帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器的製作方法
2023-05-09 21:20:31
專利名稱：帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種漏電流檢測斷路器(LCDI)，特別涉及一個具有防火功能的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器。
背景技術：
隨著人們安全意識的不斷增強，生活水平的不斷提高，迫切要求製造商能夠提供更多的，性能更優越的電氣安全產品。
目前，世界上的電氣安全產品種類很多，例如過電流保護器、過電壓保護器、漏電保護器等。然而，這些保護器有時對一些特殊情況不能提供有效保護，例如一些電線埋於地毯之下或隱藏於各種家具之後，由於不小心這些隱藏的電線經常會被壓斷或被老鼠等小動物咬斷，這時就存在相當大安全隱患。特別是連接空調等大功率家用電器的電線被損壞時就能有著火，爆炸等嚴重危險發生。因此需要有一種電氣安全裝置能在發生以上危險之前將電路斷開。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有防火功能的防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，以便對著火或壓擠使電源線破損時的情況提供斷電保護，以及對電路中存在漏電流的情況提供斷電保護。
本發明同樣適應於接地故障斷路器(GFCI)裝置，電弧故障斷路器裝置(AFCI)，浸入式探測斷路器(IDCI)，電器漏電斷路器(ALCI)、電子漏電斷路器(ELCI)等電氣安全保護裝置。
本發明的上述目的是這樣實現的，一種帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，包括一個漏電檢測單元，當出現漏電事故時，漏電檢測單元的感應線圈檢測通過流經相線和中線的不平衡電流，使脫扣線圈通電，由此斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸；所述漏電流檢測斷路器還包括一個防火單元，包括分別連接電網相線和中線的兩個整流元件、分別與所述兩個整流元件串接的一個降壓元件和從所述降壓元件引出的防火連接端；一條防火屏蔽線，該防火屏蔽線的相線芯線和中線芯線分別連接漏電流檢測斷路器的相線和中線輸出端，並且被一條銅編織線包圍，該銅編織線的一端連接所述防火單元的防火連接端。
由於有了上述結構，當防火屏蔽線中的所述銅編織線接觸相線芯線和/或中線芯線時，所述防火單元產生對相線和/或中線的分流，感應線圈由此可以檢測流經相線和中線的不平衡電流，使脫扣線圈通電，從而斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸。
其中，所述脫扣機構包括一個下端有卡槽的復位按鍵，所述卡槽適合於卡住連結脫扣線圈鐵芯的鎖片。
其中，所述鎖片穿過脫扣機構的平衡架，所述脫扣機構的動觸片置於所述平衡架上。
其中，在所述鎖片與所述復位按鍵卡槽之間存在卡接狀態和脫離狀態。
所述卡接狀態是復位按鍵下壓過程中由於所述鎖片在鐵芯壓簧作用下推進卡槽卡住復位按鍵的狀態。
所述脫離狀態是在脫扣線圈通電時，所述鎖片在鐵芯帶動下，沿著與鐵芯壓簧移動的反方向移動而離開卡槽的狀態。
其中，當所述鎖片處於與卡槽卡接狀態時，所述平衡架和置於其上的動觸片隨著所述復位按鍵向上移動，由此驅動動觸片的動觸點與靜觸點接觸。
當所述鎖片處於與所述卡槽脫離狀態時，平衡架和動觸片在動觸片的回彈力作用下，回到原始位置，從而使動觸點與靜觸點脫離接觸。
其中，所述鎖片有一個卡住所述鐵芯的開口，該開口從鎖片的轉角處開始。
其中，所述的整流元件是整流二極體。
其中，所述的兩個整流二極體的陰極接在一起，其陽極分別接到電網的L線和N線上。或所述的兩個整流二極體的陽極連接在一起，其陰極分別連接到電網的L線和N線上。
本發明的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器還包括一個用於測試的按鍵，該按鍵由天然橡膠與導電薄片共同組成，其露在漏電流檢測斷路器上蓋外的部分呈橢圓形。
其中，所述脫扣機構的脫扣線圈被一個環狀的屏蔽罩包圍。
其中，所述防火屏蔽線包含一個線卡，此線卡固定在防火屏蔽線靠近漏電流檢測斷路器的一端，並且有一部分被壓在上蓋與下蓋之間，起到防止防火線從LCDI插頭內拔出的作用。
其中，所述防火屏蔽線連接一個插座。
其中，所述插座包括一個指示器，該指示器的一端連接所述防火單元的防火連接端，另一端連接中線。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
圖1-1、圖1-2、圖1-3、圖1-4、圖1-5是本發明的漏電流檢測斷路器的外觀圖；圖2是本發明的漏電流檢測斷路器的分解視圖；圖3是本發明的漏電流檢測斷路器的脫扣機構處於接通時的狀態圖；圖4是本發明的漏電流檢測斷路器的脫扣機構處於分斷時的狀態圖；圖5是本發明的漏電流檢測斷路器的電原理圖。
具體實施例方式
本發明漏電流檢測斷路器具有二種主要功能，其一是因著火或壓擠使電源線破損時的斷電保護功能。其二是因電路中存在漏電流時的斷電保護功能。
實現上述二種功能的該斷路器包括一個絕緣殼體，一個電子元件組成部件和一個脫扣機構。
參見圖1-1、圖1-2、圖1-3、圖1-4、圖1-5和圖2，殼體包括上蓋101，下蓋102和四枚將上蓋下蓋固定在一起的堅固螺釘103。
電子元件組成部件包括電路板201、磁環架202、測試按鍵203、磁環204和圖5所示的所有電子元器件。
脫扣機構包括復位按鍵301、復位彈簧302、屏蔽罩303、屏蔽擋板304、線圈骨架305、螺線管316、鐵芯彈簧306、鐵芯307、鎖片308、平衡架309、銅鉚釘3101，3102、動觸片3111，3112、動觸銀點3121，3122、線圈罩313、靜觸銀點3141，3142及靜觸3151，3152。
本發明的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，包括一個屬於已知技術的漏電檢測單元，包括如圖5中的檢測線圈N1、漏電檢測集成電路IC1以及接通和斷開脫扣線圈電源的晶閘管VD7，當出現漏電事故時，漏電檢測單元的感應線圈N1檢測通過流經相線L和中線N的不平衡電流，使脫扣線圈J2(即圖2-圖4中的螺線管316)通電，由此斷開脫扣機構的動/靜觸點(即圖2-圖4中的動觸銀點3121、3 122和靜觸銀點3141、3142，其中一對動觸銀點和靜觸銀點構成圖5中的開關K1或K2)的接觸；所述漏電流檢測斷路器還包括本發明的一個防火單元(如圖5中所示的整流二極體D2、D3和電阻R4)，包括分別連接電網的相線和中線的兩個整流元件(如整流二極體D2、D3)、分別與所述兩個整流元件串接的一個降壓元件(如電阻R4)和從所述降壓元件引出的防火連接端(位於圖5中的最右側上端的端點)。
一條防火屏蔽線317(參見圖2)，該防火屏蔽線的相線芯線和中線芯線(圖中未示出)分別連接漏電流檢測斷路器的相線和中線輸出端L和N，並且被一條銅編織線(圖中未示出)包圍，該銅編織線的一端連接所述防火單元的防火連接端(位於圖5中的最右側上端的端點)。
由於有了上述結構，當防火屏蔽線中的所述銅編織線接觸相線芯線和/或中線芯線時，所述防火單元產生對相線和/或中線的分流，例如當防火屏蔽線中銅編織線接觸相線芯線時(相當於圖5中最右側的端點L與其上的防火連接端點接觸)，使電網相線原來流過通過感應線圈N1線路的一部分電流經由D3、R4分流，感應線圈N1由此可以檢測流經相線和中線的不平衡電流，使脫扣線圈J2通電，從而斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸(即圖5中的開關K1和K2斷開)。
所述脫扣機包括一個下端有卡槽300的復位按鍵301，所述卡槽300適合於卡住連結脫扣線圈鐵芯307的鎖片308。
所述鎖片308穿過脫扣機構的平衡架309，所述脫扣機構的動觸片3112、3111置於所述平衡架309上。
在所述鎖片308與所述復位按鍵卡槽300之間存在卡接狀態和脫離狀態。
所述卡接狀態是復位按鍵下壓過程中由於所述鎖片308在鐵芯壓簧306作用下推進卡槽300卡住復位按鍵的狀態。
所述脫離狀態是在脫扣線圈J2(螺線管316)通電時，所述鎖片308在鐵芯307帶動下，沿著與鐵芯壓簧306移動的反方向移動而離開卡槽300的狀態。
當所述鎖片308處於與卡槽300卡接狀態時，所述平衡架309和置於其上的動觸片3112、3111隨著所述復位鍵上移(由復位彈簧302帶動上移)而移動，由此驅動動觸片3112、3111的動觸點3121、3122與靜觸點3141、3142接觸。
當所述鎖片308處於與所述卡槽300脫離狀態時，平衡架309和動觸片3112、3111在其動觸片3112、3111回彈力作用下，回到原始位置，從而使動觸點與靜觸點脫離接觸。
所述鎖片308有一個卡住所述鐵芯307的開口(參見圖2)，該開口從鎖片的轉角處開始。
所述的整流元件是整流二極體。
所述的兩個整流二極體D2、D3的陰極接在一起，其陽極分別接到電網的L線和N線上。或所述的兩個整流二極體D2、D3的陽極連接在一起，其陰極分別接到電網的L線和N線上。
本發明的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器還包括一個用於測試的按鍵203(參見圖2)，該按鍵由天然橡膠與導電薄片共同組成，其露在漏電流檢測斷路器上蓋外的部分呈橢圓形。
所述脫扣機構的脫扣線圈316被一個方形的屏蔽罩303包圍。
所述防火屏蔽線317包含一個線卡，此線卡固定在防火屏蔽線靠近漏電流檢測斷路器的一端，並且有一部分被壓在上蓋與下蓋之間。起到防止防火線從LCDI插頭內拔出的作用。
所述防火屏蔽線連接一個插座(未示出)。
所述插座包括一個指示器(如圖5中的D4、D5和R9)，該指示器的一端連接所述防火單元的防火連接端，另一端連接中線。
下面參照圖2-5對本發明的漏電流檢測斷路器(LCDI)進行詳細說明。
LCDI是一種電源連接器，使用前須將LCDI插入電源插孔中，此時靜觸片3151、3152與靜觸銀點3141、3142已經帶電，由於LCDI處於分斷狀態，因此動觸片3111、3112與動觸銀點3121、3122及LCDI所連接的用電器都處於不帶電的狀態，按下復位鍵301使之向下移動，當復位鍵301下端的卡槽300到達鎖片308位置時，鎖片308在鐵芯壓簧(306)的彈力作用下向前移動，直至卡在復位按鍵301的卡槽300內。當停止下壓復位按鍵301時，復位按鍵301就在復位彈簧302的彈力作用下向上移動，復位按鍵301的移動也會帶著鎖片308向上移動，因為鎖片308是穿過平衡架309的，因此平衡架309也向上移動，這時置於平衡架309上的動觸片3111、3112也被迫向上移動，直至動觸銀點3121、3122與靜觸銀點3141、3142緊密的接合在一起。並且這種接通狀態將在復位彈簧302的彈力作用下維持著。
以上所述是LCDI的復位及保持接通的情況。下面要分別描述LCDI的兩種保護功能是如何實現的。
首先來分析LCDI的漏電保護功能，如圖5所示，若電路中存在漏電。當漏電達到4-6mA時，此漏電信號會被檢測磁環N1檢測到，並同時轉變成電壓信號，經集成塊IC1處理。同時集成塊IC1的7腳輸出一個脈衝信號到可控矽VD7的觸發極使VD7導通。導通的結果使得螺線管J2(316)中有一個大的電流通過。電流通過螺線管產生的電磁力拖動鐵芯307快速移動，一旦與鐵芯307卡在一起的鎖片308被拖出復位按鍵301下端的卡槽300時，復位按鍵便在復位彈簧302的彈力作用下向上跳起。因為這時平衡架309不再被復位按鍵301拉住，平衡架309便連同動觸片3111、3112一起在動觸片3111、3112的回彈力作用下回落到起始位置，即圖4中的斷開狀態。
每二個功能便是LCDI的防火功能。這個功能的實現主要靠防火屏蔽線317和圖5中的R4、D2、D3等的共同作用。這裡所說的防火屏蔽線317包括線卡、防火屏蔽銅線編織層和編織層內的三芯電纜。當由於著火或擠壓使得相線L或中線N與屏蔽編織銅線相碰時。一個電流便穿過檢測磁環N1在電阻R4和二極體D3或二極體D2中流過。使得流過中線N和相線L中的電流不平衡，即等效於電路中存在了漏電情況。漏電被檢測磁環N1(204)檢測到後送入集成塊IC1經集成塊IC1放大處理後集成塊IC17腳輸出一個脈衝信號到可控矽VD7的觸發極。使可控矽VD7導通。同時一個大的電流便通過了螺線管J2(316)，電流通過螺線管產生的電磁力拖動鐵芯307快速移動，一旦與鐵芯307卡在一起的鎖片308被拖出復位按鍵301下端的卡槽300時，復位按鍵301便在復位彈簧302的彈力作用下向上跳起。因為這時平衡架309不再被復位按鍵301拉住，平衡架309便連同動觸片3111、3112一起在動觸片3111、3112的回彈力作用下回落到起始位置，即圖4中的斷開狀態。
其次，本發明所提及的LCDI具有防火屏蔽系統完整性指示功能。
由於某種原因使LCDI出現類似屏蔽層斷開等故障，如果此時還將LCDI復位而此時的LCDI已沒有必要的保護功能。那麼就存在了嚴重的安全隱患。基於這種原因，本發明提及的LCDI設計了防火屏蔽系統完整性指示系統，可以提醒用戶拆除已出現故障的LCDI產品。如圖五所示，防火屏蔽線完整時，微小的電流經過D4、R9、和D5使D5發光，D5的正常發光可以說明防火屏蔽系統的完整性，反之D5不能正常發光時說明LCDI已出現故障。
權利要求
1.一種帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，包括一個漏電檢測單元，當出現漏電事故時，漏電檢測單元的感應線圈檢測通過流經相線和中線的不平衡電流，使脫扣線圈通電，由此斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸；所述漏電流檢測斷路器還包括一個防火單元，包括分別連接電網的相線和中線的兩個整流元件、分別與所述兩個整流元件串接的一個降壓元件和從所述降壓元件引出的防火連接端；一條防火屏蔽線，該防火屏蔽線的相線芯線和中線芯線分別連接漏電流檢測斷路器的相線和中線輸出端，並且被一條銅編織線包圍，該銅編織線的一端連接所述防火單元的防火連接端。
2.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述脫扣機構包括一個下端有卡槽的復位按鍵，所述卡槽適合於卡住連結脫扣線圈鐵芯的鎖片。
3.根據權利要求1、2所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述鎖片穿過脫扣機構的平衡架，所述脫扣機構的動觸片置於所述平衡架上。
4.根據權利要求1、2所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，在所述鎖片與所述復位按鍵卡槽之間存在卡接狀態和脫離狀態，其中，所述卡接狀態是復位按鍵下壓過程中由於所述鎖片在鐵芯壓簧作用下推入卡槽卡住復位按鍵的狀態；其中，所述脫離狀態是在脫扣線圈通電時，所述鎖片在鐵芯帶動下，沿著與鐵芯壓簧移動的反方向移動而離開卡槽的狀態。
5.根據權利要求1、2所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，當所述鎖片處於與卡槽卡接狀態時，所述平衡架和置於其上的動觸片隨著所述復位鍵上移而向上移動，由此驅動動觸片的動觸點與靜觸點接觸；當所述鎖片處於與所述卡槽脫離狀態時，平衡架和動觸片在動觸片的回彈力作用下，回到原始位置，從而使動觸點與靜觸點脫離接觸。
6.根據權利要求1、2所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述鎖片有一個卡住所述鐵芯的開口，該開口從鎖片的轉角處開始。
7.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述的整流元件是整流二極體。
8.根據權利要求7所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述的兩個整流二極體的陰極接在一起，其陽極分別接到電網的L線和N線上。
9.根據權利要求7所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，所述的兩個整流二極體的陽極連接在一起，其陰極分別接到電網的L線和N線上。
10.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，還包括一個用於測試的按鍵，該按鍵由天然橡膠與導電薄片共同組成，其露在漏電流檢測斷路器上蓋外的部分呈橢圓形。
11.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述脫扣機構的脫扣線圈被一個方形的屏蔽罩包圍。
12.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述防火屏蔽線包含一個線卡，此線卡固定在防火屏蔽線靠近漏電流檢測斷路器的一端，並且有一部分被壓在上蓋與下蓋之間，起到防止防火線從LCDI插頭內拔出的作用。
13.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述防火屏蔽線連接一個插座。
14.根據權利要求1所述的帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，其中，所述插座包括一個指示器，該指示器的一端連接所述防火單元的防火連接端，另一端連接中線。
全文摘要
本發明公開了一種帶防火屏蔽的漏電流檢測斷路器，包括一個漏電檢測單元，當出現漏電事故時，感應線圈檢測通過流經相線和中線的不平衡電流，從而斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸；一個防火單元，包括分別連接電網的相線和中線的兩個整流元件、分別與兩個整流元件串接的降壓元件和從降壓元件引出的防火連接端；一條防火屏蔽線，至少其中的相線和中線芯線分別連接漏電流檢測斷路器的相線和中線輸出端，並且被一條銅編織線包圍，該銅編織線的一端連接所述防火單元的防火連接端；當所述銅編織線接觸相線芯線和/或中線芯線時，所述防火單元產生對相線和/或中線的分流，導致流經相線和中線的不平衡電流，從而斷開脫扣機構的動/靜觸點的接觸。
文檔編號H01H71/10GK1988099SQ20051013261
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優先權日2005年12月23日
發明者陳伍勝, 王富, 戴勇, 李小勇, 宋懷印 申請人:通領科技集團有限公司