CN111525506B - 用于电路中断装置的延迟电路 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及用于电路中断装置的延迟电路。本发明提供一种电路中断装置，其包含线路导体、负载导体、中断装置、延迟电路和故障检测电路。当电路中断装置处于跳闸条件时，中断装置将线路导体从负载导体断开。延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关，且使线路导体从负载导体的断开延迟。故障检测电路检测故障条件，并在检测到故障条件时，产生故障检测信号。故障检测电路将故障检测信号提供到第一开关以触发第一开关，且延迟电路使第二开关和第三开关的触发延迟。在已经过一定量的时间之后，触发第二开关和第三开关，以将电路中断装置置于跳闸条件。
Description
本申请是申请日为2015年12月18日，申请号为“201580085756.3”，发明名称为“用于电路中断装置的延迟电路”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体上涉及带开关电气装置。更明确地说，本发明涉及自测试电路中断装置，例如接地故障电路中断器(“GFCI”)装置，当检测到一或多个条件时，其从“复位”或闩锁状态切换到“跳闸”或开闩状态。符合本文所揭示的本发明的此类装置具有比先前已知GFCI装置中所提供的装置更稳健的自测试能力。
背景技术
具有朝断开位置偏置的触点的GFCI装置需要用于将所述触点设置和保持在闭合位置的闩锁机构。同样地，具有朝所述闭合位置偏置的触点的带开关电气装置需要用于将所述触点设置和保持在断开位置的闩锁机构。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、弧故障中断器和GFCI，仅举几例。
为了在美国商业出售，GFCI装置必须符合担保人实验室(“UL”)结合行业领先的制造商以及其它行业成员(例如各种安全组织)所建立的标准。涵盖GFCI装置的一个UL标准是UL-943，标题为“用于安全接地故障电路中断器的标准(Standard for Safety-GroundFault Circuit Interrupters)”。UL-943适用于A类单相和三相GFCI，其既定用于保护工作人员，且对此类GFCI装置的功能、构造、性能和标记具有最小要求。其中，UL-943要求GFCI装置应跳闸的特定故障电流电平和响应计时要求。通常，当检测到具有高于5毫安(“mA”)的电平的接地故障时，要求GFCI跳闸。另外，当高电阻接地故障施加到装置时，根据等式T＝(20/I)1.43，UL-943的本版本指定所述装置应跳闸，且防止电流递送到负载，其中T是指时间，且用秒来表达，且I是指电流，且用毫安来表达。因此，在5mA故障的情况下，装置必须在7.26秒或更少的时间内检测故障和跳闸。
在此类安全相关标准就位的情况下，且因为GFCI装置被直接认为因其在19世纪70年代早期的引入而挽救了许多生命，它们已变得在住宅和商用电力网中随处可见。然而，像大多数机电装置那样，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能短路或以其它方式变得有缺陷，如故障检测器电路或装置内的其它地方中的组件可能短路那样，从而使所述装置不能够恰当地检测接地故障和/或恰当地中断电流的流动。为此，很长时间以来，需要具备有监控电路的GFCI装置，所述监控电路实现手动测试装置的能力，以在遇到故障时跳闸。此类监控电路通常具有测试按钮，其在被按压使，致动热导体和中线导体上的模拟接地故障。如果所述装置恰当地起作用，那么检测到模拟故障，且装置将跳闸，即致动机械中断器断开连接所述装置的线路侧(例如在供应AC电的情况下)和负载侧(其中用户连接其电器等且其中连接下游插座或额外GFCI装置)的电流路径。
行业安全组织所进行的研究指示，通常来说，公众并不会定期测试其GFCI装置来确定恰当操作，即通过按压测试按钮。此研究进一步揭露已在延长的时间周期内服务的一些GFCI装置变得不起作用，且无法恰当地检测故障条件，因此使装置变得不安全。具体地说，发现在延长使用之后，当故障出现时，GFCI装置未能跳闸，因此使所述装置可作为电气插座操作，但在存在故障条件时不安全。因为不是定期测试所述装置，因此此不安全条件加剧。也就是说，当实际上所述装置是潜在地危及生命的危害源时，鉴于其充分递送电力的事实，人们错误地认为所述装置在运行。
结合人们不会定期测试其GFCI装置(尽管制造商的明确指令是定期测试)的认识，部署在现场的GFCI装置变得越来越不可运作且不安全的发现使得研究开始对UL-943标准进行可能的改变，以要求GFCI装置对其本身进行自测(例如自动监视器)，而无需人为干预。对UL-943所预期的改变进一步包含针对向消费者警告保护的丧失和/或装置将其本身从服务自动去除(例如，永久地跳闸)的要求。此外，将必须执行这些额外自测操作，而不干扰装置的主要功能，即在遇到实际故障时跳闸。
上文所提到的经修改的自测功能性还不是对UL-943认证的要求，但预期不久将是这样的要求。为此显著UL改变作准备，且鉴于集成电路的成本的看起来无限的降低，许多GFCI制造商已转移到有利于先前模拟设计的数字技术(例如微处理器和微控制器)，以提供接地故障保护和自监视功能性两者。然而，所提供的数字解决方案迄今都不是理想的。举例来说，若干现有技术GFCI设计，包含那些旨在提供自测功能性的设计，遭受骚扰性跳闸，这是其中当真实接地故障、手动所产生的模拟接地故障以及自动自测故障均不存在时致动中断器的情形。此不利条件被许多人认为因自动自测的额外要求而恶化，这导致装置内产生额外的感应电流。
因此，希望提供一种提供某些自测能力的GFCI装置，包含UL-943的下一修订中提出的那些装置，但最小化与骚扰性跳闸相关联的风险。
发明内容
考虑到与现有技术GFCI装置相关联的难以解决的问题，包含但不限于上文所论述难以解决的问题，根据本发明的一或多个示范性实施例的电路大体上涉及不断地监视GFCI装置的性能的自动监视电路。更具体地说，处理装置(例如微控制器或微处理器)经配置以基于所存储的用于测试和检验GFCI装置内的各种子电路的耐久性和功能性的软件程序，周期性地执行自动监视例程。为了测试GFCI装置的恰当电流隔离，操作耦合到微控制器的驱动器，以每当执行或运行自动监视例程时，就起始表示接地故障的测试信号，且监视不同电路节点以确认所述装置的恰当操作。
寿命终点指示器也耦合到微控制器，以指示GFCI装置是否未能恰当地检测测试信号或装置内已出现的某一其它故障。为了避免当产生测试信号时机械电流中断装置跳闸，并且允许尽可能多的GFCI装置电路执行其既定功能，提供唯一监视器电路，其利用数字组件(例如GFCI集成电路装置和微控制器)的各种功能性。具体地说，为了提供在正常条件下监视GFCI装置的故障检测能力而不干扰和导致误跳闸的自动测试功能，符合本发明的实施例包含与GFCI集成电路(“IC”)装置的中断器驱动输出相关联的专门选定的滤波电容器。电容器和其它相关电路组件的恰当选择防止中断器驱动电路(例如，硅可控整流器(“SCR”))启动或接通，直到遇到真实故障条件为止。
根据本发明的一个方面，提供一种电路中断装置，其包含用于电连接到外部电力供应器的一或多个线路导体、用于电连接到外部负载的一或多个负载导体，以及连接到所述线路导体和所述负载导体的中断装置。当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开，且当所述电路中断装置不处于跳闸条件时，将所述线路导体电连接到所述负载导体。所述电路中断装置还包含延迟电路，其使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟。所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关。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。所述故障检测电路将所述故障检测信号提供到所述延迟电路内的所述第一开关，以触发所述第一开关，且所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟一定量的时间。在已经过所述量的时间之后，触发所述第二开关和所述第三开关，以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。
根据本发明的另一方面，提供一种布线装置，其包含中断器、故障检测电路、螺线管和延迟电路。当激活时，中断器将所述布线装置置于或维持在跳闸状态，以防止电流从布线装置的线路侧流动到布线装置的负载侧。所述故障检测电路经配置以检测所述布线装置中的一或多个故障条件，且在所述一或多个故障条件满足预定准则时，产生故障检测信号。所述螺线管可操作以在传导电流时激活所述中断器。所述延迟电路包含电连接到所述螺线管的一或多个开关。当所述一或多个开关中的一或多者激活时，所述螺线管传导电流。在所述故障检测信号的产生之后，所述延迟电路使所述一或多个开关中的一或多者的激活延迟一定量的时间。在已经过所述量的时间之后，激活所述一或多个开关中的一或多者，以将所述布线装置置于所述跳闸条件。
本发明的其它方面将通过考虑详细描述和随附图式而变得显而易见。
附图说明
下文借助于实例参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明的示范性实施例的自测GFCI插座装置的侧面正视图。
图2是图1所示的自测GFCI插座的侧面正视图，外壳的前盖被去除。
图3是图1中所示的自测GFCI插座装置的核心组合件的侧面正视图。
图4A到4D是符合本发明的示范性实施例的示范性电路的示意图。
图5是表明延迟中断装置的触点的断开如何减小当所述触点断开时通过所述中断装置的所述触点施加的电力的示波器迹线。
具体实施方式
在详细解释本发明的实施例之前，应理解，本发明在其应用中不限于在以下描述中阐述或在以下图式中说明的组件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且以各种方式实践或进行。
符合本发明的装置的示范性实施例包含下文详细描述的新颖的机械和/或电气特征中的一或多者。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视或自测特征。先前已例如在2012年3月16日申请的第6,807,035号、第6,807,036号、第7,315,437号、第7,443,309号以及第7,791,848号美国专利，以及第13/422,790号美国专利申请案中揭示了相对于GFCI装置的一些自测特征和能力，其全部共同转让给本申请案的相同受让人，且其整个相应内容以全文引用的方式并入本文中。符合本文所揭示的本发明的自动监视特征比先前已揭示的自动监视特征稳健，且减少装置误跳闸或骚扰性的概率。举例来说，提供与寿命终点(“EOL”)条件的确定以及在此确定之后采取的动作有关的额外特征。下文参考图式来描述符合本发明的进一步示范性新颖电气和机械特征。
参看图1，根据本发明的示范性实施例的GFCI插座10包含前盖12，其具有双线座面14，其具有相位16、中线18和接地20开口。面14还具有容纳复位按钮24的开口22，其邻近容纳测试按钮28的开口26，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，例如不同色彩的LED，开口32、34容纳相应的亮LED，其例如用作夜灯，开口31容纳光导光电池，其例如用于控制夜灯LED，且开口35提供对定位螺钉的接入，用于根据此和其它示范性实施例来调整光电池装置。后盖36通过八个固定件38固定到前盖12，图1中示出四个固定件38，且插座10的被从图1中的视图遮蔽的侧上提供四个额外固定件。举例来说，每一固定件38可包含前盖12上的带刺柱50以及后盖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，其全部内容以全文引用的方式并入本文中。具有标准安裝耳42的接地磁轭/桥接器组合件40从插座10的端部伸出。
参看图2，前盖12已去除以暴露歧管126，其为印刷电路板390和磁轭/桥接器组合件40提供支撑。根据示出的实施例，歧管126包含四个鸠尾互连件130，其沿后盖36的上边缘与对应的凹处132配合。分别在歧管126和后盖36的四个侧中的每一者上提供一个鸠尾-凹处对。
图3是核心组合件80的侧面正视图。核心组合件80包含电路板82，其支撑插座的工作组件中的大多数，包含图4A到4D(其在本文统称为图4)中所示的电路、感测变压器84和接地中线变压器85(未图示)。线路触点臂94、96穿过变压器84、85，其间有绝缘分离器98。线路接触臂94、96是悬臂式的，其相应的远侧端部运载相位和中性线触点102、104。负载触点臂98、100也是悬臂式的，其相应远侧端部运载相位和中线负载触点101、103。悬臂式接触臂的弹性使线路触点102、104和负载触点101、103偏置远离彼此。负载触点臂98、103搁置在由绝缘(优选热塑性)材料制成的可移动触点托架106上。
图4是符合本发明的示范性实施例中的一或多者的GFCI插座装置的电气和机械组件的示意图。图4中所示的电路可在如上文相对于本发明的各种实施例所描述的GFCI装置中使用。图4的电路符合上文所述的示范性实施例的机械操作；然而，符合本发明的实施例的GFCI装置无需使用图4中所描绘的精确电路，且所属领域的技术人员在观看图4和/或查阅下文陈述的描述之后，将能够修改电路的某些方面以实现类似的总结果。预期且认为此类修改在本文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图。图4中所示的电路，或其各种子电路，可在多种电布线装置中实施，然而出于描述的目的，本文结合其在图1到3中所示的GFCI插座装置中的使用来论述图4的电路。
图4的电路包含相线端子326和中性线端子328，用于电连接到AC电源(未图示)，例如在美国用于家用电源的60赫兹、120伏rms电源。可修改图4的电路以及驻存在其上并与此实施的软件，以还适应其它电力传递系统。此类修改以及所述电路和软件最终将用于其中的所得电路和布线装置是发明人所预期的，且被认为在本文所述的本发明的精神和范围内。举例来说，使用不同电压和频率的电力传递系统在本发明的范围内。
参看图4，相位导体330和中性导体332分别连接到相位和中性线端子，且各自穿过感测变压器334和接地中线变压器336，是为下文所描述的检测电路的一部分。举例来说，相位和中性线端子对应于上文图1中的输入端子螺钉326、328，且相位和中性线导体330、332分别表示线路触点臂94、96，如上文相对于图3所描述。线路导体330、332中的每一者具有相应的固定端，其连接到相位和中性线端子，且各自包含相应的可移动触点，例如来自上文所述的实施例的触点102、104。面相位和面中线导体338、340分别包含固定到其的电触点(未图示)。面导体电连接到相应的面端子342、344，且在示出的实施例中，与之成一体，当电气插座装置在使用中时，来自负载装置(未图示)(例如电器)的插片将连接到所述面端子。
根据此实施例在图4中所示的电路还分别包含任选的负载相位和负载中线端子346、348，其电连接到下游负载(未图示)，例如一或多个额外插座装置。负载端子346、348分别连接到悬臂式负载导体277、278，其中的每一者在其远端处包含可移动触点(图4中未图示)。负载触点安置在相应的相位和中性线触点以及相位和中线面触点下方，并与之同轴，使得当线路导体朝负载和面导体移动时，三组触点配合并电连接在一起。当装置处于此条件时，其被称为“复位”或处于复位状态。
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。根据本发明的实施例，GFCIIC 350是众所周知的4141装置，例如飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor Corporation)制作的RV4141装置。其它GFCIIC装置还可在图4的电路中使用代替4141，且此类修改在本发明的精神和范围内。
GFCIIC装置350接收来自各种其它电路组件(包含变压器334、336)的电信号，且检测一或多个种故障，例如真实故障、模拟故障或自测接地故障，以及真实或模拟接地中线故障。举例来说，当线路导体330、332中出现充足的电流不平衡时，通过变压器334、336的净电流导致至少在变压器334周围产生磁通量。此磁通量导致导体333上感应电流，所述导体缠绕在感测变压器334周围。导体333的相应端分别在输入端口V-REF和VFB处连接到GFCIIC装置350的感测放大器的正和负输入。导体333上的感应电流导致到GFCIIC 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GFCIIC 350的输出中的一或多者(例如SCR触发信号输出端口(SCR_OUT))处产生检测信号。GFCIIC 350所使用的阈值由连接在运算放大器输出(OP_OUT)与到感测放大器(“VFB”)的正输入之间的有效电阻确定。
线路导体330、332上的电流不平衡是由真实接地故障、模拟接地故障或自测接地故障导致。当图4中的测试开关354闭合(其在按压测试按钮28(图1)时发生)时，产生模拟接地故障。如下文进一步详细描述，当自动监视电路370发起自动监视测试序列时，出现自测故障，所述自动监视测试序列包含在独立导体356上产生电流。
根据本发明的实施例，当测试开关354闭合时，在线路导体330、332和负载导体338、340中流动的电流中的一些从感测变压器334周围的相位面导体338(且当装置处于复位状态时，相位负载导体277)分流，并穿过电阻器358到中性线导体332。通过以此方式分流穿过电阻器358电流中的一些，在流经导体330的电流以及在相反的方向上流经导体332的电流中产生不均衡。当电流不平衡，即流经穿过感测变压器的导体的净电流超过阈值(例如4到5毫安)时，检测器电路352检测到此模拟接地故障，且激活GFCI IC 350的SCR输出(SCR_OUT)。
当激活GFCIIC 350的SCR输出时，开关360(例如SCR)触发到接通(ON)状态或条件，这允许电流从相线导体330流经电阻器到光电耦合器。光电耦合器使开关361和369(例如SCR)的触发与家用电源和螺线管(例如双螺线管线圈362[下文描述])隔离。尽管图4中说明光电耦合器，但在本发明的其它构造中，可用不同的固态继电器来代替所述光电耦合器。出于描述性目的，本文将相对于其中每一开关是SCR的本发明的实施例来描述开关360、361和369。在SCR 360触发到接通条件或状态之后，触发或激活光电耦合器到接通条件或状态，且光电耦合器允许电流从光电耦合器的引脚4流到引脚3。反向偏置的齐纳二极管连接越过光电耦合器的引脚1和2，以保护光电耦合器免于电涌和/或瞬态电压尖峰。举例来说，如果越过齐纳二极管施加大于齐纳二极管的反向偏置的崩溃电压(例如5V)的电压，那么齐纳二极管将在相反方向上传导电流。此操作使电流转向远离光电耦合器。
GFCIIC 350的电压供应器输出VS提供电压到电阻器，其连接到光电耦合器的引脚4。流经电阻器和光电耦合器的引脚4和3的电流可操作以将SCR 361和SCR 369的栅极触发或激活到接通条件或状态。然而，电阻器通过光电耦合器电连接到第一电容器和第二电容器，以创建电阻器-电容器(“RC”)电路。RC电路引入的RC时间延迟使SCR 361和369的栅极延迟被触发或激活到接通状态，且使所述装置延迟跳闸一定量的时间。在一些实施例中，可用一个电容器来代替第一电容器和第二电容器。在其它实施例中，可使用两个以上电容器来将电容器提供到RC电路。
一旦来自RC电路的延迟的时间量已经过，就将SCR 361和SCR 369激活或触发到接通状态。当SCR 361接通时，电流从相线导体330流经双线圈螺线管362的次级线圈363、保险丝365、二极管367和SCR 361。另外，当SCR 369接通时，电流从相线导体330流经双线圈螺线管362的初级线圈364、保险丝372、二极管374和SCR 369。在一些实施例中，SCR 361和SCR369中的仅一者在延迟电路中实施，且螺线管362包含一个线圈。流经两个线圈363、364的电流产生磁场，其使电枢在螺线管362内移动。当螺线管电枢移动时，其使触点托架(例如图3中的106)开闩，触点托架是中断装置315的一部分，且所述托架在线路导体330、332的自然偏置下下降，也就是说，远离面导体338、340和负载导体277、278。所述装置现在称为由于成功的手动模拟故障测试序列而“跳闸”，且所述装置将不递送电力到负载，直到其复位为止。本发明的开关354闭合直到装置跳闸且电流不再从相线导体330流到面和负载导体中的任一者且经过螺线管线圈363、364为止所花费的时间如此短，以致保险丝365、372保持无破损。
RC电路引入的延迟使导体330、332的断开延迟，使得当存在较少的电力(例如小于100％ VCC)提供通过中断装置315的触点时，导体断开。举例来说，电容器307(下文描述)引入的GFCIIC 350的SCR输出的启动中的延迟致使SCR 360在大约导体330、332上的输入功率的峰值功率点处(即，大约在AC波形内的90°处)触发。当这发生时，当触点断开时，中断装置315处的负载可产生大量的等离子体，这可烧坏中断装置315的触点。RC电路可操作以使中断装置315的触点的断开延迟，直到较少的电力通过中断装置315提供为止。在一些实施例中，RC电路引入延迟，其在触点断开时，使正通过中断装置315提供的电力减小到大约25％与大约100％ VCC之间。在一些实施例中，当正通过中断装置315提供大约50％与65％ VCC之间时，触发中断装置315。当触点断开时，通过中断装置315的此减少的电力使所产生的等离子体的量减少。因此，可使用包含减少的银的触点(即，为了降低成本)，且可增加触点的使用期限(例如通过减少等离子体对触点的灼烧)。
图5说明示波器迹线600，其表明当触点断开时，延迟中断装置315的触点的断开如何减少通过中断装置315的电力。图5在605处说明用以使装置跳闸的AC波形的正半循环的开始。在此说明性实例中，电阻器具有值53千欧姆，且第一电容器、第二电容器具有值0.23μF。微控制器301使用微控制器301的端口GP3处的电压来确定GFCI IC装置350是否正被供应电力，以及所述装置是否跳闸或处于复位条件。图5中在610处，说明端口GP3处的电压的前沿。在615处，电容器307引入的GFCIIC 350的SCR输出的启动中的延迟致使SCR 360被触发。如图5中所说明，SCR 360在大约峰值电力(大约100％ VCC)下触发。然而，RC电路阻止SCR361和SCR 369被触发持续大约1mS，直到620为止。在触发SCR 361和SCR 369之后，中断装置315的触点的断开中的机械延迟(上文所述)使触点的断开延迟，直到625为止。实现从GP3处的电压的前沿的4.86mS的总延迟(610)，直到中断装置的触点实际断开(625)为止。AC波形的正半循环的电压为120V(85伏rms)或大约68％VCC。
出于说明性目的，提供图5中以图形方式说明的本发明的实施例，且可使用电阻器以及第一电容器和第二电容器的其它值，其将增加或减小RC电路引入的RC时间延迟。来自RC电路的RC延迟可增加(例如大于大约l mS)，但螺线管362处必须存在足够的电力，来断开中断装置315的触点。断开中断装置315的触点所需的最小电力在所说明的AC波形的大约25％ VCC处出现。
经由复位操作的手动测试
再次参考图4，例如，通过按压复位按钮24(图1)来封闭复位开关300也起始测试操作。具体地说，当复位开关300闭合时，GFCIIC 350的电压供应器输出VS通过导体308电连接到SCR 360的栅极，因此接通SCR 360。当SCR 360接通时，电流从线路导体330汲取通过二极管359和SCR 360，且最后到接地。类似于如先前所论述，当通过按压测试按钮接通SCR 360时，在RC时间延迟且电流流经螺线管线圈363、364之后，通过按压复位按钮接通SCR 360也导致SCR 361和SCR 369接通。流经螺线管362的线圈363、364的电流在螺线管处产生磁场，且螺线管内的电枢被致动并移动。在典型的(例如，非测试)条件下，以此方式致动电枢来使装置跳闸，例如当出现实际故障时。
然而，当复位开关300闭合时，装置可能已经处于跳闸条件，即线路、面和负载导体的触点电隔离。也就是说，在装置已跳闸之后，通常按压复位按钮来重新闩锁触点托架，并使线路、面和负载触点重新电接触。如果在按压复位按钮时螺线管362的电枢未能启动，且在释放复位按钮之后，包含触点托架的复位机构在其返回时未能啮合复位冲杆，那么装置将不复位。因此，如果例如装置尚未接线到AC电线，或其已错接线，也就是说，装置已与未连接到线路端子326、328的AC电接线，那么无电力施加到GFCIIC 350。如果无电力施加到GFCIIC 350，那么无法通过GFCIIC 350的SCR输出或在按压静置按钮时，驱动SCR 360的栅极。在此条件下，装置将不能够复位。通过确保装置在跳闸条件下运送给用户，根据符合本发明的实施例的布线装置来防止错接线条件。因为装置无法复位，直到AC电恰当地施加到线路端子为止，所以防止错接线条件。
自动监视电路
继续参考图4中所示的示范性电路示意图，自动监视电路370包含可编程装置301。可编程装置301可为任何合适的可编程装置，例如微处理器或微控制器，其可被编程来实施自动监视例程，如在下文详细阐释。举例来说，根据图4中所示的实施例，可编程装置301由来自ATtiny 10家族的ATMELTM微控制器实施。所述可编程装置也可由微芯片微控制器(例如PIC10F204/206)实施。
根据依据图4中所示的实施例的一个示范性自动监视或自动自测例程，微控制器301通过设定软件自动监视测试旗标，大约每三(3)秒起始自动监视例程。自动监视测试旗标起始电路中断装置内的自动监视例程，且确认所述装置恰当地操作，或在某些情况下，确定电路中断装置已达到其寿命终点(“EOL”)。当自动监视例程以正(即，成功)结果运行时，自动监视电路进入休眠状态，直到微控制器301再次设定测试旗标，且起始另一自动监视例程为止。
如果自动监视例程以负结果运行，例如，无法确定电路中断装置正恰当地起作用，或确定实际上并不恰当地操作，那么使故障计数器递增，且当存储在装置内的存储器中的软件程序发指令时，微控制器301起始另一自动监视例程。除故障计数递增之外，还提供故障的临时指示。举例来说，根据本发明的实施例，当此故障出现时，控制微控制器301的I/O端口GP0为输出，且控制发光二极管(“LED”)376闪烁例如一次或多次，来向用户指示故障。如果故障计数器达到预定值，即自动监视例程以负结果运行某一次数，所述次数存储并实施在软件中，那么自动监视例程调用寿命终点(“EOL”)序列。EOL序列包含以下功能中的一或多者：(a)指示已达到EOL，例如通过不断地闪烁或点亮指示灯和/或产生可听声音，(b)尝试使装置跳闸，(c)防止使装置复位的尝试，(d)将EOL事件存储在非易失性存储器上，例如在存在电源故障的情况下，以及(e)当装置掉电时，清除EOL条件。
根据此实施例，当自动监视软件确定该运行自动监视例程时，即基于汽车监视器定时器，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，电流流经电阻器303，且在晶体管304的基极处建立电压，从而接通晶体管。当晶体管304接通时，电流从直流电压供应器378流经电阻器305，其例如为3千欧姆电阻器，且继续通过电导体356和晶体管304到接地。关于dc电压源378，根据本发明的实施例，此电压源的值设计成介于4.1伏dc到4.5伏dc之间，但此电压供应器的值可为任何其它合适的值，只要所使用的值充分考虑下文所述的其它电路功能性。
根据此示范性实施例，电导体356是电线，但也可为印刷电路板上的导电迹线。导体356在一端连接到电阻器305，穿越感测变压器334，且在变压器的核心周围环绕大约十(10)次，并在其另一端连接到晶体管304的采集器。因此，当在微控制器301中设定软件自动监视测试旗标且晶体管304接通时，电流流经导体356，其包括与相线导体330和中性线导体332分开的独立导体，电流还穿越感测变压器334的中心。
如果根据本发明的实施例的电路中断装置恰当地起作用，那么随着电流流经导体356且流经感测变压器，感测变压器334处产生磁通量。所述通量在导体333上产生由检测电路352(包含GFCIIC装置350)检测的信号。根据此实施例，当装置350检测到在感测变压器334处产生的通量时，电压电平在装置350的I/O端口中的一者处增加，例如在图4中标记为CAP的输出端口处增加，从而增加导体306上的电压。
根据此实施例，电容器307连接于微控制器301的CAP I/O端口与接地之间。如本领域中已知，将电容器附接在4141GFCIIC装置的CAP输出与接地的正中间致使从GFCIIC装置350输出的SCR触发信号(SCR_OUT)延迟预定的时间周期。延迟触发信号的时间量通常由电容器的值决定。然而，根据本发明的实施例，电容器307不连接在CAP输出与接地的正中间。实情为，电容器307还经由电路路径连接到微控制器301的ADC I/O端口GP0，所述电路路径包含与电阻器311(例如，3兆欧姆)串联的二极管310，这完成了具有电阻器312(例如，1.5兆欧姆)的分压电路。在GFCIIC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，且确认其高于某一电平，可确定检测电路352是否恰当地检测到在导体356上产生的自测故障信号，且可进一步确认GFCIIC装置350是否能够产生适当的SCR触发信号。并且，为了避免在自测自动监视故障期间使装置跳闸，在GFCIIC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，且确认恰当的自测故障检测。
如果在电容器307上汲取的电流过高，那么GFCIIC装置350可能未恰当地操作。举例来说，如果从电容器307汲取少到3到4毫安的电流，那么无法例如依据UL要求准确地检测也既定由GFCIIC装置350检测的接地中线条件，因为在必要量的时间内，SCR触发信号(SCR_OUT)将不启动。根据本发明的实施例，为微控制器301的ADC I/O端口GP0汲取小于约1.3毫安，或为GFCIIC装置350指定的延迟电流的约5％。从电容器307汲取的此小电流对所述装置恰当地检测真实接地故障和/或真实接地中线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纳安的电流。连接到微控制器301的ADCI/O端口GP0的并联电阻器311和312产生4.5兆欧姆的漏极，其将从电容器307抽吸的电流限于1.0的微安的最大值。GFCIIC装置350利用大约40毫安的电流来产生SCR触发，但在从SCR_OUT输出SCR触发信号之前，微控制器301仅需要大约50纳安，以从电容器307读取SCR触发信号。因此，通过为电容器307选择恰当的值，结合电阻器311和312以及二极管310的适当值选择，有可能为来自GFCIIC装置350的SCR触发信号(SCR_OUT)维持正确的延迟，并使用微控制器301中的ADC来测量ADC输入(GP0)处的信号，以确定检测电路352是否已恰当地检测到导体356上的测试信号。
还应注意，在图4中示出的实施例中，LED 376还连接到微控制器301的ADC I/O端口(GP0)。因此，不管LED 376是否导电都不会影响电容器307上的漏极，以及SCR触发信号的延迟和微控制器301恰当地测量从GFCIIC装置350的CAP I/O端口输出的信号的能力。因此，关于图4中所示的电路，选择LED 376，使得其在微控制器301正测量来自GFCIIC装置350的CAP输出的信号的时间期间，并不接通并开始导电。举例来说，选择LED 376，使得其接通电压约为1.64伏或高于1.64伏，其根据图4中所示的电路，可在I/O端口GP0处测得。另外，当正驱动LED 376时，为了防止任何信号添加到电容器307，提供二极管310。
根据此实施例，包含二极管310和分压器311、312的电路路径连接到微控制器301的I/O端口GP0，其充当微控制器301内的模/数转换器(“ADC”)的输入。微控制器301的ADC测量电容器307的充电动作所建立的增加的电压。当达到预定电压电平时，微控制器301断开自动监视刺激信号302，其又断开晶体管304，从而停止导体356上的电流，且因此停止感测变压器334处所产生的通量。当出现此情况时，微控制器301确定合格的自动监视事件已成功地过去，且如果当前计数大于零，那么使自动监视失败计数器递减。
换句话说，根据此实施例，微控制器301根据预定时间表重复自动监视例程。基于存储在微控制器301内的存储器中的软件程序，按需要从每几秒到每月等的任何间隔运行自动监视例程。当起始例程时，感测变压器334处产生的通量以与其中如果已出现实际接地故障或如果已例如通过按压如上文所描述的测试按钮手动产生模拟接地故障那么将产生通量的方式类似的方式出现。
然而，自动监视例程所产生的自动监视(自测)故障与实际接地故障或按压测试按钮所产生的模拟故障之间存在差异。当出现实际或模拟接地故障时，应产生分别在相位和中线导体330和332中流动的电流的差异。也就是说，导体330上的电流应不同于导体332上的电流。流经感测变压器334的此差动电流由GFCIIC装置350检测，所述差动电流驱动其SCR_OUT I/O端口上的信号，以激活SCR 360的栅极并将其接通。当SCR 360接通时，通过线圈363、364汲取电流，其导致中断装置315跳闸，从而致使触点托架下降，这又致使线路、面和负载触点彼此分离。因此，防止电流流经相位和中线导体330、332分别到相位和中线面端子342、344，以及相位和中线负载端子346、348。
相比之下，当根据本发明执行自动监视例程时，相位和中线导体330、332上不产生差动电流，且中断装置315不跳闸。实情为，在自动监视例程期间，感测变压器334处所产生的通量是电流流经导体356的结果，所述导体与相位和中线导体330、332电分离。导体356上所产生的电流仅存在较短的时间周期，例如小于先前论述的电容器307所建立的延迟时间。
如果到微控制器301的ADC输入(GP0)的输入处所建立的电压在自动监视例程期间的此预定时间周期内达到所编程的阈值，那么确定检测电路352成功地检测到流经感测变压器334的核心的电流，且认为自动监视事件已过去。因此，微控制器301确定包含GFCIIC装置350的检测电路352正恰当地工作。因为在自动监视例程期间流经感测变压器334的电流设计成量值大体上类似于在模拟接地故障流经变压器的差动电流(例如，4到6毫安)，所以确定检测电路352将能够检测实际接地故障，并将恰当的驱动信号提供到SCR 360来使中断器315跳闸。
或者，自动监视电路370可确定自动监视例程失败。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视例程期间达到给定电压所花费的时间比预定时间周期长，那么确定自动监视事件失败。如果出现此情况，自动监视失败得分递增，且在视觉上或听觉上指示所述失败。根据一个实施例，当发生自动监视事件失败时，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将电压放置在导体309上，微控制器将所述I/O端口GP0首先转换成输出端口。GP0处的此电压在导体309上产生电流，其流经指示器LED376和电阻器380到接地。随后，将微控制器301的ADC I/O端口(GP0)转换回到输入端口，并为下一所安排的自动监视事件的发生保持就绪。
根据此实施例，当出现自动监视事件失败时，指示器LED 376仅点亮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保持暗或不点亮。因此，如果例如每三(3)秒运行自动监视例程，且事件失败仅单次或零星地出现，那么所述事件可能不被用户注意到。另一方面，如果失败定期出现，如在用于自动监视例程的组件中的一或多者永久停用时将出现的情况，微控制器301重复地接通指示器LED 376 10毫秒，且断开100毫秒，从而将注意力吸引到装置，并告知用户装置的关键功能性已损坏。导致自动监视例程失败的条件包含以下各项中的一或多者：断路的差动变压器、闭路的差动变压器、无电力到GFCIIC、断路的螺线管、GFCIIC的SCR触发输出不断地为高，且GFCIIC的SCR输出不断地为低。
根据进一步实施例，如果自动监视失败得分达到预定限制，例如一(1)分钟内七(7)个故障，那么微控制器301确定装置不再安全，且已达到其寿命终点(EOL)。如果出现此情况，那么激活视觉指示器来警告用户电路中断装置已达到其使用寿命的终点。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，类似于当如上文所描述记录单个故障时，且经由GP0周期性地将信号放置在导体309上，即使LED 376以例如10毫秒接通且100毫秒断开的速率闪烁，或连续地将信号放置在导体309上以永久地照明LED 376。此时，自动监视例程也停止。
除使LED 376闪烁或连续点亮LED 376之外，根据另一实施例，当确定EOL时，还激活印刷电路板(“PCB”)390上的任选的可听报警电路382。在此情况下，通过LED 376的电流在SCR 384的栅极上建立电压，使得SCR 384根据来自微控制器301的GP0的输出信号，连续或间歇地接通。当SCR 384接通时，从相线导体330汲取电流以激活可听报警386(例如蜂鸣器)，其向装置的用户提供装置已达到其使用寿命的终点(即，EOL)的额外通知。举例来说，相对于本发明的实施例，可听报警电路382包含并联RC电路，其包含电阻器387和电容器388。当从相线导体330汲取电流时，电容器388以受电阻器387的值控制的速率充电和放电，使得蜂鸣器386发出所要的闪断告警。
此实施例的另一方面包含可调光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)以及电阻器406到408。当环境光，例如根据本发明的实施例的电路中断装置附近的光的量，正升高时，光传感器404对环境光等级做出反应，以将增加的阻抗施加到晶体管398的基极，来使LED随着环境光增加而调暗。或者，当环境光减小时，例如随着夜幕开始降临，流经传感器404的电流相应地增加。随着环境光等级减小，LED 400和402越来越亮地照明，从而在装置附近提供受控光等级。
图4中所示的本发明的另一实施例包含用于向微控制器301提供与装置跳闸还是处于复位条件有关的数据的机构。如图4中所示出，光电耦合器392连接于相位和中线负载导体277、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GFCIIC装置350是否被供应有电力，以及装置跳闸还是处于复位条件。当GFCIIC装置350例如经由其电压输入端口(LINE)供电(其在AC电连接到线路端子326、328时发生)时，在输出端口(VS)处产生电压。此电压在齐纳二极管394上降低，提供所述齐纳二极管来使供应到微控制器的电压维持在可接受电平内。连接于相线导体与GFCIIC 350的电力供应器输入端口(LINE)之间的二极管366、368确保供应到GFCIIC和VS输出的电压电平保持低于大约30伏。在齐纳二极管394上降低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在GP3处未测得电压，那么确定GFCIIC装置350不在供应电力，且宣布EOL。
或者，如果微控制器301在GP3处测得电压，那么基于所述电压的值，确定所述装置跳闸还是处于复位状态。举例来说，根据图4中的电路，如果测得GP3处的电压介于3.2伏与4.0伏之间，例如VCC的76％与VCC的100％之间，那么确定面(342、344)和负载(346、348)触点处不存在电力，且因此装置处于跳闸状态。如果GP3处的电压介于2.4伏与2.9伏之间，例如VCC的51％与VCC的74％之间，那么确定面和负载触点处存在电力，且装置处于复位状态。
根据另一实施例，当确定EOL时，微控制器301以以下方式中的一者或两者使中断装置315跳闸：(a)通过维持第三导体356上的刺激信号进入AC波的启动半循环，和/或(b)通过在微控制器301的EOL端口(GP2)处产生电压。当已宣布EOL时，例如因为自动监视例程失败了必需的次数和/或无电力正从GFCIIC装置350的供电电压输出(VS)供应，所以微控制器301在EOL端口(GP2)处产生电压。任选地，微控制器301还可使用GP3处的输入信号的值，如上文所描述，以进一步确定装置是否已经处于跳闸状态。举例来说，如果微控制器301确定装置跳闸，例如负载和面触点未电连接到线路触点，那么微控制器301可确定驱动SCR 369和/或SCR 361以试图使触点断开并使装置跳闸是不必要的，且因此不经由GP2来驱动SCR369和SCR 361。
GP2处的电压直接驱动SCR 369和/或SCR 361的栅极，以使SCR 369和/或SCR 361接通，因此使其能够传导电流和激活螺线管362。更具体地说，当SCR 369和/或SCR 361接通时，汲取电流通过双线圈螺线管362的线圈364。举例来说，双线圈螺线管362包含：内初级线圈364，其包括800匝、18欧姆、35AWG线圈；以及外次级线圈363，其包含950匝、16.9欧姆、33AWG线圈。双线圈362的构造和功能性的进一步细节可在第13/422,797号美国专利申请案中找到，所述专利申请案转让给本申请案的相同受让人，且其全部内容以全文引用的方式并入本文中。
如上文所描述，当经由自动监视例程确定检测电路352未成功检测到接地故障，例如其未检测到因电流在导体356中流动而产生的通量，或未以其它方式在GFCIIC装置350的SCR_OUT输出端口处产生驱动信号，以在此检测之后即刻驱动SCR 360的栅极时，微控制器301确定EOL，且尝试通过上述方法来使中断装置315跳闸。具体地说，微控制器301尝试通过到SCR369和SCR361的备份路径GP2，直接跳闸直接驱动初级线圈364。然而，当自动监视例程不在正常运行时导体356上的信号与当确定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为将触发的SCR361和SCR 369以及将功能的线圈362和线圈363两者供以能量，从而激活螺线管362和369来使中断装置315跳闸。
如果中断装置315断开，或如果中断装置315原本已经断开，那么通电指示器电路321将断开。举例来说，在图4中示出的实施例中，通电指示器电路321包含与电阻器323和二极管324串联的LED 322。LED 322的阴极连接到中线负载导体278，且二极管324的阳极连接到相位负载导体277。因此，当电力在负载导体处可用时，也就是说，装置被供电且处于复位状态，在AC电的每一交替半循环，汲取电流通过通电电路，从而点亮LED 322。另一方面，如果电力在负载导体277、278处不可用，例如因为中断装置315断开或跳闸，或装置复位，但不在施加电力，那么LED 322将较暗或不点亮。
下文提供与符合本发明的自动监视功能性有关的额外实施例及其方面，以及已经描述的方面中的一些的进一步论述。
当自测GFCI装置正确地安装时，本文中论述的正弦AC波形连接到相位和中性线端子326、328。根据一个实施例，AC波形是包含两个半循环的60Hz信号，正8.333毫秒半循环和负8.333毫秒半循环。所谓的“启动”半循环是指正或负的特定半循环，在此期间，到SCR 360的栅极触发信号导致SCR 361和SCR 369的相应栅极被驱动，且对应的相应螺线管线圈363、364传导电流，因此“启动”螺线管362，并致使螺线管的电枢移位。“非启动”半循环是指AC波形的替代半循环，即负或正，在此期间电流并不流经SCR或其相应的螺线管线圈，不管SCR栅极是否被触发。根据本发明的实施例，正或负半循环是否为启动半循环由与相应螺线管线圈串联放置的二极管或一些其它切换装置确定。举例来说，在图4中，二极管359、374和367经配置以使得正半循环分别是相对于SCR 360、369和361的“启动”半循环。
根据符合本发明的电路中断装置的另一实施例，微控制器301任选地监视到装置的AC电力输入。举例来说，监视电连接到相位和中性线端子326、328的60Hz AC输入。
更明确地说，完整的60Hz AC循环花费大约16.333毫秒来完成。因此，为了监视和确认AC波形的接收和稳定，实施微控制器301内的定时器/计数器。举例来说，在三(3)个第二自动监视窗内，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，在软件中设定旗标，且递增计数。当三(3)个第二测试周期结束时，使计数结果除以180，以确定频率是否在指定范围内。举例来说，如果频率稳定在60Hz，那么除以180的结果将为1.0，因为在值得60Hz信号的三(3)秒内，存在180正边沿和180个循环。如果确定频率不在给定范围内，例如50Hz到70Hz，那么自动监视自测故障测试停止，但GP3的监视继续。因此，当本发明的电路中断装置连接到可变电源(例如便携式发电器)，且所述电源在启动时展现较低的频率，且在实现最佳频率(例如，60Hz)之前需要稳定周期时，避免过早或错误的电源故障确定。
如果频率在最佳频率处不稳定，或至少不在可接受范围内，那么延迟自动监视例程的起始，直到频率稳定为止。如果在预定时间内，所述频率并不实现最佳频率，或可接受范围内的频率，那么递增失败得分。类似于先前相对于自动监视例程论述的失败得分，如果得分达到给定阈值，那么微控制器301宣布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。因为一些微控制器包含非易失性存储器，例如用于在电力中断的情况下存储各种数据等，根据另一实施例，在装置加电后，即刻清除非易失性存储器内的所有事件、定时器、得分和/或状态。因此，如果因不当装置安装、不充分或不当电力、或某一相对于电路中断装置本身的其它非严重条件而产生失败得分或其它条件，那么当得分递增事件可不再存在时，失败得分在加电时复位。根据本发明的避免此潜在问题的另一方式是利用不包含非易失性存储器的可编程装置。
虽然已选择各种实施例用于说明本发明，但是所属领域的技术人员将理解，如由所附权利要求书所定义可在不脱离本发明的范围的情况下作出其它修改。
Claims (16)
1.一种延迟电路，其经配置以延迟一或多个线路导体与一或多个负载导体的断开，其中，处于跳闸条件时所述一或多个线路导体从所述一或多个负载导体断开，所述延迟电路包括：
第一开关，其经配置以接收故障检测信号并响应于接收到所述故障检测信号而触发；
第二开关；
第三开关；以及
电阻器、第一电容器、第二电容器和固态继电器；
其中所述第二开关和所述第三开关的触发延迟一定量的时间，且在所述量的时间已逝去之后，触发所述第二开关和所述第三开关，从而将所述一或多个线路导体和所述一或多个负载导体置于所述跳闸条件；且
其中将所述故障检测信号提供到所述第一开关，以触发所述第一开关进入导电状态，所述第一开关触发所述固态继电器进入导电状态，并将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻器-电容器“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二开关和所述第三开关从被触发开始延迟了的所述量的时间相关联。
2.根据权利要求1所述的延迟电路，其中所述第二开关和所述第三开关连接到螺线管，其致使中断装置将电路中断装置置于所述跳闸条件。
3.根据权利要求1所述的延迟电路，其中所述第一开关为第一可控硅整流器，所述第二开关为第二可控硅整流器，所述第三开关为第三可控硅整流器，且所述固态继电器是光电耦合器。
4.根据权利要求3所述的延迟电路，其中将所述故障检测信号提供到所述第一可控硅整流器的栅极，以触发所述第一可控硅整流器进入导电状态，所述第一可控硅整流器触发所述光电耦合器进入导电状态，且将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻-电容“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二可控硅整流器和所述第三可控硅整流器从被触发开始延迟了的所述量的时间相关联。
5.根据权利要求4所述的延迟电路，其中所述第二可控硅整流器和所述第三可控硅整流器连接到螺线管，其致使中断装置将电路中断装置置于所述跳闸条件。
6.根据权利要求1所述的延迟电路，其中故障检测电路检测从所述线路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，产生所述故障检测信号。
7.根据权利要求6所述的延迟电路，其中所述故障检测电路包括感测变压器，所述线路导体穿过所述感测变压器安置。
8.根据权利要求1所述的延迟电路，进一步包含具有RC时间常数的电阻-电容“RC”电路，所述RC时间常数与所述第二开关和所述第三开关从被触发开始延迟的所述量的时间相关联。
9.一种布线装置，其包括：
螺线管；以及
延迟电路，其包含电耦合到所述螺线管的一或多个开关，其中当所述一或多个开关中的一或多者被激活时，所述螺线管传导电流，在产生故障检测信号的之后，所述延迟电路使所述一或多个开关中的所述一或多者的所述激活延迟一定量的时间，且在所述量的时间已逝去之后，激活所述一或多个开关中的所述一或多者，以将所述布线装置置于跳闸状态，
其中所述延迟电路包含第一开关、电阻器、第一电容器、第二电容器、第二开关、第三开关和固态继电器；且
其中将所述故障检测信号提供到所述第一开关，以触发所述第一开关进入导通状态，所述第一开关触发所述固态继电器进入导电状态，并将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻器-电容器“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二开关和所述第三开关从被触发开始延迟了的所述量的时间相关联。
10.根据权利要求9所述的布线装置，其中所述第二开关和所述第三开关电耦合到所述螺线管。
11.根据权利要求9所述的布线装置，其中所述第一开关为第一可控硅整流器，所述第二开关为第二可控硅整流器，所述第三开关为第三可控硅整流器，且所述固态继电器是光电耦合器。
12.根据权利要求11所述的布线装置，其中将所述故障检测信号提供到所述第一可控硅整流器的栅极，以触发所述第一可控硅整流器进入导电状态，所述第一可控硅整流器触发所述光电耦合器进入导电状态，且将所述电阻器电连接到所述第一电容器和所述第二电容器，所述电阻器、所述第一电容器和所述第二电容器形成具有RC时间延迟的电阻-电容“RC”电路，所述RC时间延迟与所述第二可控硅整流器和所述第三可控硅整流器从被触发开始延迟了的所述量的时间相关联。
13.根据权利要求12所述的布线装置，其中所述第二可控硅整流器和所述第三可控硅整流器电耦合到所述螺线管。
14.根据权利要求9所述的布线装置，其中故障检测电路检测从所述布线装置的线路侧流动到所述布线装置的负载侧的净电流，且在所述净电流超过预定阈值达预定量的时间时，产生所述故障检测信号。
15.根据权利要求14所述的布线装置，其中所述故障检测电路包含感测变压器，所述线路导体穿过所述感测变压器安置。
16.根据权利要求9所述的布线装置，其中所述延迟电路包含具有RC时间常数的电阻-电容“RC”电路，所述RC时间常数与所述一或多个开关中的所述一或多者从被触发开始延迟了的所述量的时间相关联。
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