专利名称：具有反接线保护功能的接地故障断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于接地故障保护的接地故障保护断路器，尤其涉及一种具有反接线保护功能的接地故障断路器。
背景技术：
为叙述方便，以下接地故障断路器以英译名Ground Fault Circuit Interrupter字头GFCI代替。
随着现代社会电器的大量使用，时常发生因接地故障引发的火灾和触电事故，给人身安全和社会带来危害，接地故障断路器是一种能有效防止人身触电及接地故障造成设备及火灾事故的电器装置，因而受到广泛应用，并逐步向高性能、多功能方向发展。
目前，一般的接地故障断路器是将负载接线与负载端的连接用负载端接线螺钉来连接，另一种是通过负载由插头通过上盖面板处的插孔连接到插孔处负载端上，而电源输入则是将电源输入线通过输入端的接线螺钉连接输入接线端。但是，在安装和使用时，由于人们的粗心大意，常发生误接线情况发生，即把电源输入线连接到负载端，负载线接到电源输入端，使接地故障断路器形成反接线状态，不论GFCI处在脱扣还是正常状态下，上盖面板插孔处负载端始终带电，失去漏电保护功能。
在先技术中，许多接地故障断路器采用反接线指示灯、反接线报警等形式提醒用户正确连接装置的接线和负载端，但是，这种警视装置无法从根本上避免由于误接线而造成人身财产损失的事故发生。
另外，在美国专利专利号为US 2004/0070474A1中提供了一种具有反接线保护功能的GFCI，该GFCI通过控制电路使电磁式脱扣机构工作而接通或断开第一接线装置与第二和第三接线装置之间的通电回路，利用连接负载接线端的静触和用于连接负载面板插孔处的静触绝缘分开，使GFCI反接线时不能复位并且面板孔也不通电，达到反接线的功能。其中，通过导线连接电源输入端的第一接线装置是一个安装在与电磁式脱扣机构中衔铁部件相连的架体上带有银触点的动触架，通过衔铁的移动带动第一接线装置与第二、第三装置进行连接和断开。
上述机构中，第一接线装置与第二、第三接线装置在吸合和分断(银触点接触/分开)时的位置在线圈的两边，由于银触点接通和分断时产生电弧，产生的高温容易使线圈受到伤害。同时，由于第一接线装置的电源接线是与由电源输入端并经过检测磁环和中性磁环的导体连接的，因此，GFCI中在不工作时的带电面积比较大，易造成爬电现象。另外，在第一接线装置中，如动触架与电源线连接的加工工艺较复杂。
发明内容
本发明为了克服上述在先技术中的断路器的不足，提供一种加工、安装比较方便、使用性能更加可靠的具有反接线保护功能的接地故障断路器。
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，一种具有反接线保护功能的接地故障断路器，主要包括由上盖、中框、底座组成的壳体，上盖上置有复位按钮和漏电试验按钮，在上盖和中框之间安装有一接地支架和一对插座式负载接线装置，在中框和底座之间安装有一用于检测和控制的电路板、一对电源输入接线装置和一对负载接线装置，其特征在于安装在所述壳体内的两对静触片(63A、63B、73A、73B)，其中，第一对静触片(63A、63B)的每个静触片能被连接到电源输入接线装置处，第二对静触片(73A、73B)的每个静触片能被连接到负载接线装置处；安装在所述壳体内的一对动触架(90A、90B)，每个动触架能被连接到插座式负载接线装置处，能将电源电流同时传输至所述负载接线装置处及插座式负载接线装置处；安装在所述壳体内的脱扣复位机构，所述脱扣复位机构是控制所述动触架与第一对静触片、第二对静触片同时接通/断开、并能保持这种接通状态和断开状态的执行机构，包括可在实现所述接通的第一位置和实现所述断开的第二位置之间移动的支承架，所述一对动触架弹性地连接在所述支承架上；所述控制电路包括一个复位控制电路，所述复位控制电路是通过复位开关来控制所述脱扣复位机构执行复位动作的控制电路，其工作电源通过所述电源输入端供应；安装在所述壳体内的复位电路控制机构，所述复位电路控制机构通过所述复位按钮的作用控制所述复位开关与所述复位控制电路进行通断；安装在所述壳体内的漏电试验电路控制机构，所述漏电试验电路控制机构通过所述漏电试验按钮的作用下控制所述漏电试验电路工作来检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
所述每个动触架上至少带有一对银触点，所述每个静触片上至少带有一个银触点，所述一对动触架分别与所述第一对静触片和所述第二对静触片之间通过所述银触点接触而实现所述接通。
所述动触架具有滑槽，所述滑槽扣在所述支承架凹槽的椭圆形凸起上相对固定，同时，在所述动触架与所述支承架之间安装小弹簧，该动触架在所述小弹簧的弹簧力作用下，通过所述动触架滑槽与所述支承架凹槽的椭圆形凸起的相对滑动，实现所述动触架与所述支承架的弹性连接。
所述脱扣复位机构还包括绕有复位线圈的复位线圈骨架、安装在所述复位线圈骨架中并与所述支承架相连的复位衔铁、磁环罩、绕有脱扣线圈的脱扣线圈骨架、脱扣弹簧、安装在所述脱扣线圈骨架中的复位弹簧、复位件及与所述复位件相连的脱扣衔铁，所述复位线圈骨架和所述磁环罩用插针水平的安装在电路板上，所述脱扣弹簧安装在所述支承架与磁环罩之间，所述脱扣线圈骨架垂直地安装在所述复位线圈骨架上，并用插针穿过复位线圈骨架固定在电路板上，当所述复位线圈通电时，所述复位衔铁带动所述支承架在电磁力的作用下克服所述脱扣弹簧弹力使支承架移动到第一位置，同时，所述复位件在所述复位弹簧的回复力的作用下快速下落，使所述支承架保持在第一位置，当所述脱扣线圈通电时，所述脱扣衔铁带动所述复位件在电磁力的作用下克服所述复位弹簧的弹力将所述复位件提升并释放所述支承架，所述支承架在所述脱扣弹簧回复力的作用下移动到所述第二位置，利用所述脱扣弹簧的弹力使所述支承架保持在第二位置。
所述的复位线圈骨架一端具有一个测试杆插孔，在测试杆插孔的两侧各有一个插针孔，在测试杆插孔的外侧上方有二个复位件挡块，测试杆插孔的外侧有二根导向杆，所述支承架具有一个脱扣弹簧孔座，脱扣弹簧孔座两边各有一个导向通孔，在二个导向孔的两侧各有两个并排的所述小弹簧孔座，在所述支承架的上部有一块复位件挡块，所述支承架两侧的上下面开有凹槽，凹槽中间各有一个椭圆形的凸起，所述磁环罩的一端的中心位置具有脱扣弹簧孔座，在其两边各有一个导向孔座，在两个导向孔座的外侧各有一个用于安装第一接线装置的插槽，所述复位线圈骨架的导向杆穿过所述支承架导向通孔安装在所述磁环罩的导向孔座中，所述支承架可自由地在所述复位线圈骨架与所述磁环罩之间来回移动，所述脱扣弹簧一端被安置支承架的脱扣弹簧孔座内，一端被安置在磁环罩的脱扣弹簧孔座内。
所述第一对静触片安装在所述磁环罩的插槽内，上端用导线连接，所述导线穿过所述磁环罩中心孔和所述电路板的小孔后，从电路板的下面连接到电源输入接线装置中的接线片处，实现第一对静触片与电源输入接线装置的连接，第二对静触片的每个静触片直接连接到负载接线装置的接线片上，实现第二对静触片与负载接线装置的连接，每个动触架通过一个连接装置连接到插座式负载接线装置处，实现动触架与插座式负载接线装置的连接；所述连接装置包括一根导线和连接铜件，所述导线的一端与所述动触架相连，另一端与所述连接铜件的一端相连，所述连接铜件的另一端与插座式负载接线装置中接线片连接。
所述复位控制电路包括电阻R3、复位开关、电容C2、电阻R4、电容C3、可控硅SCR1，其中，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路并处于常闭状态，电阻R4、电容C3与可控硅SCR1的控制极相连组成触发支路，所述可控硅SCR1的阳极与所述复位线圈相连，充电支路与触发支路处于常开状态，控制复位开关使所述电容C2与触发支路连接，利用电容C2的放电给可控硅SCR1触发信号。
所述复位控制电路也可以是包括电阻R3、复位开关、电容C2、电阻R4、电容C3、可控硅SCR1，其中，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路，电阻R3与复位开关处于常开状态，复位开关、电阻R4、电容C3与可控硅SCR1的控制极相连组成触发支路并处于常闭状态，所述可控硅的阳极与所述复位线圈相连，充电支路与触发支路处于常开状态，控制复位开关与电阻R3接通使所述电容C2充电，然后使复位开关迅速与触发支路接通并与电阻R3断开，利用电容C2的放电给可控硅SCR1触发信号。
所述复位开关包括一个常开铜触件、一个常闭铜触件和一根连动杆，常开铜触件安装在所述电路板的上面，一端与电路板连接，常闭铜触件安装在所述电路板的下面，一端与电路板连接，与电路板连接的常闭铜触件的一端与常开铜触件的一端组成一个公共端，常闭铜触件的另一端与常开铜触件的另一端分别与一个穿过所述电路板的连动杆的两端固定，常闭铜触件与所述充电支路处于常闭状态。
所述复位开关也可以是一个具有公共引脚、常开引脚和常闭引脚的微动开关。
所述复位电路控制机构还包括复位弹簧、复位杆，所述复位杆的一端安装在接地支架的孔中并与所述复位按钮接触，另一端部分安装磁环罩的复位杆插孔内与所述复位开关接触，所述复位按钮作用于复位杆使所述复位开关与所述复位控制电路进行通断；所述漏电试验电路控制机构还包括测试杆、测试铜片和小弹簧，测试杆一端安装在接地支架的孔中并与漏电试验按钮接触，另一端部分安装在所述复位线圈骨架的测试杆插孔内与穿过所述电路板的小弹簧接触，依靠小弹簧的弹力使所述测试杆内的测试铜片与测试电路处于常断开状态，所述漏电试验按钮作用于所述测试杆克服小弹簧的弹力使所述测试铜片与漏电试验电路接通工作而检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
所述漏电试验电路控制机构也可以还包括测试杆、轻触开关，测试杆一端安装在接地支架的孔中并与漏电试验按钮接触，另一端部分安装在所述复位线圈骨架的测试杆插孔内与安装在所述电路板中的轻触开关接触，所述轻触开关与漏电试验电路处于常断开状态，所述漏电试验按钮作用于所述测试杆使轻触开关闭合导通漏电试验电路工作而检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
图1是本发明具有反接保护功能的GFCI立体外观2是本发明具有反接保护功能的GFCI处于复位状态时的装配位置3是图1去掉上盖10后的内部结构示意4是图3去掉中框20后的内部结构示意5是本发明具有反接保护功能的GFCI的脱扣复位机构分解6本发明具有反接线保护功能的GFCI的分解7是本发明反接线保护装置的GFCI脱扣状态的局部剖面8是本发明反接线保护装置的GFCI复位状态的局部剖面9是本发明反接线保护装置的GFCI的电路原理图具体实施方式
图1是本发明具有反接保护功能的GFCI立体外观图。该GFCI包括上盖10、中框20、底座30组成的壳体，接地片40安装在上盖10与中框20之间，上盖10上置有漏电试验按钮130、复位按钮140、电源插孔12、接地插孔11、指示灯座13，中框20与底座30之间置有输入端接线螺钉61A和负载端接线螺钉71A，接地支架40置有接地螺钉41。
此外观图是电流20A的GFCI外观图，本发明反接线保护装置也可使用在其他类型的GFCI上，并且这些类型的GFCI都有带指示灯和不带指示灯的两种结构，其工作原理均是一样的，为了简明起见，这里仅说明使用本发明反接线保护装置且电流为20A带有指示灯的GFCI，其他的就不另作说明。
图2是显示出了使用本发明反接保护装置的整个GFCI在复位状态的各零部件位置关系。各零部件主要是由上盖10、中框20、底座30和接地支架40来固定。
本发明反接保护装置提供脱扣复位机构，其中复位线圈骨架110呈水平方向放置，通过二个接线针定位在电路板50上，复位线圈111绕在复位线圈骨架110上，复位衔铁112及与复位衔铁热注塑为一体的支承架113的一端在复位线圈骨架110的内孔中，脱扣弹簧123的一端安装在支承架113架体一端的孔座内，另一端安装在磁环罩100上的孔座内；脱扣线圈骨架120与复位线圈骨架110成垂直方向放置，脱扣线圈121绕在脱扣线圈骨架120上，复位弹簧115在脱扣衔铁122及与脱扣衔铁热注塑为一体的复位件114内，并伸在脱扣线圈骨架120的内孔中，复位件114的卡在复位线圈骨架110的挡块及支承架113挡块形成的凹槽内，阻止支承架113的回移；磁环罩100也是呈水平方向定位在电路板50上，装在其中的检测线圈101和中性误接地保护线圈103中间隔有绝缘层102，中性误接地保护线圈103与电路板50中间隔有绝缘层104，从电源输入端接入的导线64A、64B从磁环罩中心孔由下往上穿过；漏电试验按钮130安装在上盖中，其内部一端与小弹簧131的一端镶嵌在一起，小弹簧131的另一端支撑在接地支架40上，内嵌测试铜件133的测试杆121的上端与漏电试验按钮130的下端接触，测试杆121的下端与小弹簧134接触，小弹簧134安装在底座30上；复位按钮140安装在上盖中，其内部一端与小弹簧141的一端镶嵌在一起，小弹簧141的另一端支撑在接地支架40上，复位杆142的上端与复位按钮140的下端接触，复位杆142的下端与常开铜触件143的一端接触，常开铜触件145的另一端与电路板50连接，常闭铜触件145的一端安装在所述电路板50的下面，常闭铜触件145的另一端与常开铜触件143的另一端分别与一个穿过所述电路板50的连动杆144的两端固定，连动杆144的一端与小弹簧144接触，小弹簧144安装在底座30上；这样，通过控制漏电测试按钮130使脱扣线圈121通电，通过脱扣线圈121通电时产生的电磁力作带动脱扣衔铁122并克服复位弹簧115的弹力及复位件114与凹槽等之间的摩擦力，脱扣衔铁122带动复位件114向上运动，从凹槽内拉出，释放支承架113，在脱扣弹簧115的回复力作用下支承架113移动，处于第二位置；通过控制复位按钮140使复位线圈112通电，通过复位线圈112通电时产生的电磁力作带动复位衔铁111并克服脱扣弹簧123的弹力，使支承架113移动，复位件114在复位弹簧115的回复力作用下向下运动，插入凹槽内，阻挡支承架113，处于第一位置。
图3是去上盖10的内部结构示意图，一对通过上盖10面板插孔连接负载的插座式负载接线装置中的插座导电件80A、80B置放在中框20上，插座导电件80A、80B带有的接线片插入连接铜件中，上面安装防尘罩21A、21B，防尘罩卡在中框上，接地座铜片42A、42B安装在带有接线螺钉41的接地支架40上，接地支架40被卡在中框20上，利用上盖10来压紧它，测试杆132、复位杆142和脱扣线圈骨架120的上端分别被安装在接地支架40的孔内，电源输入接线装置和负载接线装置的接线片60A、60B、70A、70B分别通过各自的螺钉61A、61B、71A、71B被固定在底座10和中框20的相应卡槽内。
图4是图3去掉中框20后的内部结构示意图，电路板50安装在底座30上，电源输入接线装置中的接线片60A、60B和一对负载接线装置中的接线片70A、70B安装在电路板50上，并卡在底座30与中框20的卡槽内，接线螺钉61A、61B、71A、71B穿过接线片将压线板62A、62B、72A、72B紧固在各自的接线片60A、60B、70A、70B上，绕有复位线圈111的复位线圈骨架110、支承架113与磁环罩100依次连接，脱扣线圈骨架120的下端安装在复位线圈骨架110上，测试杆132的下端插在复位线圈骨架110中的测试杆插孔中，复位杆142的下端插在磁环罩100的复位杆插孔内，动触架90A、90B安装在支承架上，用导线64A、64B与电源输入接线装置中的接线片60A、60B连接的第一对静触片63A、63B安装在磁环罩上，与负载接线装置中的接线片70A、70B连接的第二对静触片73A、73B直接与负载端接线片70A、70B相连，动触架90A、90B上分别带有银触点93A-1、93A-2、93B-1、93B-2，第一对静触片63A、63B分别带有银触点65A、65B，第二对静触片73A、73B分别带有银触点74A、74B，动触架90A、90与第一对静触片63A、63B、第二对静触片73A、73B通过所述银触点接通。
图5是本发明具有反接线保护功能的GFCI的脱扣复位机构分解图如图所示，脱扣复位机构包括复位线圈骨架110、复位线圈111、复位衔铁112、支承架113、脱扣弹簧123、磁环罩100、脱扣线圈骨架120、脱扣线圈121、复位弹簧115、脱扣衔铁122、复位件114、用来提供一定接触应力的小弹簧92、一个带有银触点93A-1、93A-2的左动触架90A和一个带有银触点93B-1、93B-2的右动触架90B、一对安装在所述磁环罩上的带有银触点65A、65B的第一对静触片63A、63B，所有动触架90A、90B的上下两面均开了相应的滑槽来防止被装在支承架113上后由于小弹簧92弹力的影响而脱落。由于支承架113和复位衔铁112是热注塑在一起的，因而，当复位衔铁112受力移动时，会带动支承架113、支承架113带动动触架90A、90B移动，同时，复位件114在复位弹簧115的回复力的作用下下落阻挡了支承架113向原来位置移动，使支承架113保持在第一位置，而由于复位件114和脱扣衔铁122是热注塑在一起的，因而，当脱扣衔铁122受力移动时，克服复位弹簧115的弹力带动复位件114向上移动，释放支承架113，支承架113在脱扣弹簧123的回复力的作用下快速移动到第二位置，并依靠脱扣弹簧123的弹力使支承架113保持在第二位置，从而实现GFCI闭合和脱扣动作。
图6是本发明具有反接保护功能的GFCI的分解图如图所示，整个GFCI主要由上盖10、中框20、底座30、带有接地座铜片42A、42B和接地螺钉41的接地支架40、带有银触点73A、73B的第二对静触片70A、70B、带有银触点65A、65B的第一对静触片63A、63B、带有接线片的插座导电件80A、80B、脱扣复位机构、复位电路控制机构、漏电试验电路控制机构和控制电路组成。
其中复位机构主要包括复位按钮140、复位弹簧141、复位杆142、小弹簧146，所述复位杆142的下端与复位开关的常开铜触件143接触，小弹簧146的上端与复位开关的常闭铜触件145接触，按下复位按钮140使复位杆142克服小弹簧146的弹力使常开铜触件143接通复位电路同时使常闭铜触件145与复位电路断开，来电控脱扣复位机构执行复位动作；漏电试验控制机构主要包括漏电试验按钮130、弹簧131、内置测试铜片133的测试杆132、使测试杆与漏电试验电路处于常开状态的小弹簧134、磁环罩100、检测线圈101、绝缘片102、中性误接地保护线圈103、绝缘片104；另外，还包括电源接线片60A、60B、压线板62A、62B、电源接线螺钉61A、61B、电路板50，负载接线片70A、70B、压线板72A、72B、负载接线螺钉71A、71B，负载接线片70A、70B的插脚焊接电路板的反面，电源输入装置中的一对静触片63A、63B与导线64A、64B进行连接，导线64A、64B穿过磁环罩100的中心孔及电路板上的孔在电路板的反面与电源接线片一起与电路板焊固。所有的零部件按图示方式和位置组装后，利用四个紧固螺钉150来紧固。
所述复位开关包括一个常开铜触件143、一个常闭铜触件145和一根连动杆144，常开铜触件145安装在所述电路板50的上面，一端与电路板50连接，常闭铜触件145安装在所述电路板50的下面，一端与电路板50连接，与电路板50连接的常闭铜触件145的一端与常开铜触件143的一端组成一个公共端，常闭铜触件145的另一端与常开铜触件143的另一端分别与一个穿过所述电路板50的连动杆144的两端固定，常闭铜触件145与所述复位电路处于常闭状态。
图7、图8是具有反接线保护功能的GFCI处于脱扣和复位状态的局部剖面图当所述测试杆132受到漏电试验按钮作用时，克服小弹簧134的弹力，使测试杆132上的测试铜片133与漏电试验电路接通，脱扣线圈骨架120上的脱扣线圈121得电产生电磁力，使与复位件114注塑在一起的脱扣铁芯122克服复位件114在支承架113挡块与复位线圈骨架110上挡块形成的凹槽的摩擦力与复位弹簧115的弹力作用下向上移动，使复位件114从所述凹槽中移出，释放支承架113，支承架113在脱扣弹簧123的回复力的作用下快速移动到第二位置，脱扣弹簧123的弹力使支承架保持在第二位置；当所述复位杆142受到复位按钮作用时，克服复位弹簧146的弹力，使复位开关上的常开铜触件143与复位电路接通，复位线圈骨架110上的复位线圈111得电产生电磁力，带动与支承架113注塑在一起的复位铁芯112克服脱扣弹簧123的弹力快速移动到第一位置，同时，复位件114在复位弹簧115的回复力的作用下向下移动到支承架113挡块与复位线圈骨架110上挡块形成的凹槽内，使支承架保持在第一位置。
所述第一位置，即所述支承架移动到使动触银点和静触银点接触的位置，也是上述所述的复位位置状态，所述第二位置，即所述平衡架移动到使动触银点与静触银点分断的位置，脱扣位置状态。
图9是使用本发明反接保护装置的GFCI的电路原理图。其中D1-D4是一桥式整流电路，把输入的交流电转变成输出的脉冲直流电。D1、D2连接处和D3、D4连接处构成交流输入端与GFCI的电源端(Line)连接。D1、D4连接处为此直流电源的负端，在以后的叙述中称“地”，D2、D3连接处为直流电源的正端，与降压电阻R2连接，电阻R2另一端与滤波电容C1的正极连接，电容C1另一端与地连接。电容C1两端的电压为26V左右，此电压为电子线路的直流电源。
复位开关RESET、电阻R3、电容C2、电阻R4、电容C3、可控硅SCR1、复位线圈J2、断路开关K等构成一个复位控制电路；其中所述复位开关RESET的一端与C2相连，复位开关RESET的另一端可与R3或R4一端相连，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路并处于常闭状态，R4的另一端与C3、可控硅SCR1的控制极相连，电阻R4、电容C3与可控硅SCR1的控制极相连组成触发支路，充电支路与触发支路处于常开状态，在可控硅SCR1的控制极串接一个与R4并联的C3，此电容起抗干扰作用；可控硅SCR1的阴极、R4、C3与D1、D4相连，复位线圈J1一端与GFCI电源端相连，另一端与可控硅SCR1的阳极相连。断路开关K一端与电源端Line连接，另一端与负载端Load连接，此断路开关与电源端相连接的触点即为GFCI动触接触银点，与负载端相连接的触点即为GFCI静触接触银点；控制电路的电源与GFCI的电源端相连，当GFCI带电时，GFCI控制电路同时带电，直流电源通过电容C2充电，当复位开关被接通时，即开关的一端与R3断开而与电阻R4接触时，电容C2开始放电，在R4产生一个触发信号，此信号使可控硅SCR1导通，复位线圈J1通过电流，复位线圈J1会产生一个电磁力作用于衔铁，致使断路开关K闭合，即GFCI处于复位状态。
上述的复位控制电路也可以是如下的一种情况，其中所述复位开关RESET的一端与C2相连，复位开关RESET的另一端可与R3或R4一端相连，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路，电阻R3与复位开关处于常开状态，复位开关、电阻R4、电容C3与可控硅的控制极相连组成触发支路并处于常闭状态，所述可控硅的阳极与所述复位线圈相连，充电支路与触发支路处于常开状态，控制复位开关与电阻R3接通使所述电容C2充电，然后使复位开关迅速与触发支路接通并与电阻R3断开，利用电容C2的放电给可控硅触发信号。
同时穿过两根电源线的检测线圈N1的输出端并联电容C8，一端串联电容C7，C7的另一端与电阻R6串接，R6的另一端与IC的一个输入端1脚连接，检测线圈N1的另一端与IC的一个输入端3脚连接构成变压器耦合差动输入电路。其中，R5为反馈电阻，其一端与IC脚1连接，另一端与IC输出端7脚连接，R5的阻值大小决定IC的放大倍数，即决定GFCI脱扣动作故障电流值的大小。
同时穿过两根电源线的中性误接地保护线圈N2的输出端并联电容C5、C6构成一个中性误接地保护电路，中性误接地保护线圈N2的了两端与电容C5并联，其一端与C6连接，另一端接地，电容C6另一端与与IC的一个输出端7脚连接。中性误接地保护由N1、N2构成变压器耦合振荡频率约为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IC阈值时，IC的5脚输出触发信号，脱扣机构动作，GFCI断开。
脱扣线圈J2、可控硅SCR1、电容C4等构成一个脱扣控制电路。其中，脱扣线圈J2的一端与GFCI的电源端(Line)连接，另一端与可控硅SCR1的阳极连接，可控硅SCR1的触发极与IC触发信号输出端5脚连接，可控硅SCR1阴极接地，在可控硅SCR1的触发极与地之间并联抗干扰电容C4，检测线圈N1一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，当故障电流增大到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IC放大，达到设定的阀值(此阀值由电阻R5确定)，IC的5脚输出触发信号，使可控硅SCR1导通，脱扣线圈J2带电，使脱扣机构在规定时间内脱扣，动触银点与静触银点分断，GFCI断开。
漏电试验按钮(TEST)、测试电阻R1构成一个漏电试验电路，其中，测试电阻R1与电源端连接，测试电阻R1的漏电试验按钮(TEST)连接，漏电试验按钮另一端与负载(Load)的另一端连接。漏电试验电路是给GFCI提供8mA的故障电流，定期检查GFCI的工作性能，保持良好状态。
集成IC放大电路是GFCI专用集成电路RV4145A。
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。
同时可设置GFCI接通指示电路，接通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。
当反接线时，即电源接在负载端(Load)上，这样在断路开关K没有闭合之前，由于第一对静触片(63A、63B)和D第二对静触片(73A、73B)都是独立分开的，而它们和动触架(90A、90B)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)，这样控制电路是不带电的，有因为此GFCI是采用电控式复位的，由于复位电路不带电时，就不能使复位线圈通电。也就是说在这种情况下，复位线圈不能产生一个相应的电磁力来作用于复位衔铁，因此GFCI的电源端(Line)与插孔均不会通电，如设有指示电路，发光二极管也不亮，从而达到反接线保护功能。
本发明所提供的采用脱扣复位机构和电控方式控制复位具有脱扣迅速、操作方便、结构合理、安装方便等优点，并通过将第一对静触片、第二对静触片与动触架绝缘分开的方式，保证了反接线时通过螺钉连接的电源输入端不带电且通过面板插孔连接的负载同时也不带电。
权利要求
1.一种具有反接线保护功能的接地故障断路器，主要包括由上盖、中框、底座组成的壳体，上盖上置有复位按钮和漏电试验按钮，在上盖和中框之间安装有一接地支架和一对插座式负载接线装置，在中框和底座之间安装有一用于检测和控制的电路板、一对电源输入接线装置和一对负载接线装置，其特征在于安装在所述壳体内的两对静触片(63A、63B、73A、73B)，其中，第一对静触片(63A、63B)的每个静触片能被连接到电源输入接线装置处，第二对静触片(73A、73B)的每个静触片能被连接到负载接线装置处；安装在所述壳体内的一对动触架(90A、90B)，每个动触架能被连接到插座式负载接线装置处，能将电源电流同时传输至所述负载接线装置处及插座式负载接线装置处；安装在所述壳体内的脱扣复位机构，所述脱扣复位机构是控制所述动触架与第一对静触片、第二对静触片同时接通/断开、并能保持这种接通状态和断开状态的执行机构，包括可在实现所述接通的第一位置和实现所述断开的第二位置之间移动的支承架，所述一对动触架弹性地连接在所述支承架上；所述控制电路包括一个复位控制电路，所述复位控制电路是通过复位开关来控制所述脱扣复位机构执行复位动作的控制电路，其工作电源通过所述电源输入端供应；安装在所述壳体内的复位电路控制机构，所述复位电路控制机构通过所述复位按钮的作用控制所述复位开关与所述复位控制电路进行通断；安装在所述壳体内的漏电试验电路控制机构，所述漏电试验电路控制机构通过所述漏电试验按钮的作用下控制所述漏电试验电路工作来检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
2.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述每个动触架上至少带有一对银触点，所述每个静触片上至少带有一个银触点，所述一对动触架分别与所述第一对静触片和所述第二对静触片之间通过所述银触点接触而实现所述接通。
3.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述动触架具有滑槽，所述滑槽扣在所述支承架凹槽的椭圆形凸起上相对固定，同时，在所述动触架与所述支承架之间安装小弹簧，该动触架在所述小弹簧的弹簧力作用下，通过所述动触架滑槽与所述支承架凹槽的椭圆形凸起的相对滑动，实现所述动触架与所述支承架的弹性连接。
4.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述脱扣复位机构还包括绕有复位线圈的复位线圈骨架、安装在所述复位线圈骨架中并与所述支承架相连的复位衔铁、磁环罩、绕有脱扣线圈的脱扣线圈骨架、脱扣弹簧、安装在所述脱扣线圈骨架中的复位弹簧、复位件及与所述复位件相连的脱扣衔铁，所述复位线圈骨架和所述磁环罩用插针水平的安装在电路板上，所述脱扣弹簧安装在所述支承架与磁环罩之间，所述脱扣线圈骨架垂直地安装在所述复位线圈骨架上，并用插针穿过复位线圈骨架固定在电路板上，当所述复位线圈通电时，所述复位衔铁带动所述支承架在电磁力的作用下克服所述脱扣弹簧弹力使支承架移动到第一位置，同时，所述复位件在所述复位弹簧的回复力的作用下快速下落，使所述支承架保持在第一位置，当所述脱扣线圈通电时，所述脱扣衔铁带动所述复位件在电磁力的作用下克服所述复位弹簧的弹力将所述复位件提升并释放所述支承架，所述支承架在所述脱扣弹簧回复力的作用下移动到所述第二位置，利用所述脱扣弹簧的弹力使所述支承架保持在第二位置。
5.根据权利要求4所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述的复位线圈骨架一端具有一个测试杆插孔，在测试杆插孔的两侧各有一个插针孔，在测试杆插孔的外侧上方有二个复位件挡块，测试杆插孔的外侧有二根导向杆，所述支承架具有一个脱扣弹簧孔座，脱扣弹簧孔座两边各有一个导向通孔，在二个导向孔的两侧各有两个并排的所述小弹簧孔座，在所述支承架的上部有一块复位件挡块，所述支承架两侧的上下面开有凹槽，凹槽中间各有一个椭圆形的凸起，所述磁环罩的一端的中心位置具有脱扣弹簧孔座，在其两边各有一个导向孔座，在两个导向孔座的外侧各有一个用于安装第一接线装置的插槽，所述复位线圈骨架的导向杆穿过所述支承架导向通孔安装在所述磁环罩的导向孔座中，所述支承架可自由地在所述复位线圈骨架与所述磁环罩之间来回移动，所述脱扣弹簧一端被安置支承架的脱扣弹簧孔座内，一端被安置在磁环罩的脱扣弹簧孔座内。
6.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述第一对静触片安装在所述磁环罩的插槽内，上端用导线连接，所述导线穿过所述磁环罩中心孔和所述电路板的小孔后，从电路板的下面连接到电源输入接线装置中的接线片处，实现第一对静触片与电源输入接线装置的连接，第二对静触片的每个静触片直接连接到负载接线装置的接线片上，实现第二对静触片与负载接线装置的连接，每个动触架通过一个连接装置连接到插座式负载接线装置处，实现动触架与插座式负载接线装置的连接。
7.根据权利要求6所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述每个连接装置包括一根导线和一个连接铜件，所述导线的一端与所述动触架相连，另一端与所述连接铜件的一端相连，所述连接铜件的另一端与插座式负载接线装置中接线片连接，实现每个动触架与插座式负载接线端的连接。
8.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述复位控制电路包括电阻R3、复位开关、电容C2、电阻R4、电容C3、可控硅SCR1，其中，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路并处于常闭状态，电阻R4、电容C3与可控硅SCR1的控制极相连组成触发支路，所述可控硅SCR1的阳极与所述复位线圈相连，充电支路与触发支路处于常开状态，控制复位开关使所述电容C2与触发支路连接，利用电容C2的放电给可控硅SCR1触发信号。
9.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述复位控制电路包括电阻R3、复位开关、电容C2、电阻R4、电容C3、可控硅SCR1，其中，电阻R3、复位开关、电容C2依次相连组成一个充电支路，电阻R3与复位开关处于常开状态，复位开关、电阻R4、电容C3与可控硅SCR1的控制极相连组成触发支路并处于常闭状态，所述可控硅的阳极与所述复位线圈相连，充电支路与触发支路处于常开状态，控制复位开关与电阻R3接通使所述电容C2充电，然后使复位开关迅速与触发支路接通并与电阻R3断开，利用电容C2的放电给可控硅SCR1触发信号。
10.根据权利要求1或8或9所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述复位开关包括一个常开铜触件、一个常闭铜触件和一根连动杆，常开铜触件安装在所述电路板的上面，一端与电路板连接，常闭铜触件安装在所述电路板的下面，一端与电路板连接，与电路板连接的常闭铜触件的一端与常开铜触件的一端组成一个公共端，常闭铜触件的另一端与常开铜触件的另一端分别与一个穿过所述电路板的连动杆的两端固定，常闭铜触件与所述充电支路处于常闭状态。
11.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述复位开关也可以是一个具有公共引脚、常开引脚和常闭引脚的微动开关。
12.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述复位电路控制机构还包括复位弹簧、复位杆，所述复位杆的一端安装在接地支架的孔中并与所述复位按钮接触，另一端部分安装磁环罩的复位杆插孔内与所述复位开关接触，所述复位按钮作用于复位杆使所述复位开关与所述复位控制电路进行通断；
13.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述漏电试验电路控制机构还包括测试杆、测试铜片和小弹簧，测试杆一端安装在接地支架的孔中并与漏电试验按钮接触，另一端部分安装在所述复位线圈骨架的测试杆插孔内与穿过所述电路板的小弹簧接触，依靠小弹簧的弹力使所述测试杆内的测试铜片与测试电路处于常断开状态，所述漏电试验按钮作用于所述测试杆克服小弹簧的弹力使所述测试铜片与漏电试验电路接通工作而检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
14.根据权利要求1所述的具有反接线保护功能的接地故障断路器，其特征在于所述漏电试验电路控制机构还包括测试杆、轻触开关，测试杆一端安装在接地支架的孔中并与漏电试验按钮接触，另一端部分安装在所述复位线圈骨架的测试杆插孔内与安装在所述电路板中的轻触开关接触，所述轻触开关与漏电试验电路处于常断开状态，所述漏电试验按钮作用于所述测试杆使轻触开关闭合导通漏电试验电路工作而检测所述脱扣复位机构的脱扣工作性能。
全文摘要
本发明公开了一种具有反接线保护功能的接地故障断路器。包括壳体，其特点是安装在所述壳体内的第一对静触片、第二对静触片和可与第一对静触片、第二对静触片同时接触和分离的一对动触架、脱扣复位机构、控制电路和电路控制机构，第一对静触片的每个静触片能被连接到电源输入接线装置处，第二对静触片的每个静触片能被连接到负载接线装置处，每个动触架能被连接到插座式负载接线装置处，能将电源电流同时传输至所述负载接线装置及插座式负载接线装置，通过电路控制机构控制控制电路使脱扣复位机构工作而同时导通或断开动触架与第一对和第二对静触片之间的通电回路。当使用者不慎将电源线与负载线反接时，使该接地故障断路器不能复位，当正确连接电源线和负载线时，接地故障断路器恢复正常工作。
文档编号H01H71/24GK1873874SQ20051002647
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月3日 优先权日2005年6月3日
发明者高云, 郑琴香 申请人:上海力以电气有限公司