專利名稱：飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電氣控制系統(tǒng)，尤其涉及一種飛機(jī)電氣控 制系統(tǒng)，其在感測(cè)到電流不平衡時(shí)斷開(kāi)到負(fù)載的電力。
背景技術(shù)：
在機(jī)電領(lǐng)域，電流不平衡表示能夠?qū)е聻?zāi)難性結(jié)果的嚴(yán)重 問(wèn)題，如燃油泵中的電弧放電。由于燃油泵常被安放在一個(gè)燃油容器 中，用來(lái)直接把燃油泵出容器，所以燃油泵中的電弧放電能夠?qū)е氯?油一空氣混合物的爆炸，并隨后導(dǎo)致燃油容器的破裂，那可能是災(zāi)難 性的?？紤]到這類事件的嚴(yán)重性，需要能夠抑制這種類型的電弧放電， 并同樣能抑制其它關(guān)聯(lián)問(wèn)題的裝置或方法。當(dāng)前，飛機(jī)中所使用的一 種常見(jiàn)類型的電路保護(hù)裝置是熱斷路器或溫度斷路器(thermal circuit breaker)。但是，電弧放電典型地不能引起熱斷路器的觸發(fā)。所以，長(zhǎng) 期以來(lái)就需要飛機(jī)中的不平衡電流檢測(cè)功能。電流不平衡的一個(gè)非常 重要的形式是接地故障(ground fault),在該故障中，電路或電氣裝置 間的電流流向地，這樣的電流是不希望的。在現(xiàn)有技術(shù)中，接地故障檢測(cè)已經(jīng)通過(guò)單獨(dú)的接地故障中斷單元解決。但是這種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 有其局限，包括飛機(jī)必須重新布線。除了要求對(duì)飛機(jī)進(jìn)行重新布線之 外，還不得不尋找額外的空間來(lái)容納接地故障中斷系統(tǒng)?！獋€(gè)現(xiàn)有的接地故障中斷單元是由Autronics (型號(hào)2326 — 1)制造的，該裝置已經(jīng)在大型商用飛機(jī)中使用，用于燃油泵的接地故 障保護(hù)的目的。Autronics單元通過(guò)使用變流器或電流互感器檢測(cè)接地 故障并輸出一個(gè)信號(hào)來(lái)指示故障，然后通過(guò)移去到燃油泵控制繼電器 的電源起作用。兩種不同類型的接地故障狀況可能會(huì)發(fā)生。第一種類型的 接地故障狀況發(fā)生在正常的接地故障中斷(GFI)運(yùn)行過(guò)程中(控制電 壓接通)，其中接地故障發(fā)生在繼電器觸點(diǎn)閉合之后，且負(fù)載正在被供 電。在繼電器術(shù)語(yǔ)中，這被稱為"載流一開(kāi)(carry-break)",也就是， 當(dāng)一個(gè)觸點(diǎn)不得不中斷故障電流時(shí)，繼電器觸點(diǎn)完全閉合，并且正在 載流。很多傳統(tǒng)的25安培繼電器能夠無(wú)故障地中斷達(dá)500安培的電流。 但是，第二種類型的接地故障狀況對(duì)于繼電器觸點(diǎn)來(lái)說(shuō)是更為嚴(yán)重的 狀況。第二種類型的接地故障狀況發(fā)生在GFI剛剛供電，并且繼電器 觸點(diǎn)閉合進(jìn)入存在的接地故障中時(shí)。在繼電器術(shù)語(yǔ)中，這被稱為"閉 —載流一開(kāi)(make-carry-break)"，也就是繼電器觸點(diǎn)剛剛閉合，并且 繼電器馬上被命令打開(kāi)并中斷故障電流。在第二種類型接地故障中， 作為"觸點(diǎn)跳動(dòng)"的結(jié)果，在繼電器觸點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電弧，在"觸 點(diǎn)跳動(dòng)"中，由于觸點(diǎn)本身的質(zhì)量和彈性，在觸點(diǎn)靜止前移動(dòng)觸點(diǎn)使 得電路閉合和斷開(kāi)幾次。不幸地，在這種類型的接地故障中，觸點(diǎn)跳 動(dòng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電弧，這也可能會(huì)導(dǎo)致繼電器觸點(diǎn)焊接在一 起。對(duì)繼電器已經(jīng)進(jìn)行的測(cè)試表明，在第二種類型接地故障狀況中， 25安培傳統(tǒng)繼電器觸點(diǎn)會(huì)被低達(dá)150安培的電弧接地故障電流焊接在 一起。因此，需要一種用于飛機(jī)的改進(jìn)的電路保護(hù)裝置，該電路 保護(hù)裝置能夠應(yīng)付載流一開(kāi)和閉一載流一開(kāi)兩種類型的接地故障狀 況，以及故障電流幅值，從而確保執(zhí)行接地故障中斷，而接地故障電 路斷流器無(wú)故障。還希望提供一種接地故障電路斷流器或電路斷續(xù)器 (circuitinterrupter),其能夠在加電時(shí)執(zhí)行一個(gè)測(cè)試以確認(rèn)繼電器觸點(diǎn)都沒(méi)有于閉合位置發(fā)生故障，并檢査控制繼電器線圈的開(kāi)關(guān)FET沒(méi)有短路。因?yàn)樵谌魏物w機(jī)中，用于電子設(shè)備的空間都是有限的，增 加線路來(lái)容納新的裝置是十分困難的，所以進(jìn)一步希望電路保護(hù)裝置 是飛機(jī)中已經(jīng)存在的裝置中的一部分，或和已經(jīng)存在的裝置封裝，共 享到已經(jīng)存在的電路的同樣連接。本發(fā)明致力于解決這些問(wèn)題以及其 它相關(guān)方面。

發(fā)明內(nèi)容
減少飛機(jī)電氣系統(tǒng)(包括飛機(jī)燃油泵)中的電弧的接地故 障檢測(cè)，已經(jīng)成為聯(lián)邦航空管理局的一個(gè)主要關(guān)注點(diǎn)。最近研究部門 公布了多種研究?jī)?nèi)容和規(guī)則，試圖防止燃油箱的起爆。本發(fā)明是電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，其對(duì)于在飛機(jī)中 的使用尤其具有吸引力，用于保護(hù)帶有線路端和負(fù)載端的電路。在一 個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明將電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器并入 到一個(gè)已經(jīng)存在的飛機(jī)電源控制繼電器封裝部件中。例如，在一個(gè)燃 油系統(tǒng)應(yīng)用中，電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被并入到一個(gè)燃油泵控 制繼電器封裝部件中。所以，本發(fā)明可以用在已有飛機(jī)的改型中，或 者可以應(yīng)用在新構(gòu)造飛機(jī)中和已包括繼電器系統(tǒng)的新飛機(jī)設(shè)計(jì)中。電 流不平衡檢測(cè)和故障電路斷續(xù)器包括箱體、電源、被監(jiān)控的電路、傳 感器系統(tǒng)、邏輯控制器和電源控制器(例如繼電器、接觸器、固態(tài) 繼電器等)。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明還可以包括故障指示 器、即按即測(cè)(press to test)開(kāi)關(guān)和復(fù)位開(kāi)關(guān)。電源被配置用來(lái)給傳感 器、邏輯控制器和電源控制器供電。傳感器系統(tǒng)被配置用來(lái)感測(cè)被監(jiān) 控電路中的電流不平衡。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)電流不平衡 的傳感器包括一個(gè)霍耳效應(yīng)(Hall effect)器件，盡管傳感器系統(tǒng)可替 代地包括例如電流互感器(CT)或巨型磁阻裝置(GMR)，或另外的 類似合適裝置。邏輯控制器被配置用來(lái)監(jiān)控繼電器控制輸入信號(hào)并處 理來(lái)自傳感器的輸入。在當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，邏輯控制器將傳感器信號(hào)和 代表容許工作的預(yù)定限定值進(jìn)行比較，當(dāng)傳感器信號(hào)處于容許的限定值之外時(shí)，邏輯控制器輸出一個(gè)代表電路電流不平衡的信號(hào)。電源控 制器被配置用來(lái)接收來(lái)自邏輯控制器的輸入，當(dāng)感測(cè)到電流不平衡時(shí)， 就移去到電路負(fù)載端的電力。在當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，由于感 測(cè)到的電流不平衡而移去電路負(fù)載端的電力一直保持到電流不平衡檢 測(cè)和電路斷續(xù)器的電源被循環(huán)。在另一個(gè)當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例中，電力 移除保持到復(fù)位開(kāi)關(guān)被按下。在當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，故障指示 器提供是否已經(jīng)發(fā)生電流不平衡狀況的指示?？梢园窗醇礈y(cè)開(kāi)關(guān)， 以用來(lái)檢查保持期間單元的運(yùn)行。在當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，故障 復(fù)位開(kāi)關(guān)被用來(lái)復(fù)位故障指示器，以及電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器。 在當(dāng)前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器用于 監(jiān)控電路中的電流并中斷電路，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端， 電負(fù)載連接到該負(fù)載端，所述電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括箱 體、電源、傳感器系統(tǒng)、邏輯控制器和電源控制器。箱體包括用于連 接到所述電路線路端和負(fù)載端的電接頭裝置；電源設(shè)置在所述箱體中
并與所述電路電連接；傳感器系統(tǒng)設(shè)置在所述箱體中，用于感測(cè)所述 電路中的電流不平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè) 傳感器信號(hào)，該信號(hào)指示所述電路中存在的不希望的電流；邏輯控制 器設(shè)置在所述箱體中并被配置成由被監(jiān)控的所述電路來(lái)供電，以接收 來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的傳感器信號(hào)并輸出表示故障的故障信號(hào)；電源 控制器設(shè)置在所述箱體中，被配置成接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述 故障信號(hào)，并響應(yīng)來(lái)自所述邏輯控制器的所述故障信號(hào)而移去到所述 電路的所述負(fù)載端的電力，所述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該 功率繼電器的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流一開(kāi)和閉一載流一 開(kāi)類型的接地故障狀況。本發(fā)明還提供了一種方法，用來(lái)中斷電負(fù)載的電路，該電 路有線路端和帶有接地故障的負(fù)載端。簡(jiǎn)言之，這種方法包括提供一 個(gè)電源，連續(xù)地監(jiān)控和感測(cè)電路的電流不平衡，連續(xù)地監(jiān)控繼電器控 制輸入，接收來(lái)自邏輯控制器的輸入并在電流不平衡被感測(cè)出時(shí)中斷 繼電器控制輸入信號(hào)，并使得故障指示器工作。在該方法的一個(gè)當(dāng)前 優(yōu)選方面，當(dāng)感測(cè)出電流不平衡時(shí)中斷電路一直保持到電源被循環(huán)或 周而復(fù)始。典型地，由被監(jiān)控電流供電的負(fù)載是電動(dòng)機(jī)。在另外的優(yōu)
15選方面，電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器不需要額外的信號(hào)、輸入、布 線或電源，而是被監(jiān)控電路給它提供電力?？商娲兀梢詮耐獠吭?來(lái)獲取電力，例如一個(gè)外部繼電器控制信號(hào)。在該方法的一個(gè)當(dāng)前優(yōu) 選用法中，電路的負(fù)載端連接到一個(gè)燃油泵，且電弧在該燃油泵內(nèi)被 終止。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明被配置用來(lái)執(zhí)行接地 故障檢測(cè)和電路中斷(GFI)，并且提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的重要優(yōu) 勢(shì)。由于本發(fā)明的GFI系統(tǒng)被封裝在己經(jīng)存在的繼電器系統(tǒng)的同一外 殼中，所以能夠容易地對(duì)己有飛機(jī)進(jìn)行改造。由于它能容易地以AC 或DC電路為動(dòng)力來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，包括它自己的由被監(jiān)控電路供電的電源， 所以它能夠使用在AC或DC布線的飛機(jī)中，而不需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行進(jìn)一 步的改變或重新布線。此外，由于本發(fā)明的GFI系統(tǒng)直接運(yùn)行在被監(jiān) 控電路上并且是被監(jiān)控電路的一部分，所以它就避免了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 的一個(gè)主要問(wèn)題，那就是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不得不與被監(jiān)控電路進(jìn)行單獨(dú) 的連接。本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)質(zhì)優(yōu)勢(shì)是其更迅速地從故障電路移去電 力，這是由于感測(cè)和控制都在一個(gè)單獨(dú)的位置，提供了在原位置的感 測(cè)和控制。本發(fā)明還為飛機(jī)提供了改進(jìn)的電路保護(hù)裝置，該裝置能處 理載流—開(kāi)和閉一載流—開(kāi)兩種類型的接地故障狀況，以及閉一載流 一開(kāi)故障電流幅值，這是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的，即向接地故障電路斷 續(xù)器提供繼電器觸點(diǎn)，所述繼電器觸點(diǎn)能夠經(jīng)受在預(yù)期電流水平的載 流一開(kāi)和閉一載流一開(kāi)類型的接地故障狀況，并且符合GFI要求，但 是還保持對(duì)已有飛機(jī)和電源控制器進(jìn)行改造所必須的尺寸和配置。在 一個(gè)優(yōu)選的方面，電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的電子和機(jī)電元件被 安放在一個(gè)箱體中，箱體具有和現(xiàn)有技術(shù)的電源控制器相似的形狀要 素(form factor)。通過(guò)已有的電源控制器的電氣接頭，本發(fā)明與待監(jiān) 控和待控制的電路連接在一起，并且控制電路為本發(fā)明提供電力。替 代地，電力也可以從外部源獲取，例如外部繼電器控制信號(hào)。當(dāng)有多 種可能的形狀要素時(shí)，最希望的形狀要素就是與飛機(jī)中使用的電源控 制器相關(guān)的形狀要素。本發(fā)明還提供了一個(gè)改進(jìn)的接地故障電路斷續(xù) 器裝置，其能夠在加電時(shí)執(zhí)行測(cè)試來(lái)確認(rèn)所有的繼電器觸點(diǎn)都沒(méi)有在閉合的位置發(fā)生故障，并且檢查控制繼電器線圈的開(kāi)關(guān)FET沒(méi)有短路。通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，本發(fā)明的其它的特性和優(yōu) 點(diǎn)將會(huì)明顯，附圖以舉例的方式說(shuō)明了本發(fā)明的原理。


圖1圖示說(shuō)明了適用于波音757飛機(jī)的本發(fā)明的控制系統(tǒng) 的第一個(gè)實(shí)施例的框圖，用于在感測(cè)到電流不平衡時(shí)中斷電路。圖2圖示說(shuō)明了圖1所示控制系統(tǒng)的電源部分的詳細(xì)圖。
圖3圖示說(shuō)明了圖1所示控制系統(tǒng)的邏輯控制器部分的詳 細(xì)圖。圖4圖示說(shuō)明了圖1所示控制系統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)的詳細(xì)圖。
圖5圖示說(shuō)明了適用于波音747飛機(jī)的本發(fā)明的控制系統(tǒng)
的第二個(gè)實(shí)施例的框圖，用于在感測(cè)到電流不平衡時(shí)中斷電路。圖6圖示說(shuō)明了圖5中所示控制系統(tǒng)的電源部分的詳細(xì)圖。
圖7圖示說(shuō)明了圖5中所示控制系統(tǒng)的邏輯控制器部分的
詳細(xì)圖。圖8圖示說(shuō)明了圖5的控制系統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)的詳細(xì)圖。圖9圖示說(shuō)明了本發(fā)明的控制系統(tǒng)的替代優(yōu)選實(shí)施例的框 圖，其適用于在AC應(yīng)用中提供DC繼電器的速度，在電流不平衡被感 測(cè)到時(shí)，中斷電路。圖10圖示說(shuō)明了圖9所示控制系統(tǒng)的電源部分的一個(gè)部分 的優(yōu)選實(shí)施例的詳圖。圖11圖示說(shuō)明了圖9所示控制系統(tǒng)的電源部分的第二部分 的優(yōu)選實(shí)施例的詳圖。圖12圖示說(shuō)明了圖9所示控制系統(tǒng)的優(yōu)選邏輯控制器部分 的詳圖。圖13圖示說(shuō)明了圖9所示控制系統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)的一個(gè)詳 細(xì)圖。圖14為根據(jù)本發(fā)明的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器的側(cè)視圖。圖15為圖14所示飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的后視圖。圖16為圖14所示飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù) 器的底視圖。圖17為圖14所示飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù) 器的側(cè)面的部分剖面圖。圖18為圖17所示飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù) 器的沿線18—18的剖面圖。圖18為圖17所示飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù) 器的沿線19一19的剖面圖。
具體實(shí)施例方式圖1圖示說(shuō)明了適用于波音757飛機(jī)的控制系統(tǒng)10的一個(gè) 優(yōu)選實(shí)施例，圖5圖示說(shuō)明了適用于波音747飛機(jī)的控制系統(tǒng)10的一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。二者都是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的，用于當(dāng)感測(cè)到電流不平 衡時(shí)中斷連接到負(fù)載的電力。參照?qǐng)D1和圖5，本發(fā)明的飛機(jī)適用的電 流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器10中斷電路20，電路20具有一個(gè)線路端 24和一個(gè)帶有接地故障的負(fù)載端26。負(fù)載可能是一個(gè)電動(dòng)機(jī)，或拖動(dòng) 負(fù)載的任何電氣裝置，在這些裝置中希望保護(hù)設(shè)備或人員。本發(fā)明的 電路不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括一個(gè)電源30， 一個(gè)傳感器系統(tǒng)40， 一個(gè)邏輯控制器50， 一個(gè)電源控制器60和一個(gè)故障指示器和復(fù)位55。 在一個(gè)優(yōu)選方面，傳感器系統(tǒng)可以包括例如霍耳效應(yīng)器件、電流互感 器(CT)或巨型磁阻(GMR)裝置，盡管其它類似的傳感器器件可能 也是合適的。電源被配置用來(lái)為邏輯控制器供電，傳感器被配置用來(lái) 感測(cè)電路24的線路端20中的電流不平衡，并輸出一個(gè)傳感器信號(hào)給 邏輯控制器。邏輯控制器被配置用來(lái)接收和處理來(lái)自傳感器的傳感器 信號(hào)輸入和繼電器控制輸入信號(hào)，且電源控制器被配置用來(lái)接收來(lái)自 邏輯控制器的輸入，當(dāng)電流不平衡被感測(cè)到時(shí)，移去到電路負(fù)載端的 電力。圖2和圖6圖示說(shuō)明了電源的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳圖，圖3 和圖7圖示說(shuō)明了邏輯控制器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳圖。參照?qǐng)D4和 圖8，展示了本發(fā)明控制系統(tǒng)所使用的一個(gè)傳感器，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器為一個(gè)Amploc Pro 5霍耳效應(yīng)線性電流傳感器， 在10V工作時(shí)，該傳感器具有233mV/A的輸出。所有三條線路端導(dǎo)線 穿過(guò)傳感器核?；鶢柣舴螂娏鞫申U述節(jié)點(diǎn)處的凈電流為0?？紤]負(fù)載 端泵繞組的Y字形連接點(diǎn)，相繞組中的凈電流的代數(shù)和為0。如果存 在接地故障，即在這里供應(yīng)的電流流經(jīng)傳感器但是不經(jīng)過(guò)傳感器返回， 則相導(dǎo)線中的電流代數(shù)和將等于接地故障電流。參照?qǐng)D3和圖7，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在沒(méi)有測(cè)量到不 平衡時(shí)，傳感器的輸出約為供電電壓的一半。放大器U3A放大這個(gè)信 號(hào)10倍。增益可以由電阻器R5和R3的比值來(lái)設(shè)定。3db點(diǎn)為電容器 C4的電抗等于R5的電阻之處。這發(fā)生的頻率為3386Hz。電阻器RK R2和R4偏置放大器，并且已經(jīng)被選擇，所以對(duì)于電阻器R4要求最大 值為lmeg，以調(diào)整放大器的輸出達(dá)到一個(gè)中間電源供給，傳感器處于 它的指定最壞情況高輸出。傳感器最壞情況下低輸出的校準(zhǔn)是很容易 實(shí)現(xiàn)的。放大器U3B和U3C，電阻器R6、 R7和R8被設(shè)置來(lái)檢測(cè) 例如3.0Arms的電流不平衡，盡管其它適當(dāng)?shù)拈T限值也是合適的。放 大器U3B和U3C的高輸出指示超過(guò)3.0Arms門限值或者其它選擇的門 限值就存在不平衡。集成電路(IC) U4A將放大器U3B和U3C的輸 出取"或(OR)"。在其輸出的邏輯O指示出現(xiàn)了一個(gè)或另一個(gè)故障狀 況。同時(shí)的不平衡輸入能夠被處理，但是，物理上是不可能的，因?yàn)?正的不平衡不能和負(fù)的不平衡同時(shí)存在。如果存在故障狀況，則它通過(guò)集成電路U5A，將邏輯1給 由集成電路U4B和U4C組成的鎖存器。在管腳5的邏輯1強(qiáng)制輸出管 腳4低，斷開(kāi)晶體管Q1，這移去到功率繼電器控制級(jí)17—1的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。到鎖存器的另外一個(gè)輸入，管腳9一般處于邏輯0。這將使得管腳 10變高，通過(guò)給管腳6提供邏輯1設(shè)定鎖存器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，加電順序初始化電源控制部分到 一個(gè)非運(yùn)行模式。這是通過(guò)給集成電路U5A的管腳2提供邏輯0來(lái)模 擬電流不平衡狀況實(shí)現(xiàn)的。由集成電路U5B、電阻器R13、電容器C5和二極管CR8 產(chǎn)生的加電復(fù)位脈沖一般是7msec。復(fù)位是通過(guò)電阻器R13給電容器C5充電以達(dá)到由集成電路U5B設(shè)定的門限值所花費(fèi)的時(shí)間決定的。二 極管CR8提供快速的復(fù)位。在加電時(shí)，GFI將執(zhí)行一個(gè)測(cè)試來(lái)確認(rèn)沒(méi)有繼電器觸點(diǎn)在關(guān) 閉時(shí)發(fā)生故障，并檢查控制繼電器線圈的開(kāi)關(guān)FET沒(méi)有短接。這兩個(gè) 故障都是嚴(yán)重的事情，這可能會(huì)阻止GFI中斷故障電流，所以要由加 電內(nèi)建測(cè)試(BIT)來(lái)檢査。當(dāng)控制電壓被接通時(shí)，3相U5VAC電力 可用，繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)被檢査。剛好在繼電器被命令閉合之前，內(nèi) 部電子電路檢査觸點(diǎn)是否都是打開(kāi)的，并且在繼電器被命令關(guān)閉后也 檢查是否所有的觸點(diǎn)是關(guān)閉的。如果繼電器被檢測(cè)到一個(gè)故障，則禁 止給繼電器線圈加電，并且激活機(jī)械故障指示器。在另一個(gè)方面，在 繼電器設(shè)計(jì)中并入一個(gè)輔助觸點(diǎn)也是有優(yōu)勢(shì)的，同時(shí)仍然維持GFI設(shè) 計(jì)在封裝約束內(nèi)，在這樣的情況下，3相115VAC電源的繼電器主觸點(diǎn) 的狀態(tài)檢查可以通過(guò)檢查輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D2和圖6， 二極管CR1、 CR2、 CR3、 CR4、 CR5禾口 CR6組成一個(gè)全波三相橋。電容器C1作為由該橋產(chǎn)生的281V峰值電 壓的儲(chǔ)能器件。調(diào)節(jié)器優(yōu)選是帶有非正態(tài)架構(gòu)，在下側(cè)有電感器的反 極性類型(buke-type)配置。這樣是可以接受的，因?yàn)殡娐凡槐匾缘?球大地作為參考點(diǎn)。事實(shí)上，板上電地(electrical ground)要比地球的 大地高出約270V。優(yōu)選的，轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)以一種非傳統(tǒng)的模式工作。如果它感測(cè) 出輸出電壓為低，它就接通并且保持開(kāi)通直到通過(guò)電感器L1的電流達(dá) 到一個(gè)預(yù)定量值。否則，這個(gè)周期跳過(guò)。能量存儲(chǔ)在電感器L1中并通 過(guò)二極管CR7傳送給輸出電容器C3。合適的調(diào)整是由齊納(Zener) VR1和光耦U2決定的。電容器C2存儲(chǔ)少量的能量，供調(diào)節(jié)器用來(lái)運(yùn) 行它的內(nèi)部電路。參照?qǐng)D9一圖13，圖示說(shuō)明了適用于AC—DC應(yīng)用的本發(fā) 明控制系統(tǒng)的替代優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)電流不平衡被感測(cè)到時(shí)中斷電路。 如圖9所示，本發(fā)明的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器10中 斷具有線路端24和帶有接地故障的負(fù)載端26的電路20。負(fù)載可以是 電動(dòng)機(jī)，或拖動(dòng)負(fù)載的任何電氣裝置，在此希望保護(hù)這些裝置的設(shè)備 或者人員。本發(fā) 的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括一個(gè)電源30、一個(gè)傳感器系統(tǒng)40、 一個(gè)邏輯控制器50、 一個(gè)電源控制器60、 一個(gè)故 障指示器和復(fù)位55。在一個(gè)優(yōu)選的方面，傳感器系統(tǒng)可以包括例如霍 耳效應(yīng)器件、電流互感器(CT)或巨型磁阻(GMR)器件，雖然其它 類似的傳感器裝置也可能是合適的。電源控制器能夠由直流電(DC) 控制，或替代地由交流電(AC)來(lái)控制。電源被配置成為邏輯控制器 供電，傳感器被配置用來(lái)感測(cè)電路24的線路端20中的電流不平衡， 并輸出一個(gè)傳感器信號(hào)到邏輯控制器。邏輯控制器被配置用來(lái)接收繼 電器控制輸入信號(hào)，并接收和處理來(lái)自傳感器的傳感器信號(hào)輸入，且 電源控制器被配置從邏輯控制器接收輸入，在感測(cè)到電流不平衡時(shí)， 移去到電路負(fù)載端的電力。圖10和圖11圖示說(shuō)明了電源的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳圖。 圖12圖示說(shuō)明了邏輯控制器的優(yōu)選實(shí)施例的詳圖。參照?qǐng)D13，示出了 本發(fā)明控制系統(tǒng)中使用的傳感器。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，傳 感器為一個(gè)Amploc Pro 5霍耳效應(yīng)線性傳感器，工作在10V時(shí)有 233mV/A的輸出。所有的三根線路端導(dǎo)線都透過(guò)傳感器核?；鶢柣舴?電流定律闡述節(jié)點(diǎn)的凈電流為0?？紤]負(fù)載端泵繞組的Y字形連接點(diǎn)， 相繞組中的凈電流的代數(shù)和為O。如果存在接地故障，即在這里供應(yīng)的 電流流經(jīng)傳感器但是不經(jīng)過(guò)傳感器返回，則相導(dǎo)線中的電流代數(shù)和將 等于接地故障電流。參照?qǐng)D12，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，沒(méi)有測(cè)量到不平衡時(shí)， 傳感器的輸出約為供給電壓的一半。放大器U3A放大這個(gè)信號(hào)10倍。 增益由電阻器R5和R3的比值來(lái)設(shè)定。3db點(diǎn)為電容器C4的電抗等于 R5的電阻之處。這發(fā)生在頻率3386Hz。電阻器R1， R2和R4偏置放 大器，并且已經(jīng)被選擇，所以對(duì)于電阻器R4要求最大值為lmeg，以 調(diào)整放大器的輸出達(dá)到一個(gè)中間電源供給，傳感器處于它的指定最壞 情況高輸出。傳感器最壞情況下低輸出的校準(zhǔn)是很容易實(shí)現(xiàn)的。放大器U3B和U3C，電阻器R6、 R7和R8被設(shè)置來(lái)檢 測(cè)例如3.0Arms的電流不平衡，盡管其它適當(dāng)?shù)拈T限值也是合適的。 放大器U3B和U3C的高輸出指示超過(guò)3.0Arms門限值或者其它選擇的 門限值時(shí)出現(xiàn)電流不平衡。集成電路U4A將放大器U3B和U3C的輸 出值取"或"。在其輸出的邏輯O指示出現(xiàn)了一個(gè)或另一個(gè)故障狀況。同時(shí)的不平衡輸入能夠被處理，但是，物理上是不可能的，因?yàn)檎?不平衡不能和負(fù)的不平衡同時(shí)存在。如果存在故障狀況，則它通過(guò)集成電路U5A，將邏輯l給 由集成電路U4B和U4C組成的鎖存器。在管腳5的邏輯1強(qiáng)制輸出管 腳4低，斷開(kāi)晶體管Q1，這移去到功率繼電器控制級(jí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。到 鎖存器的另外一個(gè)輸入，管腳9 一般處于邏輯0。這將使得管腳10變 高，通過(guò)給管腳6提供邏輯1設(shè)定鎖存器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，加電順序初始化電源控制部分到 一個(gè)非運(yùn)行模式。這是通過(guò)給集成電路U5A的管腳2提供邏輯0來(lái)模 擬電流不平衡狀況實(shí)現(xiàn)的。由集成電路U5B、電阻器R13、電容器C5和二極管CR8 產(chǎn)生的加電復(fù)位脈沖一般是7msec。復(fù)位是通過(guò)電阻器R13給電容器 C5充電以達(dá)到由集成電路U5B設(shè)定的門限值所花費(fèi)的時(shí)間決定的。二 極管CR8提供了快速的復(fù)位。在加電時(shí)，GFI將執(zhí)行一個(gè)測(cè)試來(lái)確認(rèn)沒(méi)有繼電器觸點(diǎn)在 關(guān)閉時(shí)發(fā)生故障，并檢查控制繼電器線圈的開(kāi)關(guān)FET沒(méi)有短接。這兩 個(gè)故障都是嚴(yán)重的事情，這可能會(huì)阻止GFI中斷故障電流，所以要由 加電內(nèi)建測(cè)試(BIT)來(lái)檢查。當(dāng)控制電壓被接通時(shí)，3相115VAC電 力可用，繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)被檢查。剛好在繼電器被命令閉合之前， 內(nèi)部電子電路檢查觸點(diǎn)是否都是打開(kāi)的，并且在繼電器被命令關(guān)閉后 也檢查是否所有的觸點(diǎn)是關(guān)閉的。如果繼電器被檢測(cè)到一個(gè)故障，則 禁止給繼電器線圈加電，并且激活機(jī)械故障指示器。在另一個(gè)方面， 在繼電器設(shè)計(jì)中并入一個(gè)輔助觸點(diǎn)也是有優(yōu)勢(shì)的，同時(shí)仍然維持GFI 設(shè)計(jì)在封裝約束內(nèi)，在這樣的情況下，3相115VAC電源的繼電器主觸 點(diǎn)的狀態(tài)檢查可以通過(guò)檢査輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D10和圖11， 二極管CR1、 CR2、 CR3、 CR4、 CR5 和CR6組成一個(gè)全波三相橋。電容器Cl作為由該橋產(chǎn)生的281V峰值 電壓的儲(chǔ)能器件。調(diào)節(jié)器優(yōu)選是帶有非正態(tài)架構(gòu)，在下側(cè)有電感器的 反極性類型(buke-type)配置。這是可以接受的，因?yàn)殡娐凡槐匾缘?球大地作為參考點(diǎn)。事實(shí)上，對(duì)于10V和20V電源，板上電地要比地 球大地高出約270V和260V。
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優(yōu)選地，轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)以一種非傳統(tǒng)模式工作。如果感測(cè)出輸 出電壓為低，對(duì)應(yīng)的控制器就接通并且保持開(kāi)通直到通過(guò)電感器L1或 L1A的電流達(dá)到一個(gè)預(yù)定量值。否則，這個(gè)周期跳過(guò)。能量存儲(chǔ)在電 感器Ll或L1A中并通過(guò)二極管CR7或CR7A傳送給輸出電容器C3 或C3A。合適的調(diào)整是由齊納(Zener) VR1或VR1A和光耦U2或 U2A決定的。電容器C2或C2A存儲(chǔ)少量的能量，供各個(gè)調(diào)節(jié)器用來(lái) 運(yùn)行它的內(nèi)部電路。目前在用的大多數(shù)飛機(jī)使用電路斷路器，前面己經(jīng)討論過(guò) 斷路器具有局限性。本發(fā)明電子和機(jī)電方面的部分對(duì)這些提供保護(hù)的 電路斷路器給予了額外的保護(hù)，并希望以一種形狀來(lái)封裝本發(fā)明，該 形狀能夠容易地改造現(xiàn)有的飛機(jī)、新構(gòu)造的和新的飛機(jī)設(shè)計(jì)，因此將 本發(fā)明的益處帶到更廣范圍的應(yīng)用中。所以，在本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選 方面中，電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的電子和機(jī)電元件被安放在一 個(gè)具有和現(xiàn)有技術(shù)的電源控制器相似的形狀要素的箱體中。通過(guò)己有 的電源控制器的電氣接頭，本發(fā)明連接到待監(jiān)控和待控制的電路，并 且它從待控制的電路獲取電力。替代的，電力可以從外部源獲取，如 一個(gè)外部繼電器控制信號(hào)。雖然有多種形狀要素可以為這些電路斷路 器提供的保護(hù)給予額外保護(hù)，但是我們的形狀要素之一和波音757飛 機(jī)以及類似飛機(jī)中使用的電源控制器相關(guān)，其安裝高度為高于安裝平 面約1.78英寸，寬度為寬于安裝平面約1.53英寸，從電氣線路端的頂 部到底部的總高度為3.28英寸。參照?qǐng)D14，在本發(fā)明的一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選方面，上述電路配置 中的每一個(gè)都能夠有利的容納于相應(yīng)的一個(gè)箱體70中，該箱體一般從 頂部72到底部74不超過(guò)3.28英寸(約8.33cm)，從前側(cè)76到后側(cè)78 的寬度不超過(guò)1.53英寸(約3.89cm)，從前固定法蘭82的前側(cè)80到 后固定法蘭86的后側(cè)84不超過(guò)2.51英寸(約6.38cm)。該箱體還包 括一個(gè)繼電器87，典型是一英寸見(jiàn)方的繼電器，具有的觸點(diǎn)被額定為 25安培GFI到約500安培的閉一載流一開(kāi)故障電流水平，以及15次或 更多次的接地故障循環(huán)而接觸電阻無(wú)可測(cè)量的變化，或一個(gè)繼電器， 其被額定為50安培GFI到約1500安培的閉一載流一開(kāi)故障電流水平， 以及15次或更多次接地故障循環(huán)而接觸電阻無(wú)可測(cè)量的變化。
參照?qǐng)D14、圖15和圖16，在飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè) 和電路斷續(xù)器箱體的底部，配備一種電接頭裝置，如端塊或接頭板88， 一般帶有8個(gè)螺旋式電氣接頭，Al， A2， XI， Bl， B2， Cl， C2和 X2，盡管其它傳統(tǒng)類型的導(dǎo)線接頭也是合適的。參照?qǐng)D4、圖8、圖 13和圖16，接頭Al和A2容納第一線路和負(fù)載A;接頭B1和B2容 納第二線路和負(fù)載B;接頭C1和C2容納第三線路和負(fù)載C。如圖15 和圖16所示，接頭板通過(guò)安裝螺釘卯安裝在飛機(jī)適用的電流不平衡 檢測(cè)和電路斷續(xù)器箱體，螺釘卯延伸通過(guò)箱體中的套筒92，在圖18 和圖19中圖示說(shuō)明，這將在下面進(jìn)一步解釋。參照?qǐng)D17、圖18和圖19， 一個(gè)或更多個(gè)電路板，如第一 印刷電路板94和第二印刷電路板96，為安裝以上描述的電路配置的組 件，能夠安裝在箱體中，印刷電路板的切口 98與安裝螺釘90的套筒 92相匹配。應(yīng)該理解雖然已經(jīng)公開(kāi)邏輯控制器可作為一個(gè)電子電路被 實(shí)現(xiàn)，但是邏輯控制器可以作為基于邏輯控制器的微處理器來(lái)被實(shí)現(xiàn)， 并且本發(fā)明飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的其它組件可以 至少部分由一個(gè)或更多的微處理器實(shí)現(xiàn)。綜上所述，可以看出本發(fā)明提供了一種用于抑制飛機(jī)中電 氣設(shè)備的電弧的方法和裝置，其可以適用于各種系統(tǒng)和組件。因而， 它為己經(jīng)存在的系統(tǒng)提供了一種額外的、可靠的快速電力中斷，由此 降低了電路中接地故障帶來(lái)的破壞。雖然圖示說(shuō)明和描述本發(fā)明的一 種特定的形狀，但很容易進(jìn)行各種修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。 因此，除了所附的權(quán)利要求之外，這并不是限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，用于監(jiān)控電路中的電流并中斷電路，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端，電負(fù)載連接到該負(fù)載端，所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括箱體，其包括用于連接到所述電路線路端和負(fù)載端的電接頭裝置；電源，其設(shè)置在所述箱體中；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在所述箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電流不平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信號(hào)，該信號(hào)指示在所述電路中存在不希望的電流；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成由被監(jiān)控的所述電路來(lái)供電，以接收來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的傳感器信號(hào)并輸出表示故障的故障信號(hào)；以及電源控制器，其設(shè)置在所述箱體中，被配置成接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述故障信號(hào)，并響應(yīng)來(lái)自所述邏輯控制器的所述故障信號(hào)而移去到所述電路的所述負(fù)載端的電力，所述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該功率繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流-開(kāi)和閉-載流-開(kāi)類型的接地故障狀況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中斷由所述 電路操作的裝置中的電弧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述箱體的外殼與所述飛機(jī)中已有電源控制器的外殼相適應(yīng)，并且使用相同的監(jiān)控配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述電接頭裝置包括所述箱體上的電接頭板，其連接到被監(jiān)控的所述電路的所述線路端和負(fù)載端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述電接頭板包括多個(gè)電氣接頭。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述電接頭板包括容納第一負(fù)載線的第一對(duì)接頭，容納第 二負(fù)載線的第二對(duì)接頭和容納第三負(fù)載線的第三對(duì)接頭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被配置成在 加電順序過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試來(lái)判定所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和 電路斷續(xù)器是否運(yùn)行正常。
8. —種用于中斷連接到電負(fù)載的電路的飛機(jī)適用的電流不平衡 檢測(cè)和電路斷續(xù)器，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端，所述飛機(jī) 適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括箱體，其具有電接頭裝置，用于連接到所述電路線路端和負(fù)載丄山順；電源，其設(shè)置在所述箱體中；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在所述箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電 流不平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信 號(hào)，所述信號(hào)指示所述電路中存在電流不平衡；直流控制的電源控制器，其被配置成在斷電時(shí)移去到所述電路 的所述負(fù)載端的電力，所述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該功率 繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流一開(kāi)和閉一載流 一開(kāi)類型的接地故障狀況；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成由所述電源供電， 以接收外部繼電器控制信號(hào)和來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的所述傳感器信 號(hào)，以將所述傳感器信號(hào)和所述電路的容許工作的預(yù)定范圍進(jìn)行比 較，從而在所述傳感器信號(hào)超過(guò)所述預(yù)定范圍時(shí)，輸出表示電流不平衡的一個(gè)故障信號(hào)并且使所述電源控制器斷電；故障指示器，其被配置用來(lái)接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述故 障信號(hào)，以指示電流不平衡狀況已經(jīng)發(fā)生；以及復(fù)位開(kāi)關(guān)，用于復(fù)位所述故障指示器以及所述電流不平衡檢測(cè) 和電路斷續(xù)器；其中所述箱體有一個(gè)形狀要素，其在一個(gè)空間內(nèi)封裝所述電流 不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器電路，該空間與在所述飛機(jī)中使用的已有電 源控制器相適應(yīng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述邏輯控制器接收所述外部繼電器控制信號(hào)并處理這個(gè)信號(hào) 來(lái)接通和中斷所述電源控制器的供電；以及取決于所述飛機(jī)，所述外部繼電器控制信號(hào)可以是交流或直流 信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述邏輯控制器能夠接受和處理交流或直流的外部繼電器 控制信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器抑制由所述 電路操作的裝置中的電弧。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中止由所述電路操作的裝置中的接地故障狀況。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被確定大小 并被成形，以代替已有的飛機(jī)電源控制器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述箱體包括至少一個(gè)安裝在所述箱體內(nèi)的電路板，用于 安裝所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的組件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被配置成在 加電順序過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試來(lái)判定所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和 電路斷續(xù)器是否運(yùn)行正常。
16. —種用于中斷連接到電負(fù)載的電路的飛機(jī)適用的電流不平 衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端，所述斷 續(xù)器包括箱體，其具有用于連接到所述電路線路端和負(fù)載端的電接頭裝置；設(shè)置在所述箱體中的至少一個(gè)電源；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電流不 平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信號(hào)，指 示所述電路中存在電流不平衡；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成由所述電源之一 供電，以接收外部繼電器控制信號(hào)和來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的所述傳感 器信號(hào)，將所述傳感器信號(hào)和所述電路的容許工作的預(yù)定范圍進(jìn)行比 較，從而在所述傳感器信號(hào)超過(guò)所述預(yù)定范圍時(shí)，中斷所述繼電器控 制信號(hào)；電源控制器，其被配置成由所述繼電器控制信號(hào)來(lái)供電，并且 在所述繼電器控制信號(hào)被中斷時(shí)移去到所述電路的負(fù)載端的電力，所 述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該功率繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在 預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流 一 開(kāi)和閉 一 載流一開(kāi)類型的接地故障狀況；故障指示器，其被配置用來(lái)接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述故 障信號(hào)，并指示電流不平衡狀況已經(jīng)發(fā)生；以及復(fù)位開(kāi)關(guān)，用于復(fù)位所述故障指示器以及所述電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，其中所述傳感器系統(tǒng)包括連接到所述電路的負(fù)載端的一個(gè)電 流互感器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，其中所述邏輯控制器接收所述繼電器控制信號(hào)來(lái)為所述電源控制器直接供電；取決于所述飛機(jī)，所述繼電器控制信號(hào)可以是交流或直流信號(hào)； 所述電源控制器的類型對(duì)應(yīng)于所述交流或直流的繼電器控制信號(hào)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷 續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中止由所述 電路操作的裝置內(nèi)的電弧。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中止由所述電路操作的裝置內(nèi)的接地故障狀況。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被配置成在加電順序過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試來(lái)判定飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電 路斷續(xù)器是否運(yùn)行正常。
22. —種飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，用于監(jiān)控電 路中的電流并中斷所述電路，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端， 電負(fù)載連接到該負(fù)載端，所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù) 器包括箱體，其包括用于連接到所述電路線路端和負(fù)載端的電接頭裝置；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在所述箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電 流不平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信 號(hào)，該信號(hào)指示所述電路中存在不希望的電流；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成接收來(lái)自所述傳 感器系統(tǒng)的傳感器信號(hào)并輸出表示故障的故障信號(hào)；以及電源控制器，其設(shè)置在所述箱體中，被配置成接收來(lái)自所述邏 輯控制器的所述故障信號(hào)，并響應(yīng)來(lái)自所述邏輯控制器的所述故障信 號(hào)而移去到所述電路的所述負(fù)載端的電力，所述電源控制器包括一個(gè) 功率繼電器，該功率繼電器的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流— 開(kāi)和閉一載流 一 開(kāi)類型的接地故障狀況。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中斷由所述電路操作的裝置中的電弧。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述箱體的外殼與所述飛機(jī)中已有電源控制器的外殼相 適應(yīng)，并且使用相同的監(jiān)控配置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述電接頭裝置包括所述箱體上的電接頭板，其連接到被監(jiān)控的所述電路的所述線路端和負(fù)載端。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述電接頭板包括多個(gè)電氣接頭。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述電接頭板包括容納第一負(fù)載線的第一對(duì)接頭，容納第二負(fù)載線的第二對(duì)接頭和容納第三負(fù)載線的第三對(duì)接頭。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被配置成在加電順序過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試來(lái)判定所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè) 和電路斷續(xù)器是否運(yùn)行正常。
29. —種用于中斷連接到電負(fù)載的電路的飛機(jī)適用的電流不平 衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端，所述飛 機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括箱體，其具有電接頭裝置，用于連接到所述電路線路端和負(fù)載端；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在所述箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電 流不平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信 號(hào)，指示所述電路中存在電流不平衡；直流控制的電源控制器，其被配置成在斷電時(shí)移去到所述電路 的所述負(fù)載端的電力，所述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該功率 繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流一開(kāi)和閉一載流 —開(kāi)類型的接地故障狀況；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成接收外部繼電器 控制信號(hào)和來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的所述傳感器信號(hào)，以將所述傳感器 信號(hào)和所述電路的容許工作的預(yù)定范圍進(jìn)行比較，從而在所述傳感器 信號(hào)超過(guò)所述預(yù)定范圍時(shí)，輸出表示電流不平衡的一個(gè)故障信號(hào)，并 且使所述電源控制器斷電；故障指示器，其被配置用來(lái)接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述故 障信號(hào)，以指示電流不平衡狀況已經(jīng)發(fā)生；以及復(fù)位開(kāi)關(guān)，用于復(fù)位所述故障指示器、所述電流不平衡檢測(cè)和 電路斷續(xù)器；其中所述箱體有一個(gè)形狀要素，其在一個(gè)空間內(nèi)封裝所述電流 不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器電路，該空間與在所述飛機(jī)中使用的已有電 源控制器相適應(yīng)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，其中所述邏輯控制器接收所述外部繼電器控制信號(hào)并處理這個(gè)信號(hào) 來(lái)接通和中斷所述電源控制器的供電；以及取決于所述飛機(jī)，所述外部繼電器控制信號(hào)可以是交流或直流 信號(hào)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述邏輯控制器能夠接受和處理交流或直流的外部繼電器控制信號(hào)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述觸點(diǎn)被額定為25安培電流到約500安培的閉一載 流—開(kāi)故障電流水平，而接觸電阻無(wú)可測(cè)量的變化。
33. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述觸點(diǎn)被額定為50安培電流到約1500安培的閉一載 流一開(kāi)故障電流水平，而接觸電阻無(wú)可測(cè)量的變化。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器抑制由所述電路操作的裝置中的電弧。
35. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器中止由所述電路操作的裝置中的接地故障狀況。
36. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被確定大小并被成形，以代替已有的飛機(jī)電源控制器。
37. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，其中所述電連接裝置包括一個(gè)用于連接到所述線路端、所述 負(fù)載端和所述外部繼電器控制信號(hào)的電氣接頭。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述電氣接頭包括多個(gè)電氣接頭。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述電氣接頭包括容納第一線路和負(fù)載端的第一對(duì)接頭，容納第二線路和負(fù)載端的第二對(duì)接頭和容納第三線路和負(fù)載端的 第三對(duì)接頭，以及容納所述外部繼電器控制信號(hào)的一對(duì)接頭。
40. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述箱體包括至少一個(gè)安裝在所述箱體內(nèi)的電路板，用于安裝所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器的組件。
41. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器被配置成在加電順序過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試來(lái)判定所述飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè) 和電路斷續(xù)器是否運(yùn)行正常。
42. —種用于中斷連接到電負(fù)載的電路的飛機(jī)適用的電流不平 衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器，所述電路有一個(gè)線路端和一個(gè)負(fù)載端，所述斷 續(xù)器包括箱體，其具有用于連接到所述電路線路端和負(fù)載端的電接頭裝置；傳感器系統(tǒng)，其設(shè)置在箱體中，用于感測(cè)所述電路中的電流不 平衡，并根據(jù)所述電流不平衡的所述感測(cè)而提供一個(gè)傳感器信號(hào)，指 示所述電路中存在電流不平衡；邏輯控制器，其設(shè)置在所述箱體中并被配置成接收外部繼電器 控制信號(hào)和來(lái)自所述傳感器系統(tǒng)的所述傳感器信號(hào)，將所述傳感器信號(hào)和所述電路的容許工作的預(yù)定范圍進(jìn)行比較，從而在所述傳感器信號(hào)超過(guò)所述預(yù)定范圍時(shí)，中斷所述繼電器控制信號(hào)；電源控制器，其被配置成由所述繼電器控制信號(hào)來(lái)供電，并且 在所述繼電器控制信號(hào)被中斷時(shí)移去到所述電路的負(fù)載纟薪的龜力，所 述電源控制器包括一個(gè)功率繼電器，該功率繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在 預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流 一 開(kāi)和閉 一 載流 一 開(kāi)類型的接地故障狀況； 故障指示器，其被配置用來(lái)接收來(lái)自所述邏輯控制器的所述故 障信號(hào)，并指示電流不平衡狀況己經(jīng)發(fā)生；以及復(fù)位開(kāi)關(guān)，用于復(fù)位所述故障指示器以及所述電流不平衡檢測(cè) 和龜路斷續(xù)器。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中所述邏輯控制器接收所述繼電器控制信號(hào)來(lái)為所述電源控制器 直接供電；取決于所述飛機(jī)，所述繼電器控制信號(hào)可以是交流或直流信號(hào)；以及所述電源控制器的類型對(duì)應(yīng)于所述交流或直流的繼電器控制信號(hào)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路 斷續(xù)器，其中飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器從被監(jiān)控的所述電路的線路側(cè)唯一地接收電力來(lái)運(yùn)行。
全文摘要
飛機(jī)適用的電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器在感測(cè)到電流不平衡時(shí)中斷電路。電流不平衡檢測(cè)和電路斷續(xù)器包括箱體、電源、用于感測(cè)在電路線路端的電流不平衡的傳感器系統(tǒng)、邏輯控制器和電源控制器，電源控制器包括功率繼電器，功率繼電器具有的觸點(diǎn)能夠在預(yù)期電流水平經(jīng)受住載流—開(kāi)和閉—載流—開(kāi)類型的接地故障狀況。在加電時(shí)，所述裝置執(zhí)行一個(gè)測(cè)試來(lái)確認(rèn)所有的繼電器觸點(diǎn)都沒(méi)有在閉合位置發(fā)生故障，并且檢查用于控制繼電器線圈的開(kāi)關(guān)FET是否已經(jīng)短路。
文檔編號(hào)H02H1/06GK101615776SQ20091016492
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者R·A·拜克斯, R·如沙力, T·金 申請(qǐng)人:海卓-艾爾公司