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。而對于洗車場，野外工地等需要使用移動用電設(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插頭在接通時要靠一個電磁線圈通電產(chǎn)生的電磁力來保持接通狀況，當(dāng)有電路故障時GFCI內(nèi)部芯片發(fā)出一個信號，使電磁線圈斷電從而GFCI分?jǐn)?。由此可見這種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)計出一種盡量節(jié)能的GFCI產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本實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診斷壓敏電阻的故障。
本實用新型的上述目的是這樣實現(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；一個永磁式動作機(jī)構(gòu)，固定在防水殼體內(nèi)，包括
一個支架組件，具有一個橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱；一個鐵芯，與所述鐵芯連接柱連接在一起，并置入線圈架內(nèi)；一個彈簧，套在鐵芯連接柱上，并位于線圈架內(nèi)的凸臺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；一個永磁體，位于與鐵芯相對的位置；一對動觸片，位于與所述支架壓柱相對的位置，并可由支架壓柱觸壓，所述動觸片的一端設(shè)有動觸點；一對靜觸點，位于與動觸點相對的位置；以及一個壓敏電阻，其一端連接一條電力線，其另一端通過一個負(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，在彈簧的回復(fù)力作用下，支架組件移動并恢復(fù)到所述支架壓柱不觸壓動觸片的位置，從而使所述動觸點在動觸片彈力作用下與靜觸點接觸。
由此可見，本實用新型的動觸點與靜觸點的接觸是在動觸片彈力的作用下實現(xiàn)的，因此接通線圈只需要短時間通電，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，使斷路開關(guān)切斷，從而實現(xiàn)自診斷功能，即對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，從而實現(xiàn)了防水和防雨功能。
其中，所述動觸點通過動觸片連接負(fù)載端。
其中，所述靜觸點通過靜觸片連接電力線。
其中，所述斷路開關(guān)是由所述動觸點和靜觸點形成的開關(guān)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(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是永磁式動作機(jī)構(gòu)的直觀圖；圖4是永磁式動作機(jī)構(gòu)的分解視圖；圖5A是永磁式動作機(jī)構(gòu)分?jǐn)鄷r的效果圖，其中圖5B是圖5A的A向部分視圖；圖6A是永磁式動作機(jī)構(gòu)接通時的效果圖，其中圖6B是圖6A的A向部分視圖；。
圖7是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1至圖6，本實用新型的永磁式GFCI插頭，包括殼體和永磁式動作機(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，由此實現(xiàn)防水和防雨功能。
永磁式動作機(jī)構(gòu)固定在防水殼體內(nèi)，包括一個支架組件218，具有一個橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱；一個鐵芯204，與所述鐵芯連接柱連接在一起，并置入線圈架209內(nèi)；一個彈簧208，套在鐵芯連接柱上，并位于線圈架209內(nèi)的凸臺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；一個永磁體212，位于與鐵芯相對的位置；一對動觸片206，位于與所述支架壓柱相對的位置，并可由支架壓柱觸壓，所述動觸片的一端設(shè)有動觸點205；一對靜觸點303，位于與動觸點205相對的位置。
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，在彈簧的回復(fù)力作用下，支架組件218移動并恢復(fù)到所述支架壓柱不觸壓動觸片206的位置，從而使所述動觸點205在動觸片206彈力作用下與靜觸點303接觸。
參見圖2、圖4，永磁式動作機(jī)構(gòu)通過螺釘306固定在防水殼體內(nèi)。永磁式動作機(jī)構(gòu)包括支架組件218、動觸銀點205、動觸片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)的凸臺與支架組件橫梁下緣之間(參見圖5A、圖6A)。
兩個動觸片206的一端分別固定在電路板214上，其另一端設(shè)有動觸銀點205，并延伸到與支架壓塊203相對應(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303(參見圖2)。組裝時，左、右靜觸片302、301被固定在殼體上(參見圖1B)，使靜觸銀點303位于與動觸銀點205相對的位置，以形成觸點對(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，本實用新型的永磁式GFCI插頭還設(shè)有一個壓敏電阻(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，使斷路開關(guān)切斷，從而實現(xiàn)自診斷功能，即對壓敏電阻的自診斷功能。
其中，所述動觸點205通過動觸片206連接負(fù)載端。所述靜觸點303通過靜觸片301，302連接電力線。而所述斷路開關(guān)是由所述動觸點和靜觸點形成的開關(guān)。
下面參照圖1-圖7說明書本實用新型的工作原理。
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)通時電阻R3的上端產(chǎn)生一個脈沖信號，此脈沖信號使可控硅VD5導(dǎo)通，這時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隨之向上運動，向上運動的結(jié)果就是使支架組件不再壓住動觸片206。這樣動觸片在自身反彈力的作用下向上運動。動觸銀點205與靜觸301，302上的銀點303接觸，也就是說這時電源可以通過靜觸銀點303與動觸銀點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303與銀點205已經(jīng)通過，支架組件218與動觸片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，另一端向下壓住動觸片206使動觸銀點205與靜觸銀點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(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，此放大的信號一旦達(dá)到設(shè)定的門限值時，IC的7腳便輸出一個脈沖信號，該信號直接被送到可控硅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向下運動。同時壓住動觸片206一起向下運動直至使動觸銀點205與靜觸銀點303完全分開，并且此時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，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電流通過，此電流就是模擬漏電故障的一個電流，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。
本實用新型還提供了GFCI自診斷功能。由于GFCI經(jīng)常會因使用環(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。正常時由于壓敏電阻本身可視作斷路狀況其漏電流在μA級不會影響GFCI正常工作。但因不良因素影響壓敏的漏電流達(dá)到5mA時GFCI的檢測磁環(huán)便會檢測到這個微小電流并傳送到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)；一個永磁式動作機(jī)構(gòu)，固定在防水殼體內(nèi)，包括一個支架組件(202)，具有一個橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱；一個鐵芯(204)，與所述鐵芯連接柱連接在一起，并置入線圈架(209)內(nèi)；一個彈簧(208)，套在鐵芯連接柱上，并位于線圈架(209)內(nèi)的凸臺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；一個永磁體(212)，位于與鐵芯相對的位置；一對動觸片(206)，位于與所述支架壓柱相對的位置，并可由支架壓柱觸壓，所述動觸片的一端設(shè)有動觸點(205)；一對靜觸點(303)，位于與動觸點(205)相對的位置；以及一個壓敏電阻，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，所述動觸點(205)通過動觸片(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(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)是由所述動觸點和靜觸點形成的開關(guān)。
專利摘要本實用新型是一種帶自診斷功能的永磁式防水型GFCI插頭，包括一個防水殼體和一個永磁式動作機(jī)構(gòu)。永磁式動作機(jī)構(gòu)固定在所述殼體內(nèi)，包括一個支架組件，具有一個橫梁和位于橫梁兩側(cè)的支架壓柱和鐵芯連接柱；一個鐵芯，與所述鐵芯連接柱連接在一起，并置入線圈架內(nèi)；一個彈簧，套在鐵芯連接柱上，并位于線圈架內(nèi)的凸臺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；一個永磁體，位于與鐵芯相對的位置；一對動觸片，位于與所述支架壓柱相對的位置，并可由支架壓柱觸壓，所述動觸片的一端設(shè)有動觸點；一對靜觸點，位于與動觸點相對的位置；一個壓敏電阻，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H01H83/02GK2773890SQ20052000509
公開日2006年4月19日 申請日期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 申請人:希珂爾電氣有限公司