專利名稱:帶自診斷功能的永磁式防水型接地故障斷路器插頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種插頭式接地故障斷路器,特別是一種其內(nèi)部動(dòng)作機(jī)構(gòu)同樣適應(yīng)于插座式接地故障斷路器、漏電斷路器等電路故障保護(hù)裝置的帶自診斷功能的永磁式防水型接地故障斷路器插頭。
背景技術(shù):
接地故障斷路器的英文名為Ground fault Circuit interrupters(GFCI),為方便起見,以下將接地故障斷路器簡稱為GFCI。
目前市面上的GFCI大都是插座式的,該種GFCI只適應(yīng)于固定安裝在建筑物上。而對(duì)于洗車場,野外工地等需要使用移動(dòng)用電設(shè)備的場所僅有插座式GFCI是不能滿足要求的,因此急需一種可移動(dòng)式接地故障斷路器來適應(yīng)以上場所的使用要求。
現(xiàn)在世界上已有的幾款GFCI插頭在接通時(shí)要靠一個(gè)電磁線圈通電產(chǎn)生的電磁力來保持接通狀況,當(dāng)有電路故障時(shí)GFCI內(nèi)部芯片發(fā)出一個(gè)信號(hào),使電磁線圈斷電從而GFCI分?jǐn)唷S纱丝梢娺@種GFCI的正常工作需要消耗電能。由于世界能源的短缺,因此迫切要求設(shè)計(jì)出一種盡量節(jié)能的GFCI產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種帶自診斷功能的永磁式防水型GFCI插頭,不僅能夠節(jié)省能源消耗,而且還能夠防水和自動(dòng)診斷壓敏電阻的故障。
本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種帶自診斷功能的永磁式防水型GFCI插頭,包括一個(gè)防水殼體,包括上蓋、下蓋,其中在上蓋與下蓋之間安裝防水橡膠圈,在上蓋的正面設(shè)有薄膜面板,在殼體的負(fù)載線連接端口處設(shè)置防水接頭;一個(gè)永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu),固定在防水殼體內(nèi),包括
一個(gè)支架組件,具有一個(gè)橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱;一個(gè)鐵芯,與所述鐵芯連接柱連接在一起,并置入線圈架內(nèi);一個(gè)彈簧,套在鐵芯連接柱上,并位于線圈架內(nèi)的凸臺(tái)與支架組件橫梁下緣之間;分?jǐn)嗑€圈和接通線圈,分別纏繞在線圈架上;一個(gè)永磁體,位于與鐵芯相對(duì)的位置;一對(duì)動(dòng)觸片,位于與所述支架壓柱相對(duì)的位置,并可由支架壓柱觸壓,所述動(dòng)觸片的一端設(shè)有動(dòng)觸點(diǎn);一對(duì)靜觸點(diǎn),位于與動(dòng)觸點(diǎn)相對(duì)的位置;以及一個(gè)壓敏電阻,其一端連接一條電力線,其另一端通過一個(gè)負(fù)載端和斷路開關(guān)連接另一條電力線;其中,當(dāng)接通線圈通電產(chǎn)生使鐵芯與永磁體分離的磁力時(shí),在彈簧的回復(fù)力作用下,支架組件移動(dòng)并恢復(fù)到所述支架壓柱不觸壓動(dòng)觸片的位置,從而使所述動(dòng)觸點(diǎn)在動(dòng)觸片彈力作用下與靜觸點(diǎn)接觸。
由此可見,本實(shí)用新型的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)的接觸是在動(dòng)觸片彈力的作用下實(shí)現(xiàn)的,因此接通線圈只需要短時(shí)間通電,使鐵芯與用永磁體分離,從而減少了電能消耗。
另一方面,由于壓敏電阻不是直接并聯(lián)在電力線的輸入端,而是經(jīng)由負(fù)載端和斷路開關(guān)并聯(lián)在電力線上,從而可以利用GFCI固有的漏電檢測磁環(huán)檢測壓敏電阻的失效電流,如同漏電保護(hù)一樣,當(dāng)壓敏電阻的失效電流超過一定值時(shí),使斷路開關(guān)切斷,從而實(shí)現(xiàn)自診斷功能,即對(duì)壓敏電阻的自診斷功能。
此外,由于在上蓋與下蓋之間安裝防水橡膠圈,在上蓋的正面設(shè)有薄膜面板,在殼體的負(fù)載線連接端口處設(shè)置防水接頭,從而實(shí)現(xiàn)了防水和防雨功能。
其中,所述動(dòng)觸點(diǎn)通過動(dòng)觸片連接負(fù)載端。
其中,所述靜觸點(diǎn)通過靜觸片連接電力線。
其中,所述斷路開關(guān)是由所述動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)形成的開關(guān)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1A和圖1B分別是GFCI插頭的外觀圖;
圖2是GFCI插頭的分解視圖;圖3是永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)的直觀圖;圖4是永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)的分解視圖;圖5A是永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)分?jǐn)鄷r(shí)的效果圖,其中圖5B是圖5A的A向部分視圖;圖6A是永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)接通時(shí)的效果圖,其中圖6B是圖6A的A向部分視圖;。
圖7是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1至圖6,本實(shí)用新型的永磁式GFCI插頭,包括殼體和永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)。
殼體包括上蓋102,103、下蓋106。該殼體可以制成防水殼體。作為防水殼體,該防水殼體包括薄膜面板101,前上蓋102、后上蓋103、防水接頭104、防水橡膠圈105和下蓋106,其中薄膜面板101包括指示燈顯示窗口1013、分?jǐn)喟存I1011、接通按鍵1012。
在上蓋與下蓋之間安裝防水橡膠圈105,在上蓋的正面設(shè)有薄膜面板101,在殼體的負(fù)載線連接端口處設(shè)置防水接頭104,由此實(shí)現(xiàn)防水和防雨功能。
永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)固定在防水殼體內(nèi),包括一個(gè)支架組件218,具有一個(gè)橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱;一個(gè)鐵芯204,與所述鐵芯連接柱連接在一起,并置入線圈架209內(nèi);一個(gè)彈簧208,套在鐵芯連接柱上,并位于線圈架209內(nèi)的凸臺(tái)與支架組件橫梁下緣之間;分?jǐn)嗑€圈211和接通線圈210,分別纏繞在線圈架209上;一個(gè)永磁體212,位于與鐵芯相對(duì)的位置;一對(duì)動(dòng)觸片206,位于與所述支架壓柱相對(duì)的位置,并可由支架壓柱觸壓,所述動(dòng)觸片的一端設(shè)有動(dòng)觸點(diǎn)205;一對(duì)靜觸點(diǎn)303,位于與動(dòng)觸點(diǎn)205相對(duì)的位置。
當(dāng)接通線圈210通電產(chǎn)生使鐵芯204與永磁體212分離的磁力時(shí),在彈簧的回復(fù)力作用下,支架組件218移動(dòng)并恢復(fù)到所述支架壓柱不觸壓動(dòng)觸片206的位置,從而使所述動(dòng)觸點(diǎn)205在動(dòng)觸片206彈力作用下與靜觸點(diǎn)303接觸。
參見圖2、圖4,永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)通過螺釘306固定在防水殼體內(nèi)。永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括支架組件218、動(dòng)觸銀點(diǎn)205、動(dòng)觸片206、鉚釘207、彈簧208、線圈架209、分?jǐn)嗑€圈211、接通線圈210、永磁體212、屏蔽罩213、分?jǐn)噍p觸開關(guān)215、接通輕觸開關(guān)216、磁環(huán)架217和電路板214,其中支架組件218由支架體202、支架壓塊203、壓塊螺釘201和鐵芯204組合在一起形成。
參見圖5A、圖6A,支架組件218的橫截面為“門”型,即包括一個(gè)橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱(如圖5A、圖6A所示,位于支架組件的左側(cè))和鐵芯連接柱(如圖5A、圖6A所示,位于支架組件的右側(cè))。支架壓柱與支架壓塊203固定連接,或者形成一體。鐵芯連接柱與鐵芯204連接在一起,例如注塑在一起,并置入線圈架209內(nèi)。彈簧208套在鐵芯連接柱上,并位于線圈架209內(nèi)的凸臺(tái)與支架組件橫梁下緣之間(參見圖5A、圖6A)。
兩個(gè)動(dòng)觸片206的一端分別固定在電路板214上,其另一端設(shè)有動(dòng)觸銀點(diǎn)205,并延伸到與支架壓塊203相對(duì)應(yīng)的位置(參見圖3)。
左、右靜觸片302、301的前端是電源插腳,其后端設(shè)有靜觸銀點(diǎn)303(參見圖2)。組裝時(shí),左、右靜觸片302、301被固定在殼體上(參見圖1B),使靜觸銀點(diǎn)303位于與動(dòng)觸銀點(diǎn)205相對(duì)的位置,以形成觸點(diǎn)對(duì)(參見圖5B、圖6B)。此外,還設(shè)有地線連接片304、地線插腳305、接線端子307、壓線鏍釘308和壓線板309。
分?jǐn)噍p觸開關(guān)215和接通輕觸開關(guān)216分別為觸摸開關(guān),它們分別相當(dāng)于圖7中的開關(guān)TEST和開關(guān)K3。
此外,本實(shí)用新型的永磁式GFCI插頭還設(shè)有一個(gè)壓敏電阻(參見圖7),其一端連接一條電力線,其另一端通過一個(gè)負(fù)載端和斷路開關(guān)連接另一條電力線。
由于壓敏電阻不是直接并聯(lián)在電力線的輸入端,而是經(jīng)由負(fù)載端和斷路開關(guān)并聯(lián)在電力線上,這樣可以利用GFCI固有的漏電檢測磁環(huán)檢測壓敏電阻的失效電流,如同漏電保護(hù)一樣,當(dāng)壓敏電阻的失效電流超過一定值時(shí),使斷路開關(guān)切斷,從而實(shí)現(xiàn)自診斷功能,即對(duì)壓敏電阻的自診斷功能。
其中,所述動(dòng)觸點(diǎn)205通過動(dòng)觸片206連接負(fù)載端。所述靜觸點(diǎn)303通過靜觸片301,302連接電力線。而所述斷路開關(guān)是由所述動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)形成的開關(guān)。
下面參照?qǐng)D1-圖7說明書本實(shí)用新型的工作原理。
GFCI的靜觸片301、302和地線插腳接入電源后電路板214將帶電處于工作狀態(tài),這時(shí)按下接通按鍵1012,接通輕觸開關(guān)216也隨之被壓下而導(dǎo)通,即圖7中的K3被導(dǎo)通,由圖7可以看出K3的一端經(jīng)二極管D1電阻R5和線圈J2(分?jǐn)嗑€圈211)與電源相線連接。K3的另一端經(jīng)電阻R4,電容C7和電阻R3與電源的零線連接。當(dāng)K3導(dǎo)通時(shí)電阻R3的上端產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào),此脈沖信號(hào)使可控硅VD5導(dǎo)通,這時(shí)便有較大的電流通過VD5和與VD5連接的線圈J1(接通線圈210),通電線圈產(chǎn)生的電磁力使支架組件218隨之向上運(yùn)動(dòng),向上運(yùn)動(dòng)的結(jié)果就是使支架組件不再壓住動(dòng)觸片206。這樣動(dòng)觸片在自身反彈力的作用下向上運(yùn)動(dòng)。動(dòng)觸銀點(diǎn)205與靜觸301,302上的銀點(diǎn)303接觸,也就是說這時(shí)電源可以通過靜觸銀點(diǎn)303與動(dòng)觸銀點(diǎn)205的連接而傳遞到負(fù)載端(Load)。
圖6A、圖6B是GFCI接通后的效果圖,從圖上可以看出,銀點(diǎn)303與銀點(diǎn)205已經(jīng)通過,支架組件218與動(dòng)觸片206已經(jīng)分開,支架組件218的鐵芯204端與永磁體212已經(jīng)分開,并且彈簧208的反作用力將這種分開狀態(tài)保持住。
GFCI分?jǐn)嗪蟮男Ч麍D如圖5A和圖5B所示,這時(shí)支架組件218的鐵芯204端與永磁體212已經(jīng)結(jié)合在一起,另一端向下壓住動(dòng)觸片206使動(dòng)觸銀點(diǎn)205與靜觸銀點(diǎn)303分離,并且用永磁體212與支架組件中的鐵芯204間的吸合力保持這種分?jǐn)酄顩r直到再次按下接通按鍵1012。
GFCI的分?jǐn)嗍怯捎诰€路自身存在漏電故障或中性線接地故障或人為的按下分?jǐn)喟存I。
線路存在漏電故障或中性線接地故障時(shí)(圖7所示)檢測磁環(huán)N1可以檢測到該種故障并將檢測結(jié)果送到IC(集成塊)的2腳和3腳,經(jīng)IC放大,此放大的信號(hào)一旦達(dá)到設(shè)定的門限值時(shí),IC的7腳便輸出一個(gè)脈沖信號(hào),該信號(hào)直接被送到可控硅VD7的觸發(fā)端使VD7導(dǎo)通。導(dǎo)通后便有一個(gè)較大的電流通過VD7和與VD7相連的線圈J2(分?jǐn)嗑€圈211)。分?jǐn)嗑€圈211通電產(chǎn)生的電磁力使支架組件218向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)壓住動(dòng)觸片206一起向下運(yùn)動(dòng)直至使動(dòng)觸銀點(diǎn)205與靜觸銀點(diǎn)303完全分開,并且此時(shí)的永磁體已牢牢的吸住支架組件中鐵芯204將這種斷開狀態(tài)保持住。
當(dāng)人為按下分?jǐn)喟存I1011時(shí),位于分?jǐn)喟存I1011下方的分?jǐn)噍p觸開關(guān)215也隨之下移,至使圖7中的TEST開關(guān)閉合。此TEST開關(guān)的一端與負(fù)載端的相線連接,另一端通過R0與電源端的零線相連。閉合的結(jié)果就使得該回路上有一個(gè)電流通過,此電流就是模擬漏電故障的一個(gè)電流,該漏電流產(chǎn)生的結(jié)果就使得GFCI分?jǐn)?。分?jǐn)嗟脑砼c上段文字中說明的一致。GFCI的分?jǐn)嗑驼媚苷f明該裝置處于良好狀態(tài),達(dá)到了檢測GFCI是否正常的目的。
本實(shí)用新型還提供了GFCI自診斷功能。由于GFCI經(jīng)常會(huì)因使用環(huán)境或不正當(dāng)使用造成損壞,而這種損壞若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)就有可能造成嚴(yán)重后果,例如壓敏電阻的失效保護(hù)。本實(shí)用新型的壓敏電阻跨接在電源相線與負(fù)載端零線上。正常時(shí)由于壓敏電阻本身可視作斷路狀況其漏電流在μA級(jí)不會(huì)影響GFCI正常工作。但因不良因素影響壓敏的漏電流達(dá)到5mA時(shí)GFCI的檢測磁環(huán)便會(huì)檢測到這個(gè)微小電流并傳送到IC使GFCI分?jǐn)?其分段原理與漏電保護(hù)相同)。同時(shí)又使壓敏電阻斷開與電源的連接,保證了壓敏和GFCI本身不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
權(quán)利要求1.一種帶自診斷功能的永磁式防水型GFCI插頭,其特征在于包括一個(gè)防水殼體,包括上蓋(102,103)、下蓋(106),其中在上蓋與下蓋之間安裝防水橡膠圈(105),在上蓋的正面設(shè)有薄膜面板(101),在殼體的負(fù)載線連接端口處設(shè)置防水接頭(104);一個(gè)永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu),固定在防水殼體內(nèi),包括一個(gè)支架組件(202),具有一個(gè)橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱;一個(gè)鐵芯(204),與所述鐵芯連接柱連接在一起,并置入線圈架(209)內(nèi);一個(gè)彈簧(208),套在鐵芯連接柱上,并位于線圈架(209)內(nèi)的凸臺(tái)與支架組件橫梁下緣之間;分?jǐn)嗑€圈(211)和接通線圈(210),分別纏繞在線圈架(209)上;一個(gè)永磁體(212),位于與鐵芯相對(duì)的位置;一對(duì)動(dòng)觸片(206),位于與所述支架壓柱相對(duì)的位置,并可由支架壓柱觸壓,所述動(dòng)觸片的一端設(shè)有動(dòng)觸點(diǎn)(205);一對(duì)靜觸點(diǎn)(303),位于與動(dòng)觸點(diǎn)(205)相對(duì)的位置;以及一個(gè)壓敏電阻,其一端連接一條電力線,其另一端通過斷路開關(guān)連接另一條電力線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI插頭,其特征在于,所述動(dòng)觸點(diǎn)(205)通過動(dòng)觸片(206)連接負(fù)載端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI插頭,其特征在于,所述靜觸點(diǎn)(303)通過靜觸片(301,302)連接電力線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI插頭,其特征在于,所述斷路開關(guān)是由所述動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)形成的開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶自診斷功能的永磁式防水型GFCI插頭,包括一個(gè)防水殼體和一個(gè)永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)。永磁式動(dòng)作機(jī)構(gòu)固定在所述殼體內(nèi),包括一個(gè)支架組件,具有一個(gè)橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱;一個(gè)鐵芯,與所述鐵芯連接柱連接在一起,并置入線圈架內(nèi);一個(gè)彈簧,套在鐵芯連接柱上,并位于線圈架內(nèi)的凸臺(tái)與支架組件橫梁下緣之間;分?jǐn)嗑€圈和接通線圈,分別纏繞在線圈架上;一個(gè)永磁體,位于與鐵芯相對(duì)的位置;一對(duì)動(dòng)觸片,位于與所述支架壓柱相對(duì)的位置,并可由支架壓柱觸壓,所述動(dòng)觸片的一端設(shè)有動(dòng)觸點(diǎn);一對(duì)靜觸點(diǎn),位于與動(dòng)觸點(diǎn)相對(duì)的位置;一個(gè)壓敏電阻,其一端連接一條電力線,其另一端通過斷路開關(guān)連接另一條電力線。
文檔編號(hào)H01H83/02GK2773890SQ20052000509
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者陳伍勝, 戴勇, 李小勇 申請(qǐng)人:希珂爾電氣有限公司