專利名稱：斷路器和用于觸發(fā)斷路器、特別是低壓斷路器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和6的前序部分的一種斷路器和一種用于觸發(fā)斷^各器、特別是4氐壓斷路器的方法。
背景技術(shù)：
低壓斷路器或者簡稱斷路器是已知的并且在低壓配電裝置中作為饋線斷路器和分支斷路器用于能量分配高達(dá)6300安培。斷路器的概念是指這樣的機(jī)械開關(guān)裝置其可以在電路中的運(yùn)行條件下借助于電子過載脫扣器接通、引導(dǎo)以及斷開電流。斷路器還應(yīng)用作用于電動機(jī)、電容器、發(fā)電機(jī)和變壓器的開關(guān)和保護(hù)裝置，但是也能用作緊急停機(jī)開關(guān)。
在斷^各器中電流總一皮與才及限電流相比4交如果超出了極限電流一個預(yù)定的值，則觸發(fā)斷路器，其中超出極限電流用作短路存在的標(biāo)志。但是超出極限電流可以以其它方式來觸發(fā)，例如通過開斷過程(Schaltvorgang),其類似于短路并與過載電流相聯(lián)系。變頻器也可以導(dǎo)致過載電流，該過載電流可^L為短路且會導(dǎo)致觸發(fā)斷i 各器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，可靠地識別短路，以避免錯誤地觸發(fā)斷路器。本發(fā)明的解決方案基于通過權(quán)利要求1和6的特征部分所述的斷路器和方法來給出。
基于該方法和該斷^各器^是供了下述解決方案利用固定的預(yù)定的采樣頻率對電流采樣并凌史字化；對于固定的預(yù)定數(shù)量的多個依次緊隨的數(shù)字電流值，借助于小波變換來計算出至少兩個分解等級(Zerlegimgslevel )的小波系凄史；如果多個依次緊隨的電流^直的最后一個大于極限電流值，則至少兩個小波系數(shù)，也就是i兌，每個分解等級的小波系數(shù)，在數(shù)值上相互比較；以及如果較高分解等級的小波系數(shù)大于較低分解等級的小波系數(shù)，則觸發(fā)該斷路器。
提供了短路的有效確認(rèn)周期地進(jìn)行電流值的測定和小波系數(shù)的計算，其中分別為了計算而提取出的多個依次緊隨的電流值在新電流值的測定之后在重新計算小波系數(shù)之前來這樣改變，即時間上最久遠(yuǎn)的電流值不再被考慮，取而代之的是考慮新測定的電流值。
實際上只計算用于兩個分解等級的小波系數(shù)，并將這些小波系數(shù)的值相互比較，就已足夠。
在最簡單的情況下，計算出第一和第四分解等級的小波系數(shù)，且第四分解等級的唯一的小波系數(shù)的值至少與第 一分解等級的k=6和7的兩個小波系數(shù)的值相比較，以及如果該唯一的小波系數(shù)大于該兩個小波系凄t,則觸發(fā)該斷^各器。
對于50Hz和60Hz，每過606.4ias就重新啟動采樣周期。


下面參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。圖中示出
圖1示出了具有電子過載脫扣器的低壓斷路器，用于相導(dǎo)體；圖2示出了用于小波系數(shù)的公式；圖3示出了小波變換的定義；和圖4示出了p合爾小波的定義。
具體實施例方式
圖1示出了低壓斷路器，其在下面被簡稱為斷路器，其具有兩個接線柱l， 2，通過該接線柱可以將負(fù)載(接線柱2)連接到電網(wǎng)(連孑妻夾l)上。這兩個連4妄夾1， 2通過可分開的4妾觸部3 4皮jt匕連4矣，該4妻觸部具有固定的4妻觸元件4和可活動的4妄觸元件5。固定的4妾觸元件4在圖1的斷路器中與電網(wǎng)側(cè)的接線柱1相連接且可活動的接觸元件5與負(fù)載側(cè)的接線柱2相連接?？苫顒拥慕佑|元件5設(shè)置在可擺動的接觸臂6的端部上，該接觸臂可在箭頭方向(箭頭7)上擺動。接觸臂6的擺動總是在由僅僅示意性地示出的觸發(fā)單元8來觸發(fā)之后進(jìn)行，該觸發(fā)單元在短路情況下通過接觸臂6的擺動來觸發(fā)兩個接觸元件4， 5的分離。在接觸元件4， 5之間規(guī)律性地發(fā)生的電弧借助于滅弧室10的滅弧片9消除。借助于可手動4乘作的開關(guān)桿11,斷路器在必要時可以手動地來觸發(fā)或再次^:置到預(yù)備位置上。
利用固定的預(yù)定的采才羊頻率f以時間間隔tf對作為時間t的函數(shù)的流動電流I(t)采樣，并以數(shù)字形式存儲在未示出的存儲器內(nèi)，其中該存儲這樣進(jìn)行在存儲器內(nèi)分別有最后16個依次緊隨的電流值In(t),其中n=0至n=15，也就是i兌，在存4諸新電流值In(t)之前，分別位于存儲器內(nèi)的最老的電流值In(t)(其中n=0) ^皮刪除。如果最后采樣的電流值In(t)(其中n= 15 )大于預(yù)定的極限電流 Ith，則對于固定預(yù)定的數(shù)量，在此是對于16個在存儲器內(nèi)的電流 值In(t),來計算小波系數(shù)dj, k(見圖2)并相互比較其值。
一般j, k總是正整數(shù)，其中k從O開始而j從l開始且j被稱 為分解等級。分解等級j從j=l開始j=l是第一分解等級 (Zerlegungslevel), j=2是第二分解等級等等。圖2中的正整凄tk 說明了，為小波變換所選定的小波W在根據(jù)圖3中小波變換的定 義計算時經(jīng)歷多久^皮逐步(或者"i兌分步)推移一次。為小波W選 擇k被這樣進(jìn)行電流信號I(t)在所屬時間段tab中(在該時間段內(nèi) 積分)經(jīng)推移一次性完全被覆蓋。電流信號I(t)在此由16個位于存 儲器內(nèi)的電流值In(t)構(gòu)成；時間段tab在此等于16倍于兩個采樣時 間點之間的時間區(qū)間，也就是等于16倍的采樣時間tf。
小波W最簡單的例子是所謂的哈爾小波Wh,圖4示出了其定義。
在此，應(yīng)用該小波Wh借助于快速的小波變換來計算小波系數(shù) dj, k。
計算結(jié)果是圖2所示的、用于兩個分解等級j-l和j=4的小波 系凄tdj， k的^^式，即k=0至7的小波系凄史dl， k和k-0的d4， k。 后者#皮簡稱為小波系數(shù)d 4 。
如果較高的分解等級」=4的小波系數(shù)d4比較低分解等級1的小 波系ltdl, k (其中k=0至7)的每個都大，則由觸發(fā)單元8來觸 發(fā)斷^各器。實際上在大多數(shù)情況下這已足夠只4是取出最后兩個小 波系數(shù)dl, k用于比較，也就是說，k=6和7時的小波系數(shù)dl， 6 和dl， 7 。在此，k值從0變化至7，且提取出具有該兩個最大的k ^直的小波系凄丈dl， 6和dl， 7。
權(quán)利要求
1.一種用于觸發(fā)斷路器、特別是用于在短路的情況下觸發(fā)低壓斷路器的方法，其中把在相導(dǎo)體中流動的電流與極限電流(Ith)相比較來進(jìn)行評估，且如果根據(jù)評估存在短路，則觸發(fā)所述斷路器，其特征在于利用固定的預(yù)定的采樣頻率對所述電流(I(t))進(jìn)行采樣并進(jìn)行數(shù)字化；對于固定的預(yù)定數(shù)量的多個依次緊隨的數(shù)字電流值(In(t))，借助于小波變換來計算出至少兩個分解等級(j＝1，j＝4)的小波系數(shù)(dj，k)；如果所述多個依次緊隨的電流值的最后一個(In(t)其中n＝15)大于所述極限電流(Ith)，則至少兩個小波系數(shù)(d1，k和d4)，也就是說每個分解等級(j)的小波系數(shù)(dj，k)，在數(shù)值上相互比較；以及如果較高分解等級(j＝4)的所述小波系數(shù)(d4)大于較低分解等級(j＝1)的所述小波系數(shù)(d1，k其中k＝0、1、...、7)，則觸發(fā)所述斷路器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于周期地進(jìn)行所述電流值(In(t))的測定和所述小波系數(shù)(dj， k)的計算，其中分別為了計算而提取出的所述多個依次緊隨的電流值(In(t))在新電流值的測定之后在重新計算所述小波系數(shù)(dj, k)之前來這樣改變，即時間上最久遠(yuǎn)的所述電流值(In(t)其中11=0)不再被考慮，取而代之的是考慮新測定的所述電流值(In(t))。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于只計算用于兩個分解等級(]=1和j二4)的所述小波系數(shù)(dj， k),并相互比較這些小波系數(shù)(dl, k和d4)的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于計算出所述第一和第四分解等級0=1和j二4)的所述小波系數(shù)(dj, k)且所述第四分解等級(j-4)的唯一的所述小波系數(shù)(d4)的值至少與所述第一分解等級(j-l)的所述兩個小波系數(shù)(dl， k其中k=6和7)的值相比較，以及如果這個小波系數(shù)(d4)大于這兩個小波系數(shù)(dl ，k其中1^6和7)，則觸發(fā)所述斷路器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項所述的方法，其特征在于每過606.4|us :就啟動新的采才羊周期。
6 —種斷路器、特別是低壓斷路器，用于載流的相導(dǎo)體，具有電子過載脫扣器(8)，特別是用于短路的保護(hù)，其中把電流與預(yù)定的極限電流(Ith)相比較來進(jìn)行評估，且如果根據(jù)評估存在短路，則由所述過載脫扣器(8)來觸發(fā)斷路器，其特征在于利用固定的預(yù)定的采樣頻率對所述電流(I(t))采樣并#:字化；對于固定的預(yù)定數(shù)量的多個依次緊隨的數(shù)字電流值(In(t)),借助于小波變換來計算出至少兩個分解等級G二1 ，」=4)的小波系數(shù)(dj, k);如果所述多個依次緊隨的電流值的最后 一 個(In(t)其中n= 15)大于所述才及限電流(Ith)，則至少兩個小波系凄丈(dl, k和d4),也就是說每個分解等級(j)的小波系數(shù)(dj， k),在數(shù)值上相互比較；以及如果較高分解等級(]=4)的所述小波系數(shù)(d4)大于較低分解等級(j—)的所述小波系數(shù)(dl， k其中k=0、 1、 2、 3、 4、 5、 6或7)，則觸發(fā)所述斷路器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種斷路器和一種用于觸發(fā)斷路器、特別是具有電子過載脫扣器(8)的低壓斷路器的方法，且特別用于短路保護(hù)，其中把電流與預(yù)定的極限電流(Ith)相比較來進(jìn)行評估，且如果根據(jù)評估存在短路，則由過載脫扣器(8)來觸發(fā)斷路器。為了可靠地識別短路提出了利用固定的預(yù)定的采樣頻率對電流(I(t))采樣并數(shù)字化；對于固定預(yù)定的數(shù)量的依次緊隨的多個數(shù)字電流值(In(t))，借助于小波變換來計算出至少兩個分解等級(j＝1，j＝4)的小波系數(shù)(dj，k)；如果多個依次緊隨的電流值的最后一個(In(t)其中n＝15)大于極限電流值(Ith)，則至少兩個小波系數(shù)(d1，k和d4)，也就是說每個分解等級(j)的小波系數(shù)(dj，k)，在數(shù)值上相互比較；以及如果較高分解等級(j＝4)的小波系數(shù)(d4)大于較低分解等級(j＝1)的小波系數(shù)(d1，k)，則觸發(fā)斷路器。
文檔編號H01H71/12GK101529547SQ200780039872
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者利爾內(nèi)利婭·普雷希特, 弗蘭克·尤赫特, 約瑟夫·戈茨 申請人:西門子公司