CN2762331Y - 带有接地故障测试机构的接地故障断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有接地故障测试机构的接地故障断路器。壳体的上盖上装有复位、测试按钮，其特征是：测试按钮和微动开关以弹性的方式连接，微动开关下有3个引脚，其公共脚和常闭脚与复位控制回路相连，其公共脚与常开脚则与测试控制回路相连。本实用新型结构简单，构思巧妙，GFCI正常工作时，人为按下测试按钮，测试按钮下的微动开关也被按下，此时导通了测试控制回路，关断了复位控制回路，测试回路中产生一模拟故障电流，检测磁环感应出此故障电流，此信号经放大，产生一个触发信号，使与脱扣线圈相连的可控硅触发导通，接地故障断路器脱扣机构动作，接地故障断路器被关断，具推广价值。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种接地故障断路器，尤其涉及一种采用电磁式脱扣机构和带反接线保护功能的接地故障断路器。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，在日常生活中使用到电器的地方越来越多，因此触电事故和接地故障引起的火灾事故也日益增多，接地故障断路器就是本着防止此类事故的目的而产生的。
一般的接地故障断路器常使用简易不可靠的机械方式来实现导通测试控制回路的目的。如美国专利10/386,488中描述的一种“带反接线保护的接地故障断路器”，它使用一铜条和测试电阻相连，另一端依靠测试按钮的压力与接地故障断路器的上静触接触，达到导通测试控制回路的目的。使用时间过长后，容易造成接触不良的现象出现，导致测试机构不能导通。
在先的技术中，常使用一些自制的机械装置作为接地故障测试机构，使用寿命有限，而且使用时间过长后，机械装置会产生失效的现象。
发明内容：
为叙述方便，以下接地故障断路器以英译名Ground Fault CircuitInterrupter字头GFCI代替。
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效克服上述缺陷，采用符合国际标准的微动开关来作为导通测试机构的开关，按下开关后，导通测试控制回路，关断了复位控制回路，防止如果测试按钮和复位按钮同时按下时，发生故障的带有接地故障测试机构的接地故障断路器。
为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为，一种带有接地故障测试机构的接地故障断路器，主要包括：由上盖(1)、中框(2)、底座(3)组成的壳体；上盖上装有复位按钮(4)和测试按钮(5)，中框上是装有绿色接地螺钉(6)的接地片(7)，而在底座的输入端和负载端两侧各装有接线螺钉(8A、8B、9A、9B)，其特点是：测试按钮(5)和微动开关的压杆(10D)以弹性的方式连接着，微动开关下有3个引脚，即一个公共脚(10A)、一个常闭脚(10B)、一个常开脚(10C)，这三个引脚特制成一并排状，穿过中框(2)、磁环罩(11)，焊接在线路板(12)的底面，其公共脚和常闭脚与复位控制回路相连，其公共脚与常开脚则与测试控制回路相连，按下开关，则导通了测试控制回路，关断了复位控制回路。由于采用上述方案，不难得出本实用新型具有如下有益效果，本实用新型结构简单，构思巧妙，按下开关，则导通了测试控制回路，关断了复位控制回路。所述的复位控制回路中，微动开关的常闭脚与复位线圈的一端连接，复位线圈的另一端与可控硅的阳极相连，可控硅的阴极接地，可控硅的触发极与复位开关一端连接。复位开关两端分别连接了电阻与电容的并联线路。GFCI正常工作时，人为按下测试按钮，测试按钮下的微动开关也被按下，此时导通了测试控制回路，关断了复位控制回路，测试回路中产生一8mA左右的模拟故障电流，检测磁环感应出此故障电流，此信号经IC4145芯片放大，产生一个触发信号，使与脱扣线圈相连的可控硅触发导通，接地故障断路器脱扣机构动作，接地故障断路器被关断，具推广价值。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的立体外观图；
图2是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的分解图；
图3是接地故障测试机构的立体图；
图4是微动开关的立体图；
图5是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的电路原理图。
具体实施方式：
图1是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的立体外观图。其中1为上盖，2为中框，3为底座，三者通过自攻螺丝紧固在一起。上盖中间是复位按钮4和测试按钮5，它们两旁则是电源插孔13和接地插孔14，在电源插孔旁是一指示灯座15，上盖与中框之间的接地片7上置有接地螺钉6，底座侧是输入端接线螺钉8B和负载端接线螺钉9B。
图2是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的分解图。
图3是本发明接地故障测试机构的立体图。测试按钮5和微动开关的压杆10D以弹性的方式连接着，微动开关下有3个引脚，即一个公共脚10A、一个常闭脚10B、一个常开脚10C，这三个引脚特制成一并排状，穿过磁环罩11，焊接在线路板12的底面，其公共脚和常闭脚与复位控制回路相连，其公共脚与常开脚则与测试控制回路相连，按下开关，则导通了测试控制回路，关断了复位控制回路。
图4是微动开关的立体图。如图4-a，微动开关上的压杆10D与测试按钮弹性的连接，微动开关下有3个引脚，即一个公共脚10A、一个常闭脚10B、一个常开脚10C，其三个引脚经过特制后成一并排状，穿过磁环罩，焊接在线路板上，如图4-b。特制的微动开关在控制电路中有两个作用，一个是闭合检测回路，产生一个模拟故障电流；还有一个作用是闭合检测回路的同时关断复位控制回路。
图5是本发明带有接地故障测试机构的GFCI的电路原理图。其中D1-D4构成了整流电路，把输入的交流电转变成输出的脉冲直流电。D1、D4连接处和D2、D3连接处构成交流输入端与GFCI的电源端(Line)连接。D3、D4连接处为此直流电源的负端，在以后的叙述中称“地”，D1、D2连接处为直流电源的正端，与滤波电阻R2连接，电阻R2另一端与滤波电容C1连接，电容C1另一端与地连接。电容C1两端的电压26V左右，此电压为IC4145的直流输入电源。
集成IC放大电路是GFCI专用集成电路RV4145A。
微动开关的公共引脚C、常开引脚1NO与R1组成了一个测试控制回路，其中，微动开关的公共引脚C与电源端(Line)连接，微动开关的常开引脚1NO与电阻R1连接，R1另一端与负载端(Load)连接。测试电路导通后，会产生一8mA左右的模拟故障电流，以此检查GFCI的工作性能。
GFCI的指示电路如下，电路中的发光二极管LED一端与负载端(Load)的一端连接，另一端与限流电阻R7一端连接，R7另一端与负载端的另一端连接，当GFCI导通时，发光二极管发亮。
在电源端并联压敏电阻MOV，当电路中突然出现高电压时，例如雷击等，压敏电阻可瞬间吸收高电压，从而保护电路中的工作元件。
微动开关的公共引脚C、常闭引脚1NC，复位开关RESET(即轻触开关)，复位线圈J1、电解电容C2、C3和电阻R3、R4以及可控硅SCR2构成了一个复位控制回路。其中，微动开关常闭脚1NC与复位线圈J1的一端连接，复位线圈J1的另一端与可控硅SCR2的阳极连接，可控硅SCR2的阴极则连接到地，可控硅SCR2的触发极和地之间并联了一电解电容C3，它主要起抗干扰的作用，在C3的两端并联了一电阻R4，电阻R4与复位开关RESET的一端相连，复位开关RESET的另一端与电阻R3相连，电阻R3的另一端则与电阻R2相连，电阻R3两端并联了电解电容C2。当按下复位开关RESET，复位线圈得到电流，产生一个向上的电磁力作用于与制动块注塑在一起的复位铁芯，使制动块升起，平衡架则在永磁体的吸力下回到复位位置，动触银点和静触银点互相接触，GFCI复位成功，正常工作。
同时穿过两根电源线的中性误接地保护线圈N1，电容C5，电容C6构成一个中性误接地保护电路。中性线圈N1两端与电容C5并联，其一端与电容C6连接，另一端接地。电容C6另一端与IC4145的7脚连接。由N1、N2构成变压器耦合频率为5KHZ的正弦波振荡器。当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振，当振幅达到阀值时，IC4145的5脚输出触发信号，脱扣装置动作，GFCI断开。
同时穿过两根电源线的检测线圈N2的两端并联了电容C8，一端与IC4145的3脚连接，另一端串联电解电容C7，电容C7的另一端与电阻R6连接，R6的另一端则与IC4145的1脚连接，构成了变压器耦合差动输入电路。其中，R5为反馈电阻，一端与IC4145的1脚连接，另一端与IC4145的7脚，R5的阻值大小决定了IC4145的放大倍数，即决定了GFCI脱扣动作故障电流值的大小。
检测线圈N2一直检测两根电源线通过电流的矢量和。平时无故障电流时，此矢量为零，当有故障电流时，此矢量和不为零，故障电流增大到5mA左右时，检测线圈二次会感应处10mV左右的电压信号，此信号经IC4145放大，达到设定的阀值，IC4145的5脚输出触发信号，使可控硅SCR1导通，脱扣线圈J2得电，使脱扣装置在规定时间内脱扣，平衡架在电磁力的作用下移动到脱扣位置，动触银点与静触银点分断，GFCI断开。
线圈J2、可控硅SCR1、电解电容C4、IC4145、N2等构成了一个脱扣控制电路。其中，脱扣线圈J2的一端与电源端(Line)的一端连接，另一端与可控硅的阳极连接，可控硅的触发极与IC4145的触发信号输出端5号脚连接，可控硅的阴极接地。可控硅SCR触发极与地之间并联了电容C4，C4主要起抗干扰的作用，可过滤掉触发SCR的尖脉冲信号。
当反接线时，即电源接在负载端上，而输入端则成了“负载端”。由于常开触点3NO1、3NO2(即下静触银点)和4NO1、4NO2(即上静触银点)都是独立分开的，而它们和动触银点也是隔离的，所以即使负载端处带有电源，也不能传递到面板插座处和“负载端”(即正常接线时的输入端)，这样控制电路就不能得电导通。所以达到了反接线保护的目的。
Claims (2)
1、一种带有接地故障测试机构的接地故障断路器，主要包括：
由上盖(1)、中框(2)、底座(3)组成的壳体；上盖上装有复位按钮(4)和测试按钮(5)，中框上是装有绿色接地螺钉(6)的接地片(7)，而在底座的输入端和负载端两侧各装有接线螺钉(8A、8B、9A、9B)，其特征是：测试按钮(5)和微动开关的压杆(10D)以弹性的方式连接着，微动开关下有3个引脚，即一个公共脚(10A)、一个常闭脚(10B)、一个常开脚(10C)，这三个引脚特制成一并排状，穿过中框(2)、磁环罩(11)，焊接在线路板(12)的底面，其公共脚和常闭脚与复位控制回路相连，其公共脚与常开脚则与测试控制回路相连。
2、根据权利要求1所述的带有接地故障测试机构的接地故障断路器，其特征在于：所述的复位控制回路中，微动开关的常闭脚与复位线圈的一端连接，复位线圈的另一端与可控硅的阳极相连，可控硅的阴极接地，可控硅的触发极与复位开关一端连接，复位开关两端分别连接了电阻与电容的并联线路。
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