[发明专利]具有单个测试按钮的多功能断路器

说明书

在多功能断路设备中实现多个用户起动的自测序列的方法和系统，在允许多功能断路设备接近实时地继续检测实际电弧故障和接地故障的同时，利用单个测试输入既起动电弧故障测试又起动接地故障测试。使一个测试输入用于多个自测序列显著减少了断路设备要求的机械部件和电部件的数量。多功能断路设备还将模拟接地故障与实际接地故障区别开，并且避免在成功完成接地故障自测序列时自动切断，除非并且直到所有的自测序列通过。这样，不对用户提供多功能断路设备正适当工作的可能的不正确指示。

技术领域

所公开的实施例一般地涉及用于确保接地故障检测设备和电弧故障检测设备的适当功能的方法和系统，并且特别是涉及用于这种接地故障检测设备和电弧故障检测设备的用户起动的测试的方法和系统。

背景技术

设计接地故障电路断续器(GFCI)，以通过检测未接地电流承载导线与接地之间的不希望的导电通路，防止冲击或者触电。另一方面，设计电弧故障电路断续器(AFCI)，以通过检测不希望的电弧防止火灾。多功能断路器将GFCI断路器和AFCI断路器二者的功能以及其他功能组合到单个断路设备中。这些各式各样的断路设备的共同目的是，当检测到接地故障或者电弧故障时，切断或者断开到负荷的功率。为了确保适当功能，这些断路设备设置有内部自测输入端，用户可以按照期望起动该自测输入端，以检验设备是否在运行。在自测时切断这些断路设备表明设备在适当运行。

现有多功能断路设备采用独立测试输入端起动每个自测序列，一个用于电弧故障自测序列，而另一个用于接地故障自测序列。可以使用多个测试按钮(对于每个测试一个按钮)来实施测试输入，或者可以使用具有多个按钮位置(一个按钮位置用于第一测试，另一按钮位置用于第二测试)的单个测试按钮来实施测试输入。该方式要求附加硬件部件和板空间，使得断路设备不必要地复杂并且昂贵。每个附加测试按钮将需要额外部件将测试按钮安装到设备的外壳和将测试按钮耦合到设备的微控制器，这样增加了制造成本并且使得设计考虑复杂。同样，具有多个按钮位置的单个测试按钮也要求额外硬件部件并且使得设计考虑复杂。

单按钮解决方案可用于利用一个测试输入既起动电弧故障自测序列又起动接地故障自测序列的一些断路设备。这种设备的示例是共同指定的美国专利No.8,035,936中描述的AFCI断路设备，在此通过引用合并该美国专利。但是既用于电弧故障自测序列又用于接地故障自测序列的单按钮解决方案对于现有多功能设备存在问题，因为成功完成任何一个自测序列都可能切断断路器，可能给予用户所有自测序列在该设备中都已经通过的错误印象。相反，能够延迟或者防止与成功接地故障自测序列关联的切断，直到所有自测序列实际上通过，这将更有用。此外，诸如UL 943的行业标准使得此难以实现。

当前，诸如UL 943的行业标准要求断路设备包括可以用于测试设备的接地故障检测能力的测试电路或者“监测电路”。设计监测电路，以将预定量的电流引入断路设备，这样模拟接地故障事件。UL 943规定最大接地故障切断电流是6mA RMS，因此，将大多数断路设备的监测电路引入的预定量的电流至少设定为6mA RMS，以确保在接地故障自测时，设备切断。这样使得对于断路设备，模拟接地故障电流与实际接地故障电流实际上不可区别，因此，在成功完成接地故障自测序列之后设备切断，而与电弧故障自测序列(或者任何其他自测序列)是否通过无关。因此，以前单按钮解决方案在多功能断路器中不可行。

因此，存在对这样一种改进型多功能断路设备的需要，该改进型多功能断路设备能够由单个测试输入执行多个用户起动的自测序列，并且能够将模拟接地故障与实际接地故障区别开。所公开的实施例满足了这些需要中的一个或者多个，并且还解决了其他问题。

发明内容