持与所述第一电枢的所述延伸部机械接合，使得所述摇臂致动器朝向ON状态的进一步运动被阻止。

93.根据权利要求84所述的多极断路器，其中，所述第一连杆机构包括第二连杆，所述第二连杆可移动地联接至所述第一连杆并且具有附接至所述第二连杆的所述第三触点，所述第一连杆机构的所述第二连杆构造成响应于所述第一电枢与之接触而收缩。