CN202586188U - 具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置 - Google Patents

Abstract

一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，包括：对故障检测信号响应的致动器组件及电路断流器，电路断流器包括四组可移动触点，四组可移动触点经配置以响应复位激励而受驱动进入复位状态，且经配置以响应致动力而受驱动进入跳闸状态。自测试电路，经配置以在交流电力线路周期中的预定部分期间不时自动产生测试信号。自测试电路经配置以使当至少一传感器处于工作状态时由至少一传感器感测测试信号。监视电路，经配置以监视故障检测电路或致动器组件。若故障检测电路或致动器组件的至少部分对测试信号作出适当响应，则致动器组件受到抑制。如果故障检测电路或致动器组件未在预定的时间段内对测试信号作出响应，则监视电路产生寿命终止响应。

Description

具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置

技术领域

本实用新型涉及保护装置，且更确切地说，涉及将电力提供给插座断开部件的保护装置。 

背景技术

很多住宅大楼、商业或工业大楼都配备有一个或多个断路器面板，这些断路器面板经配置以便从实用电源接收交流电力。断路器面板通过大楼中配备的一个或多个分支电路配送交流电力。这些电路将交流电力传输到本领域中通常称作负载电路的一个或多个电动装置。每个电路通常都会采用一个或多个电路保护装置。这些装置的实例包括接地故障电路断流器（GFCI）、电弧故障电路断流器（AFCI），也可以是GFCI与AFCI两种。此外，可将AFCI与GFCI保护设置于同一个保护装置中。 

电路保护装置经配置以便在特定的故障条件下中断配送给负载电路的电力。在检测到故障条件时，保护装置便通过断开触点来中断线路端与负载端之间的连接，以此中断向负载电路配送电力，并因此来消除故障条件。如相应各装置的名称所显示，AFCI可以在发生电弧故障时保护电路，而GFCI可以在发生接地故障时进行保护。电弧故障是两根或两根以上的导线之间放电的现象。电弧故障可能是因为火线导线或中线导线的绝缘性遭到破坏所致，也可能是火线导线和中线导线的绝缘性同时遭到了破坏所致。绝缘性遭到破坏可以导致在两根导线之间产生低功率的电弧并且可能会引发火灾。电弧故障的表现通常是电流信号的频率很高。因此，可将AFCI配置成检测各种高频率的信号以及响应于检测到高频率的信号而取消对电路的能量供应。 

现论述GFCI，当载流导线（火线）形成了不当的对地电流路径时便会发生接地故障。由于流经电路的电流中一部分改向流动到所述不当的电流路径中，因此火线/中性线之间形成了差动电流。不当的电流路径代表有触电危险。接地故障以及电路故障还可能会引发火灾。预计用来防火的GFCI一般称作接地故障保护设备（GFEP）。当负载中线端或连接到负载中线端的导线接地时，可能会发生另一类接地故障。此条件不代表立即触电。如上文所述，正常条件下当差动电流大于或等于约6mA时，GFCI发生跳闸。然而，当负载中性线接地时，因为返回路径电流中一部分改向流到大地，所以GFCI的感测变得迟钝。发生这种情况时，差动电流可能要达到30mA，GFCI才会跳闸。这种情形代表双故障条件。换句话说，当用户接触火线（第一种故障）同时接触了在负载侧接地的中性线（第二种故障）时，用户可能会严重受伤甚至死亡。 

前文提到的保护装置可以很方便地封装在出线盒所配备的插座中。但是，采用硬布线方法将用户可接触到的插座布到馈电端时存在一些缺陷。如上文所述，当配电系统中检测到故障条件时，电路断流器便中断线路端与负载端之间的电联，从而消除负载端的交流电力。如果保护装置的布线恰当，那么还会取消配送到用户可接触到的插座的交流电力。但是，如果保护装置的布线不当，那么配送到用户可接触到的插座的电力将无法被消除。具体而言，当将火线电力线和中线电力线分别连接到火线输出端和中线输出端时，便会出现布线不当的情况。除了布线不当外，如果装置出现了内部故障条件（也称作寿命终止条件），那么装置也会无法中断实际故障条件或模拟故障条件。 

已经在研究一种方法，这种方法将保护装置配置成响应于布线不当情况而发生跳闸。因此，如果配电系统的电源连接到负载端（即，线路负载布线不当情况），那么电路断流触点将断开电连接。当安装人员发现耦接到布线不当的插座的下游插座无法通电时，便会得知发生了布线不当的情况。当矫正了布线不当的情况后，装置中的断流触点复位。当保护装置未耦接任何下游插座时，这种方法在此方面的缺陷便显露无遗。在这种情形下，安装人员可 能无法得知布线不当的情况。 

因此，需要在装置跳闸时拒绝向用户可接触到的插座供电。这种安全特征在保护装置的布线不当时尤其需要。 

发明内容

本实用新型经配置以在装置跳闸时拒绝向用户可接触到的插座供电。因此，本实用新型提供的安全特征可以消除在保护装置的布线不当时十分突出的危险情况。 

本实用新型的一方面涉及一种电气布线装置，其包括多个线路端和多个负载端。耦接到所述多个线路端或所述多个负载端的至少一个传感器。所述至少一个传感器提供对应于电扰动的、在所述多个线路端或所述多个负载端上传播的传感器输出信号。耦接到所述至少一个传感器的故障检测电路，所述故障检测电路经配置以在所述传感器输出信号实质上对应于至少一项预定的故障准则时产生故障检测信号。对所述故障检测信号进行响应的致动器组件。所述致动器组件包括断路器线圈，所述断路器线圈经配置以响应于得到能量供应而产生致动力。耦接到所述致动器组件的电路断流器。所述电路断流器包括四组可移动触点，所述四组可移动触点经配置以响应于复位激励而受驱动进入复位状态，所述四组可移动触点经配置以响应于所述致动力而受驱动进入跳闸状态；耦接到所述多个线路端或所述至少一个传感器的自测试电路。所述自测试电路经配置以在交流电力线路周期中的预定部分期间不时地自动产生测试信号。所述自测试电路经配置以使得当至少一个传感器处于工作状态时由所述至少一个传感器感测所述测试信号，所述传感器输出信号随所述测试信号而变。监视电路，其经配置以监视所述故障检测电路或所述致动器组件，如果所述故障检测电路或所述致动器组件的至少一部分对所述测试信号作出适当的响应，那么机械致动力大体上得到抑制。如果所述故障检测电路或所述致动器组件未在预定的时间段内对所述测试信号作出响应， 那么所述监视电路产生寿命终止响应。 

本实用新型提供一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，所述的电气布线装置包括：外壳组件，其包括多个线路端、多个负载端以及多个插座负载端；电路组件，其包括至少一个信号检测电路，所述至少一个信号检测电路经配置以检测具有预定信号特征的、在所述多个线路端中的至少一者上或在所述多个负载端中的至少一者上传播的至少一个信号，所述电路组件经配置以，响应于所述至少一个信号检测电路检测到所述至少一个信号，而产生检测激励；耦接到所述电路组件、所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端的断流触点组件，所述断流触点组件包括四组断流触点，所述四组断流触点至少部分地设置于四个悬臂部件上，所述四个悬臂部件包括第一组两个悬臂部件和第二组两个悬臂部件，所述第一组两个悬臂部件被配置成在第一方向上围绕第一轴线旋转且所述第二组两个悬臂部件被配置成在与所述第一方向相反的第二方向上围绕第二轴线旋转，所述四组断流触点经配置以在复位状态下在所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间形成电连接，所述四组断流触点响应于所述检测激励在跳闸状态下被解除耦接，从而中断所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间的电连接；耦接到所述多个线路端和所述电路组件的自动测试组件，所述自动测试组件经配置以在交流电力的预定半个周期内产生自动测试信号且响应于所述自动测试信号来监视电路组件，如果所述电路组件对所述自动测试信号作出适当的响应，那么所述检测激励得到抑制，如果所述电路组件未能在预定的时间段内对所述自动测试信号作出响应，那么所述自动测试组件产生寿命终止响应。 

本实用新型提供一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，所述的电气布线装置被配置为安装于配备有交流电源的配电系统内，所述交流电源提供交流电力线路信号，所述交流电力线路信号的特征在于其第一半周期具有第一交流极性且第二半周期具有第二交流极性，所述的电气布线装置 包括：多个线路端以及多个负载端；耦接到所述多个线路端的至少一个电路，且所述至少一个电路经配置以在形成了正确布线的情况下传导预定电流，将所述多个线路端连接到所述交流电源时便形成正确布线的情况；耦接到所述多个线路端或所述多个负载端的至少一个传感器，所述至少一个传感器提供对应于电扰动的在所述多个线路端或所述多个负载端上传播的传感器输出信号；耦接到所述至少一个传感器的故障检测电路，如果所述传感器输出信号对应于至少一项预定的故障准则，则所述故障检测电路经配置以产生故障检测信号；对所述故障检测电路进行响应的致动器组件，所述致动器组件包括开关元件和螺线圈，所述开关元件响应于所述故障检测信号而接通，从而通过所述螺线圈传导能量供应信号，所述螺线圈响应于所述能量供应信号而施加致动激励；耦接到所述致动器组件的电路断流器，所述电路断流器包括栓锁机构，所述电路断流器在所述栓锁机构被栓锁时处于复位状态，所述电路断流器在所述栓锁结构被解开栓锁时处于跳闸状态，所述栓锁机构通过所述致动激励解开栓锁，在缺乏所述预定电流的情况下，所述电路断流器受抑制而无法进入所述复位状态；寿命终止检测电路，其经配置在所述第二半周期内向所述至少一个传感器提供测试信号，所述寿命终止检测电路经进一步配置以监视所述故障检测电路或所述致动器组件，所述故障检测电路或所述致动器组件在处于工作状态时产生对所述测试信号的测试响应，否则便不产生所述测试响应，当所述故障检测电路或所述致动器组件产生所述测试响应时，所述致动激励受到抑制。 

下文的实施方式部分将阐述本实用新型的其他特征和优点，并且其中的一部分将由所属领域的一般技术人员在参考说明按本文所述那样实践本实用新型时变得十分明显或被认识。 

应了解，不管是前文概述还是下文的具体实施方式，这些都只是对本实用新型的示例，并且只是为帮助理解所主张的本实用新型的性质和特点而提供的概览或框架。加入附图的目的是帮助进一步理解本实用新型，这些附图 被并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图所示为本实用新型的各个实施例，并且辅以描述以便对本实用新型的原理和运作加以解释。 

附图说明

图1是根据本实用新型的第一实施例的电气布线装置的方框图； 

图2是图1所示的电气装置的透视图； 

图3是图1所示的电气布线装置的侧面正视图； 

图4是图1所示的电气布线装置的俯视图； 

图5是图1所示的电气装置的示意图； 

图6是根据本实用新型的替代性实施例的电气装置的示意图； 

图7是图6所示的寿命终止机构的透视图； 

图8是根据本实用新型的第二实施例的电气布线装置的方框图； 

图9是图8所示的电气布线装置的透视图； 

图10为图8所示的装置的平面图； 

图11为图8所示的装置的细节图； 

图12为图8所示的装置的替代性细节图； 

图13是根据本实用新型的第三实施例的电气布线装置的方框图； 

图14是图13所示的电气布线装置的细节图； 

图15是图13所示的电气布线装置的细节图； 

图16是根据本实用新型的替代性实施例的跳闸机构的细节图； 

图17是根据本实用新型的另一实施例的开焊机构的细节图； 

图18是图17所示的开焊机构的替代性细节图； 

图19是根据本实用新型的替代性实施例的交错式触点构形的细节图； 

图20是图14所示的电气布线装置的机械设计的透视图； 

图21是图19所示的负载端的细节图； 

图22是根据本实用新型的第四实施例的电气布线装置的透视图； 

图23是根据本实用新型的电气布线装置的示意图； 

图24是复位锁止机构的细节图； 

图25是复位锁止机构的另一细节图； 

图26是复位锁止机构的又一细节图； 

图27是复位锁止机构的又一细节图； 

图28是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图； 

图29是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图； 

图30是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图； 

图31是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图； 

图32是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图； 

图33至图35的时序图所示为用于在永久性地拒绝向装置的负载端供应电力之前显示寿命终止条件的各种方法； 

图36是根据本实用新型的另一实施例的电气布线装置的示意图；以及 

图37是根据本实用新型的替代性实施例的电路断流器机构的细节图。 

具体实施方式

现在将详细描述本实用新型的各实施例，其中各实施例的实例将通过附图进行说明。在任何可能的情况下，附图中相同的参考编号始终指代相同或相似部分。本实用新型布线装置的一个示范性实施例如图1所示，且一般用参考编号10表示。 

在本文中，图1是描述根据本实用新型第一实施例的电气布线装置10的方框图。尽管图1包括GFCI，但本实用新型同样适用于AFCI和/或其他保护装置。布线装置10包括跳闸机构，所述跳闸机构包括接地故障传感器100和耦接到检测设备104的中线接地传感器102。检测设备104耦接到可控硅整流器（SCR）106。响应于源自检测设备104的检测信号，SCR 106接通。致动器组件包括至少一个第一螺线圈和第二螺线圈。SCR 106转而向跳闸螺线圈 52发送信号以致动枢轴式栓锁机构80，从而断开触点组件15中的触点。 

对于触点组件15，中线端20耦接到悬臂部件22和悬臂部件26。悬臂22和26耦接到栓锁机构80。悬臂部件22包括可移动触点24，四组可移动触点设置成母线构形。在复位位置中，可移动触点24经配置以与静止触点32配合。静止触点32耦接到中线负载馈电端30。悬臂部件26包括可移动触点28。在复位位置中，可移动触点28经配置以与静止触点46配合。静止触点46耦接到插座40中的中线触点42。火线端200连接到悬臂部件220和悬臂部件260。悬臂220和260也耦接到栓锁机构80。悬臂部件220包括可移动触点240。在复位位置中，可移动触点240经配置以与静止触点320配合，所述静止触点320耦接到火线负载馈电端300。悬臂部件260包括可移动触点280。在复位位置中，可移动触点280经配置以与静止触点460配合，所述静止触点460耦接到插座40中的火线触点48。 

因此，当SCR 106向跳闸螺线52发送信号时，栓锁机构80拉动悬臂22、26、220和260，以便可移动触点24、28、240和280分别与静止触点32、46、320和460分离。按下复位按钮60后，即致动复位螺线圈64。螺线圈64使得栓锁机构80闭合上述的触点对，从而恢复交流电力。 

复位机构包括复位按钮60、触点62，以及复位螺线圈64。当按下复位按钮60后，触点62闭合，从而开始测试过程。如果测试过程成功，则致动复位螺线圈64，且栓锁机构80切换至复位装置10。当装置10具有内部故障条件时，测试过程成功，且电路不传输复位信号。不致动复位螺线圈64，且装置不会进行复位。如上所述，栓锁机构80分别通过跳闸螺线圈52和复位螺线圈64来在跳闸状态和复位状态之间切换。 

栓锁机构80可通过以下项来切换至跳闸位置：故障检测电路，如上所述，或者用户可接触的测试按钮50。或者，栓锁机构80可通过以下项来跳闸：故障检测电路，如上所述，以及电气测试按钮50’。电气测试按钮50’生成经配置以测试检测电路的一部分或全部的模拟条件。测试接收信号将栓锁机构80 切换到跳闸位置。模拟条件可以是测试信号或感生故障信号。在下文中，这两种信号将称为模拟故障条件。 

图2是图1所示的电气布线装置的透视图。电气装置10包括安装在部件18上的电路板12。金属氧化物变阻器（Movistor）14和传感器线圈组件16安装有接地故障传感器100，且中线接地传感器102安装在电路板12上。电路板12包括将在下文详细描述的保护电路。装置10经配置以通过中线端20和火线端200（图2中未显示）来耦接到交流电力。电力是经由负载中线端30和负载火线端300（图1中未显示）来提供给负载的。装置10也通过至少一个插座40向用户插座触点提供电力。插座40包括中线触点42、火线触点48，以及接地触点74。接地触点74电连接到接地端70和接地母线72。同样地，装置10和插座40可针对具有单相或多相电源的配电系统进行配置，其中所述电源包括至少一个火线端，且可包括中线端和/或接地端。 

所述的电气布线装置进一步包含至少一个电路，所述至少一个电路耦接到所述多个线路端，并且如果形成了正确布线情况，则所述至少一个电路经配置以传导预定电流，当所述多个线路端连接到交流电源时便形成了正确布线的情况。 

所述的电气布线装置进一步包含至少一个电路，所述至少一个电路包括至少一个开关元件，所述至少一个开关元件独立于四组断流触点的断开而断开，且其独立于四组断流触点的闭合而闭合，所述电路断流器组件受阻止而无法实现所述复位状态，直到所述至少一个电路传输从交流电源获得的预定信号。 

进一步地，所述的电气布线装置进一步包含耦接到自测试电路和监视电路的控制电路。 

进一步地，所述寿命终止响应包括使所述四组可移动触点跳闸，寿命终止响应包括将所述多个线路端与所述多个负载端之间的连接断开。 

中线悬臂22、26的一端连接到中线端20。中线悬臂22的另一端包括端 触点24。中线端26以同样方式包括端触点28，所述端触点28靠近触点24。悬臂22和26以挠性方式通过弧刷臂82来连接到栓锁机构80。负载中线端30耦接到负载中线触点32。负载中线触点32和中线触点24形成可分离的触点对。插座中线触点42连接到部件44。部件44包括中线触点46。中线触点46和中线触点28也形成可分离的触点对。 

栓锁机构80由测试按钮50和复位按钮60致动。测试按钮50是耦接到栓锁机构80的机械致动器。当按下测试按钮50后，每个可分离的触点对即分离，以取消对馈线端和插座端提供的电力。复位按钮60是电力开关机构，所述电力开关机构在按钮60使得触点62闭合时致动。触点62致动螺线圈64。如果测试成功，则每个可分离的触点对闭合。双螺线圈52、64的操作将在下文详细说明。 

图3是图1所示的电气布线装置10的侧视图。图3描述的是一种跳闸状态，其中电力无法供应给插座40。请注意，栓锁臂88处于向下的位置，这样中线触点24和中线触点28就不会分别与负载中线触点32和插座中线触点46接触。复位机构以下述方式操作。当复位按钮60启动复位螺线圈64时，使得栓锁臂84向下移动；同时使得栓锁臂88向上移动，因此挠性悬臂22和26也向上移动。这一移动使得中线触点24紧靠负载中线触点32，且中线触点28紧靠中线触点46。 

图4是图1所示的电气布线装置的俯视图。装置10的“火线”侧是装置10的“中线”侧的镜像。配电系统的火线连接到火线端200，且负载火线连接到负载火线端300。火线插座触点连接到部件440。悬臂220和260分别包括可移动火线触点240、280。火线触点240和280分别与固定的触点320和460配对。因此，如上所述，当装置10处于跳闸状态时，触点对240/320和触点对280/460断开。当栓锁80通过复位按钮60来进行切换时，复位螺线圈64启动。因此，挠性悬臂220和260向上移动，从而推动火线触点240紧靠负载火线触点320，且火线触点280紧靠插座火线触点460。 

参阅图2至图4，测试螺线圈52包括电枢51。当螺线圈52接收到源自SCR 106的信号后，电枢51中将产生磁力来驱动栓锁臂88向下移动，从而使得触点分离。当用户按下测试按钮50后，将施加机械力来向下移动臂88。测试按钮50和电枢51可进行配置，以便对按钮50施加的机械力能够驱动栓锁臂88向下移动。因此，电力将从馈电端（30、300）和插座40中取消。当按下复位按钮60后，触点62闭合且测试程序开始。设置在电路板12上的保护电路生成测试信号。所述电路经配置以对测试信号进行感测和检测。如果成功检测到测试信号，则复位螺线圈64启动。这样，栓锁80即切换到其他方向。悬臂22、26、220和260向上通过弹簧加载和偏置，从而闭合触点并对插座40和馈电端（30、300）提供电力。如上所述，如果测试不成功，则不致动螺线圈64且触点保持断开状态。 

在所述实施例中，在用户进行安装之前，所述装置通常处于跳闸状态。如果安装人员布线不当，则基于已跳闸的条件，复位螺线圈无法连接到电源。所述装置无法进行复位。因此，在对装置10进行正确布线之前，交流电力无法提供给插座。 

图5是图1至图4所示的电气布线装置10的示意图。当按下复位按钮60后，触点62闭合且生成测试信号。如果电路处于有效工作状态，则传感器100和检测设备104将对差动电流进行感测和检测。信号会提供给可控硅整流器106且复位螺线圈64启动。如图1至图4所述，复位螺线圈64切换栓锁80，从而让弧刷臂82与悬臂22、26、220和260分离。悬臂22、26、220和260向上通过弹簧加载和偏置。因此，悬臂使得触点断开，且向插座40和负载端（30、300）提供电力。多个负载端包括多个馈电负载端和多个插座负载端，所述四组可移动触点经配置以使所述多个馈电负载端和所述多个插座负载端在所述跳闸状态下处于断开连接的状态，四组断流触点至少部分地设置于四个悬臂部件上。所述四个悬臂部件包括第一组两个悬臂部件和第二组两个悬臂部件，第一组悬臂部件经配置成在第一方向上围绕第一轴线旋转且第二组 悬臂部件经配置成在与所述第一方向相反的第二方向上围绕第二轴线旋转，所述四组断流触点经配置以在复位状态下在所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间形成电连接，所述四组断流触点在跳闸状态下被解除耦接，从而中断所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间的电连接。 

接下来，如果保护电路感测和检测到故障条件，则跳闸螺线圈52启动，从而使得栓锁80切换到其他方向上。弧刷臂82克服了悬臂的弹簧加载偏置，且驱动悬臂向下移动，从而断开触点并使得装置跳闸。因此，电力从插座40和负载端30以及300取消。 

图6是根据本实用新型的替代性实施例的电气装置的示意图。图6所示的实施例与图5所示的实施例相似。但图5所示的机械测试按钮50和跳闸致动器52被图6所示的电子测试按钮50’所替代。所述电子测试按钮用于产生模拟测试故障。 

当传感器100和检测设备104检测到故障条件时，跳闸螺线圈52启动。响应于断开线路触点、负载触点和插座触点的连接，触点对24和32、28和46、480和460，以及240和320解除电联。用户可以接触到“测试”按钮开关50’，且所述开关引入了模拟接地故障，从而为用户提供了一种对“GFCI”操作进行定期测试的简便方法。 

装置10可包括跳闸指示器。当装置10跳闸时，跳闸指示器130启动。跳闸指示器130包括与开关S7并行连接的零部件R9、R13、R14和D1（LED）。当装置10跳闸时，LED D1开始发亮。但是当触点进行复位后，则不存在使得LED和D1发亮的电位差。所属领域的一般技术人员应认识到，指示器130可包括听觉信号器以及照明装置。 

装置10跳闸后，用户通常按下复位开关60以复位所述装置。开关S5设置在适合位置，以经由开关60、62向复位螺线圈64提供电力。当按下复位按钮60后，将通过R1引入模拟故障。GFCI电力供应（位于D1的正极）提 供电流，以对电容器C9充电。当检测设备104对模拟故障做出响应后，SCRQ1接通。当SCR Q1接通后，存储在C9中的电荷将通过R16和SCR Q2放电。由于产生放电电流，因此SCR Q2接通，且电流将流过复位螺线圈64，且装置10将进行复位。 

装置10包括计时电路，所述计时电路经配置以限制复位螺线圈“接通”的时间，不考虑用户按住复位按钮的持续时间。瞬间启动复位螺线圈可避免因过度启动而对复位螺线圈造成热损害。该特性还可避免在跳闸螺线圈启动时，复位螺线圈受到电路断开的影响。 

计时电路140包括：二极管D2；电阻R15、R12和R11；电容器C10；以及晶体管Q3。当按下复位按钮60时，C10开始通过D2和R15充电，同时模拟故障信号经由R1引入。预定的时间区间，通常为一个半的线路周期（25毫秒）结束后，C10将充电至“接通”晶体管Q3的电压。晶体管Q3对电容器C9进行放电，从而断开Q2。因此，复位螺线圈64在按下复位按钮60且致使SCR Q1和Q2接通时启动，且在晶体管Q3接通SCR Q2，或致使SCR Q2断开时停用。对于允许C4放电到断开Q3的电压的预定持续时间，如果用户在所述预定的持续时间中放开复位按钮60，则复位螺线圈64可在另一个瞬间区间中重新启动。或者，计时器可通过控制模拟测试信号的持续时间，或触点62闭合的时间区间来实现复位螺线圈的瞬间启动。或者，计时器可采用机械和/或电力计时方法。 

参阅图6，如果装置10具有阻止SCR Q1接通的内部故障条件，则装置10已达到寿命终止条件。寿命终止电路120经配置以对内部故障条件进行检测。当检测到内部故障条件时，复位螺线圈64无法启动，且装置10无法进行复位，以向用户插座端或负载端提供电力。基于检测到所述故障条件，寿命终止电路将取消用户插座和负载端中的电力。寿命终止电路所进行的电力取消并不取决于复位机构、复位螺线圈，或电路断流器。 

寿命终止（EOL）电路120包括电阻R19-R25、SCR Q4，以及二极管 D5。当装置10具有内部故障时，电阻R23经配置以加热至大于预定阈值的温度。当电阻R23的温度大于阈值时，线路端将独立于上述的四极断流器触点而与负载端解除耦接。或者，电阻可为每个端专用。电阻将各自进行加热，以便将负载端与线路端解除耦接。 

EOL电路120以下述方式操作。基于装置10复位，用户推动“测试”按钮50’，且模拟故障通过R25引入。因此，将对EOL电路120施加120V交流电力。如果GFCI正常运作，则传感器100、检测设备104，以及其他GFCI电路将在预定时间（对于GFCI而言，通常为25毫秒）内对模拟故障和跳闸开关S3–S7（触点对24和32、28和46、240和320、280和460）做出响应。电路经过设计，以便让流过R25的模拟故障电流终止，同时“测试”按钮50’处于持续推动的状态。这样，在电阻R23和/或R24达到温度阈值之前，电力即从EOL电路120中取消。 

电阻R20–R22和SCR Q1形成栓锁电路。当装置10并未正常操作时。流过R21的未断流的电流将导致R21的电阻值显著提高。当电阻R21的电阻值改变时，由R21和R22形成的分压器也同样会改变。R20与R19两端的电压达到足以接通Q4的水平，且电流开始流过电阻R23和R24。在短时间之内，R23和R24变得过热，且用于将R23和R24固定至印刷电路板12的焊料出现故障。焊料熔化之后，电阻R23和R24移位，从而启动机械断路机构121。或者，可对R23、R24的响应时间进行设计，以便焊料在测试按钮50被按下的时间内熔化，这样即可忽略栓锁电路。在本实施例中，R23和R24直接耦接到测试电路。 

图7是图6所示的EOL机构120的透视图。电阻R23和R24被焊接到印刷电路板（PCB）12的下侧。PCB 12中设置有与电阻R23和R24对齐的开口。电阻R23和R24可防止弹簧加载式柱塞122穿过板12的开口126延伸。每个柱塞122经配置以支撑电连接的母线部件124。每个母线124将线路端（20、200）耦接到负载端（30、300）。如上所述，当支撑R23和R24的焊料熔化时， 弹簧加载式柱塞122受驱动而穿过各个孔，从而中断线路端与负载端之间的连接。发生这种情况后，就没有任何机构来对装置进行复位。因此，装置必须移位。 

在本文中，图8是描述根据本实用新型第二实施例的电气布线装置10的方框图。所描绘的布线装置10为GFCI。但是，所属领域的一般技术人员应认识到，装置10可配置成AFCI或另一种保护装置。在该实施例中，采用了三触点的设计。这种设计也是一种四极设计，其经配置以在装置布线不当，以及处于跳闸状态时，阻止对插座供应电力。中线端20耦接到固定中线触点500。插座中线触点42耦接到固定中线触点501。中线馈电端30耦接到固定负载中线触点502。固定触点500、501和502中的每个触点均与设置在三触点机构506上的可移动触点505配对。在“火线侧”上，固定触点508、510和512中的每个触点均与设置在三触点机构516上的可移动触点514配对。布线装置跳闸机构包括接地故障传感器100和耦接到检测设备104的中线接地传感器102。检测设备104耦接到可控硅整流器（SCR）106。响应于源自检测设备104的检测信号，SCR 106接通。SCR 106转而向跳闸螺线圈52发送信号，以将三触点机构506和三触点机构516从固定触点处移开，从而让装置10跳闸。 

本实用新型包括图8所示的示意图，其中收录了第6,522,510号美国专利申请案中揭示的特性，所述特性以引用方式全文并入本专利申请案中。其中包括用虚线表示的布线不当电路520。电路520包括与开关524串联的布线不当电阻器522。开关524在制造装配过程中断开，以有助于对装置10进行电力测试。装置10测试完毕后，开关524闭合。当装置10已进行适当布线，即，配电系统的电源连接到线路端20和200时，恒定电流将流过电阻器522。电阻器522经配置以在电流已流动预定时间后断开电路。预定时间约为1至5秒。在电阻器522断开电路之后，可按下复位按钮526，从而使跳闸机构528进入复位状态。根据需要，保险丝或空气间隙装置（未图示）可与电阻器522 串联。在该实施例中，电阻器522保持闭合，保险丝或空气间隙装置负责在预定时间内断开电路。 

如果装置10布线不当，则电阻器522中有恒定电流流过的时间不足，且电阻器522无法断开电路。但是，流过电阻器522的电流会被差动变压器100感测为差动电流，同时被检测设备104检测到。检测设备104会通过发送信号的方式“接通”SCR 106，从而致动螺线圈52。螺线圈52转而得到能量供应，从而让机构528跳闸。因此，流过电阻器522的电流将在出现故障之间断流。已断流的电流流过电阻器522的持续时间约为装置10的响应时间，例如不到0.1秒。电流的持续时间太短，因而无法断开电阻器522。如果按下复位按钮526以使跳闸机构528复位，那么电流开始再次流过电阻器522，但是电流会在电阻器522断开之间被检测到，且装置528会立即再次跳闸。在这种方式中，当配电系统的电源以不当方式布线到负载端时，跳闸机构528无法维持复位状态。因此，当电源以不当方式布线到负载端时，电力将从插座端自动取消。 

请注意，第6,522,510号美国专利申请案中所采用、且图1至图3中所示的电路断流机构120是通过使用设置在母线构形上的四组断流触点来进行实施的。在第6,522,510号专利中，采用的是两极电路断流器。在本实用新型中，可对四组断流触点进行排列，以实施四极电路断流，即当装置处于跳闸状态时，其中的馈电负载端与插座负载端（以及线路端）分离。此外，本实用新型的图8至图12展示了用于实施四极电路断流的各种母线构形，即当装置处于跳闸状态时，其中的馈电负载端与插座负载端（以及线路端）分离。 

图9是图8所示的电气布线装置的透视图。保护装置10包括安装在部件118上的电路板12。与金属氧化物变阻器（Movistor）14相似，金属氧化物变阻器（Movistor）532安装在电路板12上。电路板12可包括图5或图6中所示的保护电路。装置10经配置以通过中线端20和火线端200（图9中未显示）耦接到交流电力。电力经由负载中线端30和负载火线端300来提供给负载。 装置10也通过插座40来向用户插座触点提供电力。插座40包括插座中线触点42、火线触点48，以及接地触点74（未图示）。布线装置10包括采用三触点机构506、516的四极功能。 

中线触点机构506和火线触点机构516均经配置以相对于固定触点500、501、502、508、510和512向上和向下移动。中线触点505设置在曲线臂534上。如图所示，一个触点505对应于线路触点500，另一个触点505对应于负载触点502，且再一个触点505对应于固定中线触点501。参阅火线触点机构516，触点514设置在臂536上。出于清楚说明的考量，负载火线触点510未在图9中绘出。但是，三触点516包括三个触点514，一个触点对应于火线触点508、另一个触点对应于火线负载触点510，且再一个触点对应于火线固定触点512。 

参阅图10，触点机构506和516耦接到栓锁区538。栓锁区538耦接到栓锁机构540。栓锁机构540由设置在外壳150中的螺线圈52（未图示）致动。螺线圈52也耦接到电枢51。当螺线圈52得到能量供应时，电枢51向栓锁区538移动，且栓锁机构540相对于栓锁区538定向，以将栓锁区538向下移动，中断可移动触点505（514）与固定触点500、501、502（508、510、512）之间的电连接。栓锁区538包括经配置以容纳复位销（未图示）的圆柱形孔。为了更加详细的说明复位机构，将参考以引用方式全文并入本文中的第6,621,388号美国专利、第10/729,392号美国专利申请案以及第10/729,396号美国专利申请案。 

图11是图9和图10所示触点机构506的详细视图。如上所述，触点机构506包括设置在曲线臂534上的触点505。断路器弹簧542设置在触点机构506和封套（未图示）之间。可提供轴向部件544，以相对于栓锁区538定位触点机构506，或相对于触点机构506定位断路器弹簧542。当螺线圈52得到能量供应时，断路器弹簧542促使触点机构506向下移动，从而断开触点。相关领域的一般技术人员应能够轻易地对本实用新型的挠性触点机构506、 516的形状做出各种修改和变化。例如，触点机构506、516的形状可为圆形、三角形、Y形，或在常规操作条件下能够巩固对触点的固定的任何合适形状。例如，图12所示的是Y形的触点机构780。在该实施例中，所述机构包括设置在臂796上的触点782。如图6中所示，断路器弹簧790设置在触点机构780和封套（未图示）之间。当螺线圈52得到能量供应时，断路器弹簧790促使触点机构向下移动，从而断开触点。 

在本文中，图13是描述根据本实用新型另一个实施例的电气布线装置的方框图。尽管所示的装置10是GFCI，但所属领域的一般技术人员应认识到，装置10可包括AFCI或其他此类保护装置。这种设计被称为夹层式悬臂设计。该实施例也可包括图5或图6所示的保护电路。该实施例也是一种四极设计，其经配置以在装置布线不当和处于跳闸状态时，阻止向插座的电力供应。中线端20耦接到可移动中线触点800。插座中线触点42耦接到固定中线触点808。中线负载端30耦接到可移动负载中线触点804。可移动负载触点804设置在触点800和触点808之间。当装置10复位时，触点800、804和808被粘合在一起。“火线侧”包括模拟触点802、806和810。跳闸机构包括接地故障传感器100和耦接到检测设备104的中线接地传感器102。检测设备104耦接到可控硅整流器（SCR）106。响应于源自检测设备104的检测信号，SCR 106接通。SCR 106转而向跳闸螺线圈52发送信号以放开夹层式悬臂。 

本文所描述的堆叠式或夹层式悬臂设计（图13至图22）的优点在于，只需要两个固定触点。而其他四极设计则需要四个固定触点，因此此类设计的成本更为高昂。通常情况下，四极结构需要四个中断力来断开四个触点，以及四个使力来闭合所述四个触点。所属领域的一般技术人员应认识到，其中一个中断力介于50g到100g之间。 

图14的实施例也需要四个中断力来断开四个触点，但只需两个使力（外部悬臂上）来闭合所述四个触点。所属领域的一般技术人员应了解，使力通常在介于100g到150g之间的范围内。因此，夹层式悬臂更为高效，即在复 位过程中，触点机构需要较少的力来闭合触点。因此，能够减小施加到所述机构的力，从而减小跳闸机构的磨损。当然，这就延长了所述机构的工作寿命。此外，所述力的减少意味着，跳闸螺线圈无需像原来一样尽力工作来让跳闸机构跳闸。这也意味着，所述螺线圈可以更小。简单地说，堆叠式或夹层式悬臂，具体取决于所采用的术语，可减小装置的大小，并节省成本。 

图14是图13所示的电气布线装置10的截面图。图14描述的是处于复位状态的装置，其中触点是闭合的。如上所述，装置10通过中线端20和火线端200耦接到交流电源。如图所示，中线端20通过导线21连接到悬臂816。在火线侧上，火线端200通过导线（未图示）来连接到火线悬臂。装置10可通过中线负载（馈电）端30和火线负载（馈电）端300来耦接到下游分支电路。分支电路通常包括菊瓣式连接的插座或开关。装置10包括一个或多个插座，所述插座经配置以接纳插头插片，所述插头插片通过电线连接到便携式负载。插座包括中线插座端42和火线插座端48。为了清楚地说明，图14中仅显示了装置10的中线侧。 

因此，中线端20连接到中线悬臂梁816。悬臂梁816包括设置在悬臂梁816的一端的可移动中线触点800。中线负载端30连接到中线负载悬臂814。负载悬臂梁814包括设置在悬臂梁814的一端的双侧触点804。中线插座端42电连接到固定端808。因此，在复位（闭合）状态下，中线插座端42电连接到静止（或固定）触点808。当装置10处于复位状态时，固定触点808通过双侧中线负载触点804来电连接到中线触点800。因此，即可经由线路端20，悬臂816，触点800、804、808，悬臂梁814，以及最后的负载端30建立电连接。 

上述的触点构形、跳闸机构801与复位机构820之间的关系如下。跳闸机构包括螺线圈52，如上所述，所述螺线圈52连接到SCR 106。响应于源自SCR 106的信号，螺线圈52产生促使电枢51横向移动的磁场。复位机构包括连接到复位销824的复位按钮822。弹簧832围绕复位销824设置。复位销 824包括柱塞828，在闭合状态下，所述柱塞828插入栓锁826中的孔中。在跳闸状态下，复位销822、复位销824，以及柱塞828从封套向外延伸。柱塞828无法向上提升栓锁826，因为柱塞828不会延伸到栓锁孔中，且栓锁擒纵机构830无法接合栓锁826。 

当装置10复位时，复位按钮822被按下，从而使得复位杆824和柱塞828进入栓锁826中的孔中。当柱塞828完全穿过所述孔延伸时，栓锁826横向移动，以通过由弹簧834提供的偏置力来捕获擒纵机构830。与存储在压缩的弹簧832中的能量关联的力大于与跳闸机构关联的力。因此，弹簧832可向上提升栓锁826和悬臂816。当悬臂816向上移动时，触点800接合触点804，使得悬臂814向上移动，直至触点804接合固定触点808。在复位状态下，按钮822被按下，且与装置10的封套齐平。因此，弹簧832在按钮822和封套的一部分之间压缩。 

在本实用新型的一个实施例中，复位按钮组件，即复位按钮822、复位销824和柱塞828由非金属材料形成。在替代性实施例中，复位按钮822、复位销824和柱塞828可形成为一个整体单元。在相关领域的装置中，复位销由金属材料形成，被铸造或加工成所需的形状和外形，具体取决于复位/栓锁接口。所述实施例中的非金属复位组件可由树脂塑性材料、尼龙材料、聚碳酸酯材料，或包括塑料的复合材料以及填充材料组成。填充材料可从包括以下项的组中选择：玻璃、矿物增强型尼龙填料、全氟聚醚（PFPE）、聚四氟乙烯（PTFE）、硅酮、二硫化钼、石墨、聚芳基酰胺纤维、碳纤维，或金属填料。尽管本段使用的参考数字与图14中所用的相同，但所属领域的一般技术人员应了解，本文所述的非金属复位组件同样适用于在本专利案中所述的本实用新型的每个实施例。 

图15为电气布线装置10处于跳闸状态时的细节图。如上述图13的论述所述，当感测到故障或模拟故障并检测出该故障时，SCR 106的控制线发送信号。响应结果是，SCR 106触发螺线圈52。当螺线圈52被激活时，所得的磁 场会使电枢51靠着栓锁部件826，且克服弹簧834的偏置力。当栓锁部件826横向移动时，栓锁826与擒纵机构830之间的干扰消除，从而从栓锁826中释放复位销824。复位按钮822和复位销824向上移动，同时悬臂816和悬臂814依靠其固有的自偏置机构在相反方向上移动。因此，触点808、804和800分开，装置10跳闸。 

在一个替代性实施例中，断路器簧片836耦接到悬臂816。当断路器簧片836不再受弹簧832抑制时，其使悬臂816向下。在另一个替代性实施例中，在过渡到跳闸状态期间，断路器簧片836辅助悬臂816的自偏置。类似地，悬臂814也可经提供有断路器簧片。因此，本实用新型的夹层式悬臂设计中所使用的悬臂结构可形成有弹簧偏置机构或没有此类偏置机构。 

所属领域的一般技术人员将认识到，由于形态的偏差可能会导致某部分与悬臂部分的标称弹簧偏置机构不一致，因此当悬臂部分中引入弹簧偏置机构时，形态比较关键。普通的四极结构通常具有四个悬臂，这些悬臂的形态都很关键。当夹层式悬臂设计使用断路器簧片时，由于悬臂的形态并非预加载的，因此形态精确性很关键。这样可改进电路断流器的可靠性并降低生产过程成本。 

此外，所属领域的一般技术人员将易于明白，虽然本文中所述的固定触点808耦接到面板端，但其可耦接到馈电（负载）端30或线路端20。 

在本文中，图16是描述根据本实用新型的替代性实施例的跳闸机构的细节图。图14和图15所示的跳闸机构具有断流触点结构，该结构包括两个悬臂梁。在替代性构造中，双梁结构中的一个结构由单梁结构替代。插座出线口具有多个插座端，其经配置以与用户附接型负载的插头配合。所属领域的一般技术人员认识到，只需要一对触点来将负载端与插座端断开。换言之，图14和图15所示的结构只需放于导电路径（即，火线路径和中线路径）中的一个路径中，便可在布线不当的情况下中断电路并拒绝向插座出线口供电。因此，在导电路径中的一个路径中的电路中断的情况下，用户附接型负载将 不会获得操作所需的交流电力，因此用户会在故障条件可能出现之前补救布线不当情况。在布线不当情况得以纠正且装置10正常运行之后，连接到负载端的导线中的任意导线可能出现故障条件。如图16所示的结构可包括于其他导线中，用于使线路端与负载端断开，以便在装置10经过适当布线且处于正常使用状态之后保护用户。 

再次参阅图16，单梁结构位于中线端20中，或者单梁结构是中线端20的延伸。具体而言，线路端20连接到悬臂梁1100。悬臂梁1100包括置于其上的触点1102。触点1102经配置以接合固定触点1104。固定触点1104置于整体部件1106上。整体部件1106包括位于一端的插座端42和位于另一端的负载端30。因此，负载端30和插座端42可通过电而永久地耦接。所属领域的一般技术人员将认识到，本文中可使用任意合适的结构。例如，图16所示的简化结构可由所属领域的技术人员已知的任意数目的简化结构（例如，母线结构）替代。 

端20、30和42在复位状态下通过悬臂1100进行电耦接，悬臂1100具有接合固定触点1104的可移动触点1102。另一方面，当装置10跳闸时，触点1102与1104之间的电连接通过移动悬臂1100而中断。因此，负载端30和插座端42与线路端20电断开。或者，可使用单梁结构，以用于耦接火线端300和48与火线端200或使火线端300和48与火线端200解除耦接。 

对于存在一条以上来自交流电源的火线的多相系统而言，如图14和图15所示的双悬臂结构和如图16所示的简化断路结构的任意混合和匹配组合均可包括于跳闸机构801中。在单相系统中，可以确定交流电源导线的哪条导线是火线。因此，在本实用新型的一个实施例中，图14和图15所示的双悬臂结构用于火线导电路径中。然而，双悬臂断路结构在中线导电路径中可由图16所示的结构代替。此外，在另一个实施例中，中线、中线插座和中线下游端可永久地接合在一起。类似地，可实施其他各实施例，这些实施例会混合并匹配以下结构的组合：使下游端和插座负载端解除电连接的结构与未使下 游端和插座负载端解除电连接的简化结构。 

在本文中，图17是描述根据本实用新型另一个实施例的开焊机构的细节图。尽管断流触点既定在螺线圈52中产生磁力时自由跳闸，以操作跳闸机构801，但由于暴露于过电流、腐蚀等，因此触点可“焊接”在一起并保持闭合，从而使悬臂和断路器簧片所施加的触点断开力无法断开触点。本实用新型包括经配置以断开焊接式触点的开焊机构。如上文所述，开焊机构辅助断路器簧片和/或自偏置力，以克服将一对或多对触点连接在一起的焊接条件。存在焊接条件可能是由于腐蚀、灰尘或外来物累积、冷粘合、冶金粘合或电感生粘合。 

图17图示跳闸机构801处于复位状态。跳闸机构801包括图14所示的实施例中所含的所有零部件。但图17还包括栓锁区1200，其位于栓锁826与悬臂816之间。跳闸机构如先前所述那样运作，其中增强以下内容。当装置10复位时，接触弹簧832向栓锁826施加向上的力。栓锁826又使栓锁区1200的表面1200向上。表面1200也施加力，使悬臂816向上偏转。悬臂816让触点800接合触点804。随着悬臂816继续向上偏转，悬臂814也偏转，直到触点804接触固定触点808为止，从而完成复位操作。因此，中线端20、30与42之间形成电连接，火线端200、300与48也形成电连接。 

参阅图18，图示了开焊机构处于跳闸状态的细节图。如先前所述，当装置10跳闸时，SCR 106触发螺线圈52。响应结果是，螺线圈52产生磁场，从而使电枢51朝向栓锁机构826横向移动。电枢51使栓锁826移动以抵消弹簧834的偏置力。如上所述，栓锁826与擒纵机构830之间的干扰消除，从而释放复位按钮822、复位销824和擒纵机构830，并使其向上移动。由接触弹簧832施加的力不再通过表面1202传送到悬臂816。悬臂814和悬臂816中的自偏置机构趋向于向下驱动悬臂，以断开触点。然而，触点对808/804和/或804/800可保持在闭合位置，因为出现了先前所述的焊接条件中的一个条件。 

栓锁区1200包括开焊臂1206。开焊臂1206经配置以断开触点对808/804 之间可能存在的任何焊接。栓锁区1200还包括开焊臂1204。开焊臂1204经配置以断开触点对804/800之间可能存在的任何焊接。在跳闸操作期间，栓锁区1200经配置以向下加速运动。对于触点对808/804，栓锁区1200的运动造成表面1206击打悬臂814。该击打运动倾向于断开触点808与触点804之间形成的任何焊接。在分开触点对804/800时会发生类似的动作。当装置10跳闸时，栓锁区1200向下加速，从而使开焊臂1204击打悬臂816。该击打运动可用于断开触点804与触点800之间形成的任何焊接。 

开焊机构还包括阻止部件1208。在跳闸操作期间，阻止件1208限制悬臂814向下运动。阻止件1208经配置以帮助开焊臂1204断开触点对804/800之间可能存在的任何焊接。当开焊臂1204向下运动时，悬臂814也在向下的方向上偏转。然而，阻止件1208限制悬臂814的一部分向下偏转。实质上，阻止件1208施加向上的力，而臂1206施加向下的力。这些力的组合倾向于断开触点对804/800之间可能形成的任何焊接。 

可用开焊臂1204、1206或其组合实施本实用新型。此外，如果提供了开焊器1204和1206，那么可对击打动作进行排序，从而在一个开焊臂击打其相应的悬臂之前，另一个开焊臂击打其相应的悬臂。只要可能存在的任何焊接以任意速率断开，则跳闸机构801的所有触点对断开，从而跳闸机构801处于跳闸状态。 

尽管已相对于双悬臂结构描述了开焊部件，但可配置开焊器以用于如图16所述的单悬臂结构。所属领域的一般技术人员将认识到，本文中所述的开焊设备可用于任意类型的断流触点机构。 

图19是根据本实用新型的替代性实施例的交错式触点构形的细节图。在此实施例中，负载悬臂包括交错式触点组件804a、804b。上部触点804b与固定触点808对齐。当然，固定触点808与中线面板触点成电连接。下部触点804a与线路触点800对齐。交错式触点构形具有若干个优点。因为触点是交错式的，所以无需使用特殊制造技术。例如，可使用铆钉实施所述触点。因 此，交错式触点构形可降低复杂性和成本。 

参阅图20，图示了图14所示的电气布线装置的机械设计的透视图。具体而言，图19所示为悬臂结构相对于装置“足迹”的布置。一般的四极结构将悬臂布置成横靠彼此。图19所示的构形垂直布置悬臂。当涉及装置宽度时，布置成垂直对（814、816）很经济。因此，形成空间以用于指示器1302和1304（未图示）的光管。相应地，夹层式悬臂设计可容纳跳闸指示器和/或导频指示器。 

图21是图19所示的负载端的细节图。悬臂814经过定形以配合端30（300）的形状因数，而且悬臂814通过点焊接或铆钉组件31耦接到端30（300）。在一个替代性实施例中，负载端可由单块导电材料构成，且形成为图21所示的配置。线路端以类似的方式进行配置。因此，悬臂对（814、816）形成有效的载流路径。 

图22是根据本实用新型的第四实施例的电气布线装置的透视图。在此实施例中，可将悬臂定位成彼此之间形成任意角，例如，形成如图所示的直角。如图所示，线路悬臂816为L形，以容纳位于装置10内的零部件。负载悬臂814类似于先前所示的悬臂结构。所属领域的技术人员将认识到，构形可颠倒，负载悬臂为L形。 

图23为图13所示的电气布线装置的示意图。但图19的示意图适用于本文中所公开的所有实施例。本实用新型的保护装置经配置以感测并检测配电系统中可能出现的故障条件，以及手动或自动产生的模拟故障条件。故障条件可包括电弧故障、接地故障，或电弧故障和接地故障两者。 

参阅图23，装置10包括三个主要部分：检测电路1300、布线不当检测电路1308以及跳闸机构801。检测电路1300包括差动变压器100。变压器100经配置以对分别连接到端20和200的火线和中性线之间的电流差动进行感测。当某人接触地面，同时无意中暴露的火线连接到端300或48（电流通过人流过火线但并不通过中性线返回）时，到达地面的故障电流会产生差动电 流。所感测到的信号由检测设备104检测出，检测设备104可包括多种集成检测电路中的任意一种，例如，仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor Corporation）生产的RV 4141。所检测的信号接通SCR 106，以致动螺线圈52，从而使跳闸机构801跳闸，如上文所述。 

在本实用新型的一个实施例中，跳闸机构801包括辅助开关812。当跳闸机构801处于跳闸位置时，辅助开关触点812断开。如果SCR 106寿命已经终止且永远为接通状态，那么辅助开关812要确保螺线圈52并非永久连接到电源。否则，螺线圈52可由于持续暴露于电流而受到热损坏，因而无法操作跳闸机构801来断开故障条件。如果SCR 106寿命已经终止，而且按下复位按钮822以闭合与跳闸机构801相关的多种触点，那么辅助开关812接通。响应结果是，螺线圈52将立刻使跳闸机构再次跳闸。因此，辅助触点812确保跳闸机构801在达到寿命终止条件时不会保持在复位状态。因此，当SCR106的寿命已经终止（有时称为装置10的安全故障）时，负载端30和300、插座端42和48无法永久地连接到线路端200和20。 

本实用新型还包括跳闸指示器。指示器1302耦接到辅助开关812。当跳闸机构801处于跳闸状态时，指示器1302变亮。因此，指示器1302用于向用户表明装置10跳闸。因此，用户意识到装置10会造成电路中的电力中断。此外，指示器1302向用户表明辅助开关812是否能够接通和断开。所属领域的一般技术人员将认识到，指示器1302可用作灯、信号器或灯和信号器。处于接通状态时，指示器1302可进行连续或间歇传输。装置10还可包括“通电”指示器1304。指示器1304与直流接地之间的虚线1306表示通电指示器电路。指示器1304经配置以表明电力被传送到负载端30和300以及插座端42和48。所属领域的一般技术人员将认识到，指示器1304可用作灯、信号器或灯和信号器。 

布线不当检测电路1308包括与选择开关1312串联的布线不当电阻器1310。开关1312（如果提供的话）在制造组件期间处于断开状态，从而有助 于对装置10进行电测试。在对装置10进行测试之后，开关1312在装配期间处于接通状态，直到装置10流入市场为止。装置10已进行适当布线，即，配电系统的电源连接到线路端20和200时，恒定电流将流经电阻器1310。电阻器1310经配置以在电流已流动预定时间后断开电路。在优选实施例中，预定时间为约1秒到5秒。在电阻器1310断开电路之后，可按下复位按钮822，从而使跳闸机构801进入复位状态。根据需要，保险丝或空气间隙装置（未图示）可与电阻器1310串联，在这种情况下，电阻器1310保持闭合，保险丝或空气间隙装置要在预定时间内断开电路。 

如果装置10布线不当，那么电流无法以上文所述的方式流过电阻器1310，且电阻器1310无法断开电路。事实上，通过电阻器1310的电流被差动变压器100感测为差动电流。检测设备104将差动电流解释为故障条件。因此，检测设备104将控制输入发送到SCR 106。SCR 106接通，从而致动螺线圈52。螺线圈52产生磁场，且机构801跳闸。因此，流过电阻器1310的电流在电阻器1310断开电路之前中断。电流通过电阻器1310的持续时间大约为装置10的响应时间。换言之，流过电阻器1310的电流在少于0.1秒的时间内中断。因此，电流的持续时间太短，无法断开电阻器1310。如果按下复位按钮822以使跳闸机构801复位，那么电流开始再次流过电阻器1310。然而，可再次检测出电流，因此装置10立即跳闸。因此，当配电系统的电源不当布线到负载端时，装置10将重复跳闸。 

因此，可配置本实用新型，从而在装置10不当布线时，触点对808/804和触点对804/800断开（跳闸）。跳闸状态可防止不当布线到负载端（30、300）的交流电源永久地向插座端提供电力，即使用户附接型负载中可能出现故障条件。虽然已相对于在装置适当布线时便会断开的电阻器描述了布线不当电路，但可使用所属领域的技术人员所熟悉的任意数目的熔线。由于预定的熔化特性，熔线可断开（消除）。熔线可经配置以在附近电阻将所述熔线加热到预定温度时断开。 

所属领域的一般技术人员将认识到，存在其他不当布线保护方法，这些方法经配置以永久性防止对装置10进行复位，直到装置10已进行适当布线为止。例如，电阻器1310可提供物理块，其防止擒纵机构830与栓锁826之间进行干扰。当对装置10适当布线时，电阻器1310引导稳定的电流，该电流可使电阻器1310充分加热以熔化焊盘上的焊料。可实施弹簧偏置机构（未图示）以促使电阻器1310移开。移开的电阻器1310不再提供物理块，从而复位按钮822可在擒纵机构830与826之间形成干扰。因此，直到对装置进行适当布线为止，电阻器1310都不会被移开，因此装置10无法复位。 

AFCI或其他保护装置由于包括跳闸机构801和布线不当电路1308’而免受布线不当的影响。传感器100’和检测设备104’经配置以对受保护的特定故障条件进行感测和检测。布线不当电阻器可经配置以产生模拟故障信号。如上文所述，当对装置10进行适当布线时，布线不当电阻器不起作用。因此，同样消除了模拟故障条件，从而跳闸机构801可进行复位。或者，布线不当电阻器可经配置以产生不表示故障条件的跳闸信号。当对装置10进行适当布线时，跳闸信号以类似的方式中断，从而跳闸机构801可进行复位。例如，布线不当电阻器1310’产生跳闸信号以接通SCR 106。直到对装置10进行适当布线才致动螺线圈52，之后清除电阻器1310’以形成断路。 

在本文中，图24到图27是描述复位锁止机构的细节图。参阅图24，装置10处于跳闸状态，即，栓锁826未耦接到擒纵机构830。为了完成复位，向复位按钮822施加向下的力。复位销824上的肩状物1400落在电气测试开关50’上，以产生测试信号。测试信号模拟配电系统中的故障条件，例如，接地故障条件或电弧故障条件。 

参阅图25，测试信号由检测设备104进行感测并检测出。检测设备提供使螺线圈52致动电枢51的信号。电枢51在如图所示的方向上移动，从而使栓锁826中的孔828与肩状物1400对齐。向复位按钮822施加的向下力使肩状物1400继续向下运动，因为向下力不受肩状物1400抑制。由于肩状物1400 设置于栓锁826之下，因此肩状物1400不再能够向栓锁826施加向下力，以闭合电气开关50’。因此，开关50’断开，从而终止对螺线圈52的致动。电枢51响应于弹簧834的偏置力而在如图所示的方向上移动。 

如图26所示，跳闸机构处于复位状态。换言之，如上文所述的施加在复位按钮822上的向下力不再存在。因此，栓锁826位于栓锁擒纵机构830上。 

参阅图27，用户可接触到的测试按钮50耦接到跳闸机构。当按下图27中的测试按钮50时，装置10通过机械连杆机构而跳闸。具体而言，当向测试按钮50施加力时，机械连杆机构1402在如图所示的方向上推动栓锁826。栓锁826与弹簧834的偏置力相对。响应结果是，栓锁826中的孔828与擒纵机构830对齐。因为栓锁826不再受擒纵机构830抑制，所以跳闸机构跳闸。 

如上文所述，由于螺线圈52致动电枢51，因此装置复位。然而，如果保护装置10已经达到寿命终止条件，那么便不致动电枢51。因此，未移除机械屏障，从而机械屏障（肩状物）防止跳闸机构复位。如果存在寿命终止条件，那么物理屏障便防止保护装置复位。 

再次参阅图23，向复位按钮822施加力可闭合开关触点1404。当触点1404处于闭合状态时，对保护装置的一部分进行测试。可通过用电气测试按钮50’代替机械连接的测试按钮50对保护装置的模拟故障条件进行测试。 

在一个替代性实施例中，模拟测试信号可从断流触点的线路侧产生。如果装置流入市场，其中断流触点处于跳闸位置，那么这会很有用。因此，当交流电源不当布线到馈电端时，不会产生对整个装置或装置的一部分进行测试的测试信号。由于未产生测试信号，因此不移除机械屏障。这样，机械屏障可防止跳闸机构复位。物理屏障也可防止保护装置在布线不当条件下复位。如果存在断开中线条件，那么不会产生测试信号。因此，装置在断开中线的条件下也无法复位。 

在另一个实施例中，夹层式悬臂机构可并入保护装置中，从而经配置以响应于寿命终止条件而锁定电力或致动指示器，或者锁定电力并致动指示器。 所述指示器可为视觉和/或听觉指示器。视觉指示器可具有各种颜色。所述指示器可为稳定指示器或间断指示器，例如，闪红光的指示器。参考第10/729,392号美国专利申请案和第10/729,396号美国专利申请案，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中，从而获得对具有寿命终止的锁止设备和指示器的保护电路的详细解释。 

在本文中，图28是描述根据本实用新型的一个实施例的电气装置的示意图。图28所示的电流经配置以在每次交流电源的负半周期时段内引入模拟接地故障，这样，跳闸SCR 24无法导电。如果装置无法检测出模拟接地故障，即，存在内部故障条件，那么所述装置拒绝向下一正半周期的负载端和插座供电。虽然示意图描述GFCI电路以用于说明，但该示意图可适用于其他保护装置，这可通过在负半周期内提供适合于装置的模拟故障条件来实现。装置10保护连接到负载端30（300）和插座40的电路。装置10通过线路侧中线端20和线路侧火线端300连接到交流电源。装置10包括两个主要部分：接地故障断流（GFI）电路900和检查电路901。 

GFI电路900包括差动传感器100，其经配置以当火线和中性线之间的电流存在差动时对负载侧接地故障进行感测。差动传感器100连接到检测设备104，检测设备104处理差动传感器100的差动输出。检测设备104连接到电源电路902。电源902向检测设备104供电。检测设备104经配置以在交流电力的正半周期和负半周期内对接地故障进行检测。因此，检测设备104在输出线路903上提供输出信号。输出线路903通过滤波电路904耦接到SCR 106。当检测设备104感测到故障时，输出线路903上的电压信号改变且SCR 106接通。SCR 106只在交流电源的正半周期内接通。此外，由于电路中存在虚假瞬态噪声，因此缓冲网络907防止SCR 106接通。当SCR 106接通时，致动螺线圈52。螺线圈52又会使跳闸机构80（528、801）释放四极断流器触点，即，触点950、952、954和触点956、958、960。当释放断流器触点时，装置10的负载侧和插座40均分别与电路的线路侧电源解除耦接。图28所示的触 点950、952、954和触点956、958、960的示意图对应于图13到图18以及图20所示的电路断流器构形。图28所示的电路可与本文中所述的所有机械实施例结合使用。 

GFI电路900还包括中线接地发射器102，其经配置以对中线接地条件进行检测。所属领域的技术人员将理解，连接到中线端20的导线在所述电路中是故意接地的。当连接到负载中线端200的导线偶然接地时，发生中线接地条件。中线接地条件形成并联导电路径，其中返回路径设置于负载端200（42）与线路端20之间。当中线接地条件未出现时，可配置中线接地发射器102以将等信号耦合到火线和中性线中。如上文所述，差动传感器100对电流差动进行感测。因此，由中线接地发射器102提供的等信号可忽略。但是，当中线接地条件出现时，耦合到中性线上的信号随着并联导电路径和返回路径周围的电流进行循环，从而形成导电回路。由于循环电流通过中性线而非火线进行导电，因此产生差动电流。差动传感器100对火线与中性线之间的差动电流进行检测。因此，检测设备104响应于中线接地条件而在输出903上产生信号。 

如最初所述，装置10包括检查电路901。由于内部故障（也称为寿命终止条件），因此检查电路901使GFI 900跳闸。寿命终止条件的实例包括（但不限于）无功能传感器100、中线接地发射器102、接地故障检测设备104、滤波电路906、SCR 106、缓冲器907、螺线圈52或电源902。内部故障条件可包括电气零部件短路或断开、或经配置以电互连零部件的电迹线断开或短路，或者发生中线接地故障时GFI 900未跳闸的其他此类故障条件。 

检查电路900包括若干个功能组。每一组的零部件均在括号内。这些功能包括故障模拟功能（928、930和934）、电源功能924、测试信号功能（52、916、918和912）、故障检测功能（920）以及故障响应功能（922、910和914）。 

故障模拟由极性检测设备928、开关930以及测试回路934提供。极性检测设备928经配置以检测交流电源的极性，并在SCR 106无法接通时提供输 出信号，该输出信号在交流电源的负半周期部分期间接近于开关930。当开关930处于接通状态时，测试回路934耦接到中线接地发射器102和接地故障检测设备100。回路934的电阻少于2欧姆。因为极性检测设备928仅在负半周期内闭合，所以电气回路934仅在负半周期内提供模拟中线接地条件。但是，模拟中线接地条件使检测设备104在线路903上产生故障检测输出信号。 

测试信号功能提供不存在内部故障条件时所产生的振铃信号。电容器918和螺线圈52形成谐振电路。电容器918通过连接到电路的交流电源的二极管916进行充电。SCR 106即刻接通以使与螺线圈52串联的电容器918放电。由于在负半周期内发生放电事件，因此电容器918放电之后SCR 106立即断开。放电电流的大小和放电事件的持续时间不够致动跳闸机构80（528、801），因此断流触点保持闭合。当SCR 106使电容器918在负交流电电源周期内放电时，螺线圈52的周围形成场，受到破坏时，所述场使电容器918在相反方向上再充电，从而与常见电路相比，在电容器上产生负电压。螺线圈52与电容器918之间的能量转移会产生测试接受信号作为振铃振荡。绕组912在磁性上耦接到螺线圈52，并用作隔离变压器。测试接受信号在磁性上耦接到绕组912，且用于使延迟计时器920复位。 

故障检测功能由延迟计时器920和SCR 922提供。延迟计时器920从电源924接收电力。未出现故障条件时，延迟计时器920在每个负半周期内通过测试接受信号进行复位，从而防止计时器920超时。如上文所述，如果GFI900中存在内部故障，那么便不产生线路903上的输出信号和来自绕组912的相关测试接受信号，正常情况下，这些信号会在每个负半周期上再产生。如果未出现测试接受信号，那么延迟计时器920将超时。 

响应于超时条件，SCR 922接通。SCR 922致动螺线圈910，螺线圈910又运作跳闸机构80（528、801）。随后，释放四极断流器触点，而且使负载侧端（30、300）和插座40与电路的电源解除耦接。如果用户试图通过手动按下复位按钮962而使断流触点复位，那么缺少测试接受信号会使装置10再次 跳闸。内部故障条件可造成装置10跳闸，并可使用指示器914在视觉或听觉上指示所述故障条件。或者，可忽略螺线圈910，这样，可使用指示器914在视觉或听觉上指示所述故障条件，而不会造成装置10跳闸。因此，响应机构可为通过机构80（528、801）中断的电路、指示器914的指示，或者电路与指示器相互的组合。 

检查电路901还易受寿命终止故障条件影响。检查电路901经配置以使得这些条件导致GFI 900跳闸，包括按下每个时间复位按钮928，或至少使得故障不干扰GFI 900对实际接地故障或中线接地条件进行感测、检测且中断所述条件例如，如果SCR 922形成短路，那么每次GFI 900复位且GFI 900立即断开时都会致动螺线圈910。如果电容器918、螺线圈910或绕组912中的一个或多个出错，那么将不会产生可接受的测试信号，且配置检查电路901以使GFI 900跳闸如果极性检测设备928或开关930短路，那么在交流电源的两个极性期间启用中线接地模拟信号。这将造成GFI 900跳闸如果极性检测设备928或开关930断开电路，那么不会存在中线接地模拟信号，而且延迟计时器920不会复位，GFI 900不会跳闸。螺线圈52和910经配置以运作跳闸机构80（528、801），即使由于寿命终止条件的存在，这两个螺线圈中的一个发生故障。因此，如果螺线圈910短路，那么跳闸机构80在实际故障条件期间仍由螺线圈52致动。如果电源924短路，那么电源902仍然保持运作状态，从而GFI 900保持工作状态。 

尽管出现上述情况的可能性较小，但某些双故障条件会造成GFI 900立即跳闸。通过说明，如果SCR 922和SCR 106同时短路，那么螺线圈52和910均接通，从而致动跳闸机构80（528、801）。 

在另一个实施例中，可忽略螺线圈910且SCR 922如所述那样通过虚线936重新连接。在实际故障条件期间，螺线圈52由SCR 106接通（致动）；当检查电路901检测出GFI 900中的寿命终止条件时，螺线圈52由SCR 922接通。通过将螺线圈52连接到断流触点的负载侧实质上使螺线圈52发生故障 的可能性最小。 

如上文所述，缆线回路934包括中性线的一部分。一段火线而不是中性线可包括于电气回路934中，以产生类似的模拟信号（未图示）。 

也可进行其他修改。中性线（或火线）部分有电阻964，通常为1欧姆到10欧姆，电流通过负载流经该电阻964，从而造成电压降低。电压降低造成电气回路934中的电流循环，这种情况被差动传感器100感测为接地故障。因此，由于测试开关930接通，因此接地故障检测设备104在输出903上产生信号，而无需考虑中线发射器102中是否发生内部故障条件。为了确保通过检查电路901对中线接地发射器102进行测试以确认是否有故障，可如先前那样配置电气回路934，但无需包括一段中性线（或火线），电气回路934通过缆线段进行说明，如虚线966所示。 

装置10还可配备有布线不当检测电路520，如上文所述。如果装置10已适当布线，那么电阻器522保险丝断开。因此，如果重新安装装置10，那么布线不当检测电路将不可用于提供布线不当保护。但是，可配置检查电路901以向重新安装的机构提供布线不当保护。在重新安装过程中，用户按下测试按钮50’以使GFI 900跳闸。如果装置10布线不当，那么连接到断流触点的负载侧的电源924向延迟计时器920提供电力。将电源902配置到电路断流触点，这样，当GFI 900跳闸时，电源902不会接收电力。由于未向GFI 900供电且因此GFI 900不工作，因此不会通过绕组912传递测试接受信号。因此，检查电路901使装置10跳闸。只要按下复位按钮，便致动跳闸机构，从而断流器触点不会保持闭合。因此，检查电路901以类似的方式将重新安装布线不当解释为寿命终止条件。装置10只在正确布线之后才复位。 

参阅图29，描述的是先前所示的装置10的电气部分的替代性示意图。同样，图29所示的电路断流器触点950960对应于图13到图18和图20所示的电路断流器构形。图29所示的电路可与本文中所述的所有机械实施例结合使用。 

图29所示为具有寿命终止电路的自动测试电路。这种设计可与上文所述实施例中的任意实施例结合使用。中线接地发射器102包括分别耦接到火线端200和中线端20的饱和磁芯1000和绕组1002。在实际中线接地故障条件期间，饱和磁芯1000在电气回路934中引起电流尖脉冲。磁芯1000中的磁场颠倒对应于交流电源中的过零。磁场颠倒会产生电流尖脉冲。在正过渡过零期间发生的电流尖脉冲在交流电源的正半周期部分期间产生信号。所述信号被接地故障传感器100感测为差动信号，且由接地故障检测设备104检测出。随后，GFI 900跳闸。 

模拟中线接地条件由极性检测设备928和开关930启用。极性检测设备928在负半周期内接通开关930。因此，电流尖脉冲在交流电源的负半周期部分期间出现，而不在正半周期部分期间出现。如上文所述，检测设备104在交流电源的负半周期部分期间的输出（线路903）无法接通SCR 106。但是，输出信号由检查电路901使用，以确定是否已出现寿命终止条件。 

可使用被称为MPF930且由安森美半导体（ON Semiconductor）制造的MOSFET装置来实施开关934。在另一个实施例中，开关934可整体集成于接地故障检测设备104中。 

响应于施加接地故障或中线接地条件，接地故障检测设备900在交流电源的正半周期部分期间产生输出信号903。所述信号接通SCR 106和冗余的SCR 922，以致动螺线圈52。螺线圈52使跳闸机构80（528、801）工作。 

当以上文所述的方式引入模拟中线接地条件时，在交流电源的负半周期部分期间向延迟计时器920提供测试接受信号。延迟计时器920包括晶体管1066，晶体管1066在接收到测试接受信号时使电容器1008放电。电容器1008在交流线路周期的保持部分期间使用电阻器1010通过电源902进行再充电。同样，如果装置10中存在内部故障，那么不会产生测试接受信号且晶体管1006不会接通。因此，电容器1008继续充电，直到达到预定电压为止。达到预定电压时，SCR 922在交流电源信号的正半周期部分期间致动。响应结果是，螺 线圈52使跳闸机构80（528、801）运行。或者，SCR 922可连接到第二螺线圈910（见图28）。 

GFI 900和检查电路901可从电源902中导出电力。可添加冗余的零部件，这样，如果一个零部件的寿命已终止，那么有另一个零部件维持GFI 900的运作，从而增强可靠性，或至少确保检查电路901的连续运作。例如，电源902中的串联调整元件1012可包括并联电阻器。电阻器1014可用于防止电源电压在接地故障检测设备104短路的事件中崩溃。清楚的是，如果电源电压崩溃，那么延迟计时器920可免于用信号通知寿命终止条件。所属领域的一般技术人员将认识到，装置10中可包括许多冗余的零部件；本实用新型不应解释为限于上述实例。 

或者，如上文所述，SCR 922可连接到寿命终止电阻器R23、R24，如虚线1016所示，而不是连接到螺线圈52或910。当SCR 922导电时，可选择电阻器R23、R24的值以产生一定量的热，使之超过焊盘上的焊料的熔点，或接近粘合剂的熔点。电阻器R23、R24的总值通常为1000欧姆。电阻器R23、R24用作可释放热的机械屏障的一部分。 

因为寿命终止电阻R23、R24能够使装置10的负载侧从交流电源永久解除耦接，因此很重要的一点是，寿命终止电阻R23、R24不因其他情况（如瞬态电噪声）、仅当实际寿命终止条件存在时才会移开。例如，SCR 922可能会自动接通来响应瞬态噪声事件。如果存在虚假的寿命终止条件，那么耦接二极管1018可能会使电阻R23、R24解除耦接。当接通SCR 922时，耦接二极管1018促使SCR 922启动螺线圈52。 

在本文中，图30是描述根据本实用新型的又一实施例的电路保护装置10的方框图。GFCI 10包括接地故障断流器电路和自动自测试电路。跨线金属氧化物变阻器15（movistor 15）可能用于防止导线11、13上的高压浪涌对装置10造成损坏。金属氧化物变阻器15的大小通常为12mm。 

接地故障电路包括经配置以感测负载侧的接地故障的差动变压器2。变压 器3经配置成中线接地发射器，且用于感测中线接地故障条件。差动变压器2和中线接地变压器3耦接到检测设备电路16。电源18在整个循环运行中为GFI检测设备电路16供电。检测设备电路16处理变压器输出，并根据变压器输出在输出引脚20上提供输出信号。引脚7上的检测设备输出信号由晶体管电路21过滤。控制门电路1116耦接到检测设备16和晶体管电路21；因此，控制门电路经配置以接收检测设备输出信号1120或已过滤的检测设备输出信号20。检测设备输出信号1120和已过滤的检测设备输出信号20分别通过引脚12或引脚11进入控制门1116。控制门1116包括内部逻辑门，其使用检测设备输出信号1120和已过滤的检测设备输出信号20作为输入；门电路的输出（SCR OUT）提供在控制门1116的引脚13上。因此，向SCR 24提供延迟的控制输入信号SCR Out。 

装置10也包括耦接到差动变压器2和V+的旁路电路1126。旁路电路1126的输出也用于SCR 24的控制输入。因此，可通过检测设备16的输出或通过旁路电路1126的输出来接通SCR 24。如果在交流电流周期的正半周期内接通SCR 24，那么SCR 24将向螺线圈38供应能量，而螺线圈38随后会驱动跳闸机构73中断四极电路断流器75。如果在交流电流信号的负半周期内将这些信号中的任何一个信号发送至SCR 24，那么SCR 24就不能向螺线圈38提供能量。但是，在负半周期将这些信号中的任何一个（或两个）信号应用于SCR 24会产生测试接受信号以向检查电路400提供输入。 

再次参阅旁路电路1126，其指重要的安全部件。当差动电流超过了预定电流，旁路电路1126会提供绕过控制门1116的输出，从而致动SCR 24（来使装置10跳闸）。一旦差动电流超过了预定的量（如100mA），等待门的SCROUT信号就不明智了，因为这种延迟会造成危险。下文更详细地描述了这种特征。 

GFCI 10也包括通过耦接电容器40和螺线圈38而形成的GFI输出电路350。GFI输出电路350中，检测设备16与寿命终止监视电路400和控制门 1116连接。电容器40和螺线圈38构成共振槽电路。槽电路与SCR 24和缓冲电路35平行放置。电容器40在交流电的正半周期进行充电，而在交流电的负半周期由阻塞二极管42阻止其放电。但是，如果螺线圈发生短路，电容器两端就不存在负电压。负电压由磁场崩溃而产生；磁场由螺线圈产生。而且，如果包括电路102的差动变压器2、GFI检测设备电路16、电路21、电源18、SCR 24、螺线圈38、电容器40和阻塞二极管42在内的任何零部件出现故障，电容器40将不会通过螺线圈38放电，因此电容器40的两端就不会由于螺线圈38的磁场崩溃而产生负电压。如果不产生负电压，那么寿命终止监视电路400将超时，且引脚OUT 1将发送寿命终止条件信号。 

当电容器40的两端存在负电压时，寿命终止监视电路400的输入（IN）受驱动进入低电平状态，在寿命终止监视电路400中将第一计时器复位成单稳超时模式。只要上述零部件，即电路102的差动变压器2、GFI检测设备电路16、电路21、电源18、SCR 24、螺线圈38、电容器40和阻塞二极管42正常运行，电容器将定期放电来复位第一定时器。 

因此，电路400的输出（OUT 1）将不发送寿命终止条件信号。 

但是，如果这些零部件中的任何一个出现故障，电容器40将不会通过螺线圈38放电，且电容器40两端将不会由于螺线圈38的磁场崩溃而产生负电压。如前文所述，第一计时器将超时，以使OUT 1发送寿命终止条件信号。 

注意，线1125和1127以虚线显示。虚线是指线1125和线1127可能不与控制门1116连接。在这些实施例中，通过照亮LED 1124来发送寿命终止条件信号，并启动电路400中的第二计时器。当第二计时器超时时，OUT 2就会接通SCR 1122，电流通过二极管42进行传导，螺线圈38得到能量供应以使电路断流器73跳闸。所属领域的一般技术人员将认识到，寿命终止指示器1124可使用视觉指示（即LED）、听觉指示或视听指示来实施。这种布置的一个优点是通过装置已达到寿命终止条件的指示向用户发出警报。然后用户可以获得适当的时间，以在电路断流器75执行操作拒绝负载端（1108、1108’、 1110和1110’）的电流之前更换装置。在一个实施例中，预定时间延迟为二十四（24）小时。可选择任何合适的时间区间。例如，延迟可设置为四十八（48）小时。 

在替代性实施例中，寿命终止电路包括冗余部件，如置于OUT 1和控制门1116的引脚10之间的线1125。线1127也可能置于控制门引脚13和寿命终止电路400的第二输入。冗余LED 1140连接到控制门116。冗余部件经配置以检测并响应电路400中的寿命终止条件。电路400中的寿命终止条件改变线1127上的信号。通过照亮LED 1140来发送寿命终止条件信号，并启动控制门116中的第三计时器。与第三计时器相关的优点类似于与第二计时器相关的优点。当第三计时器超时时，控制门1116的输出13就会接通SCR 24，电流通过二极管42进行传导，螺线圈38得到能量供应以使电路断流器73跳闸。所述领域的一般技术人员将认识到，寿命终止指示器1140可使用视觉指示（即LED）、听觉指示或视听指示来实施。 

所述领域一般技术人员将显而易见地认识到，可根据输出电路350和/或控制门1116的配置对寿命终止电路400作出修改和变化。例如，电路400可使用一个单片集成电路或使用离散计时器和其他离散电路元件来实施。例如，OUT 1可能是附加SCR装置的正极。所述领域一般技术人员应了解，其他可能的电路变化也包括在本实用新型范围之内。 

如上所述，控制门1116经配置以接收检测设备输出信号1120和已过滤的检测设备输出信号20，从而向SCR 24（SCR out）提供门的延迟检测信号。控制门1116也提供寿命终止功能和自测试功能。自测试功能如下所述。 

控制门1116经配置以在测试状态和非测试状态之间反复循环。两个状态的持续时间由计时电路确定。所属领域的一般技术人员将认识到，可使用任何合适类型的计时电路。例如，计时电路可以是由本地振荡器（未显示）、置于控制器1116中的计时器或耦接到交流电源的过零电路1117驱动的外部时钟构形。当控制门1116处于测试状态时，其经配置以在负半周期内致动自测试 中继装置1118。在致动时，自测试中继装置1118经配置以致动自测试电路从而启动自测试过程。 

自动自测试电路1128耦接在火线13和中线11之间。电路1128包括与二极管4和电阻8串联的触点1130。当接通中继装置1118闭合触点1130时，接地故障模拟电路1128会产生自测试信号。所属领域的一般技术人员将认识到，测试电路1128可使用各种替代性故障模拟电路来实施。例如，如果对控制门1116和自测试中继装置1118进行编程以仅在交流电力的负半周期内闭合触点1130，则可省去二极管4。或者，如果触点1130经配置以通过闭合来实现完整的线路循环，则应包括二极管4来限制负半循环的模拟接地故障电流。流过电阻器8的电流在火线13和中性线11之间产生差动电流，所述差动电流以前述方式由变压器2感测。当然，SCR 24不能在交流波形的负半循环内传导线路电流。但是，如果检测设备16不向SCR 24发送信号，那么就会启动上述寿命终止超时时序。 

所属领域一般技术人员应显而易见地认识到，可根据装置选择和设计问题对本实用新型的控制门1116作出修改和变化。例如，控制门1116可使用微处理器、专用集成电路（ASIC）或所属领域一般技术人员所熟悉的其他电子装置的组合来实施。在图30所示的实例中，控制门1116作为离散微处理器零部件来实施。在另一个实施例中，控制门1116与其他装置零部件和子系统组合在ASIC中。例如，ASIC可能包括检测设备16、自测试电路400和其他此类零部件。 

所属领域一般技术人员将认识到，可根据电子装置的特性选择任何合适类型的自测试中继装置1118。例如，中继装置1118可使用机电中继装置来实施。中继装置1118也可使用固态开关，如硅控整流器、SCR、三端双向可控硅开关元件、晶体管、MOSFET或其他半导体装置来实施。 

再次参阅控制门1116，在上述循环出现的非测试状态的时间区间中，检测设备输出信号20和1120以上述方式进入控制门1116。当控制门1116处于非 测试状态时，控制门1116通过断开自测试中继装置1118致使负半周期的自测试信号停用，从而可检测实际故障信号而避免受到自测试信号的干扰。在这种状态下，GFI 10可检测任何一个半周期中的实际故障信号，但鉴于上述SCR 24电路构形，GFI 10仅对正半周期的故障作出响应。非测试状态时间区间的持续时间可在一（1）秒和一（1）个月的时间范围内进行选择。通常认为一个月是测试之间的最大安全时间区间。或者，非测试状态时间区间的持续时间可设置为约一分钟。测试/非测试周期重复出现；完成每个非测试周期之后就会进入测试状态周期，完成每个测试周期之后就会进入非测试状态周期。 

当然，GFI 10在测试状态时间区间内处于自测试模式。自测试信号可在测试状态时间区间的第一负半周期期间、已选择的负半周期中或测试时间区间的每个负半周期中进行发送。在图30所示的电路实例中，控制门1116在负半周期内通过接通自测试中继装置1118来致动模拟故障信号。模拟测试信号促使检测设备16在每个负半周期内于输出20或替代性输出1120上产生信号。输出1120提供的信息与输出20相同，但其经配置以产生数字逻辑电平。如上所述，控制门1116控制检测设备16在负半周期内接收的、向SCR 24输出的信号。门的功能是阻止负半周期之后预定时间的任何扩展信号。预定时间区间的选择需使任何剩余的扩展信号实质上少于预期的实际故障信号。预定时间区间通常设置为30至50毫秒。因此，负半周期外的任何自测试信号都不会虚假启动SCR 24。但是，负半周期内传输的测试接受信号部分将使铃声检测设备400中的计时器复位。 

无论如何，如果在上述30至50毫秒的停止周期内发生实际故障条件，那么旁路电路1126会促使装置10根据UL跳闸时间要求作出响应。 

装置10的各种实施例可配置有可接触的手动测试按钮1132。测试按钮1132闭合开关触点1134以启动模拟接地故障信号（即通过电阻器1136的电流）。在替代性实施例中，可提供模拟中线接地故障信号（未显示）。如果GFI10处于工作状态，那么闭合开关触点1134即可启动跳闸操作。测试按钮部件 可作为施加或取消连接到装置10的负载（如电阻器1106所代表）的电力的开关来让用户控制GFCI 10，在这种情况下，测试按钮1132和复位按钮75可分别标明为“断开”和“接通”。使用测试按钮1132不会影响装置10的性能，或检测和响应寿命终止条件的能力。 

再次参阅旁路电路1126，旁路电路1126经配置以在某些情况下绕过控制门1116。如果出现接地故障，那么电源18中的电容的放电时间常量或控制门1116中的延迟（包括软件相关的延迟）会延迟控制门1116的运行。这些延迟可能会阻止跳闸机构73在已知的最大安全时间限度内中断大于约100mA的高振幅接地故障电流。 

此“最大安全”跳闸时间要求用于UL 943中。UL 943包括时间-电流的反曲线：t=(20/I)^1.43，其中“I”指故障电流，单位为毫安（mA），“t”指跳闸时间，单位为秒。故障电流的标准值介于6mA和264mA之间。电流为6mA时是“容许临界值”。换句话说，UL认为小于6mA的电流不会造成危险。264mA的限度所对应的是132VAC（最大电源电压）分配在500欧姆（人体的最小电阻）的电阻上所形成的电流。应用跳闸时间曲线，6mA的故障电流所允许的最大跳闸时间是5秒。264mA的故障电流所允许的最大跳闸时间是.025秒。旁路电路1126经配置以当故障电流超过100mA时致动SCR 24。根据跳闸时间曲线，如果故障电流等于100mA，那么计算得到的跳闸时间为0.1秒（100毫秒）。因此，30至50毫秒的停止周期并不违反小于100mA的实际接地故障的UL跳闸时间曲线。对于大于100mA的实际故障电流，旁路电路1126会超驰停止周期锁止。因此，本实用新型根据UL跳闸时间的要求而提出。所属领域一般技术人员将认识到，旁路电路1126和检测设备16可组合在一个单片集成电路中。 

本实用新型的另一个特征涉及抗噪声性。瞬态噪声的来源包括交流电源的开关噪声、与具有带电刷的整流电动机的负载相关的电噪声或与各种灯或设备相关的噪声。抗噪声性是一个考虑因素，因为瞬态噪声可能会干扰自测 试信号。在某些情况下，噪声可能会干扰或消除自测试信号。因此，尽管GFCI10中没有内部故障条件，电路400中的计时器也可能会复位。因此，在一个实施例中，对电路400中的计时器进行编程以测量，例如，跨越四个模拟测试周期或预定时间（如四分钟）的时间区间。因此，电路400只需要在计时器复位的时间区间中检测四个测试接受信号中的一个信号。瞬态噪声事件不可能干扰四个连续的负半周期或持续4分钟的周期。因此，以这种方式对计时器进行编程会降低GFCI 10对瞬态电噪声的敏感度。 

在本文中，图31是描述根据本实用新型的第二实施例的电路保护装置的方框图。图31是替代性实施例的方框图，其中故障模拟电路产生模拟的负半周期中线接地信号。参考第10/768,530号美国专利申请案，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中，从而更加详细地说明故障模拟信号。注意，测试电路1128不包括二极管4。 

图31中的GFI电路102包括变压器2，其经配置以当火线和中性线之间的电流存在差动时对负载侧接地故障进行感测。变压器2发送感测信号至检测设备电路16。GFI电路102也包括经配置以检测中线接地条件的中线接地发射器3。所属领域的技术人员将理解，故意在所述电路中使连接到中线端11的导线接地。另一方面，当连接到负载中线端1110的导线偶然接地时，会发生中线接地条件。 

中线接地条件形成并联导电路径，其中返回路径设置于负载端1110与线路端11之间。当中线接地条件未出现时，可配置中线接地发射器3以将等信号耦合到火线和中性线中。如上文所述，变压器2对电流差动进行感测。因此，当不存在故障条件时，流过火线的电流会抵消流过中性线的电流。然而，当存在中线接地条件时，耦合到中性线上的信号随着并联导电路径和返回路径周围的电流进行循环，从而形成导电回路1212模拟的导电回路。由于循环电流在中性线而不在火线中传输，因而会产生差动电流。变压器2对火线与中性线之间的差动电流进行检测。因此，检测设备16响应于中线接地条件而 在输出20上产生信号。 

在一个实施例中，接地故障检测设备16使用仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor）制造的RV 4141集成电路来实施。所属领域的一般技术人员将了解，本文中可使用任意合适的装置。变压器2可使用环形的磁心1102来实施，所述磁心周围缠绕有绕组1104。绕组1104耦接到接地故障检测设备16的输入端1202。绕组1104通常有1,000匝。中线接地发射器3可使用第二环形磁心1204来实施，所述磁心周围缠绕有绕组1206。绕组1206与电容器1208串联，并耦接到接地故障检测设备16的增益输出端1210。绕组1206通常有200匝。火线13和中性线11穿过磁心1102和1204的孔。 

在中线接地条件期间，电路或接地故障检测设备16固有的低电平电噪声会在磁心1102和/或1204中产生磁通。磁心1204中的磁通由绕组1206引起。磁心1204在电气回路1212中引起循环电流，所述电气回路在磁心1102中引起磁通。绕组1104所产生的信号由接地故障检测设备16的增益放大，以通过绕组1206在磁心1204中产生更大的磁通。由于这种再生反馈操作，接地故障检测设备16振荡起来。频率通常介于5kHz和10kHz之间。这种振荡会在输出20上产生信号。最后，控制门1116向SCR 24发送信号以使装置10跳闸。 

电气回路1212是故障模拟电路1128的一部分。回路1212具有与之相关的电阻；所述电阻如图31中的集总电阻1214所示。电阻1214通常小于2欧姆。当在每个测试状态时间区间的至少第一负半周期内闭合触点1130时，电气回路1212将耦接中线接地发射器3和接地故障检测设备2。因此，模拟中线接地条件只在负半周期内产生。模拟中线接地条件促使检测设备16在线路20上产生故障检测输出信号，以在测试状态时间区间期间再次触发铃声检测设备400中的计时器。没有计时器复位信号则表明装置的寿命已终止。如前文所述，寿命终止条件会促使寿命终止指示器启动和/或断路触点跳闸。 

同样，装置的各种实施例可配置有可接触的手动测试按钮1132，所述测 试按钮经配置以闭合开关触点1134。闭合触点1134后，电流就会流过电阻器1136，并启动模拟接地火线故障信号。在另一个实施例中，模拟中线接地故障信号（未显示）通过致动测试按钮1132来启动。如果GFI 10出于工作状态，那么闭合开关触点1134即可启动跳闸操作。测试按钮部件可作为施加或取消负载1106的电力的开关来让用户控制GFCI 10。因此，测试按钮1132和复位按钮75可分别标明为“断开”和“接通”。使用测试按钮1132不会影响检测和响应寿命终止条件的能力，反之亦然。 

即使GFI输出电路350、电路400和控制门1116不与图30所示相同，也与之类似。 

在本文中，图32是描述根据本实用新型的第三实施例的电路保护装置的方框图。图32是说明本实用新型如何用于一般保护装置300的方框图。此外，图32包括冗余螺线圈。 

如果包括传感器1302，那么保护装置是AFCI。如果包括变压器2和3，那么保护装置是GFCI。如果包括传感器1302以及变压器2和3，那么保护装置是AFCI-GFCI组合。一般而言，保护装置可包括一个或多个传感器或传感器组合，其经配置以感测负载中或向负载供应电力的交流电路中的一种或多种危险条件。传感器1302感测负载电流中的电弧故障信号。检测设备1304与接地故障检测设备16类似，但其经配置以检测设计中所采用的各种传感器中的任意传感器所发出的信号。检测设备也可向发射器提供信号，如变压器3。 

故障模拟电路1306与故障模拟电路1128类似，但前者经配置以产生一个或多个模拟信号来确认保护装置处于工作状态。通过在测试状态时间区间期间运行中继装置1118来闭合触点1130。故障模拟信号在交流电力的负半周期内产生。图32的实施例与本文中的前述实施例的相似之处在于，从故障检测设备1304发送至SCR 24的任何扩展测试故障信号被控制门1116阻止。以这种方式，扩展入交流电力线路的正半周期的模拟信号不会致使SCR 24接通。因此，可防止虚假致动电路断流器。 

其他特征和优点可添加到本实用新型的各种实施例中。GFCI 10可配置有布线不当检测部件，如布线不当网络1308。参考第6,522,510号美国专利，所述专利的全文以引用方式并入本文中，从而更加详细地解释布线不当网络1308。简而言之，布线不当网络1308经配置以产生模拟接地故障条件。在安装保护装置300期间，如果电源电压故意耦合到线路端11和13，那么流过网络1308的电流会使保护装置跳闸。但是，流过网络1308的电流会继续流动，直到网络1308中的可熔零部件因I²R加热而断开电路为止。可熔零部件可通过电阻器1310来实施，所述电阻器经配置以通常在1至10秒内熔化。保护装置300可在可熔零部件断开后复位。随后，保护装置300和检查电路400会以前述方式运行。但是，如果因在安装期间将电源连接到负载端1108和1110而造成装置布线不当，那么GFI 102就会在可熔零部件断开之前使断路触点74跳闸。流过网络1308的电流会在0.1秒之内终止。此时间段的区间过于短暂，而不会导致可熔零部件发送故障。因此，当保护装置300布线不当时，网络1308中的可熔元件完好无损。因此，复位按钮75不会影响复位操作。保护装置300不能不考虑发送至或发送自检查电路400的信号而进行复位。 

如上所述以及前述实施例所示，跨线金属氧化物变阻器（MOV）通常称作movistor，可加入保护装置中，从而防止保护装置受到交流电源高压浪涌的损坏。金属氧化物变阻器（movistor）的大小通常为12mm。或者，当MOV与电感器耦接时，电路中可采用更小的MOV。 

在此实施例中，MOV 15’与螺线圈38耦接。螺线圈38的感应电阻值通常大于50欧姆，频率为浪涌电压的频率。感应电阻用于减小金属氧化物变阻器所吸收的浪涌电流，从而使MOV 15’具有较低的能量分等。因此，金属氧化物变阻器的大小可减小为直径为5mm的装置。此外，MOV可全部替换为吸收浪涌的电容器、空气间隙或所属领域一般技术人员所熟悉的任何其他浪涌保护方法。 

保护装置300也可包括跳闸指示器1312。指示器1312经配置以在保护装 置300跳闸时照亮跳闸指示和/或以在听觉上通知跳闸指示。跳闸指示器1312的作用也可指示用户跳闸装置的位置。 

图32所示的实施例的另一个部件涉及冗余螺线圈设计。寿命终止时，螺线圈38通常通过产生断路条件来出现故障。可添加螺线圈1314来提供冗余。如果螺线圈38发生断路，那么次级线圈401就不接收自测试信号。但是，电路400能通过致动冗余螺线圈1314以使保护装置跳闸。螺线圈1314可在磁性上耦接到螺线圈38。装置300可包括其他冗余。冗余零部件使保护装置和/或电路400发挥作用。例如，电源18中的二极管1316可包括两个并联的二极管，以便一个二极管发生断路时，第二二极管可继续保持电源电压。 

参阅图33至图35，所示时序图为用于在永久性地拒绝向装置的负载端供应电力之前显示寿命终止条件的各种方法。所示时序图向用户提供在通过以非复位方式中断装置触点来永久性地拒绝向负载供应的电力之前显示寿命终止条件的方法。 

图33所示为寿命终止指示和锁止的时序。如上所述，自测试定期发生在交流电力的负半周期。因此，信号“a”指发送自装置10的GFI部分的循环出现的测试接受信号，即寿命终止监视电路400的输入。第二信号（b）指电路400中的第一计时器。在时间1612时，以上所列零部件出现故障，指寿命终止条件。因此，最后的输入脉冲1610由电路400在时间1614时接收。寿命终止条件发生在时间1618时，此时第一计时器发生超时。换句话说，如果未在时间区间1616内检测测试接受信号，第一计时器就会产生寿命终止信号1618。信号（c）指寿命终止指示器1124。脉冲1620表明LED 1124（或听觉指示器）可产生脉冲以显示闪光或周期性的蜂鸣声。或者，LED 1124可持续照亮。在另一个实施例中，寿命终止指示器1140可进行连接已接收来自控制门1116的信号。控制门1116经配置以在检测到寿命终止条件时产生发送至指示器1140的间断信号。信号（d）指锁止信号，如来自电路400的信号OUT 2来自控制门1116的SCR OUT。第二计时器确定预定时间1622后会产生锁止 信号（d）。如图所示，信号（d）产生锁止脉冲1624，以永久性地从装置10（300）的线路端断开负载端。所属领域一般技术人员将认识到，信号（d）可配置成低电平主动信号，如图30和/或31所示。 

在本实用新型的一个实施例中，锁止脉冲1624运行以使跳闸机构73跳闸。在另一个实施例中，提供了单独的冗余寿命终止触点组。在这种情况下，锁止脉冲1624运行以分离冗余触点结构。冗余结构可不依赖跳闸机构73的状态（即复位或跳闸）。在又一个实施例中，可包括寿命终止指示信号1628以在出现锁止后继续向寿命终止指示器1124（1140）供应能量。继续发生的闪光或蜂鸣声有助于用户定位引起电力损失的故障装置。 

参阅图34，所示时序图说明本实用新型的手动测试部件。信号（a）指手动测试电路。脉冲1710通过手动致动测试按钮1132来产生。信号（b）指测试接受信号1712。注意，在这种情况下，测试接受信号1712由检测设备16和输出电路350在测试接受时间区间1714内产生，这表明保护装置10处于工作状态。脉冲1718指测试按钮1132的另一次手动致动操作。但是，在这种情况下，存在寿命终止条件，这种情况由测试接受时间区间1714’内缺少任何测试接受信号1712来证明。因此，再次生成寿命终止信号1618。信号（c）是指寿命终止指示器1124（1140）的操作。信号1720和1726与上述的信号1620、1628类似。信号（d）是指在预定时间段1722结束后生成的锁止信号1724。锁止信号1724永久性地将装置10（300）的线路端与线路端断开连接。 

图35描述的是本实用新型的包括复位功能的实施例。信号（a）是指测试接受信号1810。再次指出，测试接受信号指示，保护装置10（300）可操作以针对至少一个预定条件来感测、检测以及保护装置10。在时间1812内，上文列出的零部件出现故障且基于这一情况，在时间1814内传输最后的测试接受信号。信号（b）是指SCR OUT或电路400的输出。如果在时间区间1816内没有检测到测试接受信号，则将生成脉冲1818，从而使得跳闸机构73跳闸。脉冲1818的下降沿对应于用户手动按下复位按钮75（图30）。信号（c）表 示视觉指示器1124（或听觉指示器）的输出。用户对装置10（300）进行复位后，指示器1124开始闪烁，这表示已出现寿命终止条件。当跳闸机构73复位时，预定的时间区间1824开始。时间区间1824结束后，可通过控制门1116或电路400以上述方式生成锁止脉冲1826。因此，当预定的时间区间1824结束后，跳闸机构73将在脉冲1826的上升沿永久性跳闸。参阅指示器信号（c），可提供当前的指示器信号1830，以便基于上述提供的原因，在预定时间区间1824结束后持续对寿命终止指示器1124（1140）提供能量。 

如果在时间区间1622（1722、1824）内生成测试接受信号，则控制门1116和/或电路400可经配置以忽略所述测试接受信号。因此，当预定的延迟时间结束后，装置10（300）将以上述方式跳闸。在替代性实施例中，控制门1116和/或电路400可经配置或经编程以识别所述测试接受信号。 

如果识别到测试接受信号，则同时取消寿命终止信号和锁止信号这是本实用新型的另一个抗噪声特性。如果配电系统上的噪声在瞬间盖过了循环测试信号，则装置10可能恢复，从而阻止出现错误的寿命终止锁止情况。或者，从时间区间1616（1714、1816）结束到时间区间1622（1722、1824）开始之间可包括“等待延迟”。通过这种方式，电路400会像之前一样生成寿命终止信号，但在等待延迟结束之前，寿命终止指示器1124（1140）不会得到能量供应。检测到寿命终止条件后，可延迟24到48小时再取消电力供应（预定时间段）。检测到寿命终止条件后，可延迟5秒到5小时再启动指示器（等待延迟时间区间）。 

寿命终止指示器使得用户了解到寿命终止条件，之后，在取消对负载端提供电力之前，用户拥有预定的时间段进行操作。在又一个替代性实施例中，装置10（300）包括对复位按钮做出响应的计数器。在出现寿命终止条件后，在永久性取消对负载端的电力供应之前，计数器会分配给用户预定数量的复位循环。在每个复位循环的过程中，复位按钮使得线路端连接到负载端，但仅在预定的时间段内。这样，每个复位循环都用作提醒用户，已出现寿命终 止条件。复位循环的持续时间可能逐渐缩短，以进一步促使用户在永久性拒绝对负载端的电力供应之前更换装置。 

所属领域的一般技术人员应认识到，可在本实用新型的范围内对时序图中所描述的计时时间区间进行改变和修改。视觉指示器可具有各种颜色或闪烁图案，从而区别于包括在装置10（300）中的其他类型的指示器，例如跳闸指示器1312，或者具有经配置以在对负载端（未图示）施加电力时发光的指示灯。可对两种或两种以上类型的指示器进行配置，以在装置10（300）的外壳中的相同位置处发光。视觉或听觉指示器可通过各种图案、声音、或颜色来继续指示过程，从而逐渐让用户注意到即将发生的锁止情况。 

在本文中，图36是描述根据本实用新型的又一实施例的电路保护装置的示意图。GFCI 10包括GFI电路102和自测试检查电路2110。GFI电路102包括标准GFCI装置，其中负载侧的接地故障由差动变压器2进行感测。变压器3是中线接地发射器，用于对中线接地故障进行感测。变压器2的输出由GFI检测设备电路16进行处理，所述GFI检测设备电路16生成关于输出20的信号，在电路21中进行过滤后，所述信号将启动跳闸SCR 24。当SCR 24“接通”时，其将启动螺线圈38，而所述螺线圈38转而操作捕鼠装置73，从而断开多个触点74并让负载断流。 

跨线金属氧化物变阻器（MOV1）通常称作movistor，可加入保护装置（例如MOV 15）中，从而防止保护装置受到交流电源高压浪涌的损坏。金属氧化物变阻器（movistor）的大小通常为12mm。 

电源18在整轮操作中为GFI检测设备电路16提供电力。优选包括与电阻器8串联的二极管4的负周期旁路电路5引入旁路电路，在交流电力的负半周期内在中线与火线11、13之间模拟接地故障。也可以将旁路电路5置于线路11月13之间同时将二极管4阳极置于中线11上，来产生同样的旁路电流。将电容器40与螺线圈38串联，从而形成GFI 102输出电路，并因此形成共振槽电路。共振槽电路与SCR 24和缓冲电路35并联。电容器40在交流电 力的正半周期上充电，但遭阻塞二极管42阻止而不会在交流电力的负半周期上放电。 

在此实施例中，寿命终止检查电路和控制门实施于单个零部件（控制门2110）内。控制门2110耦接到电力拒绝机构1910，电力拒绝机构1910经配置按以下方式工作。 

用户在装置处于复位状态下时推动“测试”按钮1132，以模拟故障。通过电阻器1136引入故障。尽管将模拟故障显示为接地故障，但是也可选择电弧模拟故障。本实用新型同样可应用于GFCI、AFCI或GFCI/AFCI。控制门2110类似于控制门1116。但是，门2110包括耦接到测试按钮1132的输入2112。当按下测试按钮1132时，控制门2110便为指示器1124（1140）供应能量。如果GFI 102中的零部件处于工作状态，即，传感器1102、检测设备16、SCR24和跳闸机构73处于工作状态，那么装置正常工作，且跳闸机构73跳闸。响应结果是，取消了对控制门2110的电力供应，并且取消了对指示器1124（1140）的能量供应。 

但是，如果GFI 102中有一个零部件处于非工作状态，即，到达了寿命终止条件，那么指示器1124（1140）会在至少预定的时间段内以前文所述的方式显示视觉或听觉信号。在所述预定的时间段之后，控制门2110再次以前文所述的方式致动电力拒绝机构1910。 

在另一实施例中，省略了电力拒绝机构1910，且SCR 1916操作断路器线圈38或独立螺线圈1314（参阅图32），以将线路端与负载端的连接永久断开。 

参阅图37，所示为替代性电路断流器。所述电路断流器包括跳闸机构1506、断路触点1508和复位按钮1510，都类似于前文所描述的指定为参考元件73、74和75的元件。所述电路断流器耦接到导线11和13，并经配置以在检测到实际故障条件或模拟故障条件时或当自动自测试信号故障时，将一个或多个负载从实用电源上解除耦接。类似于先前电路断流器的实施例，当解除耦接时，会有多个空气间隙1512将多个负载结构彼此电隔离开。例如，所 述负载可包括设置于保护装置中的馈电端1514。馈电端经配置以将缆线连接到分支电路的后续部分。分支电路的这个部分又得到保护装置的保护。负载结构还可包括设置于保护装置中的至少一个用户可接触到的插座1516。插座经配置成与用户附接型负载的插头配合。因此，用户负载会以类似的方法受到保护装置的保护。 

如前文所述，如果在将装置10安装到分支电路中时意外发生布线不当的情况，即，源电压连接到了馈电端1514上，那么可配置保护装置成只在每次尝试复位时，例如每次按下复位开关1510时立刻复位。或者，可将保护装置配置成在布线不当的情况下，装置10（1300）无法进行复位。在以上两种情况的任一种情况下，空气间隙1512都可阻止馈电端1514的实用电源向插座1516供电。可为每个实用电源火线提供至少一个空气间隙1512。在用户附接型负载中，用户可获保护而免受故障条件的影响。或者，可以只在单个实用电源导线中提供至少一个空气间隙1512。插座1516的电力供应便遭拒绝。因此，在即将发生故障条件之前促使用户矫正布线不当的情况。在另一替代例中，实用电源导线可选择性地包括用于解除负载结构的电联的空气间隙1512。 

本文所述的所有参考文献，包括公开案、专利申请案以及专利都以引用的方式并入本文中，正如将每份参考文献个别及具体地指明是通过引用的方式完整地并入本文并于本文获得陈述的那样。 

在说明本实用新型的过程中使用了术语“一”和“所述”以及类似的词语（尤其是在下文的权利要求书中），应该将这些术语解释为既涵盖单数又涵盖复数，除非本文中另有指明或上下文有明确的相反提示。应该将术语“包含”、“具有”、“包括”以及“含有”解释为开放性术语（即，表示“包括但不限于”），除非另有说明。应该将术语“所连接的”解释为部分或完全包含于其中、附接到或结合在一起，即使是存在中介元件时也是如此。 

本文中所叙述的数值范围仅仅是一种速记，意图用于按个别方式提及属于相关范围的每个独立的值，除非本文中另有说明；并且每个独立的值都并 入本说明书中，正如这些值按个别方式陈述于本文中一样。 

本文中所述的所有方法都可以按任何适当次序加以执行，除非本文中另有指明或上下文有明确的相反提示。对本文中所提供的任何以及所有实例或示范性语言（例如“诸如”）的使用都仅仅为了更好地说明本实用新型的实施例，而并非对本实用新型的范围加以限制，除非另外主张。 

本说明书中任何措辞都不应被解释为将任一非主张的元件指示为实践本实用新型所必须的。在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，所属领域的一般技术人员可对本实用新型作各种修改和变化。本文绝非意图将本实用新型限于所公开的一种或多种特定形式，相反，而是意图涵盖所附权利要求书所界定的本实用新型的精神和范围内的所有修改、替代结构以及等效物。因此，本实用新型应涵盖所有属于所附权利要求书和其等效物的范围内的修改和变化。” 

Claims (15)

1.一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线装置包括：

多个线路端以及多个负载端；

耦接到所述多个线路端或所述多个负载端的至少一个传感器，所述至少一个传感器提供对应于电扰动的在所述多个线路端或所述多个负载端上传播的传感器输出信号；

耦接到所述至少一个传感器的故障检测电路，如果所述传感器输出信号对应于至少一项预定的故障准则，那么所述故障检测电路经配置以产生故障检测信号；

对所述故障检测信号进行响应的致动器组件，所述致动器组件包括断路器线圈，所述断路器线圈经配置以响应于得到能量供应而产生致动力；

耦接到所述致动器组件的电路断流器，所述电路断流器包括四组可移动触点，所述四组可移动触点经配置以响应于复位激励而受驱动进入复位状态，所述四组可移动触点经配置以响应于所述致动力而受驱动进入跳闸状态；

耦接到所述多个线路端或所述至少一个传感器的自测试电路，所述自测试电路经配置以在交流电力线路周期的一预定部分的期间不时地产生测试信号，所述自测试电路经配置以使得当所述至少一个传感器处于工作状态时由所述至少一个传感器感测所述测试信号，所述传感器输出信号是所述测试信号的函数；以及

监视电路，其经配置以监视所述故障检测电路或所述致动器组件，当所述故障检测电路或所述致动器组件的至少一部分对所述测试信号作出响应时，机械致动力得到抑制，如果所述故障检测电路或所述致动器组件未在预定的时间段内对所述测试信号作出响应，那么所述监视电路产生寿命终止响应。

2.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线 装置进一步包含至少一个电路，所述至少一个电路耦接到所述多个线路端。

3.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线装置进一步包含至少一个电路，所述至少一个电路包括至少一个开关元件，所述至少一个开关元件独立于四组断流触点的断开而断开，且其独立于四组断流触点的闭合而闭合。

4.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线装置进一步包含耦接到所述自测试电路和所述监视电路的控制电路。

5.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述寿命终止响应包括使所述四组可移动触点跳闸。

6.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述寿命终止响应包括将所述多个线路端与所述多个负载端之间的连接断开。

7.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述多个负载端包括多个馈电负载端和多个插座负载端，所述四组可移动触点经配置以使所述多个馈电负载端和所述多个插座负载端在所述跳闸状态下处于断开连接的状态。

8.根据权利要求7所述的电气布线装置，其特征在于，四组断流触点至少部分地设置于四个悬臂部件上。

9.根据权利要求8所述的电气布线装置，其特征在于，所述四个悬臂部件包括第一组两个悬臂部件和第二组两个悬臂部件，第一组悬臂部件经配置成在第一方向上围绕第一轴线旋转且第二组悬臂部件经配置成在与所述第一方向相反的第二方向上围绕第二轴线旋转，所述四组断流触点经配置以在复位状态下在所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间形成电连接，所述四组断流触点在跳闸状态下被解除耦接，从而中断所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间的电连接。

10.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述四组可移动触点设置成母线构形。 

11.根据权利要求1所述的电气布线装置，其特征在于，所述致动器组件包括至少一个第一螺线圈和第二螺线圈。

12.根据权利要求16所述的电气布线装置，其特征在于，所述第一螺线圈和所述第二螺线圈包括跳闸螺线圈和复位螺线圈。

13.一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线装置包括：

外壳组件，其包括多个线路端、多个负载端以及多个插座负载端；

电路组件，其包括至少一个信号检测电路，所述至少一个信号检测电路经配置以检测具有预定信号特征的、在所述多个线路端中的至少一者上或在所述多个负载端中的至少一者上传播的至少一个信号，所述电路组件经配置以，响应于所述至少一个信号检测电路检测到所述至少一个信号，而产生检测激励；

耦接到所述电路组件、所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端的断流触点组件，所述断流触点组件包括四组断流触点，所述四组断流触点至少部分地设置于四个悬臂部件上，所述四个悬臂部件包括第一组两个悬臂部件和第二组两个悬臂部件，所述第一组两个悬臂部件被配置成在第一方向上围绕第一轴线旋转且所述第二组两个悬臂部件被配置成在与所述第一方向相反的第二方向上围绕第二轴线旋转，所述四组断流触点经配置以在复位状态下在所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间形成电连接，所述四组断流触点响应于所述检测激励在跳闸状态下被解除耦接，从而中断所述多个线路端、所述多个负载端以及所述多个插座负载端之间的电连接；以及

耦接到所述多个线路端和所述电路组件的自动测试组件，所述自动测试组件经配置以在交流电力的预定半个周期内产生自动测试信号且响应于所述自动测试信号来监视电路组件，如果所述电路组件对所述自动测试信号作出适当的响应，那么所述检测激励得到抑制，如果所述电路组件未能在预定的 时间段内对所述自动测试信号作出响应，那么所述自动测试组件产生寿命终止响应。

14.根据权利要求13所述的电气布线装置，其特征在于，交流电力的所述预定半个周期为所述交流电力的负半周期。

15.一种具有布线不当保护和自动测试的电气布线装置，其特征在于，所述的电气布线装置被配置为安装于配备有交流电源的配电系统内，所述交流电源提供交流电力线路信号，所述交流电力线路信号的特征在于其第一半周期具有第一交流极性且第二半周期具有第二交流极性，所述的电气布线装置包括：

多个线路端以及多个负载端；

耦接到所述多个线路端的至少一个电路，且所述至少一个电路经配置以在形成了正确布线的情况下传导预定电流，将所述多个线路端连接到所述交流电源时便形成正确布线的情况；

耦接到所述多个线路端或所述多个负载端的至少一个传感器，所述至少一个传感器提供对应于电扰动的在所述多个线路端或所述多个负载端上传播的传感器输出信号；

耦接到所述至少一个传感器的故障检测电路，如果所述传感器输出信号对应于至少一项预定的故障准则，则所述故障检测电路经配置以产生故障检测信号；

对所述故障检测电路进行响应的致动器组件，所述致动器组件包括开关元件和螺线圈，所述开关元件响应于所述故障检测信号而接通，从而通过所述螺线圈传导能量供应信号，所述螺线圈响应于所述能量供应信号而施加致动激励；

耦接到所述致动器组件的电路断流器，所述电路断流器包括栓锁机构，所述电路断流器在所述栓锁机构被栓锁时处于复位状态，所述电路断流器在所述栓锁结构被解开栓锁时处于跳闸状态，所述栓锁机构通过所述致动激励 解开栓锁，在缺乏所述预定电流的情况下，所述电路断流器受抑制而无法进入所述复位状态；以及

寿命终止检测电路，其经配置在所述第二半周期内向所述至少一个传感器提供测试信号，所述寿命终止检测电路经进一步配置以监视所述故障检测电路或所述致动器组件，所述故障检测电路或所述致动器组件在处于工作状态时产生对所述测试信号的测试响应，否则便不产生所述测试响应，当所述故障检测电路或所述致动器组件产生所述测试响应时，所述致动激励受到抑制。 

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