CN100433224C

CN100433224C - 具有反向接线保护功能的接地故障线路断路器

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Publication number: CN100433224C
Application number: CNB2005100076730A
Authority: CN
Inventors: 王平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2025-02-08
Also published as: CN1744253A; US7116191B2; US20060044087A1

Abstract

一种线路断路器包括：一对静触片，一对输出片，一对动触片，复位键，移动件，和包含复位触点的脱扣件。每个静触片具有静触点。每个输出片具有输出触点。每个动触片具有静止端和活动端。每个活动端具有设置成用于接触其中一个相对应的输出触点的第一动触点，和设置成用于接触其中一个相对应的静触点的第二动触点。移动件设置成支撑动触片的活动端，该移动件既能够利用复位键被闭锁又能够从复位键释放，以便在第一位置、第二位置和第三位置之间进行移动，在第一位置中第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，动触片不与复位触点进行电偶接；在第二位置中，第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，而且至少其中一个动触片与复位端子形成电偶接；在第三位置中，第一动触点与相对应的输出触点形成接触，第二动触点与相对应的静触点形成接触，而且该动触片没有与复位端子形成电偶接。一旦检测到复位请求，脱扣件就能够在移动件移动到第三位置时将复位键与移动件锁定；一旦检测到故障状态，就能够在移动件移动到第一位置时从移动件释放复位键。

Description

具有反向接线保护功能的接地故障线路断路器

技术领域

本发明涉及一种保护交流负载电路的接地故障线路断路器(GFCI)设备，特别是，一种具有反向接线保护功能的GFCI。

背景技术

随着家用电器的广泛应用，人们希望安装在电器本体上的插座在偶然接触或其它接地故障状态发生时能够避免受到严重的伤害。因此，接地故障断路器的设计是用于在一旦检测到交流负载中发生接地故障状态时就能够断开电气连接。

包括插座的许多电气接线设备设有与电源相连接的线路端、可与一个或多个负载相连接的负载端、以及线路端和负载端之间的至少一条导电通路。当人们偶然与AC负载的线路端和接地同时形成接触时，就会发生较为严重的伤害，因为人体形成了电流流通的另一条导电通路。这就强烈需要能够断开如家用电器和电子消费品之类的各种负载的电源的电气接线设备。

GFCI设备通过使用传感变压器来检测在电源的相线(也称之为“火线”)和中线导电通路中流通电流之间的不平衡而能够检测接地故障状态和断开电源。在电流通过另一条通路如人体进行转移，而导致相线导体和中线导体中流通电流之间的不平衡时，就会发生接地故障状态。一旦检测到接地故障状态，GFCI设备中的断路器就立即跳闸而中断电气连接，并使所有电源脱离与负载的连接。

一些电路断流器，如GFCI插座除了线路端接线和负载端接线外还设有用户易拆卸负载。用户能够通过插头插入插座中将其它的家用电器与电源相连接。但是，由于线路端的端子和负载端的端子的相似性，就可能发生这样的情况：线路导线与负载端接线相连接，负载导线与线路端接线相连接。这种现象称之为反向接线。在发生反向接线时，GFCI设备通常不会对用户易拆卸负载提供接地故障保护。在GFCI设备具有反向接线功能时，如果没有给安装者提供警示，这就是产生了问题。因此，希望设计一种GFCI设备，在该GFCI设备具有反向接线功能时，能够丧失复位功能。而且，强烈希望在具有反向接线时，GFCI甚至不能将电提供给用户易拆卸负载，以更好地保护消费者。

此外，因为GFCI设备质量的高稳定性要求，还希望GFCI设备的设计更简单化、零部件更少，以便它们更易于进行组装、安装和正确接线。

发明内容

本发明的线路断路器的一个实施例包括：一对静触片，一对输出片，一对动触片，复位键，移动件，和包含复位端子的脱扣件。每个静触片具有静触点。每个输出片具有输出触点。每个动触片具有静止端和活动端。每个活动端具有设置成用于接触其中一个相对应的输出触点的第一动触点，和设置成用于接触其中一个相对应的静触点的第二动触点。移动件用于支撑动触片的活动端，该活动件移动件既能够利用复位键被闭锁又能够从复位键释放，以便在第一位置、第二位置和第三位置之间进行移动，在第一位置中，第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，而且动触片不与复位触点进行电偶接；在第二位置中，第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，而且至少其中一个动触片与复位触点形成电偶接；在第三位置中，第一动触点与相对应的输出触点形成接触，第二动触点与相对应的静触点形成接触，而且该动触片没有与复位触点形成电偶接。一旦检测到复位请求，脱扣件就能够在移动件移动到第三位置时将复位键与移动件锁定，一旦检测到故障状态，就能够在移动件移动到第一位置时从移动件释放复位键。

在本实施例中，复位键、移动件和脱扣件使用一些弹性管如弹簧来实现复位功能和脱扣功能。由于使用弹力，本实施例具有制造成本低、组装方便和质量可靠的优点。

附图说明

通过参考结合附图对本实施例的详细描述能够获得对本发明的更加全面地理解。这些附图仅描述本发明的典型实施例，因此不能限定本发明的保护范围。它们用于增加具体性和细节性，其中：

图1是电流断路器的具体实施例的外观透视图；

图2是示出图1中移去上盖后的电流断路器的内部结构的透视图；

图3A是图2中移去安装条和中间结构的电流断路器的透视图，进一步示出其内部结构；

图3B是图3A中分开动触片的活动端的电流断路器的透视图；

图4是在复位状态下沿图1中A-A线剖开的剖视图；

图5是在脱扣状态下沿图1中A-A线剖开的剖视图；

图6是在脱扣状态下沿图1中B-B线剖开的剖视图；

图7是在按压复位键时的瞬时状态下沿图1中B-B线剖开的剖视图

图8是在复位状态下沿图1中B-B线反向剖开的剖视图；；

图9是在复位状态下沿图1中B-B线剖开的剖视图；

图10是具有测试部件的沿图1中C-C线剖开的剖视图；

图11是视测试按钮在按压时的瞬时状态下沿图1中C-C线开的剖视图；

图12是图3中移去底座后的透视图；

图13是图12中从左到右的侧视图；

图14是图12的立体分解图；

图15是图1的立体分解图；

图16A是图1中电流断路器的控制电路的简要电路图；以及

图16B是包含反向接线检测电路的电流断路器中的控制电路的简要电路图。

具体实施方式

王平在2004年9月21日申请的美国专利申请系列号10/945,672在此全部参考引用。

如图1所示，接地故障电流断路器(GFCI)插座的具体实施例100设有壳体，包括上盖120、中间结构190(图2所示)和底座150。上盖120设置插口122、124，用于容设阳性插头的正常或极化的插脚；以及插头接地夹片160，用于容置三线插头。插座100包含安装轭铁110，用于将插座固定于接线盒上。如图2所示，安装轭铁110设有螺纹孔来接收连接于外接地线的接地螺钉250。

复位按钮130延伸过壳体的上盖120中的开口。复位按钮130用于激活复位操作，重新建立断开导电通道中的电气连接。测试按钮140延伸过壳体的上盖120中的开口。测试按钮140用于通过模拟故障状态而断开闭合导电通道中的电气连接。

如图1和15所示，在接线螺钉170是相线输入端子，接线螺钉174是中线输入端子，接线螺钉172是相线输出端子，接线螺钉176是中线输出端子的情况下，电力通过接线螺钉170、172、174和176与GFCI插座100相连接。除了接线螺钉外，本领域的技术人员将会明白其它类型的接线端子如定位螺钉、压力夹、压板、推进型端子、软导线和快速接头也是适用的。

如图2，3和6所示，中线输入端子174和中线输出端子176之间的导电通道包括：右动触片340，其一端与中线输入端子174形成电偶接，另一端可活动而能够建立和断开电气连接；第一右动触点400，其安装在右动触片340的左活动端上；右输出片360，其与中线输出端子176形成电偶接；右静触点270，其安装到右输出片360上。用户易拆卸中线输出端子包含能够接合插入其间的插头的插脚的连接端子。中线输入端子174和用户易拆卸中线输出端子之间的导电通道包括：右动触片340，其一端与中线输入端子174形成电偶接，其另一端可移动而能够建立并断开电气连接；第二右动触点402，其安装在右动触片340的右活动端上；右静触片200，其与接线端子形成电偶接；以及右静触点260，其安装到右静触片200上。

同样，相线输入端子170和相线输出端子172之间的导电通道包括：左动触片330，其一端与相线输入端子170形成电偶接，另一端可活动而能够建立并断开电气连接；第一左动触点390，其安装在左动触片330的右活动端上；左输出片350，其与相线输出端子172形成电偶接；以及左静触点280，其安装到左输出片350上。用户易拆卸相线输出端子包含连接端子，其能够接合插入其间的插头的插脚。相线输入端子170和用户易拆卸相线输出端子之间的导电通道包括：左动触片330，其一端与相线输入端子170形成电偶接，其另一端可移动而能够建立并断开电气连接；第二左动触点392，其安装在左动触片330的左活动端上；左静触片210，其与接线端子形成电偶接；以及左静触点290，其安装到左静触片210上。

如图1-14所示，GFCI插座100包含动触片330、340，静触片200、210，输出触片350、360，复位键，测试件，移动件和脱扣件。反向动触片550(图14中所示)与左动触片330形成电偶接，以便于复位操作。熟练的技术人员知道该反向动触片550能够在某些情形下与右动触片340形成电偶接。按压复位键的复位按钮130时，复位键向下移动，并使左动触片330通过反向动触片550与复位电阻310形成电连接。然后激活脱扣件使复位键与移动件锁定。释放复位按钮330时，复位键向上移动，并使移动件一起上升。该移动件还将动触片330、340的端部上推到某个位置，在该位置上第一动触点390、400与相对应的输出触点280，270保持良好的接触，第二动触点392、402与相对应的静触点290、260形成良好的接触。因此，该复位操作重新建立了相线端和负载输出端之间以及相线端和用户易拆卸负载输出端之间的电气连接。在按压测试按钮140时，测试件激活脱扣件以使复位键从移动件中释放出来。该移动件向下移动，并使动触点390、392、400、402与静触点260、290和输出触点270、280分离开。因此，测试操作模拟故障状态来断开电气连接。

复位键包括复位按钮130、复位铁心180和复位弹簧240。复位铁心180的一端模制在复位按钮130的底端，其另一端通过中间结构190延伸到移动件。复位弹簧240包绕复位铁心180的上部，并部分地位于中间结构190的杯型部中。因此，复位弹簧240的一端支撑复位按钮130，另一端压靠中间结构190的上表面。换句话说，复位弹簧240被限制在复位按钮130和中间结构190之间。

主要设置在复位键下面的移动件包括复位装置430和锁扣片540。复位装置430具有分别在动触片330、340的活动端下面延伸的左臂431和右臂432(图14中所示)。结果是，复位装置430上移时，动触片330、340的活动端就上升到某个位置以便第一动触点390、400与相对应的输出触点280、270保持良好的接触，第二动触点392、402与相对应的静触点290，260保持良好的接触。但是，如果左动触片330和右动触片340的活动端没有精确地处在相同的水平位上，左触点(390和280，392和290)之间的接触和右触点(400和270，402和260)之间的接触可能同样不好。在如图6-9所示的一个实施例中，支撑弹簧410、420分别位于臂部431、432上的弹簧槽433、434中以能调节和改善这些接触。盖板(未图示)可设置在弹簧的顶部上以能使支撑弹簧410、420与动触片330、340形成电绝缘。支撑弹簧410、420分别给动触片330、340提供单独的弹性，以便即使在它们略微处于不同的水平位时，右触点和左触点也能够保持良好的接触。

如图14所示，复位装置430设有空腔、中间弹簧220、一对卡槽口436、反向铁心480和反向弹簧470。在顶部上具有开口的空腔容置复位铁心180的底部。空腔的上部较宽，以使中间弹簧220能够部分地位于其中，并包绕复位铁心180的底部。结果是，中间弹簧220被限制在中间结构190的底表面和空腔内壁之间。本领域的人员明白，在某些情况下中间弹簧220是不需要实现这些期望功能的。反向铁心480的一端位于复位装置430的底板490下面并与之固定，另一端穿透电路板440。反向弹簧470包绕反向铁心480，并被限制在复位装置430的底板490和电路板440之间。这对卡槽口436位于复位装置430的两个侧壁上，允许锁扣片540延伸过该复位装置430。

锁扣片540设有具有锁扣孔545的锁扣部和具有卡口543的卡口部。锁扣部通过卡口槽436延伸过复位装置430。锁扣孔545位于锁扣部上，以便复位铁心180能够穿透锁扣孔545，并在GFCI插座100处于复位状态时用锁扣片540锁定。卡口543设置成允许锁扣片540能够上下移动，同时能被脱扣件夹紧。在本实施例中，卡口部为U型开口543。

脱扣件包括感应铁心500、铁心弹簧510、电磁单元和控制电路。电磁单元包含线圈520、位于线圈520正前方的屏蔽片580、和金属片530。金属片530至少能够覆盖线圈420的两个侧部，并紧邻底座150的一侧。感应铁心500具有第一端部，在锁扣片540的卡口部与U型卡口543夹紧；第二端部，其位于线圈520的内部。一部分铁心弹簧510包绕感应铁心500第二端部的较窄部分，其余部分铁心弹簧510形成感应铁心500的移动空间。铁心弹簧510被限制在金属片530和感应铁心500的第二端部内缩表面之间。铁心弹簧510可以是圆锥状或圆柱状。电磁单元被控制电路激活时，它牵引依次牵引锁扣片540的感应铁心500，以便复位铁心180能被锁定或从锁扣孔545中释放。为了控制感应铁心500的移动距离，感应铁心可以设有位于屏蔽片580的前面(如图4所示)的突出部502，以能在突出部502接触到屏蔽片580时暂停移动。同样，复位装置座590可设有在锁扣片540前面或后面延伸的闭锁部来控制感应铁心500的移动距离。

控制电路一旦检测到接地故障状态、测试请求和复位请求就激活电磁单元。控制电路设有复位电阻310、复位触点312、测试电阻320、测试线圈460和中性线圈450。测试线圈460和中性线圈450检测故障状态。复位触点312设置成与反向动触片550相接触，以激活复位操作。在一个实施例中，复位触点312是复位电阻310的一部分。如图13所示，复位触点312位于固定支架592的顶部上，固定支架592是复位装置座590的一部分。在另一个实施例中，复位触点312是导电片，设置成与复位电阻310形成电偶接。复位按钮130向下按压以使反向动触片550接触复位触点312时，左动触片330就与复位电阻310形成电偶接，以便形成闭合电路，并产生转向电流。因此，控制电路激活电磁单元而执行复位操作。同样，在测试片230向下按压接触测试电阻320，并在形成闭合电路时，控制电路就激活电磁单元。

如图5和6所示，GFCI插座100通常在脱扣状态下是稳定的。移动件处在第一位置，在第一位置时，动触片330、340的活动端停留在复位装置430的臂部431、432上，并与静触片200、210和输出触片350、360相分离。左动触片330没有与复位电阻310形成电偶接。由于复位弹簧240、中间弹簧220和反向弹簧470之间的平衡，复位装置430就处于稳定位置上。

在GFCI插座100经过正确接线后，复位按钮130就被按压而在导电通道中建立电气连接。按压复位按钮130时，复位铁心180向下移动而推进到锁扣片540的表面上。锁扣片540使复位装置430向下移动。动触片330、340的活动端由于自身的弹性而向下移动。左动触片330与复位电阻310电偶接而形成闭合电路，并产生复位请求。在一个实施例中，反向动触片550通过铆钉570插入到反向动触片550上的固定孔552和复位装置430的左臂部431上的对应孔437中而固定于复位装置430的左臂部431上。本领域的普通技术人员将会明白可以通过其它方式将反向动触片550固定于复位装置430的左臂部431上。跨接导线300连接反向动触片550和左动触片330的连接部334。跨接导线300可包括铜。如软铜线或铜条之类的材料都可以使用。在另一个实施例中，左动触片330包含反向动触片550。复位装置430处于瞬时第二位置，在该位置上动触片330、340的活动端与静触片200、210和输出片350、360相分离。此时，左动触片330与复位电阻310形成电偶接，以直接或间接地激活复位操作。

由于电连接产生的闭合电路，控制电路激活电磁单元来牵引感应铁心500。然后感应铁心500通过克服复位铁心180和锁扣片540之间的摩擦力以及来自受压的铁心弹簧510的弹力牵引锁扣片540。在锁扣孔545移动到复位铁心180的正下方的位置时，复位铁心180的头部穿透锁扣孔545。此时，因为通过复位铁心180施加给锁扣片540的压力消失，受压的反向弹簧470就回弹，以使复位装置430向上移动。复位装置430的左臂部431向上推进左动触片330。结果是，反向动触片550离开复位触点312。因为分离导致的开路，控制电路就激活电磁单元而暂停牵引力。然后受压的铁心弹簧510回弹而推进锁扣片540，并使复位铁心180的颈部与锁扣孔545一起锁定。

释放复位按钮时，受压的复位弹簧240回弹而上移复位铁心180。复位铁心180通过与复位铁心180锁定的锁扣片540提升复位装置430。通过克服来自受压中间弹簧220和动触片330、340的弹力，具有臂部431、432的复位装置430将动触片330、340的活动端推进到某个位置，在该位置上第一动触片390、400与相应的输出触点280、270保持良好的接触，第二动触片392、402与相应的静触点290、260保持良好的接触。然后在GFCI插座100在复位状态时，复位装置430处于第三位置。

插座100可包括自锁片560，自锁片560设置成要在复位按钮130下压而启动复位操作时产生瞬时的闭锁效应。在一个实施例中，自锁片560通过将一部分自锁片560插入到基座590上的槽口594中而固定于复位装置座590上，并在复位装置430的左臂部431的下方延伸。在按压复位按钮130时，复位铁心180向下移动来推进到锁扣片540的表面上。锁扣片540使复位装置430向下移动。此时，自锁片暂时阻挡复位装置430的移动。在复位按钮130使用更大的力按压后，复位装置430克服自锁片560的弹力，并继续向下移动。在一个实施例中，自锁片560包括不锈钢，并呈向上弯曲形状。本领域的人员明白具有良好弹性的其它材料也可以使用，自锁片560可制成其它形状。此外，为了提高抵抗性，弹簧可设置在自锁片560的下方，并受到从复位装置座590延伸的支架支撑。虽然自锁片560可包括金属，但是它不能形成控制电路或导电通道的任何部分。自锁片560能够防止儿童意外地按压复位按钮130和激活复位操作。

正如图3B所示的另一个实施例，动触片330、340的活动端能够从具有第一动触点390、400和第二动触点392、402的合适位置分裂为两个分片，第一动触点390、400和第二动触点392、402分别位于每个分片上。例如，第一左动触点390位于左动触片330的内分片上，第二左动触点392位于左动触片330的外分片上；第一右动触点400位于右动触片340的内分片上；第二右动触点402位于右动触片340的外分片上。本领域的技术人员将会明白动触片330、340，输出触片350、360和静触片200、210以及这些触片的位置可以改变，只要四对接触点，即对应于左输出触点280的第一左动触点390，对应于左静触点290的第二左动触点392，对应于右输出触点270的第一右动触点400，和对应于右静触点260的第二右动触点402在复位状态下保持良好的接触。

此外，本领域的技术人员将会理解：其它弹性材料如弹性管能够用来代替复位弹簧240、中间弹簧220、反向弹簧470和铁心弹簧510。在本实施例中，输出触点280、270和静触点290、260具有平接触面，而第一动触点390、400和第二动触点392、402具有突出接触面，如半圆形的表面。在本实施例中，所有触点包括铜合金，所有触点的接触表面涂有银合金。本领域的技术人员将会明白，输出触点280、270，静触点290、260，第一动触点390、400和第二动触点392、402能够以其它形状和用其它材料形成。在本实施例中，复位铁心180和反向铁心480由钢组成。感应铁心500由铁组成。本领域的技术人员将会明白，其它材料能够用于形成复位铁心180、反向铁心480和感应铁心500。在本实施例中，电磁单元被控制电路激活时，它牵引感应铁心500，以便复位铁心180能够锁定锁扣孔545或从锁扣孔545释放。但是，本领域的技术人员将会明白电磁单元被控制电路激活时，它也能够推压感应铁心500而实现相同的效果。

如果GFCI插座100具有反向接线功能，在反向动触片550接触复位端子312和丧失复位功能时，控制电路就不会被供电来激活电磁单元。换句话说，GFCI插座100处于脱扣状态时，控制电路仅与GFCI插座100的线路端连接，而不与负载端连接。结果是，如果线路导线与GFCI插座100的负载输出端连接，没有电源提供给控制电路，复位功能就会丧失。详细的说，因为锁扣片540没有被牵引而允许复位铁心180穿透锁扣孔545，复位铁心180就不会锁定锁扣片540。因此，释放复位按钮130时，由于来自受压复位弹簧240的弹力，复位铁心180就单独向上移动而不提升复位装置430。在锁扣片540不受到复位铁心180的挤压时，受压的反向弹簧470就回弹，以使复位装置430向上移动。在来自反向弹簧470、中间弹簧220和动触片330、340达到平衡后，复位装置430就回到第一位置，在该位置动触片330、340的活动端与静触片200、210和输出触片350、360相分离。GFCI插座100保持在脱扣状态下。没有复位的GFCI插座100提供反向接线的警示。在安装者不能复位GFCI插座100时，他会认识到这是错误接线，能够立即进行正确的接线。

此外，为了提供更好的保护功能，如果存在表示线路导线与负载端连接的反向接线，GFCI插座100就根本不能用作插座，电流也不会提供给任何插入式电子设备。它可防止人们在没有接地故障电流断路保护功能的情况下使用该插座。除此之外，安装者或用户能够便于辨别反向接线，并校正它。否则，人们根本不能使用GFCI插座100。如上所述，因为控制电路没有被提供电源来执行复位操作，所以即使在按压复位按钮130后，GFCI插座100也保持在脱扣状态下。因为输出触片350、360与动触片330、340相分离，因此输出端子172、176和用户易拆卸输出端子122、124的接线端之间不存在导电通道。

插座100还可包括反向接线检测电路，用于表明反向接线状态和通过光或声警示安装者。反向接线电路可包括：二极管、电阻和信号发生装置。信号发生装置可以是发光二极管(LED)或报警器。LED可位于上盖120的任何地方，只要能够从插座100的顶部看见LED发出的光。熟练的技术人员知道有多种方式来使用LED发出反向接线信号。例如，在存在反向接线时，绿色的LED接通来保证GFCI插座100处于良好的工作状态。可使用两个以上的LEDs。例如，在存在反向接线的情况下，就接通红色的LED，在正确接线的情况下，就接通绿色(或蓝色或黄色)的LED。如图16B所示，反向接线检测电路的实施例包括电阻R8和LED部件VD1。LED部件包含LED和二极管。当GFCI以反向接线方式安装时，LED接通发光，以警示安装者。

安装测试机构来测试电气连接是否能够通过模拟接地故障状态而被断开。测试部件包括测试按钮140和弯形测试片230。弯形测试片230的一端与左静触片210进行电偶接，另一端悬挂在测试按钮140的下方。在建立电气连接和按压测试按钮140时，测试按钮140向下推压弯形测试片230以能接触控制电路的测试电阻320。结果是，控制电路激活电磁单元而能牵引感应铁心500。感应铁心500克服铁心弹簧510的弹力后，它就牵引锁扣片540，以能从锁扣孔545释放复位铁心180。受压的复位弹簧240还向上移动复位铁心180和复位按钮130。在释放复位铁心180后，由于来自受压中间弹簧220和动触片330、340的弹力作用，复位装置430和锁扣片540就向下移动。动触片330、340的活动端向下移动，并与静触片200、210和输出触片350、360分离开。在向下的弹力与来自受压反向弹簧470的向上的弹力达到平衡时，复位装置430就在第位臂保持稳定，在第一位置，动触片330、340的活动端静触片200、210和输出触片350、360相分离。反向动触片550与复位端子312分离开，以便左动触片330没有与复位电阻310形成电偶接。结果是，电气连接被断开，GFCI插座100就处于脱扣状态。

控制电路检测到接地故障状态时，它就激活电磁单元来牵引感应铁心500。其余的过程与测试操作相同。

图16表示控制电路的具体实施例以及它与GFCI插座100其它部件关系的视图。线路1是相线输入端子。线路2是中线输入端子。同样，负载1是相线输出端子，负载2是中线输出端子。线路端的相线和中线导电通道穿过测试线圈U1(460)和中性线圈U2(450)，这两个线圈用于检测相线和中线导电通道之间的不平衡电流。

电阻R5连接在RV4145IC的端子1和端子7之间。电阻R5的大小决定了GFCI插座100发生脱扣动作的阈值。换句话说，如果控制电路检测到的不平衡电流大于该阈值，它就激活电磁单元断开电气连接。在本实施例中，该阈值大约为4-6mA。

在不发生接地故障状态的情况下，流经相线和中线导电通道中的电流是相等的和相反的。在测试线圈U1(460)的铁心中不会产生净通量。如果电流改变方向是因为在负载端的相导体和接地之间有另一个电气连接，流经相线和中线导体中的电流是不相等的，并会产生净通量。在磁通量达到由电阻R5确定的阈值时，IC的端子5就会产生一个信号来激活电磁单元(图16中所示的“继电器”)的脱扣线圈520。结果是，感应铁心500牵引锁扣片540，以便复位铁心180释放锁扣片540，并中断第一动触点390、400和输出触点280、270之间以及第二动触点392、402和静触点290、260之间的电气连接。

GFCI插座100处于脱扣状态而且按压复位按钮130时，转向的电流就从线路1经过复位电阻310(图16中的“R3”)、反向动触片550、跨接导线300和左动触片330流到线路2。使流经相线和中线导电通道中的电流产生不平衡，以使IC的端子5发送信号来激活电磁单元的脱扣线圈520。如上所述，因为感应铁心500牵引锁扣片540来用锁扣孔545锁定复位快心180，复位装置430向上移动到第三位置，在第三位置第一动触点390、400与相应的输出触点280、270保持良好的接触，第二动触点392、402与相应的静触点290、260保持良好的接触。因此就建立了电气连接。

GFCI插座100处于复位状态而且按压测试按钮140时，转向的电流就从线路1经过测试电阻320(R2)、弯形测试片230和左静触片210流到线路2。流经相线和中线导电通道中的电流产生不平衡，以使IC的端子5发送信号来激活电磁单元的脱扣线圈520。如上所述，因为感应铁心500牵引锁扣片540来从锁扣孔545释放复位铁心180，复位装置430向下移动到第一位置，在第一位置第一动触点390、400与相应的输出触点280、270相分离，第二动触点392、402与相应的静触点290、260相分离。因此就断开了电气连接。

虽然本发明根据具体的实施例作了描述，但是不局限于此。上述实施例无论从哪方面来说都是起解释说明性作用，而不是起限制性作用。在不脱离本发明的本质特征情况下，它可以用其它的具体形式来体现。因此，本发明的保护范围是由后面的权利要求而不是前面的描述来指示的。所有落在权利要求等效意义和范围内的变化都认为包含在其保护范围内。

Claims

1.一种线路断路器，它包括：

一对静触片，每个静触片具有静触点；

一对输出片，每个输出片具有输出触点；

一对动触片，每个动触片具有静止端和活动端；每个活动端具有设置成用于接触其中一个相对应的输出触点的第一动触点，和设置成用于接触其中一个相对应的静触点的第二动触点；

复位键；

包含复位触点的脱扣件；

移动件，其设置成用于支撑动触片的活动端，该活动件移动件既能够利用复位键被闭锁又能够从复位键释放，以便在第一位置、第二位置和第三位置之间进行移动；在第一位置中第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，而且动触片没有与复位触点进行电偶接；在第二位置中，第一动触点与输出触点分离开，第二动触点与静触点分离开，而且至少其中一个动触片与复位触点形成电偶接；在第三位置中，第一动触点与相对应的输出触点形成接触，第二动触点与相对应的静触点形成接触，而且该动触片不与复位触点形成电偶接；

其中一旦检测到复位请求，脱扣件就能够在移动件移动到第三位置时将复位键与移动件锁定；一旦检测到故障状态，就能够在移动件移动到第一位置时，从移动件释放复位键。

2.如权利要求1所述的线路断路器，其特征在于：

每个动触片的活动端分裂为两个分片；

第一动触点位于一个分片上；和

第二动触点位于另一个分片上。

3.如权利要求1所述的线路断路器，其特征在于：

输出触点和静触点具有平接触面；和

第一动触点和第二动触点具有突出接触面。

4.如权利要求3所述的线路断路器，其特征在于：

所述触点而包括银。

5.如权利要求1所述的线路断路器，还包括：

自锁片，其设置成在移动件从第一位置移动到第二位置时产生瞬时的闭锁效应。

6.如权利要求1所述的线路断路器，其特征在于：

复位键包括复位按钮、与复位按钮连接的复位铁心和包绕复位铁心上部的复位弹簧。

7.如权利要求6所述的线路断路器，其特征在于：

移动件包括复位装置和锁扣片，锁扣片能够被复位铁心锁定并保持复位装置在不同的位置之间进行移动。

8.如权利要求7所述的线路断路器，其特征在于：

复位装置包括在动触片的活动端下方延伸的臂部，能够容置复位铁心下部的空腔，用于锁扣片插入的至少一个卡口槽，与复位装置的底板连接的反向铁心，和包绕反向铁心的反向弹簧。

9.如权利要求8所述的线路断路器，其特征在于：

复位装置还包括中间弹簧，该中间弹簧设置在空腔中并包绕复位铁心的底部。

10.如权利要求8所述的线路断路器，还包括：

一对支撑弹簧，分别设置在复位装置臂部上的弹簧空腔中；和

一对盖板，分别设置在每个支撑弹簧的顶部上。

11.如权利要求8所述的线路断路器，其特征在于：

脱扣件包括：感应铁心，能够夹紧锁扣片；铁心弹簧，包绕感应铁心；电磁单元，能够移动感应铁心；和控制电路，用于一旦检测到预定的状态就激活电磁单元。

12.如权利要求1所述的线路断路器，还包括：

安装轭铁，用于安装线路断路器，并提供接地连接；和

壳体，用于容置动触片、静触片、输出触片、复位键、移动件和脱扣件。

13.一种线路断路器，它包括：

一对静触片，每个静触片具有静触点；

一对输出片，每个输出片具有输出触点；

一对动触片，每个动触片具有静止端和活动端，每个活动端具有设置成用于接触其中一个相对应的输出触点的第一动触点，和设置成用于接触其中一个相对应的静触点的第二动触点；

复位键；包括复位按钮、与复位按钮连接的复位铁心、和包绕复位铁心上部的复位弹簧第一弹性管；

移动件，包括复位装置和锁扣片，锁扣片能够被复位铁心锁定并保持复位装置在不同的位置之间进行移动；

脱扣件包括：感应铁心，能够利用锁扣片被夹紧；第二弹性管；电磁单元，能够移动感应铁心；和控制电路，用于一旦检测到预定的状态就激活电磁单元。

14.如权利要求13所述的线路断路器，其特征在于：

复位装置包括在动触片的活动端下方延伸的臂部，容置复位铁心底部的空腔，用于锁扣片插入的至少一个卡口槽，与复位装置的底板连接的反向铁心，和包绕反向铁心的第三弹性管。

15.如权利要求14所述的线路断路器，其特征在于：

复位装置还包括第四弹簧管弹性管，该第四弹簧管弹性管设置在空腔中并包绕复位铁心的下部。

16.如权利要求14所述的线路断路器，其特征在于：

锁扣片包括锁扣部和卡口部，锁扣部通过卡口槽延伸过复位装置并具有用于复位铁心穿过的锁扣孔，位于复位装置外部的卡口部具有一个夹紧的卡口。

17.如权利要求16所述的线路断路器，其特征在于：

锁扣片的卡口部为U型开口，该U型开口能够在感应铁心与锁扣片的开口保持夹紧时，在不同的位置之间上下移动。

18.如权利要求16所述的线路断路器，其特征在于：

电磁单元包括脱扣线圈、屏蔽片和金属片；

感应铁心部分地设置在脱扣线圈的内部；和

电磁单元在被激活时，移动感应铁心和压缩第二弹簧管弹性管，以便复位铁心能够穿过锁扣孔或从锁扣孔中移开。

19.如权利要求16所述的线路断路器，其特征在于：

电磁单元包括屏蔽片，

感应铁心在屏蔽片前面具有较宽的部分，以控制感应铁心的移动距离。

20.如权利要求16所述的线路断路器，还包括：

复位装置座、以及在锁扣片的前或后延伸以能控制感应铁心的移动距离的复位装置座的闭锁部。

21.如权利要求15所述的线路断路器，其特征在于：第一弹簧管弹性管是复位弹簧，第二弹簧管弹性管是铁心弹簧，第三弹簧管弹性管是反向弹簧，第四弹簧管弹性管是中间弹簧。

22.如权利要求21所述的线路断路器，其特征在于：复位弹簧的弹力大于中间弹簧的弹力。

23.如权利要求21所述的线路断路器，还包括：

中间结构中框，设置在复位键和移动件之间，中间结构包括复位铁心由此穿过的开口；

电路板，设置在反向铁心下方，它包括反向铁心由此穿过的开口。

24.如权利要求23所述的线路断路器，其特征在于：

复位弹簧被限制在复位按钮和中框上表面之间，中间弹簧被限制在中框的下表面和复位装置空腔的内壁之间，反向弹簧被限制在复位装置底板的下表面和电路板上表面之间；铁心弹簧被限制在脱扣铁心的后端内缩表面和金属片之间。

25.如权利要求13所述的线路断路器，还包括：

测试件，包括测试按钮和弯形测试片，该弯形测试片的一端悬挂在测试按钮的下方，另一端与静触片形成电连接。

26.如权利要求13所述的线路断路器，还包括：

反向接线检测电路，所述反向接线检测电路包括信号发生电路，该信号发生电路用于检测反向接线的情况并发出反向接线的信号。

27.如权利要求26所述的线路断路器，其特征在于：

该信号发生电路至少包括一个发光二极管。

28.一种线路断路器，它包括：

一对静触片，每个静触片具有静触点；

一对输出片，每个输出片具有输出触点；

复位键；

移动件，用于利用复位键被锁定或从复位键释放，以便在至少两个不同位置之间移动动触片的活动端；

脱扣件，在被激活时，它移动一部分移动件以使复位键与移动件进行锁定，或者从移动件释放复位键。

29.如权利要求28所述的线路断路器，其特征在于：

在一个位置上，动触片能够形成闭合电路以能激活脱扣件并复位电流线路断路器。