[发明专利]用于电路中断装置的延迟电路

说明书

本发明提供一种电路中断装置，其包含线路导体、负载导体、中断装置、延迟电路和故障检测电路。当所述电路中断装置处于跳闸条件时，所述中断装置将所述线路导体从所述负载导体断开。所述延迟电路包含第一开关、第二开关和第三开关，且使所述线路导体从所述负载导体的所述断开延迟。所述故障检测电路检测故障条件，并在检测到所述故障条件时，产生故障检测信号。所述故障检测电路将所述故障检测信号提供到所述第一开关以触发所述第一开关，且所述延迟电路使所述第二开关和所述第三开关的所述触发延迟。在已经过一定量的时间之后，触发所述第二开关和所述第三开关，以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件。

技术领域

本发明大体上涉及带开关电气装置。更明确地说，本发明涉及自测试电路中断装置，例如接地故障电路中断器(“GFCI”)装置，当检测到一或多个条件时，其从“复位”或闩锁状态切换到“跳闸”或开闩状态。符合本文所揭示的本发明的此类装置具有比先前已知GFCI装置中所提供的装置更稳健的自测试能力。

背景技术

具有朝断开位置偏置的触点的GFCI装置需要用于将所述触点设置和保持在闭合位置的闩锁机构。同样地，具有朝所述闭合位置偏置的触点的带开关电气装置需要用于将所述触点设置和保持在断开位置的闩锁机构。常规类型的装置的实例包含电路中断类型的装置，例如断路器、弧故障中断器和GFCI，仅举几例。

为了在美国商业出售，GFCI装置必须符合担保人实验室(“UL”)结合行业领先的制造商以及其它行业成员(例如各种安全组织)所建立的标准。涵盖GFCI装置的一个UL标准是UL-943，标题为“用于安全接地故障电路中断器的标准(Standard for Safety-GroundFault Circuit Interrupters)”。UL-943适用于A类单相和三相GFCI，其既定用于保护工作人员，且对此类GFCI装置的功能、构造、性能和标记具有最小要求。其中，UL-943要求GFCI装置应跳闸的特定故障电流电平和响应计时要求。通常，当检测到具有高于5毫安(“mA”)的电平的接地故障时，要求GFCI跳闸。另外，当高电阻接地故障施加到装置时，根据等式T＝(20/I)^1.43，UL-943的本版本指定所述装置应跳闸，且防止电流递送到负载，其中T是指时间，且用秒来表达，且I是指电流，且用毫安来表达。因此，在5mA故障的情况下，装置必须在7.26秒或更少的时间内检测故障和跳闸。

在此类安全相关标准就位的情况下，且因为GFCI装置被直接认为因其在19世纪70年代早期的引入而挽救了许多生命，它们已变得在住宅和商用电力网中随处可见。然而，像大多数机电装置那样，GFCI装置易受故障影响。举例来说，驱动机械电流中断器装置的电子组件中的一或多者可能短路或以其它方式变得有缺陷，如故障检测器电路或装置内的其它地方中的组件可能短路那样，从而使所述装置不能够恰当地检测接地故障和/或恰当地中断电流的流动。为此，很长时间以来，需要具备有监控电路的GFCI装置，所述监控电路实现手动测试装置的能力，以在遇到故障时跳闸。此类监控电路通常具有测试按钮，其在被按压使，致动热导体和中线导体上的模拟接地故障。如果所述装置恰当地起作用，那么检测到模拟故障，且装置将跳闸，即致动机械中断器断开连接所述装置的线路侧(例如在供应AC电的情况下)和负载侧(其中用户连接其电器等且其中连接下游插座或额外GFCI装置)的电流路径。

行业安全组织所进行的研究指示，通常来说，公众并不会定期测试其GFCI装置来确定恰当操作，即通过按压测试按钮。此研究进一步揭露已在延长的时间周期内服务的一些GFCI装置变得不起作用，且无法恰当地检测故障条件，因此使装置变得不安全。具体地说，发现在延长使用之后，当故障出现时，GFCI装置未能跳闸，因此使所述装置可作为电气插座操作，但在存在故障条件时不安全。因为不是定期测试所述装置，因此此不安全条件加剧。也就是说，当实际上所述装置是潜在地危及生命的危害源时，鉴于其充分递送电力的事实，人们错误地认为所述装置在运行。