专利名称：具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种接地故障断路器，特别是具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警 示的接地故障断路器。
背景技术：
现有普通的接地故障断路器(简称GFCI)通常都包括基座、设有插孔的上盖、漏电 信号检测电路及受所述漏电信号检测电路控制而动作的机械保护脱扣机构、触头组件、接 地组件、电源输入连接组件、负载连接组件等。不仅可以通过上盖的插孔为负载提供电源， 还可以通过负载连接组件对连接在其上的负载供电。漏电信号检测电路以漏电信号放大集 成电路为核心，整流桥及RC滤波电路为控制电路提供直流电源，漏电信号放大集成电路的 控制输出端接至脱扣可控硅SCRl的触发极，脱扣可控硅SCRl串联在脱扣线圈T3的电源回 路中，电源线L、N均穿过测试磁环线圈Tl和中性磁环线圈T2，测试磁环线圈Tl和中性磁 环线圈T2的输出端均接至漏电信号放大集成电路。正常情况下电源线L、N的电流应该相 等。一旦发生漏电事故，则电源线L、N电流产生差值，漏电保护装置中感应线圈监视其电流 差，并将其转换成电压信号，经漏电信号放大集成电路放大后输出。一旦其差值大于某个设 定阀值时，输出控制信号使脱扣机构动作，切断负载用电设备与电源线之间的连接，从而起 到保护作用。但传统意义上的接地故障线路断路器不具备寿命终止期的保护功能，即指当 本故障线路断路器线路中某些元件损坏后导致断路器寿命终止之时，应有恰当的反应，以 此及时告诫使用者，此接地故障线路断路器已经失去其应有的中性线漏电保护的功能，应 及时的作更换，并且能够强制切断负载侧的电源；否则，使用者会误认为其功能仍然正常， 一旦出现漏电，就会存在着因触电而造成人身及财产损害的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种当内部某些元件特别是脱 扣线圈出现断路情况时能进行故障指示的具有线圈断路故障指示功能的GFCI。本发明为达到上述目的所采用的技术解决方案如下一种具有过流保护、寿命终 止自动脱扣及警示的接地故障断路器，包括基座、设有插孔的上盖、漏电信号检测电路及受 所述漏电信号检测电路控制而动作的机械保护脱扣机构，所述漏电信号检测电路包括测试 磁环线圈T1、中性磁环线圈T2和以漏电信号放大集成电路为核心的漏电信号放大电路，整 流桥D1-D4及RC滤波电路为漏电信号检测电路提供直流电源，所述漏电信号放大电路的输 出与脱扣可控硅SCR1的触发极连接，脱扣可控硅SCR1串联在脱扣线圈T3的电源回路中，其 特征在于所述电磁脱扣线圈T3和保险丝&一起串联在整流桥的交流侧；所述接地故障断 路器还设有强制脱扣机构和故障报警电路，所述强制脱扣机构包括强制脱扣电路和受其控 制的机械强制脱扣机构，所述强制脱扣电路包括强制脱扣线圈T4和强制脱扣可控硅SCR2, 强制脱扣线圈T4与强制脱扣可控硅SCR2串联后连接在负载电源线L1和N1上，所述机械强
5制脱扣机构与机械保护脱扣机构之间设有使机械保护脱扣机构脱扣的联动机构，故障报警 电路包括由二极管D5及电阻R9和电容C8组成的半波整流滤波电路和接在该整流电源之间 的开关三极管Q1及并联在开关三极管Q1的集电极和发射极之间的发光二极管LED2和光耦 元件的串联支路，所述开关三极管Q1的基极经限流电阻R11与漏电信号检测电路的直流电 源连接，光耦元件的输出与强制脱扣可控硅SCR2的触发极连接。与现有技术相比的有益效果是由于本发明中的电磁脱扣线圈T3串联在整流桥 的交流侧，因此，当电磁脱扣线圈T3出现开路故障或者整流桥及RC滤波电路和漏电信号放 大集成电路中的元件出现故障，导致直流电源为零，受整流桥的直流电源控制的故障报警 电路就会发出光信息提示使用者及时的更换，同时通过触发强制脱扣机构中的强制脱扣可 控硅SCR2使得机械保护脱扣机构动作强制切断负载侧的电源，从而消除安全隐患。作为本发明的进一步设置，所述接地故障断路器还设有过流保护电路，所述过流 保护电路包括一个串接于主电路中的双金属片、一个机械触点和限流电阻，所述机械触点 和限流电阻串联后跨接在磁环线圈T1和中性磁环线圈T2外侧的主电路上，所述机械触点靠 近双金属片设置使得双金属片受热变形后足以能让机械触点闭合。这样，当工作电流超过 额定值时双金发热变形，推动机械触点闭合，形成模拟漏电电流，使接地故障断路器脱扣， 从而保护用户的生命和财产的安全；而当故障排除后，工作电流恢复正常后，双金属片恢复 原样，机械触点又重新断开，接地故障断路器又可以正常工作。作为本发明的更进一步设置，所述上盖内侧还设有安全闸板机构和底盖板，所述 底盖板将安全闸板机构封盖在上盖内侧上；所述安全闸板机构包括上滑板、下滑板及其它 们的复位机构，所述上滑板和下滑板上均设有供插头极片通过的空间，所述空间的间距与 插头的极片间距相对应，在上滑板和下滑板上的所述空间的相同的一侧各自分别设有一个 斜面和一个下陷的平台，上滑板和下滑板上的斜面方向一致、可滑动地叠置在一起，且上滑 板的斜面与下滑板的平台相重叠，下滑板的斜面与上滑板的平台相重叠，其中至少一个斜 面处于平台之上，所述斜面的斜度要确保在与插头的一个极片相互作用滑动时，在另一个 极片接触到相应位置的平台前其滑动位移不小于极片厚度，所述上滑板和下滑板贴设在壳 体对应插座孔的背面，所述复位机构的复位弹力方向与斜面和极片之间作用的滑动方向相 反，并使上滑板和下滑板上的斜面和平台与插座孔对齐而封闭插座孔，所述底盖板上设有 供插头极片通过的通孔。对于插座孔包括一个T形孔和一个与T形孔横条部平行的长槽孔 的大电流接地故障断路器，所述安全闸板机构还包括侧滑板及其复位机构，所述侧滑板贴 设在滑板设有突出的止退块的一端，滑动方向与上滑板和下滑板活动方向相垂直，所述侧 滑板靠近止退块的一侧设有与滑动方向垂直的凹槽或凹坑，所述凹槽或凹坑与止退块相配 合构成侧滑板止退机构，所述侧滑板一端靠近T形孔竖条部，并设有斜面与T形孔竖条部 相对，所述设有止退块的滑板上的斜面高于侧滑板上的斜面以保证当插头极片接触到侧滑 板上的斜面时，设有止退块的滑板上的斜面在插头极片的作用下滑动足够的位移使止退块 从凹槽或凹坑中退出，所述底盖板上设有供插头极片通过的通孔。这样的设置能防止儿童 拿金属条捅戳插座孔而触碰到插座内带电部位造成触电事故。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图1为本发明具体实施例的电子线路原理图；附图2为另一种具体实施例的电子线路原理图。附图3为本发明脱扣机构具体实施例立体示意图；附图4为本发明脱扣机构具体实施例另一角度立体示意图；附图5为本发明脱扣机构具体实施例内部结构剖视图；附图6为本发明脱扣机构另一具体实施例内部结构剖视图；附图7为本发明15A插座孔GFCI具体实施例外观立体示意图；附图8为本发明15A插座孔GFCI具体实施例去上盖内部结构示意图；附图9为本发明15A插座孔GFCI具体实施例去底盖板后安全闸板机构安装示意图；附图10为本发明15A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构结构示意图；附图11为本发明15A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构结构分解示意图；附图12为本发明15A插座孔GFCI另一具体实施例去上盖内部结构示意图；附图13为本发明15A插座孔GFCI另一具体实施例去底盖板后安全闸板机构安装 示意图；附图14为本发明15A插座孔GFCI另一具体实施例安全闸板机构结构示意图；附图15为本发明15A插座孔GFCI另一具体实施例安全闸板机构结构分解示意 图；附图16为本发明20A插座孔GFCI具体实施例外观立体示意图；附图17为本发明20A插座孔GFCI具体实施例去上盖内部结构示意图；附图18为本发明20A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构去上盖安装示意图；附图19为本发明20A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构在上盖的安装示意 图；附图20为本发明20A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构去底盖板后在上盖的 安装示意图；附图21为本发明20A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构结构示意图；附图22为本发明20A插座孔GFCI具体实施例安全闸板机构结构分解示意图；附图23为本发明20A插座孔GFCI另一具体实施例去上盖内部结构示意图；附图24为本发明20A插座孔GFCI另一具体实施例安全闸板机构去底盖板后在上 盖的安装示意图；附图25为本发明20A插座孔GFCI另一具体实施例安全闸板机构结构示意图；附图26为本发明20A插座孔GFCI另一具体实施例安全闸板机构结构分解示意 具体实施例方式具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路器包括壳体、漏电信号 检测电路、受所述漏电信号检测电路控制而动作的机械保护脱扣机构及强制脱扣机构和故 障报警电路、触头组件、接地组件、电源输入连接组件、负载连接组件等。如图3 6所示， 具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路器的整体呈矩形体，壳体分成基
7座3和设有插孔的上盖5两部份，在基座3和上盖5之间设有中框4，上盖5上设置有两组 插座孔6和一个复位键1 一个测试键2，在基座3内腔中，设置一块由印刷线路制成的基板 16，所述漏电信号检测电路中的元件基本安装在基板16上。所述机械保护脱扣机构包括复 位杆17、复位弹簧18、复位支架19、反向弹力支撑机构及电磁致动机构和锁扣片24，所述复 位杆17上端与复位键1固定连接，靠近下端设有环状锁扣卡槽，所述的复位支架19为管状 构件，处于中框4下方，两侧对称横向伸出托臂191，用于接通电源输入侧与输出的负载电 源侧的左、右动触片20、21的臂分别置于复位支架19左、右二端的托臂191上，所述复位杆 17上部套设有复位弹簧18后，下端穿过中框4，复位弹簧18两端分别抵在复位键1和中框 4上，所述复位杆17下部套设有中间弹簧22后插入至复位支架19中，中间弹簧22两端分 别抵在中框4和复位支架19内壁肩阶上，中间弹簧22的设置是为了对开关机构触点接触 力平衡状态作调整，复位杆17与复位支架19中心通孔动配合并插在其中，复位支架19下 端固定设有垂直向下的导向柱192，在导向柱192正下方对应位置的基板16上设置有直径 与导向柱192动配合的通孔构成的导孔，所述导向柱192外套设反向弹簧23后端头插入所 述导孔中构成反向弹力支撑机构，所述反向弹力支撑机构与复位杆17、复位支架19同轴设 置，弹力方向与复位杆17相对构成弹性复位机构对复位支架19构成弹性浮动支撑，使得复 位支架19在所述导孔和复位杆17的导向下可在一定的范围内作轴向移动。所述电磁致动 机构包括脱扣线圈支架25、脱扣线圈26及脱扣铁芯27和铁芯弹簧28，电磁致动机构轴线 与弹性复位机构轴线相垂直设置在复位支架19的一侧，脱扣线圈支架25绕上脱扣线圈后 水平固定在基板16上，脱扣线圈支架25朝向基板16边缘一端设有U形纯铁片，U形纯铁片 夹在脱扣线圈支架25外形成磁路，脱扣铁芯27套设上铁芯弹簧28后从另一端可滑动地插 在脱扣线圈支架25中心轴孔中，所述脱扣铁芯27朝向复位支架19的一端设有环状凹槽， 所述锁扣片24朝向脱扣铁芯27的一端设有与所述环状凹槽相配的缺口，由于位置上锁扣 片24高于脱扣铁芯27，因此本实施例中锁扣片24折成Π形，所述缺口卡在环状凹槽上与脱 扣铁芯27构成联动；所述复位支架19上设有宽度略大于锁扣片24且与复位支架19中心 轴垂直的槽口，所述锁扣片24的另一端插入槽口至复位支架19的另一侧，所述复位支架19 中的锁扣片24部分上设有直径略大于复位杆17的长圆孔构成卡口，并可在脱扣铁芯27的 牵引下在槽口中前后滑动，前后滑动的位移应能使卡口在与复位杆17端部对齐和错开之 间转换，所述卡口与锁扣卡槽形成锁扣结构。机械保护脱扣机构的脱扣过程是当脱扣线圈 带电且处于工作状态，脱扣铁芯27动作拉动锁扣片24，使锁扣片24的卡口脱离锁扣卡槽， 锁住的复位杆17被释放，复位键1和复位杆17在复位弹簧18的弹性回复力作用下向上运 动，回到脱扣状态下的初始位置，而此时，左、右动触片20、21上的触点在复位支架19左、右 二端的托臂191托举下与及静触片上的静触点处于相分离状态，从而实现了 GFCI的脱扣， 切断了电源输出。所述机械强制脱扣机构设置在复位支架19相对于电磁致动机构的另一 侧，所述机械强制脱扣机构包括强制脱扣线圈29和强制脱扣铁芯30、强制脱扣铁芯复位弹 簧31和拉片32，所述强制脱扣铁芯30可活动地设置在强制脱扣线圈29中心，所述强制脱 扣铁芯30的轴向与锁扣片24的滑动方向垂直设置，所述拉片32固定在强制脱扣铁芯30上 端，所述拉片32上设有斜面并处于锁扣片24活动方向的前方，当强制脱扣线圈29得电后 吸引强制脱扣铁芯30下行，带动拉片32向下移动，拉片32上的斜面推动锁扣片24水平横 移，使锁扣片24的卡口脱离锁扣卡槽而脱扣，由此构成使机械保护脱扣机构脱扣的联动。
本方案中的机械强制脱扣机构的具体设置方式还可以是设置在复位杆17相对于 机械保护脱扣机构的另一侧，所述机械强制脱扣机构包括强制脱扣线圈29和强制脱扣铁 芯30和强制脱扣铁芯复位弹簧31，所述强制脱扣铁芯30可活动地设置在强制脱扣线圈29 中心，所述强制脱扣铁芯30的轴向与锁扣片24的滑动方向平行设置，且与锁扣片24的端 部相对，锁扣片24的端部离强制脱扣线圈的距离在强制脱扣铁芯30滑动的位移范围之内， 当强制脱扣线圈29得电后吸引强制脱扣铁芯30水平滑动，撞击锁扣片24使锁扣片24的 卡口脱离锁扣卡槽而脱扣，由此构成使机械保护脱扣机构脱扣的联动。如图1所示，具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路器的电路 部分即漏电信号检测电路包括测试磁环线圈T1、中性磁环线圈T2和以漏电信号放大集成电 路为核心的漏电信号放大电路，整流桥D1-D4及RC滤波电路为漏电信号检测电路提供直流 电源，漏电信号放大电路选用RV4145集成电路，二条电源线均穿过测试磁环线圈T1和中性 磁环线圈T2，测试磁环线圈T1和中性磁环线圈T2的输出端均接至漏电信号放大集成RV4145 上，漏电信号放大集成RV4145的控制输出端与脱扣可控硅SCR1的触发极连接，为提高抗干 扰性能、防止误触发，在脱扣可控硅SCR1的触发极与负极间并联上抗干扰电容C5。脱扣可 控硅SCR1串联在脱扣线圈T3的电源回路中，所述电磁脱扣线圈T3和保险丝F1 —起串联在 整流桥的交流侧；所述接地故障断路器还设有强制脱扣机构和故障报警电路，所述强制脱 扣机构包括强制脱扣电路和受其控制的机械强制脱扣机构。所述强制脱扣电路包括强制脱 扣线圈T4和强制脱扣可控硅SCR2,强制脱扣线圈T4与强制脱扣可控硅SCR2串联后连接在 负载侧电源线L1和N1上，故障报警电路包括由二极管D5及电阻R9和电容C8组成的半波整 流滤波电路和接在该整流电源之间的开关三极管Q1及并联在开关三极管Q1的集电极和发 射极之间的发光二极管LED2和光耦元件的串联支路，所述开关三极管Q1的基极经限流电阻 R11与漏电信号检测电路的直流电源连接，光耦元件的输出与强制脱扣可控硅SCR2的触发 极连接，所述机械强制脱扣机构与机械保护脱扣机构之间设有使机械保护脱扣机构脱扣的 联动机构。如图1所示，其中光耦元件可以是光电耦合器U1，将光电耦合器U1的输入端与 发光二极管LED2串联后并联在开关三极管Q1的集电极和发射极之间，光电耦合器U1的输 出侧一端通过限流电阻R11与半波整流电源连接，光电耦合器U1的输出侧另一端与强制脱 扣可控硅SCR2的触发极连接。除上述方式外，如图2所示，光耦元件还可以是由发光二极管 和光电管构成，将发光二极管LED2并联在开关三极管Q1的集电极和发射极之间，光电管的 一端通过限流电阻R11与半波整流电源连接，另一端与强制脱扣可控硅SCR2的触发极连接。 其中发光二极管LED2同时作为告警指示灯。为了增加过流保护的功能，所述接地故障断路器还设有过流保护电路，所述过流 保护电路包括一个串接于主电路中的双金属片HT、一个机械触点和限流电阻，所述机械触 点和限流电阻串联后跨接在磁环线圈T1和中性磁环线圈T2外侧的主电路上，即一端连接在 电源线穿入磁环线圈T1和中性磁环线圈T2之前，另一端连接在电源线穿入磁环线圈T1和 中性磁环线圈T2之后，所述机械触点靠近双金属片设置使得双金属片受热变形后足以能让 机械触点闭合。这样，当工作电流超过额定值时双金发热变形，机械触点闭合，形成模拟漏 电电流，使接地故障断路器脱扣，从而保护用户的生命和财产的安全；而当故障排除后，工 作电流恢复正常后，双金属片恢复原样，机械触点又重新断开，接地故障断路器又可以正常 工作。
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电路工作原理如下由市电的L(火线)端或者N(零线)端，经保险丝Fl到脱扣线圈T3到脱扣可控 硅SCR1的阳极，脱扣可控硅SCR1有触发信号时，电流经可控硅阴极到桥式整流的二极管Dl 的正极、再到市电的N(零线)端或者L(火线)端，组成主电流回路。当接地故障断路器没有检测到接地故障时，漏电信号放大集成RV4145的第5脚不 会送出触发信号，触发脱扣可控硅SCR1截止，脱扣线圈T3中没有足够的电流流过，机械保护 脱扣机构不动作，接地故障断路器输出端有电。当接地故障断路器检测到有接地故障，且故障电流达到设定阀值时，漏电信号放 大集成RV4145的第5脚会送出触发信号，触发脱扣可控硅SCR1导通，脱扣线圈T3中有较大 的电流流过，产生的磁场使机械保护脱扣机构动作，使接地故障断路器脱扣，切断市电与负 载的连接。当接地故障断路器内部元件出现故障时，例如当主回路和漏电信号放大集成 RV4145的电源电路中有组件出现短路性故障，使电路中的电流大于保险丝Fl的熔断值时， 保险丝Fl熔断。Fl熔断后，主回路和漏电信号放大集成RV4145的电源电路电流都将为零， 因此漏电信号放大集成RV4145第6脚的电压也为0V，当IC的6脚电压为OV时，开关三极管 Q1输出为高电平，告警发光二极管LED2有电流流过发光，表示寿命终止，告警发光二极管 LED2最好选择红色的，这样更具警示性。告警发光二极管LED2有电流流过时，和LED2串联 的光电耦合器U1输入端也有电流流过，这样光电耦合器U1的输出端导通，通过电阻RlO降 压的触发电流经过光电耦合器U1输出端，触发强制脱扣可控硅SCR2，强制脱扣可控硅SCR2 导通，使强制脱扣线圈T4有电流流过，产生较大磁场，使机械强制脱扣机构动作引起机械保 护脱扣机构脱扣，强制切断负载侧的电源，从而消除安全隐患。类似地，在漏电信号放大集成RV4145的电源电路中，如有开路性故障使漏电信号 放大集成RV4145的电源电路开路或者漏电信号放大集成RV4145本身出现开路短路性故 障，另外，还有如脱扣线圈T3、电阻R5等组件和线路本身开路，以及整流电路Dl D4、电容 C4的短路，都会使漏电信号放大集成RV4145的第6脚的电源电压为0V，导致告警发光二 极管LED2发光，机械强制脱扣机构动作引起机械保护脱扣机构脱扣，强制切断负载侧的电 源，提醒用户采取必要的措施维修或更换。为了防止儿童拿金属条捅戳插座孔而触碰到插座内带电部位造成触电事故，以 15A的接地故障断路器为例，如图8、9所示，上盖5内侧还设有安全闸板机构和底盖板33， 所述底盖板33将安全闸板机构封盖在上盖5内侧上；安全闸板机构包括上滑板7、下滑板 8及其它们的复位机构，上滑板7、下滑板8及其它们的复位机构设置在上盖5背面和电极 之间，参见图9。上滑板7和下滑板8的形状和大小要满足内部空间，如图10、11所示，本 具体实施例中上滑板7和下滑板8均为矩形的平板状构件，上滑板7和下滑板8上均设有 供插头极片通过的空间。空间可以是设置在滑板上的窗口或是滑板边缘的缺口或者直接是 滑板边缘以外的空间，空间的间距与插头的极片间距相对应，本具体实施例中仅在上滑板7 和下滑板8上各设置一个窗口作为其中的一个供插头极片通过的空间，另一个供插头极片 通过的空间就直接利用滑板边缘以外的空间，这样可以使上滑板7和下滑板8尺寸较小，窗 口靠近上滑板7和下滑板8的一个短边，在上滑板7和下滑板8上的所述窗口的相同的一 侧即靠近短边的一侧各自分别设有一个斜面9和一个下陷的平台10，在上滑板7和下滑板8的另一个短边上同样各自分别设有一个斜面9和一个下陷的平台10，使上滑板7和下滑 板8上各设有一个斜面9和一个下陷的平台10，斜面9和平台10的长度不小于长槽孔的长 度，宽度不小于长槽孔的宽度，以保证能完全封住插孔，上滑板7和下滑板8上的斜面9方 向一致、可滑动地叠置在一起，且上滑板7的斜面9与下滑板8的平台10相重叠，下滑板8 的斜面9与上滑板7的平台10相重叠，可以选择其中的任意一个置于上面作为上滑板7，斜 面9的斜度要确保在与插头的一个极片相互作用滑动时，在另一个极片接触到相应位置的 平台10前其滑动位移不小于极片厚度，使平台10滑离该插孔，让插头能继续顺利地插入， 因此上滑板7和下滑板8上斜面9的最高点至与平台10等高位置的水平位移不小于极片 厚度，最好不小于长槽孔的宽度，同时平台10边缘与斜面9上与平台10等高位置处之间的 距离不大于插头两极片之间的间距。上滑板7和下滑板8可滑动地贴设在壳体对应插座孔 6的背面，滑动方向与长槽孔垂直，所述复位机构的复位弹力方向与斜面9和极片之间作用 的滑动方向相反，并使上滑板7和下滑板8上的斜面9和平台10与插座孔6的长槽孔对齐 而封闭插座孔6。如图2-4所示，复位机构可以由设置在上滑板7和下滑板8相应边侧上的 压缩弹簧11构成，压缩弹簧一端顶在上滑板7和下滑板8的端面上，另一端顶在上盖5内 侧壁上。除了如在上述实施例中所示的，安全闸板机构中的上滑板7还可以为平板框状构 件，如图14、15所示，下滑板8截面呈Z形。上滑板7上的窗口即构成供插头极片通过的空 间，窗口靠近短边的边缘设置成斜面9结构，相对的另一端表面较低构成所述平台10，上滑 板7上斜面9的最高点至与平台10等高位置的水平位移不小于极片厚度，下滑板8 一端穿 过上滑板7的中心窗口可滑动地叠在上滑板7的平台10上，下滑板8该端边缘成斜面9设 置，上滑板7平台10两侧最好设有凸筋12起到导向作用，下滑板8上斜面9的最高点至最 低点的水平位移不小于极片厚度，上滑板7平台10边缘与斜面9上与平台10等高位置处 之间的距离不大于插头两极片之间的间距，下滑板8平台10边缘与斜面9下边缘之间的距 离不大于插头两极片之间的间距，让插头能继续顺利地插入。该安全插座的原理是在插头未插入时，上滑板7和下滑板8在它们的复位机构作 用下，使斜面9、平台10与对准插孔将其封闭，当有异物捅戳任一插孔时将会首先接触到斜 面9或平台10，对于平台10，由于没有斜面9结构所以滑板不会移动，阻止异物的进一步进 入与电极接触起到保护作用；当该插孔下是斜面9时，由于斜面9作用，该滑板将会被推向 一侧，但由于下方还有另一块滑板上的平台10，因此仍能阻止异物的进一步进入与电极接 触而起到保护作用。而当插头插入时，对应斜面9插孔的极片使该滑板向一侧滑动，同时使 另一个插孔下方的平台10滑离插孔，插头就顺利地插入，正常使用。对于工作电流更大的接地故障断路器，由于其插座孔不同，因此，安全闸板机构的 结构也略有不同。如额定电流为20A的插座式接地故障线路断路器为例。如图16所示，上 盖5上每组插座孔6 —个地线插孔、及一个T形孔和一个与T形孔横条部平行的长槽孔，呈 三角形分布。如图17-20所示，上盖5中设有安全闸板机构，安全闸板机构包括上滑板7、下 滑板8、侧滑板15及其它们的复位机构。如图21、22所示，其中，上滑板7和下滑板8的结 构可以与前面实施例中的类似，上滑板7和下滑板8上的斜面9方向一致、可滑动地叠置在 一起，其中上滑板7的斜面9设置在窗口的一侧，下滑板8的斜面9设置在短边的边缘，斜 面9方向使上滑板7和下滑板8均向远离侧滑板15的方向滑动，且上滑板7的斜面9与下滑板8的平台10相重叠，下滑板8的斜面9与上滑板7的平台10相重叠，上滑板7的斜面 9与长槽孔相对，上滑板7的另一端设有突出的止退块13，斜面9的斜度要确保在与插头的 一个极片相互作用滑动时，在另一个极片接触到相应位置的平台10前其滑动位移不小于 极片厚度，如图20所示，所述上滑板7和下滑板8贴设在壳体对应插座孔6的背面，所述复 位机构的复位弹力方向与斜面9和极片之间作用的滑动方向相反，并使上滑板7和下滑板 8上的斜面9和平台10与插座孔6中的T形孔横条部、长槽孔对齐，而止退块13的滑动轨 迹最好不经过T形孔横条部的下方，以利于使上滑板7和下滑板8的尺寸较薄。如图21、 22所示，侧滑板15大体也呈矩形，长边一侧贴设在上滑板7设有突出的止退块13的一端， 滑动方向与上滑板7和下滑板8活动方向相垂直，所述侧滑板15靠近止退块13的一侧设 有与滑动方向垂直的凹槽14或凹坑，所述凹槽14或凹坑与止退块13相配合构成侧滑板15 止退机构，所述侧滑板15 —端靠近T形孔竖条部，并设有斜面9与T形孔竖条部相对，所述 设有止退块13的上滑板7上的斜面9高于侧滑板15上的斜面9以保证当插头极片接触到 侧滑板15上的斜面9时，上滑板7的斜面9在插头极片的作用下滑动足够的位移使止退块 从凹槽14或凹坑中退出。对于额定电流为20A的插座式接地故障线路断路器，如图24所示，其中安全闸板 机构中的上滑板7和下滑板8的结构可以与前述实施例中的类似。如图25、26所示，本实 施例中上滑板7为平板框状构件，下滑板8截面呈Z形，下滑板8斜面9 一端穿过上滑板7 的中心叠在上滑板7的平台10上，上滑板7的两侧最好略高构成导向结构，所述止退块13 设置在上滑板7的平台10的一端，所述上滑板7上斜面9的最高点至与平台10等高位置 的水平位移不小于极片厚度，下滑板8上斜面9的最高点至最低点的水平位移不小于极片 厚度，所述上滑板7平台10边缘与斜面9上与平台10等高位置处之间的距离不大于插头 两极片之间的间距，所述下滑板8平台10边缘与斜面9下边缘之间的距离不大于插头两极 片之间的间距。如图26所示，侧滑板15贴设在上滑板7设有突出的止退块13的一端，滑 动方向与上滑板7和下滑板8活动方向相垂直，侧滑板15靠近止退块13的一侧设有与滑 动方向垂直的凹槽14或凹坑，凹槽14或凹坑与止退块13相配合构成侧滑板15止退机构， 所述侧滑板15 —端靠近T形孔竖条部，并设有斜面9与T形孔竖条部相对，所述设有止退 块13的滑板上的斜面9高于侧滑板15上的斜面9以保证当插头极片接触到侧滑板15上 的斜面9时，设有止退块13的上滑板7上的斜面9在插头极片的作用下滑动足够的位移使 止退块13从凹槽14或凹坑中退出。额定电流为20A的安全插座的安全闸板机构工作原理如下其中对插座孔6中T 形孔横条部及平行的长槽孔的保护原理与实施例1和实施例2中的安全闸板机构原理相 同；而当有异物插入T形孔竖条部中时，由于上滑板7上的斜面9并没有受力后退，上滑板 7上的止退块13仍然卡在侧滑板15上的凹槽14或凹坑中，因此侧滑板15无法活动而露 出插孔，达到保护的目的。在15A的插头插入时，对应斜面9插孔的极片使该滑板向一侧滑 动，同时使另一个插孔下方的平台10滑离插孔，插头就顺利地插入，正常使用。当20A的插 头插入时，插头上与长槽孔对应的极片首先接触到上滑板7上的斜面9，使上滑板7受力后 退，同时止退块13从侧滑板15上的凹槽14或凹坑中退出，插头继续插入，当插头上与T形 孔竖条部对应的极片接触到侧滑板15上的斜面9，使侧滑板15后退让插头继续插入到位。本发明的安全闸板机构也同样适合于其他类型的插座，包括墙壁插座，只要是插座孔6中带电的插孔是两个平行的长槽孔或者是一个T形孔和一个与T形孔横条部平行的 长槽孔组成的，在插座孔6后设置上相应的安全间板机构。
权利要求
一种具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路器，包括基座、设有插孔的上盖、漏电信号检测电路及受所述漏电信号检测电路控制而动作的机械保护脱扣机构，所述漏电信号检测电路包括测试磁环线圈T1、中性磁环线圈T2和以漏电信号放大集成电路为核心的漏电信号放大电路，整流桥D1 D4及RC滤波电路为漏电信号检测电路提供直流电源，所述漏电信号放大电路的输出与脱扣可控硅SCR1的触发极连接，脱扣可控硅SCR1串联在脱扣线圈T3的电源回路中，其特征在于所述电磁脱扣线圈T3和保险丝F1一起串联在整流桥的交流侧；所述接地故障断路器还设有强制脱扣机构和故障报警电路，所述强制脱扣机构包括强制脱扣电路和受其控制的机械强制脱扣机构，所述强制脱扣电路包括强制脱扣线圈T4和强制脱扣可控硅SCR2，强制脱扣线圈T4与强制脱扣可控硅SCR2串联后连接在负载电源线L1和N1上，所述机械强制脱扣机构与机械保护脱扣机构之间设有使机械保护脱扣机构脱扣的联动机构，故障报警电路包括由二极管D5及电阻R9和电容C8组成的半波整流滤波电路和接在该整流电源之间的开关三极管Q1及并联在开关三极管Q1的集电极和发射极之间的发光二极管LED2和光耦元件的串联支路，所述开关三极管Q1的基极经限流电阻R11与漏电信号检测电路的直流电源连接，光耦元件的输出与强制脱扣可控硅SCR2的触发极连接。
2.根据权利要求1所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路 器，其特征在于所述接地故障断路器还设有过流保护电路，所述过流保护电路包括一个串 接于主电路中的双金属片、一个机械触点和限流电阻，所述机械触点和限流电阻串联后跨 接在磁环线圈T1和中性磁环线圈T2外侧的主电路上，所述机械触点靠近双金属片设置使得 双金属片受热变形后足以能让机械触点闭合。
3.根据权利要求1或2所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障 断路器，其特征在于所述机械保护脱扣机构包括复位杆、复位弹簧、复位支架、反向弹力支 撑机构及电磁致动机构和锁扣片，所述复位杆上端与复位键固定连接，靠近下端设有环状 锁扣卡槽，复位弹簧套设在复位杆上，复位弹簧两端分别抵在复位键和中框上，所述的复位 支架为管状构件，两侧对称横向伸出托臂，复位杆与复位支架中心通孔动配合并插在其中， 所述反向弹力支撑机构与复位杆、复位支架同轴设置，弹力方向与复位杆相对构成弹性复 位机构对复位支架构成弹性浮动支撑；所述电磁致动机构包括脱扣线圈支架、脱扣线圈及 脱扣铁芯和铁芯弹簧，电磁致动机构轴线与弹性复位机构轴线相垂直设置在复位支架的一 侧，所述脱扣铁芯朝向复位支架的一端设有环状凹槽，所述锁扣片一端设有与所述环状凹 槽相配的缺口，所述缺口卡在环状凹槽上与脱扣铁芯构成联动；所述复位支架上设有宽度 略大于锁扣片、与复位支架中心轴垂直的槽口，所述锁扣片的另一端插入槽口至复位支架 的另一侧，所述复位支架中的锁扣片部分上设有直径略大于复位杆的长圆孔构成卡口，并 可在脱扣铁芯的牵引下在槽口中前后滑动，前后滑动的位移应能使卡口在与复位杆端部对 齐和错开之间转换，所述卡口与锁扣卡槽形成锁扣结构；所述机械强制脱扣机构设置在复 位支架相对于电磁致动机构的另一侧，所述机械强制脱扣机构包括强制脱扣线圈和强制脱 扣铁芯、强制脱扣铁芯复位弹簧和拉片，所述强制脱扣铁芯可活动地设置在强制脱扣线圈 中心，所述强制脱扣铁芯的轴向与锁扣片的滑动方向垂直设置，所述拉片固定在强制脱扣 铁芯上端，所述拉片上设有斜面并处于锁扣片活动方向的前方由此构成使机械保护脱扣机 构脱扣的联动机构。
4.根据权利要求1或2所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障 断路器，其特征在于所述机械保护脱扣机构包括复位杆、复位弹簧、复位支架、反向弹力 支撑机构及电磁致动机构和锁扣片，所述复位杆上端与复位键固定连接，靠近下端设有环 状锁扣卡槽，复位弹簧套设在复位杆上，复位弹簧两端分别抵在复位键和中框上，所述的复 位支架为管状构件，两侧对称横向伸出托臂，复位杆与复位支架中心通孔动配合并插在其 中，所述反向弹力支撑机构与复位杆、复位支架同轴设置，弹力方向与复位杆相对构成弹性 复位机构对复位支架构成弹性浮动支撑；所述电磁致动机构包括脱扣线圈支架、脱扣线圈 及脱扣铁芯和铁芯弹簧，电磁致动机构轴线与弹性复位机构轴线相垂直设置在复位支架的 一侧，所述脱扣铁芯朝向复位支架的一端设有环状凹槽，所述锁扣片一端设有与所述环状 凹槽相配的缺口，所述缺口卡在环状凹槽上与脱扣铁芯构成联动；所述复位支架上设有宽 度略大于锁扣片、与复位支架中心轴垂直的槽口，所述锁扣片的另一端插入槽口至复位支 架的另一侧，所述复位支架中的锁扣片部分上设有直径略大于复位杆的长圆孔构成卡口， 并可在脱扣铁芯的牵引下在槽口中前后滑动，前后滑动的位移应能使卡口在与复位杆端部 对齐和错开之间转换，所述卡口与锁扣卡槽形成锁扣结构；所述机械强制脱扣机构设置在 复位杆相对于机械保护脱扣机构的另一侧，所述机械强制脱扣机构包括强制脱扣线圈和强 制脱扣铁芯和强制脱扣铁芯复位弹簧，所述强制脱扣铁芯可活动地设置在强制脱扣线圈中 心，所述强制脱扣铁芯的轴向与锁扣片的滑动方向平行设置，所述强制脱扣铁芯一端与锁 扣片活动方向的前方由此构成使机械保护脱扣机构脱扣的联动机构。
5.根据权利要求1所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路 器，其特征在于所述上盖内侧还设有安全闸板机构和底盖板，所述底盖板将安全闸板机构 封盖在上盖内侧上；所述安全闸板机构包括上滑板、下滑板及其它们的复位机构，所述上滑 板和下滑板上均设有供插头极片通过的空间，所述空间的间距与插头的极片间距相对应， 在上滑板和下滑板上的所述空间的相同的一侧各自分别设有一个斜面和一个下陷的平台， 上滑板和下滑板上的斜面方向一致、可滑动地叠置在一起，且上滑板的斜面与下滑板的平 台相重叠，下滑板的斜面与上滑板的平台相重叠，其中至少一个斜面处于平台之上，所述斜 面的斜度要确保在与插头的一个极片相互作用滑动时，在另一个极片接触到相应位置的平 台前其滑动位移不小于极片厚度，所述上滑板和下滑板贴设在壳体对应插座孔的背面，所 述复位机构的复位弹力方向与斜面和极片之间作用的滑动方向相反，并使上滑板和下滑板 上的斜面和平台与插座孔对齐而封闭插座孔，所述底盖板上设有供插头极片通过的通孔。
6.根据权利要求5所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路 器，其特征在于所述上滑板为平板框状构件，下滑板截面呈Z形，下滑板斜面一端穿过上 滑板的中心叠在上滑板的平台上，所述上滑板上斜面的最高点至与平台等高位置的水平位 移不小于极片厚度，下滑板上斜面的最高点至最低点的水平位移不小于极片厚度，所述上 滑板平台边缘与斜面上与平台等高位置处之间的距离不大于插头两极片之间的间距，所述 下滑板平台边缘与斜面下边缘之间的距离不大于插头两极片之间的间距。
7.根据权利要求1所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路 器，其特征在于所述上盖内侧还设有安全闸板机构和底盖板，所述底盖板将安全闸板机构 封盖在上盖内侧上；所述插座孔包括一个T形孔和一个与T形孔横条部平行的长槽孔，所述 安全间板机构包括上滑板、下滑板、侧滑板及其它们的复位机构，所述上滑板和下滑板上均设有供插头极片通过的空间，所述空间的间距与插头的极片间距相对应，在上滑板和下滑 板上的所述空间的相同的一侧各自分别设有一个下陷的平台和一个斜面，上滑板和下滑板 上的斜面方向一致、可滑动地叠置在一起，斜面方向使上滑板和下滑板向远离侧滑板的方 向滑动，且上滑板的斜面与下滑板的平台相重叠，下滑板的斜面与上滑板的平台相重叠，其 中至少一个斜面处于平台之上并与长槽孔相对，该斜面所在的滑板的另一端设有突出的止 退块，所述斜面的斜度要确保在与插头的一个极片相互作用滑动时，在另一个极片接触到 相应位置的平台前其滑动位移不小于极片厚度，所述上滑板和下滑板贴设在壳体对应插座 孔的背面，所述复位机构的复位弹力方向与斜面和极片之间作用的滑动方向相反，并使上 滑板和下滑板上的斜面和平台与插座孔中的T形孔横条部、长槽孔对齐，所述侧滑板贴设 在滑板设有突出的止退块的一端，滑动方向与上滑板和下滑板活动方向相垂直，所述侧滑 板靠近止退块的一侧设有与滑动方向垂直的凹槽或凹坑，所述凹槽或凹坑与止退块相配合 构成侧滑板止退机构，所述侧滑板一端靠近T形孔竖条部，并设有斜面与T形孔竖条部相 对，所述设有止退块的滑板上的斜面高于侧滑板上的斜面以保证当插头极片接触到侧滑板 上的斜面时，设有止退块的滑板上的斜面在插头极片的作用下滑动足够的位移使止退块从 凹槽或凹坑中退出，所述底盖板上设有供插头极片通过的通孔。
8.根据权利要求7所述的具有过流保护、寿命终止自动脱扣及警示的接地故障断路 器，其特征在于所述上滑板为平板框状构件，下滑板截面呈Z形，下滑板斜面一端穿过上 滑板的中心叠在上滑板的平台上，所述止退块设置在上滑板的平台的一端，所述上滑板上 斜面的最高点至与平台等高位置的水平位移不小于极片厚度，下滑板上斜面的最高点至最 低点的水平位移不小于极片厚度，所述上滑板平台边缘与斜面上与平台等高位置处之间的 距离不大于插头两极片之间的间距，所述下滑板平台边缘与斜面下边缘之间的距离不大于 插头两极片之间的间距。
全文摘要
本发明涉及一种具有线圈断路故障指示功能的GFCI，包括以漏电信号放大集成电路为核心漏电信号检测电路及机械保护脱扣机构、整流桥及滤波电路。通过将电磁脱扣线圈T3串联在整流桥的交流侧，并设有受整流桥输出控制的故障报警电路及强制脱扣机构，因此，当电磁脱扣线圈T3出现开路故障或者整流桥及RC滤波电路和漏电信号放大集成电路中的元件出现故障，导致直流电源为零，受整流桥的直流电源控制的故障报警电路就会发出光信息提示使用者及时的更换，同时通过强制脱扣机构使得机械保护脱扣机构动作强制切断负载侧的电源，从而消除安全隐患。
文档编号H02H3/08GK101937812SQ20101025160
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者曾诚志, 李凤鸣, 陈贵 申请人:陈贵