电布线装置的制作方法

专利名称：电布线装置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电布线装置，尤其涉及保护性布线装置。
背景技术：
配电系统向房屋、建筑物或一些别的设施供电。来自电力设施的电布线将AC功 率提供给一个或多个设置于结构里的断路器面板。所述断路器面板将AC功率分配给一 个或多个安装在结构内的分支电路。电路可典型地包括一个或多个插头插座，并且可进 一步将AC功率传送至一个或多个电动装置，在本领域中通常称为负载电路。插头插座向 用户可访问的负载供电，所述负载包括电源线和插头，该插头插入插头插座中。然而， 已知在电布线系统中会发生某些类型的故障。因此，各电路通常使用一个或多个电路保 护性装置。有几种类型的电路保护性装置。例如，这种装置包括接地故障电路断路器 (GFCI)、接地故障设备保护器(GFEP)以及电弧故障电路断路器(AFCI)。这一列表包括 代表性范例，并不表示毫无遗漏。一些装置既包括GFCI又包括AFCI。如它们的名称 所示，电弧故障电路断路器(AFCI)、接地故障设备保护器(GFEP)以及接地故障电路断 路器(GFCI)执行不同的功能。当承载电流的(火线)导体产生通往地的无意电流路径时发生接地故障。因为 将电路中流动的电流的一些转移到无意电流路径中，所以在火线/中线之间产生差分电 流。无意电流路径表示有电击的危险。接地故障可能因为几个理由而发生。首先，如果 负载电路内的电布线绝缘体被破坏，则火线可能接触地面。这意味着电击危险。例如， 如果用户在与地接触时同时接触火线，用户将遭受电击。当设备接触水时，也可能发生 接地故障。接地故障还可能由配电系统内的破损的绝缘体导致。接地故障在火线和中线之间产生差分电流。在正常工作条件下，在火线中流动 的电流应该等于在中线中的电流。大多数GFCI被配置成利用如下事实通过感测两导 线之间的差分电流来对火线中的电流与中线中的电流进行比较。GFCI对表示将发生的危 险状态的差分电流很敏感，例如除了正常工作的预期路径之外还存在着电流路径(即 电击危险)。因此，当差分电流超过通常约为6mA的预定阀值时，GFCI通常由中断该 电路做出响应。电路中断通常通过打开设置于电源和负载之间的一组触点来实施。GFCI 还可通过某种警报做出响应。与保护性装置相关的一个问题涉及安装者在提交时装置被误布线(misfire)。误 布线是指安装者将线路端耦合到负载而将负载端耦合到AC电源的情况。误连线导致保 护性装置不能保护用户免受上述故障状态的影响。标签和安装说明书已被用来防止误连 线。然而，指导性材料可能被安装者忽视。另一个问题是如所有的电气装置一样，保护性装置具有有限的平均寿命。当 装置到达寿命终点时，用户不被保护免受故障状态的影响。已将测试按纽并入保护性装 置以给用户提供用于测试装置有效性的手段。这种方法的一个缺点在于如果用户未能使用测试按纽，则用户将不知道装置是否起作用。已知瞬态电压破坏保护性装置/导致寿命终止。作为参照系，配电系统的电源 包括至少一个相电压，该相电压通过被正确接线装置中的火线传输。另一方面，瞬态电 压也可在配电系统中传输。然而，瞬态电压的峰值振幅通常大于相电压一个数量级。瞬 态电压可以由许多方式来产生。例如，瞬态电压可由雷雨产生。当耦合到配电系统的 电感负载被切断时也可产生瞬态电压，或者耦合到包括换向器和电刷的配电系统的电机 也可产生瞬态电压。不管什么原因，已知瞬态电压可破坏保护性装置并导致寿命终止状 态。因此，所需要的是一种保护性装置，该保护性装置通过检测装置的布线状态来 解决误布线问题，并且通过在装置被误布线的情况下阻止装置工作。还需要一种包括电 路的保护性装置，该电路能更有效地避免瞬态电压浪涌带来的破坏。
发明内容本发明通过提供一种保护性装置解决上述的需求，该保护性装置通过检测装置 的布线状态来解决误布线问题，并且通过在装置被误布线情况下阻止装置工作。本发明的一方面涉及一种电布线装置，该装置包括多个用于连接到AC电源的线 路端和多个负载端。检测组件耦合到多个线路端和多个负载端。检测组件用于检测与多 个线路端和多个负载端相关的布线状态。检测组件包括主布线状态检测电路、辅助布线 状态检测电路和设置于其间的隔离电路，该隔离电路用于在跳闸状态下使线路端与辅助 布线状态检测电路电隔离。该装置还包括含有四组中断触点的中断组件，该中断触点用 于在复位状态下提供线路端和负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断电连 续性。在不存在来自所述主布线状态检测电路的预定的成功正确安装信号的情况下，基 本上防止所述电路中断组件实现所述复位状态。另一方面，本发明涉及一种电布线装置，该装置包括多个线路端和多个负载 端。电路断路器组件耦合到多个线路端和多个负载端。该电路断路器组件包括四组中断 触点，该中断触点用于在复位状态下提供线路端和负载端之间的电连续性，并且用于在 跳闸状态下中断电连续性。该电路断路器组件包括电路组件，该电路组件用于检测正确 布线状态或误布线状态，且该电路组件用于在不使用任何机械屏障在检测到误布线的情 况下，基本上阻止四组中断触点影响复位状态。另一方面，本发明涉及一种电布线装置，该装置包括多个线路端和多个负载 端。故障检测电路用于响应检测到在多个线路端和多个负载端上传播的故障状态而产生 故障检测信号。布线状态检测设备用于检测与多个线路端和多个负载端相关的布线状 态，布线状态是指在初始安装序列期间或在一个或多个随后的安装序列期间的安装尝试 后，是多个线路端还是多个负载端耦合到AC电源。各安装序列以将AC功率施加到多个 线路端结束。当布线状态处于误布线状态时，布线状态检测设备用于产生误布线检测响 应。布线状态检测设备还用于产生初始安装信号。电路断路器组件耦合到布线状态检测 设备和故障检测电路。该电路断路器用于在复位状态下提供多个线路端和多个负载端之 间的电连续性。电路断路器组件用于响应故障检测信号、初始安装信号或误布线检测响 应而中断电连续性。[0014]另一方面，本发明涉及一种电布线装置，该装置包括多个线路端和多个负载 端。布线状态检测设备用于检测与多个线路端和多个负载端相关的布线状态。布线状态 表示在初始安装序列期间或在一个或多个随后的安装序列期间在安装尝试之后，是多个 线路端还是多个负载端耦合到AC电源。各安装序列以将AC功率施加到多个线路端结 束。布线状态检测设备用于在布线状态处于误布线状态时产生误布线检测响应。布线状 态检测设备还用于产生初始安装信号。中断触点组件耦合到布线状态检测设备。中断触 点组件用于在复位状态下提供线路端和负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下 中断电连续性。在不存在由布线状态检测设备所产生的初始安装信号的情况下，基本上 阻止中断触点组件影响复位状态。另一方面，本发明涉及一种电布线装置，该装置包括多个线路端和多个负载 端。所述多个线路端用于连接到配电系统中的AC电源。检测组件用于检测与多个线路 端和多个负载端相关的布线状态。检测组件包括第一布线状态检测电路，该第一布线状 态检测电路用于对在初始装置安装序列期间而不是在任何随后的装置安装序列期间发生 的误布线状态作出响应。各安装序列以将AC功率施加到多个线路端结束。检测组件包 括第二布线状态检测电路，该第二布线检测电路用于对在随后的安装序列期间发生的误 布线状态作出响应。各安装序列以将AC功率施加到多个线路端结束。电路中断组件包 括中断触点，该中断触点用于在复位状态下提供线路端和负载端之间的电连续性，并且 用于在跳闸状态下中断电连续性。电路中断组件用于响应来自第一布线状态检测电路的 预定信号而跳闸。将在接下来的详细描述中阐述本发明的其他特征和优势，本领域的技术人员从 说明书，或通过实践如这里所述的本发明将部分地容易明了这些特征和优势，这里所述 的本发明包括接下来的详细说明书、权利要求以及附图。要理解，以上一般说明和以下详细说明都仅仅是本发明的示范，意在提供概述 或框架，以理解如权利要求所主张的本发明的本质和特征。将附图包括在内以提供对本 发明的进一步理解，并将附图并入该说明书中且构成说明书的一部分。附图例示了本发 明的各实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

图1为根据本发明实施例具有误布线保护和指示灯的GFCI电路的示意图；图2示出了根据本发明实施例的闭锁(lockout)配置的示意图；图3示出了根据本发明实施例的替代闭锁配置的示意图；图4示出了根据本发明实施例具有误布线保护和指示灯的保护性电路的示意 图；图5示出了根据本发明实施例具有误布线保护和指示灯的保护性电路的示意 图；图6示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图7示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图8示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图9示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；[0027]图10示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图11示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图12示出了根据本发明实施例具有误布线保护的保护性电路的示意图；图13为根据图6至图12中描述的任一实施例的保护性装置的侧透视图；图14为图13中所描述的保护性装置的相对侧的侧透视图；图15为图13中所描述的保护性装置的下部部分的截面图；图16为图13中所描述的保护性装置的顶部部分的截面图；以及图17为根据图1至图12中所描述的任一实施例的保护性装置的后盖部分的透视 图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的本示范性实施例，在附图中示出了其范例。只要有可 能，在所有附图中就将会使用相同的附图标记表示相同或相似部分。图1中示出了本发 明的布线装置的示范性实施例，始终用附图标记100总体上表示该装置。如本文所述并如图1中所示，公开了根据本发明实施例具有误布线保护电路60 和指示灯40的GFCI电路100的示意图。GFCI 100包括感测变压器Ll和L2。这些变 压器耦合到检测器Ul。GFCI电路100的接地故障电路感测电子器件从GFCI的线路侧端 子供电。当差分变压器Ll感测到由于接地故障状态引起在火线和中线中流动的电流的不 等量时，电路100使断路器线圈140激活，打开电路中断机构124。电路中断机构124包 括火线母线和中线母线502、504，火线母线和中线母线502、504分别与火线和中线接触 和断开。电路中断机构124包括四组触点，该四组触点将母线耦合到火线传导路径，从 而耦合到火线负载传导路径，并将母线耦合到中线传导路径，从而耦合到中性负载传导 路径。如图1所示，各母线包括两组触点，该触点将线路传导路径桥接到相应的负载传 导路径。GFCI 100包括测试按纽30，该测试按纽30在被压下时产生模拟的接地故障并使 断路器线圈140激活。换句话说，模拟的接地故障产生被GFCI电路感测和检测到的差分信号。GFCI 100还装备有布线状态检测电路，该布线状态检测电路包括故障电阻器 (RIO, R13)，当GFCI 100被误布线时，故障电阻器(R10，R13)在主差分电流变压器 Ll上产生差分电流。误布线差分电流超过GFCI被设计成中断的差分电流电平(通常为 6毫安培)。故障电阻器RIO、R13在中断触点124的线路侧，该中断触点124位于火线 和中线路径的线路端和负载端之间。如果GFCI 100被误布线使得功率提供给负载端并且 GFCI 100跳闸，则检测电路不提供可视的误布线指示。因此，用户将尝试复位该装置。 这样一来，误布线电路将产生差分电流并且装置将立即跳闸。因而，装置每次跳闸，用 户都试图复位它，并向用户发出装置被误布线的信号。当电源被正确地连接到线路端时，仅会跳闸一次(如果在复位状态下)。如果装 置已经处于跳闸状态，则没有可视的东西发生。在装置被复位时，它将不会再次跳闸， 除非它响应于测试输入或真的故障状态。[0041]布线状态检测电路按如下方式运行。流过故障电阻器(R10，R13)的电流源自 装置的线路端侧。当功率被正确地连接到线路端时，误布线电路产生差分电流。如果装 置处于复位状态，则装置将响应差分电流而跳闸。然而，即使中断触点124打开，电流 持续地流过故障电阻器RIO、R13。由故障电阻器产生的差分电流在短时间内(通常约 为300ms)自我清零(clear)。通过选择电阻器或通过电流使得大大超过额定功率的电阻器 来实现清零定时。因而，电阻器会在预定时间过去后打开。对于故障电阻器RIO、R13 来说，用来“清零”或烧坏的估计时间大于50ms并且通常为大约300ms。在故障电阻 器清零后，装置可被复位。它将不再跳闸，除非它响应于测试输入或真的故障状态。在 施加功率之前如果装置已经处于跳闸状态，则布线状态检测电路再次产生差分电流而不 管这样的事实装置已经跳闸并且以上所描述的过程在没有中间的跳闸步骤的情况下发 生。当然，由于看起来在GFCI中什么也没有发生，这在用户不知道的情况下发生。另一方面，当装置在误布线状态跳闸时电流被中断。这是因为如上面所述，检 测电路由线路侧获得功率。因为GFCI的跳闸时间短于或等于25ms，故障电阻器R10、 R13没有足够的时间清零。当试图在误布线状态复位装置时，装置会立即再次跳闸，并 且这个动作会持续，直至当装置被正确地布线为止，也就是说，直至在线路端向GFCI施 加功率时为止。这有效地导致GFCI不起作用，即不能被复位，直到装置被正确地布线。在另一实施例中，熔丝(图3中的Fl)被放置成与故障电阻器RIO、R13串联。 熔丝Fl具有适当选择的I2t额定值，使得熔丝熔断而不是故障电阻器RIO、R13。因此， 本文使用的术语“电阻器元件”指电阻器或熔丝。在通过将AC功率连接到线路端而正 确地对装置布线时，装置被复位而正常地运行。误布线保护概念的两个有趣的问题是如何在制造保护性装置期间在没有由故 障电阻器产生的差分电流影响测试结果的情况下，或使故障电阻器以前面描述的方式清 零来执行安全检测实验室标准(UnderwitersLaboratories Standard) 943。一个解决办法是放置常闭开关Sl与前面描述的产生差分电流的故障电阻器 RIO、R13串联。开关Sl优选地为柔性导电弹簧臂，该弹簧臂通常与印刷电路板正面上 的触点相邻。开关Sl的弹簧臂正下方为印刷电路板中的孔，并且在这个孔的下面是GFCI 装置的塑料背面上的另一个孔。当GFCI加载到一块设计成执行所需的制造测试的测试设 备上时，机械测试探头(probe)通过两个前面提到的孔与开关Sl的弹簧臂接合，导致关 Sl的弹簧臂推开触点，从而打开差分电流电路路径。现在可在没有任何来自这条路径的 电路影响的情况下、没有烧坏故障电阻器RIO、R13的情况下执行制造测试。在测试序 列中在GFCI装置上执行的最后测试是将探头自开关Sl的弹簧臂上分离，这就再次连接 了差分电流电路路径。然后，将线电压施加到负载触点。差分电流导致GFCI跳闸，从 而检查差分电流电路路径和部件的完整性。本发明的GFCI的另一特征涉及指示电路，该指示电路包括灯元件40和电阻器 RlU R12和R14。指示器可实现为霓虹灯。指示器140具有多个指示作用。灯40的 第一个功能是作为跳闸指示器。如果GFCI处于复位状态，灯就熄灭，如果GFCI跳闸， 灯就发光。灯40的第二个功能是指示误布线。灯40的第三个功能是通知用户由于有缺 陷的螺线管驱动装置GFCI不再操作。当GFCI被正确地布线使得AC电源连接到线路端并且触点124闭合时，在灯40和电阻器R12两端没有电压。因此，灯40没有被通电。如果GFCI因为任何理由跳闸， 线电压施加到指示器40、电阻器R12和R11，并且灯是亮的。当装置被复位时，电压被 移除并且灯40断电。如上面提到的那样，当装置被误布线时，它将持续地在复位后立即 跳闸。然而，用户将注意到在跳闸发生后灯40未被通电。当然，在误布线状态下，通 过电阻器Rll没有返回路径至中线。注意到，指示电路特征的布线状态检测功能不依赖 于故障电阻器RIO、R13。因此，即使误布线检测电路先前已被使用并且故障电阻器被清 除，本发明提供布线状态检测。表示有缺陷的螺线管驱动装置，例如SCRQ1，通过增加电阻器R14而实现。当 SCRQl短路时，灯40被通电，因为电阻器R14将路径提供给电源中线。当这个发生时， 装置被复位，GFCI跳闸，通过电阻器R14给灯40通电。由于短路的SCR Ql使跳闸螺 线管(线圈140)在几秒内打开，持续地将线电压施加到螺线管。由于连续地通电，线圈 140烧坏，因此在装置复位后不能再次跳闸。当GFCI在这种状态下复位时，灯40保持 通电，表示有缺陷的螺线管驱动装置。电阻器R14的值必须相对低于电阻器R12的值， 因为在电阻器R12和R14之间产生了电压分压器，该分压器限制了灯40两端的电压。霓 虹灯需要大约60伏特的最小值至弧络并被通电。对于电阻器R14，33K的值适用于本实 施例，在102V AC的线电压的最坏情况时为霓虹灯两端提供大约66伏特的电压。基于不 同类型的灯40，计算电阻器Rll、R12和R14的不同值被认为是在本领域技术人员的能 力范围内。本发明的另一个特征涉及电压瞬变保护电路。本发明包括低通滤波器电路，在 火线端和中线端两侧该低通滤波电路并联耦合有金属氧化物变阻器(MOV)。低通滤波器 包括与螺线管140串联耦合的电容器C8。低通滤波器电路做其名字所指的事，它滤除高 频电压成分。因此，相对于没有低通滤波器器的GFCI或者与没有与MOV结合的低通滤 波器器的GFCI，本发明的GFCI更可能免于瞬变过电压。如本文所述和图2中所示，公开了根据本发明实施例的闭锁配置示意图。在本 发明的实施例中，如果SCRQl短路，即装置被“闭锁”，则保护性装置10不能被复 位。这是因为断路器线圈140从触点124的负载侧而不是图1的实施例中的线路侧汲取 功率。当SCR短路时，断路器线圈140立即跳闸并且打开触点124。打开的触点124将 中断电流至装置的负载侧，因此断路器线圈140被断电，防止被烧坏。当试图复位装置 时，断路器线圈140立即跳开触点124，从而阻止装置被复位。由于装置不能被复位，电 阻器R14不能在本实施例中使用，因为不需要经由电灯40表示装置有故障SCR:不能在 该条件下复位装置信号。参考图3，替代闭锁实施例在300中示出，300示出了灯40和电阻器R12的串联 组合，电阻器R12与中线触点并联而不是如图1和图2中的情况一样与火线触点并联。 电阻器R15完成从负载中线至火线的照明电路。误布线电路故障电阻器在这里示出为与 熔丝Fl串联的电阻器R16、R17和R18。本实施例消除了如果装置被误布线时可能流动 的任何细流电流。参考图4，本发明的实施例在400示出，其中，如果SCR Ql短路，保护性装置 10可以被复位。该实施例类似于图1中所示的实施例，除了被推广应用到不同的保护性 装置，例如接地故障电路断路器(GFCI)或旨在中断个人接触电导线的接地故障的装置、旨在中断线电流(如果允许继续，可能引起电火灾)的电弧故障断路器(AFCI)、提供 AFCI和GFCI防护的组合装置、或者类似装置。根据本实施例，所提及的保护性装置具有保护性电路400，该保护性电路检测 各自的故障状态，打开电切换装置例如SCR Q1，对从导线接收功率的螺线管140线圈通 电，以打开中断触点124。电阻器Rll、R12、R14、故障电阻器RIO、R13、常闭开关 Si、熔丝Fl和灯40具有与在上述实施例中已描述过的相同功能。当功率被误布线到负 载端并且保护性装置复位使得中断触点124闭合时，电流流过常闭开关Si、熔丝F1、故 障电阻器RIO、R13以及SCR Ql的栅极-阴极结、对螺线管140通电和使中断触点124 跳闸。选择熔丝Fl和故障电阻器RIO、R13以便在将功率施加至负载端到中断触点124 打开的瞬间的时间里(大约为25毫秒)承受电流。如果电源按预计地连接到保护性装 置的线路端，则电流流过常闭开关Si、熔丝F1、故障电阻器R10、1113和301(51的栅 极-阴极结，直到熔丝Fl断开，这之后，可能完成中断触点124的复位。螺线管140被 设计成在SCR Ql导电的间隔期间不烧坏，这个间隔设计成约为100毫秒。通过这种方 式，在保护性装置的构造中不是必须需要差分电流变压器Li，也不需要将故障电阻器和 熔丝电路附着到火线和中线上，就可提供图1中所描述的保护性功能。如果使用电切换 设备而不是SCR，例如双极晶体管，这里示出的连接到SCR的栅极，将连接到双极晶体 管的基极。“栅极”和“基极”在说明书和权利要求中旨在具有相同的含义。在当前的UL标准中要求高压电介质测试。这种测试通过利用GFCI在跳闸状 态下将高压电势施加在线路火线和负载火线(且又在线路中线和负载中线)之间而得以执 行。在前面实施例线路和负载火线之间的灯指示电路连接可能导致测试失败。另一电势 与最大的“泄漏”电流(大约为0.5mA)相关。最大容许电流可能不足以驱动LED在指 示灯上实现期望的光输出。参考图5，示出了电路500，其中，电路功率源自跳闸机构的火线母线502。当 SCRQl短路时，电路500仍满足去除到SCR Ql的功率的最初电路要求。当施加功率并 当GFCI 10处于复位状态时，母线502与线路火线接触，从而为电路供电。当差分变压 器Ll感测到接地故障时，本实施例的GFCI装置正常跳闸。初始电路的另一个功能是具有指示灯，当GFCI被正确地布线时，GFCI跳闸的 结果是指示灯亮，但是当将功率施加给负载触点而使GFCI误布线时，在GFCI跳闸时指 示灯不通电。本实施例的指示电路包括与电阻器R20、R21、R22和R23串联的二极管 D2iPLED。当正确布线的GFCI跳闸并当SCR Ql不短路时，向电路500供电的母线502 去除与火线的接触。然后电流流经指示电路、线圈140、二极管Dl和电阻器R6、R7、 R8,以提供电能而将LED照亮。通过LED的名义电流大约为4毫安。指示电路与GFCI感测电路一起工作以为指示器供电，并且在SCR Ql短路的情 况下保护线圈140。当正确布线的GFCI由于SCR短路而跳闸时，电流仍然流过指示电 路、线圈140，然后通过短路的SCRQ1。在这种情况下名义电流大约为10毫安。通过 电阻器链R20、R21、R22和R23保护线圈140免于烧坏。二极管Dl用来对电路500电 压进行半波整流，保护LED在GFCI跳闸时反向熄灭，并且当SCR短路时使通过电阻器 链R20、R21、R22和R23的功率减半。当GFCI被误布线时，也就是当功率施加到装置的负载端而不是装置的线路端时，LED不能被点亮，因为当装置跳闸时没有路径供电流使用。因而，如果装置跳闸并 且没有光出现，安装者知道设备被误布线。虽然本发明描述的是GFCI，但本发明同样可 应用于AFCI或甚至任何电路中断装置。在前面的几个实施例中，布线状态检测电路包括两个布线状态检测电路，即布 线状态检测电路60和包括灯40的指示电路。这两种检测电路根据误布线状态是在已经安 装保护性装置的第一时间期间发生还是在随后的重新安装期间发生而作出不同的响应。 通过示例，如果布线状态检测电路60包括不可复位的熔丝，则仅能在第一(或单个)安 装期间提供保护。对于这个例子，布线状态检测电路60在随后的重新安装期间即使存在 误布线状态也是不起作用。然而，指示电路为重新安装提供误布线保护。因而，结合两 种电路在更广的泛围提供误布线保护。如本文所述和图6中所示，示出了根据本发明实施例具有布线状态检测组件60 的保护装置10的示意图。此实施例类似于图4中所示的实施例。保护性电路400与图 4中所示的保护性电路是完全相同的。并且使用在本发明公开中描述且在图1至图17中 示出的任一保护性电路实施例来实现。在本实施例中，布线状态检测组件60包括两个布 线状态检测电路600、610。布线状态检测电路600与图4中所描述的那个是相同的，因 此为了简洁将不重复描述。第二布线状态检测电路610包括开关触点612，该开关触点在电路断路器触点 124闭合时打开，在电路断路器触点124打开时闭合。开关触点612耦合到隔离开关 616 (Smm),该隔离开关结合电路断路器触点124工作，即当电路断路器触点124跳闸时， 开关616(SMM)打开。反之，当电路断路器触点124处于复位状态时，开关616(SMM)闭 合。隔离开关616连接到SCR Ql的输入端(是布线状态检测电路600)。因此，两个检 测电路(600和610)响应于检测误布线状态而激活SCR Ql。至于检测电路610，当隔离 开关616闭合时，仅当充电电路614检测误布线状态时SCR Ql被激发。充电电路614包括连接到开关触点612的电阻器RmmI。电阻器RmmI与电阻器 RMM2串联连接，电阻器RMM2布置成与二极管Dmm和电容器Cmm并联。电阻器RMM3连 接在二极管Dmm的阴极和隔离开关616之间。当保护装置10被复位并被正确地布线时， 使得AC电源连接到线路端(112，114)，开关触点612打开并且充电电路614不能充电， 因为RmmI不能连接到AC功率。在跳闸状态下，RmmI也不连接到AC功率，因为AC功 率连接到线路端(112，114)并且负载端(116，118)当然未被供电。如果保护装置10被误布线并且跳闸，RmmI经开关触点612和负载火线端116连 接到AC功率。由于隔离开关616打开，电阻器Rmm3被断路。因而，当装置10被误布 线并跳闸时，电容器Cmm充电。当用户复位装置10，电容器Cmm通过闭合的隔离开关 616放电并且促使SCR Ql的控制输入开启。当SCRQl开启时，螺线管140被通电，中 断触点124跳闸，并且电容器Cmm开始重新充电。如本文所述和图7中所示，公开了根据本发明实施例的电路保护装置的示意 图。装置10包括线路端112、114、负载端116、118和插座端117、119。负载端116、 118也可指馈通端。如上所述，这些端可连接至用于向下游插座或开关供电的布线。插 座端117、119用于与一个或多个电插头紧密配合以向捆扎(corded)设备或其它这种电负 载供电。当电路断路器124复位时，线路端112、114电连接到负载端116、118和插座端117、119。当在跳闸状态时，电路断路器124将负载端从线路端断开。另外，电路断 路器124可独立地将至少一个馈通端从相应的插座端断开。接地故障电路包括用于感测负载端接地故障的差分变压器126。变压器128配 置为接地中性发送器并且用来感测接地中性故障状态。差分变压器126和接地中性变压 器128都耦合到检测器电路130。电源132为GFI检测器电路130供电。检测器130基 于变压器输出在输出引脚134上提供输出信号。检测器输出信号由电路136滤波。所滤 波的输出信号提供给SCR Ql的控制输入端。当SCR Ql导通时，对螺线管140通电以 使电路断路器124跳闸并且去除故障状态。当这发生时，SCR Ql控制输入端的信号截 止。螺线管140保持通电的时间短于约25毫秒。在已经去除了故障状态之后，电路断 路器124可以通过复位按钮145来复位。虽然图7已公开了一种接地故障电路断路器(GFCI)电路，本领域技术人员应了 解到，本发明不应该理解为限于GFCI。本发明适于在其它类型的保护性装置中使用。例 如，AFCI中的传感器类似于变压器126，但通常用于经由环形变压器或分流器来感测负 载电流，和/或经由电压分压器来感测线电压。AFCI中的检测器类似于检测器130，但 用于基于频谱或高频噪声突发来检测电弧故障状态。在检测到电弧故障时，以类似的方 式向SCR发送信号，然后激活跳闸机构以便使电路断路器跳闸。因而，本文所公开的本 发明精神应用于GFCI和一般保护性装置。当保护性装置不起作用时，本发明通过切断向负载端供电来解决某些寿命中止 状态。当不存在故障状态或者如果电路断路器处于跳间状态，一个寿命中止状态可引起 螺线管被通电。如果螺线管永久地导通，它将容易烧坏。如果SCR138永久地导通则可 能发生一种情况。如果SCR138短路则是另一种方式。注意到大多数螺线管用于立即通 电，并且如果通电时间长于1秒就烧坏。在螺线管烧坏时，电路断路器就不能跳闸。结 果，即使存在故障状态，负载端也永久地连接到线路端。可通过辅助开关144防止螺线 管烧坏。当电路断路器124处于跳闸状态时，辅助开关144被配置成打开。如果SCR38 短路或者是永久地导通，则辅助开关144确保螺线管140不永久地连接到电流源。例如， 如果复位按钮145被激活，电路断路器124复位，但响应于跳闸机构142立即跳闸，在螺 线管140烧坏之前又将辅助开关144移至打开位置。此序列将无限重复。辅助开关144提供其它电气优势。本领域技术人员应了解到，在保护性装置中 常常使用金属氧化物变阻器(MOV)以保护电路不受有时在配电系统中发生的电压浪涌的 影响。MOV的寿命结束失效模式典型为电气短路。产生的电流足够热从而破坏保护性 装置的外壳。因此，在本发明的一个实施例中，MOV 146与辅助开关144和跳闸螺线管 140串联以消除任何过电流的情况。因而，当MOV 146到达寿命中止并且短路时，跳闸 螺线管140被通电以便打开辅助开关144，并且短路电流在任何损坏发生之间就被终止。本发明的另一有利的特征通过使指示器148与辅助开关144并联布置来提供。在 本实施例中，指示器148作为跳闸指示器，当电路断路器124处于跳闸状态时(即当辅助 开关144打开时)，指示器148发出可视和/或可听的指示器信号。当然，当装置10处 于复位状态时指示器148不提供这种信号。此外，指示器148可包括可见指示信号、可 听指示信号或这两种信号。该指示器还用于发出重复性信号(闪烁或发出嘟嘟声)。可 视指示器可以是闪烁的红色指示器。[0070]与图6中所描述的实施例相同，图7所示的实施例包括布线状态检测组件60，该布线状态检测组件60具有两个布线状态检测电路600、610。图7所示的布线状态检 测电路600与在图1、2、3和5中所示的布线状态检测电路完全相同或者非常类似。这 些布线状态检测电路已经在上文详细地进行了描述，因此，无需进一步描述。与图4和 图6中所示的布线状态检测电路一样，辅助布线状态检测电路610也耦合到SCRQl的控 制输入端。在详细描述布线状态检测电路610之前，应该注意到，出于如下四(4)个原 因，可以导通SCR Ql以使装置10跳闸(1)故障状态可由传感器126感测，由检测器 130检测，并且经由电阻器RlO向SCR Ql传输信号；(2)模拟故障可由测试按纽产生， 由传感器126感测，由检测器130检测，并且经由电阻器RlO向SCR Ql传输信号；(3) 布线状态检测信号可由电路600产生，由传感器126感测，由检测器130检测，并且经由 电阻器RlO向SCRQl传输信号；以及(4)误布线信号由检测电路610产生，并且经由电 阻器Rmum8传送至SCR Ql。布线状态检测电路610包括隔离电路、检测电路和起动(firing)电路。关于隔离 电路，火线负载116连接到电介质隔离电容器Cmum2，并且中性负载连接到电介质隔离电 容器Cmum3。电阻器RmumI布置在电容器Cmum2和电容器Cmum3之间。电路610的这部 分目的是确保线路端和负载端彼此隔开。电路的检测部分包括容器CmumI、二极管Dmum、各种电阻器以及适当的布线检 测晶体管Qmum2。晶体管Qmum2通过包括电阻器Rmum6和电阻器Rmum7的电压分压器电 路耦合到电源132。当然，晶体管Qmum2的基极驱动是通过电压分压器的输出来提供。 当装置被正确地布线时，晶体管QMUM2的基极驱动以上面所描述的方式来提供，并且集 电极_发射极电流经由电阻器Rmum2由二极管Dmum来提供。晶体管在本文是作 为适当的布线检测器，因为它通过耦合到火线的电源132而导通，并且因为它防止误布 线检测电容器CmumI累计充电。当装置10正确地被布线时，如果装置10被跳闸，则布 线状态检测电路610不被供电。然而一旦复位，晶体管QMUM2的基极驱动被重新通电， 并且集电极_发射极电流开始以上文所描述的方式流动。如果装置10被误布线并跳闸，晶体管QMUM2截止，因为线路侧(并因此电源 132)不被通电。另一方面，功率将从负载端116、118施加到二极管Dmum。这样一来， 电容器CmumI开始经由电阻器Rmum2和电阻器Rmum3累积电荷。在装置10被复位时，晶 体管Q_2导通，因为电源132被重新通电。然而，在这种情况下，由于累积的电荷， 在RMUM4上有足够的电压降，使得激发(firing)晶体管QmumI导通，从而触发SCR Q1。 如上所述，在SCRQl导通时，螺线管140被通电并且使电路中断触点124跳闸。如本文所述并如图8中所示，公开了根据本发明实施例具有布线状态保护的保 护性电路10的示意图。图8中的接地故障电路与图7中示出的电路相同，因此任何进一 步的描述都是多余的。装置10包括布线状态保护组件60，该布线状态保护组件包括布线状态保护电路 600和辅助布线状态保护电路610。此外，布线状态检测电路610包括隔离电路、检测电 路和起动电路。至于隔离电路，火线负载116连接到电阻器RmumI,电阻器RmumI连接到电阻器 Rmum2，并且电阻器Rmum2连接到负载中性线。二极管Dmum在这两个电阻器连接的节点处连接到电阻器RmumI和电阻器Rmum2。二极管Dmum的阴极连接到电容器CMUM1，电 容器CmumI也连接到负载中性线。电路610的这部分目的是确保线路端和负载端彼此隔罔。关于电路的检测部分，二极管Dmum的阴极和电容器CmumI连接到充电电容器 Cmum2,电容器Cmum2耦合到正确布线检测晶体管Qmum2和SCR触发晶体管Qmum1。如 图7所示的实施例一样，晶体管Q.2通过包括电阻器Rmum5和电阻器Rmum6的电压分 压器电路耦合到电源132。电压分压器的输出端连接到晶体管Qmum2的基极。晶体管 QMUM2导通，并且当装置10被正确布线且处于复位状态时，集电极-发射极电流流动。 当装置10被正确布线时，防止误布线检测电容器CMUM2聚积电荷并导通SCR触发晶体管 QmumI。当然，起动电路包括SCR触发晶体管Q_l、充电电容器CMUM2和如图8所示 的几个电阻器。根据AC信号的极性，充电电容器Cmum2累积经由电阻器RmumI来自二 极管Dmum的电荷和/或来自电容器CmumI的电荷。当装置10被正确地布线并处于复位状态时，然后将功率施加到线路端(112、 114)，电容器CMUM2所累积的电荷量不足以使SCR触发晶体管QmumI导通。这是因为 没有足够的基极_发射极电流流过晶体管Qmum2。当装置10被误布线且功率被施加到 线路端(116、118)时，电荷累积在电容器CmumI。如果电路断路器处于跳闸状态，由于 QMUM2截止，所以CMUM2不能同时被充电。当装置10复位时，晶体管QMUM2的基极经由 电压分压器由电源132供电。结果，QMUM2导通并且CMUM2突然开始充电。具有足够的 充电电流，使得SCR触发晶体管QmumI导通。由于晶体管QmumI的集电极连接到SCRQl 的控制输入端，SCRQl也导通。结果，螺线管140通电并且电路中断触点124跳闸。如本文所述并如图9所示，公开了根据本发明另一个实施例具有布线状态保护 的保护性电路10的示意图。图9中的接地故障电路与图7和图8所示的电路相同，因 此，任何进一步描述都是多余的。然而，如前面的一些实施例一样，装置10包括布线状 态保护组件60，该布线状态保护组件包括布线状态保护电路600和辅助布线状态保护电 路 610。在本实施例中，电介质隔离由开关616(S4)提供，该开关结合电路中断触点124 操作。火线负载端116连接到电阻器R16，然后经由电阻器R17和二极管D2连接到中 线插座端和开关616。中线负载端118连接到并联设置的电容器Cll和齐纳二极管D4， 并在连接到电阻器R18的节点处连接到二极管D4的阴极。电阻器R18与开关616串联 连接。开关616连接到电容器C10。电容器ClO和Cll通过二极管D3连接到SCR Ql 的控制输入端。设置二极管D3以确保布线状态检测电路616不干扰GFCI故障检测电路 在检测到故障的情况下将跳闸检测信号传达至SCR Ql的控制输入端的能力。布线状态 检测电路610运行如下。当装置10被正确地布线，将功率施加到线路端且装置10复位，此时检测电路 610不起作用，因为通过操作电路断路器触点124，中线负载端和中线插座端一起短路。 因而，电容器Cll不能累积电荷。当装置10被 误布线、处于跳闸状态且AC功率施加到负载端时，电容器Cll经 电阻器R16、R17累积电荷。齐纳二极管D4仅箝制Cll的电压，以保护其免于过电压。当用户通过按下复位按钮145 (在图9中未示出)来试图实施复位时，与隔离开关616 — 样。电路断路器124闭合。当隔离开关616闭合时，在电容器Cll和SCRQl的控制输 入端之间有电流路径。电容器ClO对跳闸信号滤波以确保来自Cll的触发脉冲有足够的 持续时间以实现跳闸。此外，在向SCR Ql的控制输入端发射信号时，螺线管140使电 路断路器跳闸。如本文所述并如图10所示，公开了根据本发明另一实施例的具有布线状态保护 的保护性电路10的示意图。图10中的接地故障电路与图7至图9所示的电路相同，因 此，任何进一步的说明是多余的。然而，如前面的一些实施例一样，装置10包括布线状 态保护组件60，该布线状态保护组件包括布线状态保护电路600和辅助布线状态保护电 路610。布线状态保护电路600类似于图1至图9中所使用的电路，因此，出于简化的目 的省略了对此电路的描述。辅助布线状态保护电路610包括隔离开关612，该隔离开关在电路断路器触 点124闭合时打开，在电路断路器触点124打开时闭合。开关612耦合到隔离开关 BIB(Smum),隔离开关616结合电路断路器触点124操作。换句话说，当电路断路器触 点124跳闸时，开关616 (Smum)打开，当电路断路器触点124处于复位状态时，开关 Bie(SMUM)闭合。故障检测电路130和隔离开关616都连接到SCRQl的输入端。因此， 检测电路610响应检测到误布线状态而驱动SCR Ql。充电电路614包括连接到开关触点612的电阻器Rmum1。电阻器RmumI串联连接 到电阻器Rmum2，电阻器Rmum2布置成与二极管Dmum和电容器Cmum并联。电阻器Rmum3 连接在二极管Dmum的阴极和隔离开关616之间。当装置10复位并被正确地布线时，使 得AC电源连接到线路端(112，114)，开关触点612打开并且充电电路614不能充电，因 为RmumI没有连接到AC功率。在跳闸状态下，RmumI也没有连接到AC功率，因为AC 功率连接到线路端(112，114)，当然负载端(116，118)未被供电。如果装置10被误布线、处于跳闸状态并且将AC功率施加到负载端(116，118) 时，RmumI经开关触点612和火线负载端116连接到AC功率。由于隔离开关616打开， 因而电阻器RMUM3开路。由于电容器Cmum上的电荷被RMUM3削弱，它累积电荷。当用 户复位装置10时，电容器Cmum通过闭合的隔离开关616放电，使SCR Ql的控制输入端 导通。当SCRQl导通时，螺线管140通电，中断触点124跳闸，并且电容器Cmum重新 开始充电。电路断路器124每次跳闸都试图复位，直至功率从负载端去除或者误布线状 态得到校正。参考图11，公开了根据本发明另一实施例的具有布线状态保护的防护性电路10 的示意图。图11所示的电路非常类似于图10中所示出的那个。在本实施例中，隔离开 关616连接到线路中线而不是SCR Ql的控制输入端。当装置被正确地布线并且处于复位状态时，开关612打开，且检测电路从AC电 路的火线侧去耦合。当装置正确地布线并且跳闸时，电路从AC电路的中线侧去耦合。 因此，在两种情况下，检测电路610不起作用。当装置被误布线并且处于跳闸状态时，将AC功率施加至负载端(116，118)。电 容器Cmum累积电荷。当用户复位装置10，电容器Cmum通过闭合的隔离开关616放电， 并且电流被引入中线以产生差分电流。差分电流由环形变压器126感测并由电路130检测。检测电路130当然将跳闸信号提供给SCR Ql的控制输入端，最后，电路断路器124 跳闸。还注意到螺线管140在微分变压器126的线路侧而不是负载侧连接到火线端112。如此一来，微分变压器126通过模拟接地故障的方式感测寿命中止状态期间的传导 通过MOV 146的泄漏电流。如果泄漏电流大于约6mA，检测器130将信号提供给SCR 138以使电路断路器124跳闸。相比之下，如图11中所连接的MOV 146需要达到至少 IOOmA的泄漏电流以使电路断路器跳闸。如本文所述并如图12所示，公开了根据本发明又一实施例的具有布线状态保护 的保护电路的简化框图。保护性电路1200可根据本文前文所公开的任一实施例来实现。 再者，装置10包括布线状态保护组件60，该布线状态保护组件包括布线状态保护电路 600和辅助布线状态保护电路610。布线状态检测电路600相同或类似于图4或图6中所 示的布线状态检测电路600。布线状态检测电路610包括光电组件650，根据UL 943要求该光电组件用于在 跳闸状态下将线路端从负载端分离。光电组件650包括连接到中断触点124的负载侧的 发光二极管LED和连接到电路断路器124的线路侧的光伏电池(PVC)。配置LED使得 其仅在保护性装置被误布线并在跳闸状态时发光。LED所发射的光导至用于产生电压的 PVco电容器Cmm用于累积源自所产生的电压的电荷。当装置被误布线并且电路断路 器124复位时，电路的线路侧通电，并且电容器CMM将信号发送到触发器SCRQ1。相 应地，螺线管140通电，并且电路断路器124跳闸。电路断路器124每次跳闸都试图复 位，直到功率从负载端去除或者误布线状态得到校正。当保护性装置10被正确地布线时，LED不提供照明并且电容器Cmm不累积电 荷。结果，当保护性装置10被正确地布线时，布线状态检测电路610不会引起多余的跳闸。参考图13至图17，公开了这些使用隔离开关616的实施例的机械实现。图13 是具有盖子、分离装置和将背部主体元件移除的保护性装置10的侧透视图。从右到左， 中线端114布置在环状传感器组件(126，128)的外部。注意到环状(126，128)和螺线 管140布置在装置10的右半部分。复位按钮145布置在中央位置并且包括销1450，该销 延伸通过闩锁块1246接合锁1250 (在此图中未示出)以便实现复位。在螺线管140上的 电枢(未示出)使锁1250自由以便实现跳闸状态。在图13中所示的视图示出了跳闸状 态，因为电路断路器触点124(即，中线触点1244、中线负载触点1242和中线插座触点 1240)被隔开。显然，在复位状态，复位按钮组件145与锁1250接合，并且闩锁块闭合 电路断路器触点124。在本发明的实施例中，电路断路器124通过使用夹层式悬臂梁设计来实现。线 路中线端114连接到线路中性悬臂梁1140，该中性悬臂梁1140包括布置在其上的线路中 性触点1244。负载中线端118连接到负载中性悬臂梁1180，该负载中性悬臂梁1180包 括布置在其上的负载中性触点1242。固定的中性插座触点1240布置在中性插座端117的 下部。火线插座端119示出在复位按钮145远侧上的中性插座端117的对面。一部分辅 助触点144被示出为与闩锁块1246相邻。装置10靠近闩锁块1246左边的内部空间在电路板100的上方相对较空。在本实施例中，SCR Ql和MOV 146布置在此区域。然而，为了其它目的和功能，也可利用此区域。电路板100包括布置在其上的其它元件，例如指示器LED 148和测试电阻器Rl。如上文所提到的，本实施例包括布置在印刷电路板100下侧的隔离开关616。隔 离开关616的操作将在下文进行更详细地说明。对于本发明，只要开关616与一部分复 位按钮组件145协力工作就可以了。图14为图13中所示的保护性装置对侧的侧透视图。因而，在此视图中环形传 感器(126，128)和螺线管140在该页的左手侧。此外，火线插座端119清晰可见，并且 中线插座端117被组件的剩余部分隐藏。线路火线端112连接到包括线路火线触点1245 的线路火线悬臂梁1120。负载火线端116连接到包括负载火线触点1243的负载火线悬臂 梁1160。固定的插座触点1241布置在火线插座端119下面。隔离开关616再次示出为 从印刷电路板100的下侧延伸。图15为横向界面图，其示出了图13中所示的保护性装置的下侧部分。在此图 中，装置10的火线侧在本页的左手侧示出，而装置10的中性侧在右手侧示出。处于简 洁，省略了在前文先前描述的参考数字的描述，除非对装置的完全理解是至关重要的。 复位按钮145连接到包括鼻锥部分1451的复位销1450。接触弹簧1452布置在销1450周 围。当鼻锥部分1451上的擒纵结构与锁1250接合，闩锁块1246向上抬起，并且压缩接 触弹簧1452使得火线触点(1241，1243，1245)和中性触点(1240，1242，1244)闭合。 当螺线管电枢(在此图中未示出)将锁1250移开时，闩锁块和复位销1450分开，并且 断路器簧片1248向下压闩锁块，使得火线触点(1241，1243，1245)和中性触点(1240， 1242，1244)打开。在替代实施例中，省略断路器簧片1248，并且由于悬臂梁1120、 1140具有自偏而使闩锁块向下移动。在另一实施例中，由于来自至少一个悬臂梁和至少 一个螺旋弹簧的自偏力使闩锁块往下移动。隔离开关616包括母线触点6160和触点弹簧6162。母线触点与布置在印刷电 路板100上的触点接合。闩锁块1246包括延伸通过印刷电路板100中心开口的杆元件 1247。在跳闸状态下，杆元件1247用于克服开关弹簧6162产生的力量，使得母线触点 6160将开关弹簧6162紧压在背部主体的内表面上，并且更重要的是，与布置在印刷电路 板100上的开关触点分离。在复位状态下，开关弹簧6162将力施加在背部主体元件上， 使得母线触点6160紧压在印刷电路板开关触点焊盘，从而闭合开关。还要重点注意的是，母线触点包括两个串联的空气间隙。单母线触点和它相应 的印刷电路板触点之间的各空气间隙是包括在0.045英寸和0.05英寸的范围内。因此， 隔离开关616的特征在于，累积的空气间隙在包括0.09英寸和0.10英寸的范围内。累积 的空气间隙用于按照UL 943来经受高电势(1240VAC)测试。如此一来，当电路断路器 处于跳闸状态时，隔离开关确保线路端和负载端彼此分离。开关弹簧6162设置于形成在背部主体元件内的凹穴内，并且用于在其内部弯曲 和折叠，使得其在跳闸状态下约为单线的宽度。开关弹簧6162的这个特征有助于使空气 间隙最大化。图16为图13所示的保护性装置的正面部分的截面图。此外，为了简洁，省略 在前文先前描述的参考数字的描述，除非对装置的完全理解是至关重要的。例如，此图 示出了置于复位销1450的鼻锥部分1451后面的闩锁弹簧(latch spring) 1252。另外，此图提供了隔离开关616组件的另一透视图。具体而言，清晰地示出了杆元件1247紧压在 母线触点结构6160的中上部分。当电路断路器进入跳闸状态，由于悬臂梁1120、1140 和/或弹簧1248的自偏，闩锁块1246向下移动。杆元件1247通过印刷电路板100的孔 向下移动，使得隔离开关616打开。杆元件1247可集成到闩锁块1246。 图17是根据本文所描述的任何实施例的保护性装置外壳(enclosure)的透视图。 装置10包括背部主体元件500、分离装置部分510和盖元件520。分离装置510将装置 的内部空间分成至少两个间隔，当它们组装在一起时，其基本上上由主体元件和盖元件 隐藏。突起部分502容纳环状线126、128。在制造和测试之后，窗口 504提供对误布线 检测电路600的访问。对于已经公开的一些实施例，在制造测试以装备误布线电路后， 窗口允许安装易熔元件。对于已经公开的其它实施例，窗口允许开关元件打开或闭合以 装备误布线电路。在此引用的所有参考文献，包括公开文本、专利申请和专利，通过引用被并入 本文，如同逐个明确表明将每个文献通过引用并入且在此全文阐述一般。在描述本发明的语境中(尤其是在如下权利要求的语境中)使用术语“一”和 “该”和类似指称应被视为涵盖单数和复数，除非在本文中有不同表述或由语境清楚地
表示矛盾。除非另有说明，术语“包括”、“具有”和“包含”应视为开放式术语(即， 表示“包括但不限于”)。术语“连接”应被视为部分或全部包含在之内、附着于其上 或结合在一起，即使有某物间于其中也是如此。这里给出值的范围仅仅是为了充当一种逐个指出落在该范围之内的独立值的简 便方法，除非在此做不同表述，且将每个独立值并入本说明书，如同逐个在此引用一样。除非本文给出不同表述或语境清楚地表示出矛盾，这里所述的所有方法都可以 用任何适当次序执行。使用本文提供的任何和所有范例或示范性语言(例如“诸如”)都 仅仅意在更好地说明本发明的实施例，除非另行主张，并不对发明范围带来任何限制。不应将说明书中任何语言理解为表示任何权利要求未主张的要素对于实践本发 明是必要的。本领域的技术人员将会明了，可以对本发明做出各种修改和变化而不脱离本发 明的精神和范围。并非意图将本发明限制在所公开的具体形式，而是相反，意图是覆 盖所有落在如所附权利要求界定的本发明的精神和范围之内的变化、备选构造和等价要 件。于是，只要修改和变化落在所附权利要求及其等价要件的范围之内，本发明意图覆 盖所有这些本发明的修改和变化。
权利要求1.一种电布线装置，其特征在于多个用于连接到交流电源的线路端和多个负载端；耦合到所述多个线路端和所述多个负载端的检测组件，所述检测组件用于检测与 所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状态，所检测组件包括主布线状态检测电 路、辅助布线状态检测电路和置于其间的隔离电路，所述隔离电路用于在跳闸状态下使 所述线路端与所述辅助布线状态检测电路电隔离；包括四组中断触点的电路中断组件，所述中断触点用于在复位状态下提供所述线路 端和所述负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断所述电连续性，在不存在 来自所述主布线状态检测电路的预定的成功正确安装信号的情况下，基本上防止所述电 路中断组件实现所述复位状态。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主布线状态检测电路配置成在预定的 成功正确安装信号之后自失效。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主布线状态检测电路耦合到所述多个 线路端，并且所述辅助布线状态检测电路耦合到所述多个负载端。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在不使用任何机械屏障的情况下，通过所 述主布线状态检测电路基本上防止所述电路中断组件实现所述复位状态。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测组件包括半波电源。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测组件包括至少一个用于在交流功 率周期的一部分期间导通的电源。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测组件还包括耦合到所述多个线路端的故障检测电路，所述故障检测电路用于响应检测到至少一 个故障状态而产生故障检测信号；耦合到所述电路中断组件的电子开关致动器，所述电子开关致动器响应于所述主布 线状态检测电路、所述辅助布线状态检测电路或所述故障检测电路，所述电路中断组件 响应于所述电子开关致动器的致动而被驱动至所述跳间状态。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助布线状态检测电路包括指示电 路，所述指示电路用于提供可视标记，所述可视标记发出正确布线状态或误布线状态的 信号。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔离电路包括隔离开关，所述隔离开 关用于结合所述四组中断触点工作。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述隔离开关还包括设置于印刷电路板的第二侧上的母线触点组，所述母线触点组可操作地耦合到形成 在所述印刷电路板的第二侧上的触点焊盘，并连接到所述辅助布线状态检测电路的一部 分、所述检测组件的部分和设置于所述印刷电路板的第一侧上的所述电路中断组件；以 及耦合至所述母线触点组和所述电路中断组件的弹簧构件，所述弹簧构件包括在所述 复位状态下产生足够的力以使所述母线触点和所述触点焊盘闭合。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述印刷电路板包括孔径，所述电路中 断组件包括可移动地设置于所述孔径内的杆结构，所述杆结构用于克服所产生的力，使得所述母线触点和触点焊盘在所述跳间状态下打开。
12.—种电布线装置，其特征在于多个线路端和多个负载端；以及耦合到所述多个线路端和所述多个负载端的电路断路器组件，所述电路断路器组件 包括四组中断触点，所述中断触点用于在复位状态下提供所述多个线路端和所述多个负 载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断所述电连续性，所述电路断路器组件 包括电路组件，所述电路组件用于检测正确布线状态或误布线状态，所述电路组件用于 在不使用任何机械屏障的情况下，在检测到所述误布线状态时，基本上防止所述四组中 断触点实现复位状态。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电路组件还包括耦合到所述多个线路端的故障检测电路，所述故障检测电路用于响应检测到至少一 个故障状态而产生故障检测信号；布线状态检测电路，其用于检测与所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状 态，所述布线状态表示所述正确布线状态或所述误布线状态；以及电子开关致动器，其响应于所述布线状态检测电路或所述故障检测电路。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述布线状态检测电路包括主布线状态 检测电路和辅助布线状态检测电路。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述主布线状态检测电路 和所述辅助布线状态检测电路之间的隔离电路，所述隔离电路用于在所述跳闸状态下将 所述多个线路端与所述辅助布线状态检测电路电隔离。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述电子开关致动器响应于所述主布线 状态检测电路、所述辅助布线状态检测电路或所述故障检测电路。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述辅助布线状态检测电路包括指示电 路，所述指示电路用于提供可视标记，所述可视标记发出正确布线状态或误布线状态的 信号。
18.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电路组件包括至少一个用于在交流 功率周期的一部分期间导通的电源。
19.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电路组件还包括耦合到所述多个线 路端的故障检测电路，所述故障检测电路用于响应检测到至少一个预定状态而产生故障 检测信号，所述电路组件用于在所述故障检测电路没有检测到至少一个预定的状态的情 况下在检测到误布线状态时使所述四组中断触点跳闸。
20.—种电布线装置，其特征在于多个线路端和多个负载端；故障检测电路，其用于响应检测到在所述多个线路端和所述多个负载端上传播的故 障状态而产生故障检测信号；布线状态检测设备，其用于检测与所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状 态，所述布线状态涉及在初始安装序列期间或在一个或多个随后的安装序列期间的安装 尝试之后是所述多个线路端还是所述多个负载端耦合到交流电源，各安装序列以将交流 功率施加到所述多个线路端结束，所述布线状态检测设备用于当所述布线状态处于误布线状态时产生误布线检测响应，所述布线状态检测设备还用于产生初始安装信号；以及电路断路器组件，其耦合到所述布线状态检测设备和所述故障检测电路，所述电路 断路器用于在复位状态下提供所述多个线路端和所述多个负载端之间的电连续性，所述 电路断路器组件用于响应于所述故障检测信号、所述初始安装信号或所述误布线检测响 应而中断电连续性。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述误布线检测响应在所述多个负载 端耦合到所述交流电源时不提供可视标记。
22.—种电布线装置，其特征在于多个线路端和多个负载端；布线状态检测设备，其用于检测与所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状 态，所述布线状态表示在初始安装序列期间或在一个或多个随后的安装序列期间的安装 尝试之后，是所述多个线路端还是所述多个负载端耦合到交流电源，各安装序列以将交 流功率施加到所述多个线路端结束，所述布线状态检测设备用于在所述布线状态处于误 布线状态时产生误布线检测响应，所述布线状态检测设备还用于产生初始安装信号；以 及耦合到所述布线状态检测设备的中断触点组件，所述中断触点组件用于在复位状态 下提供所述线路端和所述负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断所述电连 续性，在不存在由所述布线状态检测设备产生的所述初始安装信号的情况下，基本上防 止所述中断触点组件实现所述复位状态。
23.—种电布线装置，其特征在于多个用于连接到配电系统中的交流电源的线路端和多个负载端；检测组件，其用于检测与所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状态，所述 检测组件包括第一布线状态检测电路，所述第一布线状态检测电路用于对在初始装置安 装序列期间而不是在任何随后的装置安装序列期间发生的误布线状态作出响应，各安装 序列以将交流功率施加到所述多个线路端结束，所述检测组件包括第二布线状态检测电 路，所述第二布线检测电路用于对在随后的安装序列期间发生的误布线状态作出响应， 各安装序列以将交流功率施加到所述多个线路端结束；包括中断触点的电路中断组件，所述中断触点用于在复位状态下提供所述线路端和 所述负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断所述电连续性，所述电路中断 组件用于响应于来自所述第一布线状态检测电路的预定信号而跳闸。
24.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述主布线状态检测电路包括可 熔元件。
25.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，检测组件用于在不使用机械屏 障的情况下在检测到所述误布线状态时，基本上防止所述电路中断组件实现所述复位状 态。
26.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述第二布线状态检测电路对误 布线状态的响应包括可视标记。
27.如权利要求26所述的电布线装置，其特征在于，所述可视标记为在所述电路断路 器处于跳间状态时指示器不发光。
28.如权利要求22所述的电布线装置，其特征在于，所述检测组件还包括故障检测 电路，所述故障检测电路对所述配电系统中的故障状态或由所述主布线状态检测电路或 所述第二布线状态检测电路检测到的误布线状态作出响应，所述响应包括跳闸信号的产 生，所述跳闸信号将所述电路断路器置于所述跳闸状态。
29.如权利要求28所述的电布线装置，其特征在于，还包括低通滤波器，所述低通滤 波器用于对在所述配电系统中传播的瞬态电压浪涌进行滤波。
30.如权利要求28所述的电布线装置，其特征在于，还包括差分连接的金属氧化物变 阻器，所述金属氧化物变阻器用于防止在所述配电系统中传播的瞬态电压浪涌损害所述 故障检测电路。
31.如权利要求28所述的电布线装置，其特征在于，所述故障检测电路包括寿命终止 检测电路，所述寿命终止检测电路用于检测至少一个寿命终止状态。
32.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述检测组件包括具有控制输入 端的电子切换部件，所述控制输入端可操作地耦合到所述主布线状态检测电路或第二布 线状态检测电路的输出端，所述电子切换部件用于将所述电路中断组件驱动至所述跳闸 状态。
33.如权利要求32所述的电布线装置，其特征在于，所述电路中断组件耦合到所述线 路端，而所述第二布线状态检测电路耦合到所述负载端。
34.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述第二布线状态检测电路用于 在检测到所述误布线状态时，基本上防止所述电路中断组件实现所述复位状态。
35.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述中断触点包括四组触点，所 述四组触点用于在所述多个线路端、所述多个负载端和多个插座触点中的每一个之间产 生电不连续性。
36.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，还包括隔离结构，所述隔离结构 用于在所述电路中断组件处于跳闸状态时，使所述主布线状态检测电路从所述第二布线 状态检测电路去耦合。
37.如权利要求36所述的电布线装置，其特征在于，所述隔离结构包括光耦合装置、 电阻器、电容器或用来实现隔离的空气间隙开关。
38.如权利要求37所述的电布线装置，其特征在于，所述检测组件的一部分设置于印 刷电路板组件上，所述印刷电路板组件设置于所述电路中断组件和所述空气间隙开关之 间。
39.如权利要求38所述的电布线装置，其特征在于，所述空气间隙开关包括具有两个 电触点的可移动母线。
40.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，当所述电路中断组件处于所述跳 闸状态时，所述主布线状态检测电路耦合到所述多个线路端，而所述第二布线状态检测 电路耦合到所述多个负载端。
41.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，至少一组中断触点包括单极、双 掷开关。
42.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，所述中断触点包括在所述电路中 断组件处于跳闸状态时处于打开位置的辅助开关或隔离开关。
43.如权利要求23所述的电布线装置，其特征在于，在将交流功率施加到所述多个负 载端之前，如果所述电路中断组件处于复位状态，则所述第二布线状态检测电路还配置 成不产生响应。
专利摘要本实用新型涉及一种电布线装置，该装置包括多个用于连接到AC电源的线路端和多个负载端。检测组件耦合到所述多个线路端和多个负载端。检测组件用于检测与所述多个线路端和所述多个负载端相关的布线状态。检测组件包括主布线状态检测电路、辅助布线状态检测电路和置于其间的隔离电路，所述隔离电路用于在跳闸状态下将所述线路端与所述辅助布线状态检测电路电隔离。该装置还包括含有四组中断触点的电路中断组件，该中断触点用于在复位状态下提供所述线路端和所述负载端之间的电连续性，并且用于在跳闸状态下中断所述电连续性。在不存在来自所述主布线状态检测电路的预定成功的正确安装信号的情况下，基本上防止所述中断组件实现所述复位状态。
文档编号H02H3/26GK201797291SQ200920178150
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年2月11日
发明者D·A·芬利, K·R·摩根, M·F·麦克马洪, R·威克斯, T·N·帕卡德 申请人:帕西·西姆公司