CN2772013Y - 带有显示功能复位机构的接地故障断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有显示功能复位机构的接地故障断路器。壳体的上盖上装有复位按钮和测试按钮，其特征是：复位按钮与顶块直接连接，顶块下是一轻触开关，平衡架与顶块之间置放着制动块，制动块与其上方的复位铁芯注塑在一起，复位铁芯的上方则是复位显示杆，复位铁芯和复位显示杆位于复位线圈骨架之中。本实用新型结构简单，构思巧妙，人们既能通过发光二极管知晓复位成功，也能通过复位显示杆来知道，具推广价值。

Description

带有显示功能复位机构的接地故障断路器

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的复位装置来实现控制复位控制回路的目的，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”，两根插针的一端焊接在线路板的底面，另一端与复位按钮下的铜皮进行接触，复位按钮按下后，复位控制回路导通。时间一长，容易产生接触不良的现象，而且这种装置不太可靠。

许多的接地故障断路器通过发光二极管来显示复位或脱扣状态，但很多时候，发光二极管已毁坏而接地故障断路器还在继续使用，此时人们由于在使用过程中没有得到正确的状态信息而发生了一些事故。

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，采用了一种带显示功能的复位机构，它采用符合国际标准的轻触开关来控制复位控制回路，在复位状态时，能通过一复位显示杆来知晓GFCI的状态的带有显示功能复位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，一种带有显示功能复位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(9A、9B)，其特点是：复位按钮(4)与顶块(12)直接连接，所述的顶块位于脱扣线圈骨架(13)的导向槽中，顶块下是一轻触开关，轻触开关控制着复位控制回路，脱扣状态时，平衡架(19)与顶块之间置放着以阻止平衡架受永磁铁的吸力而移动的制动块(14)，制动块与其上方的复位铁芯(15)注塑在一起，复位铁芯的上方则是复位显示杆(16)，复位铁芯和复位显示杆位于复位线圈骨架(17)之中，复位线圈绕在复位线圈骨架上，通过复位插针(18)与线路板相连。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，当电源输入时，接地故障断路器处于脱扣状态，此时按下复位按钮，复位按钮下的顶块因受力而压下轻触开关，启动了复位控制回路，绕在复位线圈骨架上的复位线圈得电，产生电磁力使和复位铁芯注塑在一起的制动块上升，复位铁芯在上升过程中撞上复位线圈骨架内的复位显示杆，使其上升，露出面板，这样人们既能通过发光二极管知晓复位成功，也能通过复位显示杆来知道。

正常工作时此时按下测试按钮或在使用过程中产生接地故障超过4mA时，此时，检测磁环或中性磁环会感应出此故障电流，并通过脱扣控制电路使脱扣线圈得到激励，产生电磁力推出脱扣铁芯，由于脱扣铁芯与平衡架注塑在一起，故平衡架被移动到脱扣位置，之后瞬间，制动块在制动弹簧的压力下迅速落下，掉入平衡架和顶块之间，使平衡架固定于脱扣位置，而制动块上方的复位显示杆也立即落下，表明此时处于脱扣状态，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是本发明带有显示功能复位机构的GFCI立体外观图；

图2是本发明带有显示功能复位机构的GFCI分解图；

图3是具有显示功能的复位机构的立体图；

图4是具有显示功能的复位机构处于复位状态的示意图；

图5是顶块的立体图；

图6是复位显示杆的立体图；

图7是复位线圈骨架的立体图；

图8是本发明带有显示功能复位机构的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25和接地插孔26，在电源插孔旁是一指示灯座27，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本发明具有显示功能的复位机构的立体图。复位线圈骨架17固定在脱扣线圈骨架13上，复位线圈骨架中有与制动块14注塑在一起的复位铁芯15，复位铁芯上方则是复位显示杆16，复位按钮4和顶块12直接连接着，顶块下抵着一轻触开关。复位按钮按下后，顶块受力下压，启动了轻触开关，复位控制回路导通，此时，复位线圈得电，产生电磁力使复位铁芯上升，制动块随复位铁芯一起上升，复位铁芯在上升过程中撞上了复位显示杆，使其克服上方的制动弹簧的弹簧力而露出上盖表面。表明此时接地故障断路器处于复位状态。当接地故障断路器处于脱扣状态时，复位显示杆不露出上盖表面。

图4本发明具有显示功能的复位机构处于复位状态的示意图。此时，平衡架移动到复位位置，动触银点和静触银点接触，接地故障断路器导通得电，复位显示杆露出上盖表面。

图5是顶块的立体图。顶块位于脱扣线圈骨架一导向槽内，顶块的上端与复位按钮弹性的接触着，底端则与轻触开关接触，在顶块下侧有一椭圆形通孔，则是用于脱扣铁芯的来回移动。

图6是复位显示杆的立体图。复位显示杆是一圆柱体，下面部分在复位线圈骨架17中，上面部分在制动弹簧中，复位时，电磁力使其克服弹簧力露出复位显示孔座，脱扣时，弹簧力使其下落。

图7是复位线圈骨架的立体图。中间是一圆筒形，可绕放线圈，底部有两个耳朵，用于安装复位插针，底部耳朵旁有一通孔，当绕放线圈时，线穿过通孔缠绕在耳朵上。上部有一平台，可固定在接地片一圆形孔中。复位线圈骨架内是一圆孔，用于复位铁芯的升降。

图8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 (3)

1、一种带有显示功能复位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(9A、9B)，其特征是：复位按钮(4)与顶块(12)直接连接，所述的顶块位于脱扣线圈骨架(13)的导向槽中，顶块下是一轻触开关，轻触开关控制着复位控制回路，脱扣状态时，平衡架(19)与顶块之间置放着以阻止平衡架受永磁铁的吸力而移动的制动块(14)，制动块与其上方的复位铁芯(15)注塑在一起，复位铁芯的上方则是复位显示杆(16)，复位铁芯和复位显示杆位于复位线圈骨架(17)之中，复位线圈绕在复位线圈骨架上，通过复位插针(18)与线路板相连。

2.根据权利要求1所述的带有显示功能复位机构的接地故障断路器，其特征在于：所述的复位显示杆是一圆柱体，下面部分在复位线圈骨架中，上面部分在制动弹簧中，中间有一平台。

3.根据权利要求1所述的带有显示功能复位机构的接地故障断路器，其特征在于：所述的复位线圈骨架，呈一外部可绕放线圈的圆筒形，底部有两个用于安装复位插针的耳朵，复位线圈骨架内是一用于复位铁芯的升降的圆孔。

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