一種安全接地故障斷路器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種接地故障斷路器，還涉及使用該接地故障斷路器的控制方法。
【背景技術】
[0002]接地故障斷路器GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter)是在美國、加拿大等北美、南美國家和地區廣泛應用的漏電保護產品，對上述地區人民的生命財產安全起到了很好的保護作用。現有的GFCI通常包括底座、設有插孔的上蓋、電磁脫扣機構、觸頭組件、接地組件、電源輸入連接組件、輸出連接組件等，其電路包括電源電路、漏電接地檢測電路、信號放大電路、電源指示電路和脫扣機構控制電路，電磁脫扣機構受漏電接地檢測電路控制而動作。GFCI可通過上蓋的插孔為負載提供電源，也可以通過輸出連接組件對連接在其上的負載供電。公開號為US2013021120AUUS2013038968A1的美國專利申請公開了上述現有的GFCI。
[0003]為了解決GFCI缺乏完善的反向接線檢測功能的缺陷，申請人在申請號為CN201410641061的中國專利申請中公開了 “一種接地故障保護電路及接地故障斷路器”，該接地故障斷路器的反向接地保護電路對應的結構如圖2、圖3所示，為避免安裝接地故障斷路器時因誤操作將接地故障斷路器的電源輸入接線端7的極性接反，從而導致接地故障斷路器的插座輸出極性反向對用電設備造成損壞的隱患，申請人采用了在接地故障斷路器的輸出端9設置反向繼電器401的結構，采用該反向繼電器401，當發生誤操作將接地故障斷路器的電源輸入接線端7的極性接反時，內部電路將保持反向繼電器401導通吸合，保持插座極片403的靜觸點404與反向繼電器401的動觸點402分離，從而使得接地故障斷路器的輸出端9 一直斷開和插孔端、輸入端的電氣連接，提示接線錯誤，防止因接線錯誤帶來的隱患。
[0004]現有接地故障斷路器采用上述反向繼電器結構雖然解決了缺乏反向接線檢測功能的缺陷，但是，由于在結構上反向繼電器401的動觸點402與插座極片403的靜觸點404采用上下配合結構，導致整個接地故障斷路器的高度尺寸大，不利于減小接地故障斷路器的整體體積。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題之一在于，提供一種安全接地故障斷路器，克服現有接地故障斷路器高度尺寸大，不利于減小接地故障斷路器整體體積的缺陷。
[0006]本發明要解決的技術問題之二在于，提供一種安全接地故障斷路器控制方法，安全保障接地故障斷路器可靠動作，防止接地故障斷路器因接線錯誤帶來的隱患。
[0007]本發明解決其技術問題之一所采用的技術方案是:構造一種安全接地故障斷路器，包括底座、上蓋、支架復位機構、電磁脫扣機構、觸頭組件、接地組件、電源輸入連接組件、輸出連接組件、PCB板和設置在該PCB板上的斷路器電路，該斷路器電路包括電源電路、漏電接地檢測電路、信號放大整形電路、單片機控制電路、電源檢測及工作指示電路和脫扣機構控制電路；
[0008]所述支架復位機構包括設置在該PCB板上的復位支架座、設置在該復位支架座上的滑旦、支架復位彈簧、復位鍵、復位彈簧、復位桿、復位滑塊和設置在復位滑塊內的壓縮彈簧，該滑旦包括沿橫向滑動與斷路器插座極片靜觸點和接線輸出靜觸點配合的導電動觸點、與所述復位滑塊的驅動斜面配合的動作斜面，支架復位彈簧設置在該滑旦與復位支架座之間，驅動滑旦橫向移動；
[0009]所述電磁脫扣機構包括設置在該PCB板上的脫扣電磁鐵，該脫扣電磁鐵包括脫扣線圈骨架、纏繞在該骨架上的脫扣線圈、設置在該骨架內的脫扣鐵芯和脫扣鐵芯復位彈簧、設置在該骨架后端的脫扣鐵芯限位板，該脫扣鐵芯復位彈簧位于該脫扣鐵芯與該防錯接鐵芯限位板之間；該脫扣鐵芯在該脫扣鐵芯復位彈簧的作用下其前端可與所述支架復位機構的復位桿的復位鎖定孔和復位滑塊的聯動孔配合將該復位滑塊與該復位桿鎖定在一起，在該脫扣電磁鐵通電狀態下，該脫扣鐵芯在該脫扣線圈磁場的作用下吸附該脫扣鐵芯限位板壓縮該脫扣鐵芯復位彈簧，解除脫扣鐵芯前端對所述復位桿與復位滑塊的鎖定；
[0010]該復位桿下端可驅動設置在所述PCB板上的簧片開關斷開；
[0011]其特征在于，該安全接地故障斷路器還包括防錯接機構，該防錯接機構包括防錯接電磁鐵，該防錯接電磁鐵包括防錯接線圈骨架、纏繞在該骨架上的防錯接線圈、設置在該骨架內的防錯接鐵芯和防錯接鐵芯復位彈簧、設置在該骨架后端的防錯接鐵芯限位板和設置在該放錯接鐵芯前端的限位裝置，該防錯接鐵芯復位彈簧位于該防錯接鐵芯與該防錯接鐵芯限位板之間；所述復位桿包括與該防錯接鐵芯前端的限位裝置配合在下行方向受該防錯接鐵芯前端的限位裝置限位的限位結構；該防錯接鐵芯受該防錯接鐵芯復位彈簧作用伸出，其前端的限位裝置與該復位桿限位結構配合對該復位桿進行限位；
[0012]所述斷路器電路包括與所述單片機控制電路連接的錯誤接線保護電路，該錯誤接線保護電路包括所述防錯接電磁鐵、整流電路、單向可控硅和調壓電阻，該整流電路的高電位輸入端連接該斷路器電路的市電火線接入端、低電位輸出端連接該防錯接電磁鐵的線圈一端，該防錯接電磁鐵的線圈另一端連接該單向可控娃的陽極，該單向可控娃的陰極接地、觸發端連接該斷路器電路的單片機觸發信號三端，該調壓電阻連接在該單向可控硅的觸發端與地之間。
[0013]在本發明的一種安全接地故障斷路器中，所述復位桿的限位結構為設置在復位桿對應位置與所述防錯接鐵芯前端限位配合的臺階，所述防錯接鐵芯前端的限位裝置為連接在該防錯接鐵芯前端的擋件，該擋件包括與該復位桿的所述臺階配合的限位面。
[0014]在本發明的一種安全接地故障斷路器中，所述復位桿的限位結構為設置在復位桿對應位置與所述防錯接鐵芯前端限位配合的孔，所述防錯接鐵芯前端的限位裝置為該防錯接鐵芯的前端端部。
[0015]在本發明的一種安全接地故障斷路器中，所述防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯的軸線沿所述脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯軸線的橫向設置或沿所述脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯軸線的平行方向間隔設置。
[0016]本發明解決其技術問題之二所采用的技術方案是:提供一種安全接地故障斷路器控制方法，安全接地故障斷路器如權利要求1至3之一所述，其特征在于，該方法包括:
[0017]設置初始狀態為:
[0018]復位鍵在復位彈簧作用下上行處于初始位置，滑旦在支架復位彈簧作用下后滑脫離，使滑旦上的導電動觸點與左右導電極片上的導電靜觸點、接線輸出靜觸點分離，滑旦處于初始位置；
[0019]電磁脫扣機構脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯在脫扣鐵芯復位彈簧的作用下穿過復位滑塊的聯動孔壓在復位桿表面上；
[0020]防錯接機構防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯在防錯接鐵芯復位彈簧的作用伸出，防錯接鐵芯前端的限位裝置處于限制所述復位桿下行的限位位置，安全接地故障斷路器處于初始狀態；
[0021]正確接線動作控制:
[0022]安全接地故障斷路器正確接線后，按壓復位鍵，按動壓力克服復位彈簧彈力使復位鍵帶動復位桿下行，當復位桿下端壓迫簧片開關下行與PCB板斷開，安全接地故障斷路器電路的MCU接收到信號，發送指令使防錯接電磁鐵通電，防錯接線圈產生磁場，使防錯接鐵芯在電磁力的作用下與防錯接鐵芯限位板吸合，壓縮防錯接鐵芯復位彈簧縮回，解除對復位桿的限位；
[0023]防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯縮回后，復位桿在按動壓力作用下繼續下行，當復位桿上的復位鎖定孔與復位滑塊的聯動孔重合時，電磁脫扣機構脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯在脫扣鐵芯復位彈簧的作用下穿過復位桿的復位鎖定孔，將復位滑塊與復位桿鎖定在一起；
[0024]解除對復位鍵的按壓力，復位鍵在復位彈簧作用下上行，帶動復位桿和被鎖定的復位滑塊上行；當復位滑塊的驅動斜面與滑旦的動作斜面配合時，復位滑塊驅動滑旦克服支架復位彈簧的彈性力前移，使滑旦上的導電動觸點與斷路器插座極片靜觸點和接線輸出靜觸點配合導通，使安全接地故障斷路器呈現復位工作狀態；
[0025]錯誤接線動作控制:
[0026]當安全接地故障斷路器電源輸入接線端極性錯誤接線時，控制電路無電源不工作；按壓復位鍵，按動壓力克服復位彈簧彈力使復位鍵帶動復位桿下行，當復位桿下端壓迫簧片開關下行與PCB板斷開，防錯接電磁鐵保持斷電的初始狀態，防錯接電磁鐵的防錯接鐵芯前端的限位裝置處于限位位置對復位桿進行限位，阻止復位桿繼續下行，使電磁脫扣機構脫扣電磁鐵的脫扣鐵芯無法實現對復位桿與復位滑塊的鎖定；
[0027]漏電保護控制:
[0028]當安全接地故障斷路器電路的MCU檢測到有漏電流時，漏電接地檢測電路使電磁脫扣機構通電動作，使脫扣鐵芯在電磁力作用下回縮，脫扣鐵芯前端部脫離復位桿的復位鎖定孔，復位鍵連同復位桿在復位彈簧作用下上行，復位滑塊在壓縮彈簧作用下脫離復位支架回復到初始狀態；由于復位滑塊回復到初始狀態，解除對滑旦的驅動，滑旦在支架復位彈簧作用下后滑，滑旦上的導電動觸點與斷路器插座極片靜觸點和接線輸出靜觸點分離，斷開安全接地故障斷路器輸入端與插座輸出端、接線輸出端的連接，實現