[发明专利]包含响应第一跳闸电路提供重复信号故障的第二跳闸电路的电气开关设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及电气开关设备，特别涉及这样的设备：其包含跳闸电 路，例如基于微处理器的跳闸电路。本发明也涉及电弧故障或接地故障电 路中断器，例如插座。

背景技术

接地故障电路中断器(GFCI)包括例如接地故障断路器、接地故障插 座以及线缆(cord)安装的接地故障保护装置。GFCI与电弧故障电流中 断器(AFCI)在现有技术中是公知的。接地故障与电弧故障断路器的实例 在美国专利No.4,081,852、5,260,676、5,293,522、5,892,593、5,896,262中 公开。

美国消费品安全委员会(CPSC)和电路保护工业担心AFCI与GFCI 装置故障而用户不知道不存在对应的电弧故障或接地故障保护。由于AFCI 与GFCI安全与保护要求变得相对较为复杂，基于微处理器的解决方案变 得更有必要。然而，微处理器作为其复杂性的结果通常为良好设计的电气 开关设备中当其他部件没有过载时最可能故障的部件。

许多AFCI/GFCI制造商使用机械闭锁方法，但这需要使用测试按钮 或跳闸事件。例如，参见美国专利No.6,040,967(可重设GFCI插座，其 包含复位闭锁机构，以便防止如果用于断开连接的电路中断机构不工作或 如果断开中性条件存在时输入与输出导体之间电气连接的复位)、6,829,124 (GFCI在被复位时自动测试功能性，但不能在故障电路中断器电路不工 作时复位)、6,867,954(在线路和负载误接线时，用于GFCI的相反接线 保护装置不能复位)。例如，如果跳闸电路或检测电路的故障被检测到， 则对应的电路中断器不能闭合。这为消费者留下不能在没有电工的情况下 纠正的电力断供。这种电力丧失对于测试电路中断器来说是抑制因素。因 此，存在这样的可能性：较少的电路中断器能被测试，且可能较多的故障 电路中断器将留在现场。

使用采用微处理器的自测试方法是已知的，但这恰恰依赖于最有可能 故障的元件。参见例如美国专利No.6,807,035和6,807,036。

仅指示故障而不跳闸也是已知的。参见例如美国专利No.6,744,254。

使用“看门狗”电路来连续监视断路器的微计算机的状态是已知的。 如果“看门狗”电路未能以规则的间隔接收来自微计算机的脉冲信号，则 其试图对微计算机进行复位。例如参见美国专利No.5,311,392。也参见美 国专利No.5,822,165、6,262,871、6,330,141。

美国专利No.4,539,618公开了数字控制的过载继电器，其对在电路中 流动的电流进行检测，并在检测到过电流条件时触发电磁中断器以断开电 路。对于正常电流条件，微处理器产生脉冲串，该脉冲串由电磁中断器接 收，以便将电路保持为闭合。脉冲串在检测到过电流条件时中断。

电弧故障或接地故障电路中断器以及插座等电气开关设备存在改进的 空间。

发明内容

这些以及其他需求由本发明满足，其提供了一种电气开关设备，该设 备包含第一跳闸电路以及第二跳闸电路，第二跳闸电路用简单但高可靠的 电路监视第一跳闸电路，如果第一跳闸电路故障，则发起设备的单独跳闸 (separate trip)。

根据本发明一实施形态，电气开关设备包含：可分离触点；操作机构， 其被结构化为断开以及闭合可分离触点；跳闸机构，其包含第一跳闸电路、 第二跳闸电路、第三电路，第一跳闸电路包含第一输出与第二输出，第一 输出具有第一跳闸信号，第二输出具有重复信号，第二跳闸电路包含具有 该重复信号的输入以及具有第二跳闸信号的输出，第二跳闸电路被结构化 为响应于第一跳闸电路的提供重复信号的故障，以输出第二跳闸信号，第 三电路响应于第一跳闸信号与第二跳闸信号并与操作机构协作，以便跳闸 断开可分离触点。

第一跳闸电路可包含处理器，处理器被结构化为提供电弧故障保护与 接地故障保护中的至少一个；第二跳闸电路可被结构化为响应于处理器的 故障以及电弧故障保护或接地故障保护的丧失通过第二跳闸信号检测并提 供保护性跳闸。

第一跳闸电路可包含处理器；第二跳闸电路的输出可以为第一输出； 跳闸机构可进一步包含电源和电源监视器，电源被结构化为对处理器供电， 电源监视器包含第二输出，该第二输出具有响应于电源故障的第三跳闸信 号；第三电路可进一步响应于第三跳闸信号跳闸断开可分离触点。