專利名稱：電弧監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及用于例如開關(guān)裝置或工業(yè)電氣裝置的低壓、中壓和高壓的電氣裝
置的監(jiān)控和安全設(shè)備的領(lǐng)域。此外，本發(fā)明特別地涉及設(shè)置為在例如開關(guān)裝置內(nèi)發(fā)生電弧 的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器領(lǐng)域。電弧監(jiān)控器包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器且電弧監(jiān) 控器被設(shè)置為可操作地連接到至少一個(gè)斷路器。 本發(fā)明也涉及包括這樣的電弧監(jiān)控器的電氣裝置，以及涉及這樣的電弧監(jiān)控器作 為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置內(nèi)的使用。
背景技術(shù)：
在例如開關(guān)裝置和工業(yè)電氣裝置的低壓、中壓和高壓應(yīng)用中的短路典型地伴隨有 電弧的發(fā)生。電弧的發(fā)生總是導(dǎo)致對(duì)于設(shè)備的明顯損壞，且如果在起電弧時(shí)人員在場(chǎng)，則他 們有受到嚴(yán)重或致命傷害的風(fēng)險(xiǎn)，除非電弧非常迅速地被熄滅。 已知在電氣裝置內(nèi)設(shè)置具有電弧監(jiān)控器形式的監(jiān)控和安全設(shè)備。電弧監(jiān)控器的目 的是當(dāng)發(fā)生電弧時(shí)通過使開關(guān)裝置的斷路器在從電弧形成起數(shù)毫秒的時(shí)間內(nèi)跳閘而防止 或限制對(duì)設(shè)備和人員的損害。為識(shí)別電弧的發(fā)生，電弧監(jiān)控器包括多個(gè)電弧檢測(cè)器，所述電 弧檢測(cè)器位于電氣裝置內(nèi)可能發(fā)生起電弧的合適的位置處。 短路可以例如作為當(dāng)操作者在開關(guān)裝置的帶電部分上丟下工具、或?qū)⒐ぞ哌z忘在 鄰靠開關(guān)裝置的帶電部分時(shí)的錯(cuò)誤或事故的結(jié)果而發(fā)生；或作為可以導(dǎo)致熱和火花形成的 不良電連接的結(jié)果而發(fā)生；或作為動(dòng)物進(jìn)入開關(guān)裝置且由于接觸帶電部分而導(dǎo)致短路的結(jié) 果而發(fā)生。 在這樣的情況下，當(dāng)電弧發(fā)生時(shí)，電弧監(jiān)控器被設(shè)置為快速使例如開關(guān)裝置的主 斷路器跳閘，以縮短電弧燃燒時(shí)間。因此，防止或限制對(duì)于設(shè)備和人員的損害的風(fēng)險(xiǎn)，且維 護(hù)人員對(duì)于開關(guān)裝置的可接近性增加，使得可以盡可能快速處理故障。因此，可以移除造成 短路的工具或動(dòng)物，或擰緊松動(dòng)的螺釘。 常規(guī)的電弧監(jiān)控器包括固定個(gè)數(shù)的電弧檢測(cè)器輸入端子，例如十個(gè)端子，且可以 因此僅裝配有相同個(gè)數(shù)的電弧檢測(cè)器。如果其中設(shè)置有監(jiān)控和安全設(shè)備的電氣裝置具有相 當(dāng)大的尺寸，則可能需要多于十個(gè)電弧檢測(cè)器。這意味著多個(gè)電弧監(jiān)控器必須用于覆蓋整 個(gè)電氣裝置，所述電弧監(jiān)控器相互并聯(lián)地連接到斷路器。使用多個(gè)電弧監(jiān)控器存在空間要 求，且總成本為不必要地高。另外，常規(guī)的電弧監(jiān)控器僅可操作地連接到單個(gè)的斷路器，通 常為例如開關(guān)裝置的電氣裝置的主斷路器。在相當(dāng)大尺寸的電氣裝置中，例如在具有帶有 分開的或共享的子斷路器的多個(gè)分開的隔室的裝置中，在該多個(gè)隔室的一個(gè)內(nèi)發(fā)生電弧時(shí) 有時(shí)不需要關(guān)閉整個(gè)電氣裝置。問題是如果將整個(gè)電氣裝置關(guān)閉，則運(yùn)行的干擾將不必要 地影響客戶/使用者。另外，在完全關(guān)閉后，可能需要數(shù)日才能從相當(dāng)大尺寸的電氣裝置中 摘除全部的電負(fù)載，即電負(fù)載必須逐漸被剝離，這將進(jìn)一步影響從開始時(shí)已經(jīng)受到不必要 的影響的客戶/使用者。如果要求電氣裝置的隔室的分開的或共享的子斷路器被分開地控 制，則即使電弧監(jiān)控器的僅幾個(gè)電弧檢測(cè)器需要和/或用于監(jiān)控所述隔室，常規(guī)地也必須將分開的電弧監(jiān)控器專用于此任務(wù)。這使得設(shè)備的大部分不被利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少目前已知的電弧監(jiān)控器的前述缺點(diǎn)，且提供改進(jìn)的電弧監(jiān)控 器。本發(fā)明的主要目的是提供最初限定類型的改進(jìn)的電弧監(jiān)控器，所述電弧監(jiān)控器可適合 于特定電氣裝置的需要。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供在大的電氣裝置內(nèi)要求更少的空間的電弧監(jiān)控器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供當(dāng)使用在大的電氣裝置中時(shí)比常規(guī)電弧監(jiān)控器解決 方案更廉價(jià)的電弧監(jiān)控器。本發(fā)明的再另一個(gè)目的是提供可連接到不同類型的電弧檢測(cè)器 的電弧監(jiān)控器。本發(fā)明的目的也是提供其功能和狀態(tài)可被遠(yuǎn)程測(cè)試和檢查的電弧監(jiān)控器。
根據(jù)本發(fā)明，至少主要目的通過具有在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征的最初限定的 電弧監(jiān)控器、包括這樣的電弧監(jiān)控器的電氣裝置以及電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備的使 用來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步在從屬權(quán)利要求中限定。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供最初限定類型的電弧監(jiān)控器，其特征在于電弧監(jiān)控 器包括基本單元和至少一個(gè)擴(kuò)展單元，該擴(kuò)展單元包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子，所 述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器可連接到所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子，且所述基本單元包括 控制單元，另外該擴(kuò)展單元可操作地可連接到所述控制單元且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號(hào)發(fā) 送到所述控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個(gè) 斷路器跳閘的跳閘信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供根據(jù)權(quán)利要求13的包括至少一個(gè)斷路器和最初限 定類型的電弧監(jiān)控器的電氣裝置。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供根據(jù)權(quán)利要求14的電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè) 備在電氣裝置內(nèi)的使用。 因此，本發(fā)明基于如下見解，即由模塊形成電弧監(jiān)控器的構(gòu)思將節(jié)約空間和成本， 且將允許用于特定的電氣裝置的可更適應(yīng)的監(jiān)控和安全設(shè)備。因此，使用包括檢查是否已 經(jīng)發(fā)生電弧、且將跳閘信號(hào)發(fā)送到所述的斷路器的所有必需部件的基本單元，并使用包括 相同或不同類型的電弧檢測(cè)器的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展單元，這對(duì)于用于小型和大型電氣裝置和 用于不同類型的電氣裝置所使用的一個(gè)且相同的電弧監(jiān)控器都是需要的，且這對(duì)于特定電 氣裝置仍將提供合適和充分的保護(hù)。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)擴(kuò)展單元包括可編程邏輯電路，所述可編程 邏輯電路被設(shè)置為將來自電弧檢測(cè)器的電弧檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號(hào)，所述電弧發(fā) 生信號(hào)被鏈接到所述電弧檢測(cè)器輸入端子。這意味著基本單元的控制單元可以接收哪個(gè)電 弧檢測(cè)器已檢測(cè)到電弧的信息。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，基本單元的控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記 錄來自擴(kuò)展單元的電弧發(fā)生信號(hào)且發(fā)送用于使可操作地鏈接到特定的電弧檢測(cè)器輸入端 子的至少一個(gè)斷路器跳閘的跳閘信號(hào)。這意味著基本單元的控制單元可以確定哪個(gè)電弧檢 測(cè)器已檢測(cè)到電弧，且因此使相關(guān)的斷路器跳閘。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，基本單元包括電弧檢測(cè)器可連接到的基本單元的至少 一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子。這意味著基本單元包括其自己的電弧檢測(cè)器輸入端子且因此可以在無任何擴(kuò)展單元的情況下被使用。另外，基本單元的所述電弧檢測(cè)器輸入端子可操作 地連接到控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自電弧檢測(cè)器的電 弧檢測(cè)器信號(hào)并且發(fā)送用于使可操作地鏈接到電弧檢測(cè)器輸入端子的至少一個(gè)斷路器跳 閘的跳閘信號(hào)。這意味著基本單元的控制單元被設(shè)置為從連接到基本單元的電弧檢測(cè)器輸 入端子的電弧檢測(cè)器接收電弧檢測(cè)器信號(hào)并且從連接到擴(kuò)展單元的電弧檢測(cè)器輸入端子 的電弧檢測(cè)器接收電弧發(fā)生信號(hào)。 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)電弧檢測(cè)器被設(shè)置為檢測(cè)高于預(yù)定水平的溫度，或煙的存 在，或大于預(yù)定量的壓力差，或高于預(yù)定強(qiáng)度的發(fā)光。這意味著電弧監(jiān)控器可以通過不同的 物理現(xiàn)象檢測(cè)電弧的發(fā)生，以在特定電弧檢測(cè)器的位置處檢測(cè)最合適的物理現(xiàn)象。另外，為 防止偽報(bào)警，不同類型的電弧檢測(cè)器可以使用在電氣裝置的相同區(qū)內(nèi)，使得檢測(cè)與電弧發(fā) 生相關(guān)的至少兩種不同的物理現(xiàn)象。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，電弧監(jiān)控器包括可操作地連接到基本單元的控制單元 的控制面板。因此，電弧監(jiān)控器的狀態(tài)可以被測(cè)試和檢查，而不使用例如計(jì)算機(jī)的任何外部 設(shè)備。另外，所述控制面板可包括可解除地連接到基本單元的主控制面板和遠(yuǎn)離于所述基 本單元設(shè)置的次控制面板，這導(dǎo)致在進(jìn)入所述的電氣裝置之前可以通過使用次控制面板來 測(cè)試電弧監(jiān)控器的功能。 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，電弧監(jiān)控器具有缺省運(yùn)行模式，在此模式期間基本單元被設(shè)置 為可操作地連接到所述至少一個(gè)斷路器，且具有臨時(shí)測(cè)試模式，在此模式期間基本單元被 設(shè)置為可操作地從至少一個(gè)斷路器斷開小于100毫秒的時(shí)間段，電弧監(jiān)控器包括至少一個(gè) 電弧檢測(cè)器和電弧檢測(cè)器測(cè)試器，所述電弧檢測(cè)器測(cè)試器包括至少一個(gè)人造電弧發(fā)出裝 置，在臨時(shí)測(cè)試模式期間電弧檢測(cè)器可暴露于從所述電弧檢測(cè)器測(cè)試器發(fā)出的人造電弧以 測(cè)試電弧檢測(cè)器的功能，其中基本單元的控制單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被 至少一個(gè)電弧檢測(cè)器所檢測(cè)到且被記錄在所述控制單元內(nèi)。這意味著電弧監(jiān)控器的功能可 以按時(shí)間安排或手動(dòng)測(cè)試，以獲得電弧監(jiān)控器是否充分起作用或者需要維護(hù)的指示。


對(duì)于本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解將從其他從屬權(quán)利要求中
以及從如下的結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中顯而易見，其中 圖1是發(fā)明的電弧監(jiān)控器的前部的示意圖； 圖2是根據(jù)圖1的電弧監(jiān)控器的示意性分解側(cè)視圖； 圖3是根據(jù)圖1的電弧監(jiān)控器的控制面板和基本單元的前部的示意圖；禾口
圖4是包括發(fā)明的電弧監(jiān)控器的電氣裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1至圖4中示意性地公開了總地標(biāo)識(shí)為1的發(fā)明的電弧監(jiān)控器。發(fā)明的電弧監(jiān) 控器1的主要目的是作為用于例如開關(guān)裝置或工業(yè)電氣裝置的總地標(biāo)識(shí)為2的低壓、中壓 或高壓電氣裝置的監(jiān)控和安全設(shè)備而工作。電弧監(jiān)控器1可操作地連接到至少一個(gè)斷路器 3、3'，并且被設(shè)置為在發(fā)生電弧時(shí)使至少一個(gè)斷路器3、3'跳閘，例如在開關(guān)裝置2的供 電干線上的主斷路器3和/或布置在開關(guān)裝置2的一個(gè)隔室內(nèi)或負(fù)責(zé)開關(guān)裝置2的一部分的子斷路器3'，以防止進(jìn)一步的能量到達(dá)電弧且因此將電弧熄滅。應(yīng)指出的是電弧監(jiān)控器 1包括進(jìn)行在此文檔中所描述的不同功能所需的所有硬件和軟件。在此未明確描述的部分 被認(rèn)為對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。 發(fā)明的電弧監(jiān)控器1包括基本單元4、擴(kuò)展單元5和至少一個(gè)電弧檢測(cè)器6。在示 出的實(shí)施例中，電弧監(jiān)控器1包括兩個(gè)擴(kuò)展單元5和總地標(biāo)識(shí)為7的控制面板。每個(gè)擴(kuò)展 單元5包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子8，通常包括十個(gè)或更多個(gè)，每一個(gè)被設(shè)置為接收 一個(gè)電弧檢測(cè)器6。另外，擴(kuò)展單元5包括可編程邏輯電路(未示出)等，作為電弧發(fā)生的 情況的結(jié)果，它們能進(jìn)行工作以將來自連接到特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8的電弧檢測(cè)器 6的電弧檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號(hào)。所述電弧發(fā)生信號(hào)優(yōu)選地鏈接到所述特定電弧 檢測(cè)器輸入端子8。特定的電弧發(fā)生信號(hào)和特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8之間的鏈接可以 通過將所述電弧發(fā)生信號(hào)進(jìn)行電子標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)，或通過使擴(kuò)展單元5的特定輸出端子9，即 輸出端子9的組的特定引腳專用于擴(kuò)展單元5的每個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子8來實(shí)現(xiàn)。
基本單元4包括可操作地可連接到每個(gè)擴(kuò)展單元5的控制單元(未示出)，該擴(kuò)展 單元被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號(hào)發(fā)送到所述控制單元?？刂茊卧辉O(shè)置為記錄來自擴(kuò)展單元 5的電弧發(fā)生信號(hào)，且發(fā)送用于使特定的斷路器3、3'跳閘的跳閘信號(hào)，所述斷路器3、3' 可操作地鏈接到特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8，該特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8鏈接到特 定的電弧發(fā)生信號(hào)。 在優(yōu)選實(shí)施例中，基本單元4包括電弧檢測(cè)器6可連接到的該基本單元4的至少 一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子8'。所述基本單元4的電弧檢測(cè)器輸入端子8'可操作地連接到 基本單元4的控制單元?；締卧?的控制單元被設(shè)置為作為電弧發(fā)生情況的結(jié)果記錄來 自連接到基本單元4的電弧檢測(cè)器端子8'的電弧檢測(cè)器6的電弧檢測(cè)器信號(hào)?；締卧?4可以包括可編程邏輯電路(未示出)等，作為電弧發(fā)生的情況的結(jié)果，它們能進(jìn)行工作以 將來自連接到基本單元4的特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8'的電弧檢測(cè)器6的電弧檢測(cè)器 信號(hào)轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號(hào)。因此，這可以與嵌入在基本單元4內(nèi)的擴(kuò)展單元進(jìn)行比較。所 述電弧檢測(cè)器信號(hào)或電弧發(fā)生信號(hào)優(yōu)選地鏈接到所述基本單元4的特定的電弧檢測(cè)器輸 入端子8'。特定的電弧檢測(cè)器信號(hào)或電弧發(fā)生信號(hào)與基本單元4的特定的電弧檢測(cè)器輸 入端子8'之間的鏈接可以通過將所述電弧檢測(cè)器信號(hào)或電弧發(fā)生信號(hào)進(jìn)行電子標(biāo)記來實(shí) 現(xiàn)，或通過使基本單元4的控制單元的特定輸入端子專用于基本單元4的每個(gè)電弧檢測(cè)器 輸入端子8'來實(shí)現(xiàn)。另外，基本單元4的控制單元被設(shè)置為發(fā)送用于使斷路器3、3'跳閘 的跳閘信號(hào)，所述斷路器3、3'可操作地鏈接到基本單元4的特定的電弧檢測(cè)器輸入端子 8'，該特定的電弧檢測(cè)器輸入端子8'鏈接到特定的電弧檢測(cè)器信號(hào)或電弧發(fā)生信號(hào)。
在圖4的示出實(shí)施例中，電弧監(jiān)控器1包括至少第一和第二電弧檢測(cè)器輸入端子 8、8'，且基本單元4被設(shè)置為可操作地連接到至少第一和第二斷路器3、3'，第一電弧檢 測(cè)器輸入端子8可操作地鏈接到例如子斷路器的第一斷路器3'，且第二電弧檢測(cè)器輸入 端子8'可操作地鏈接到例如主斷路器的第二斷路器3。應(yīng)指出的是每個(gè)電弧檢測(cè)器輸入 端子8、8'可以可操作地鏈接到多個(gè)斷路器3、3'，且多個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子8、8'可以 可操作地鏈接到一個(gè)斷路器3、3'。 每個(gè)擴(kuò)展單元5可以可解除地緊固在基本單元4的座10內(nèi)，例如通過螺旋到相應(yīng) 的孔12內(nèi)的兩個(gè)螺釘11緊固，所述孔12可以布置在每個(gè)座10的確定位置的凸柱內(nèi)。因此，擴(kuò)展單元5在此實(shí)施例中裝配在確定位置的凸柱上，且然后兩個(gè)螺釘11螺旋到所述孔 12內(nèi)。當(dāng)被接收在座10內(nèi)時(shí)，擴(kuò)展單元5的輸出端子9的組被接收在基本單元4的輸入 端子13的組內(nèi)。優(yōu)選地，擴(kuò)展單元5的每個(gè)輸出端子9被接收在基本單元4的相應(yīng)的輸 入端子13內(nèi)，輸入端子13的組連接到基本單元4的控制單元。擴(kuò)展單元5也可以位于遠(yuǎn) 離基本單元4，擴(kuò)展單元5的輸出端子9的組可操作地連接到基本單元4的輸入端子13的 組，例如通過電纜連接。如果應(yīng)被電弧檢測(cè)器6監(jiān)控的位置位于遠(yuǎn)離基本單元4，則可以使 用此實(shí)施例。然而，因?yàn)槿菀讓U(kuò)展單元5安裝和拆卸，例如不需要額外的設(shè)備，所以擴(kuò)展 單元5緊固在基本單元4的座10內(nèi)是優(yōu)選的。另外，因?yàn)殡娦盘?hào)對(duì)于電噪聲敏感，信號(hào)從 擴(kuò)展單元5到基本單元4的控制單元的路徑長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能地短。因此，短的電纜要求更 少地支持電子設(shè)備和屏蔽。另外，操作者接收擴(kuò)展單元5的安裝是否成功的直接視覺反饋。 擴(kuò)展單元5安裝在座10內(nèi)，根據(jù)圖2座10優(yōu)選地以臺(tái)階方式布置，以便于擴(kuò)展單元5的安 裝，并且便于對(duì)擴(kuò)展單元5和基本單元4 二者的電弧檢測(cè)器輸入端子8、8'的接觸。
電弧監(jiān)控器的電弧檢測(cè)器6可以具有不同的類型，該電弧檢測(cè)器6檢測(cè)與電弧發(fā) 生相關(guān)的不同的物理現(xiàn)象。電弧形成極高的熱、大的壓力脈沖、強(qiáng)光以及煙。因此，不同類 型的電弧檢測(cè)器6可以設(shè)置為檢測(cè)預(yù)定水平以上的溫度，或煙的存在，或大于預(yù)定量的壓 力差，或高于預(yù)定強(qiáng)度的發(fā)光。優(yōu)選地，電弧檢測(cè)器6是光學(xué)電弧檢測(cè)器6。電弧檢測(cè)器6 從擴(kuò)展單元5和基本單元4的電弧檢測(cè)器輸入端子8、8'分別延伸向其自由端。光學(xué)電弧 檢測(cè)器6的自由端被設(shè)置為使光進(jìn)入光學(xué)電弧檢測(cè)器6。所述光學(xué)電弧檢測(cè)器6被設(shè)置為 將檢測(cè)到的光從所述自由端傳導(dǎo)到擴(kuò)展單元5或基本單元4。優(yōu)選地，每個(gè)光學(xué)電弧檢測(cè)器 6包括光纜，優(yōu)選地為不透光光纜，和檢測(cè)器頭14，所述檢測(cè)器頭14被設(shè)置為檢測(cè)來自鄰近 區(qū)A的光，該區(qū)A優(yōu)選地是至少180°的扇形，優(yōu)選地為至少300。的扇形，且在包括光學(xué)電 弧檢測(cè)器的自由端的軸向延伸的延長(zhǎng)的任意平面上觀看時(shí)，區(qū)A達(dá)到直至距檢測(cè)器頭14為 3米的距離。因此，所述扇形優(yōu)選地相對(duì)于光學(xué)電弧檢測(cè)器的軸向延伸是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。其他 類型的電弧檢測(cè)器6以等同的方式起作用。 一個(gè)且相同的擴(kuò)展單元5可以包括布置為接收 相同類型的電弧檢測(cè)器6或不同類型的電弧檢測(cè)器的電弧檢測(cè)器輸入端子8的組。特定的 擴(kuò)展單元5被布置為將不同類型的電弧檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號(hào)，該電弧發(fā)生信號(hào) 優(yōu)選地具有相同的類型而與電弧檢測(cè)器輸入端子8的類型無關(guān)。 基本單元4的控制單元優(yōu)選地被設(shè)置為檢測(cè)是否有任何擴(kuò)展單元5連接到基本單 元4，和何種類型的電弧檢測(cè)器輸入端子8存在于特定的擴(kuò)展單元5內(nèi)，和電弧檢測(cè)器輸入 端子8的哪一個(gè)被電弧檢測(cè)器6占據(jù)?？商娲兀僮髡呖梢允謩?dòng)地向基本單元4的控制 單元指令是否有任何擴(kuò)展單元5可操作地連接到該控制單元和哪個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子 被占據(jù)。操作者必須向基本單元4的控制單元指令哪個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子8、8'可操作 地鏈接到哪個(gè)斷路器3、3'。 電弧監(jiān)控器1的控制面板7可操作地連接到基本單元4的控制單元?？刂泼姘? 包括顯示器15和至少一個(gè)鍵16，例如軟鍵。在優(yōu)選實(shí)施例中，控制面板7可解除地連接到 基本單元4，如在圖2中公開，并且被接收在座17內(nèi)。在示出的實(shí)施例中，兩個(gè)螺釘18螺旋 到座17的相應(yīng)的孔19內(nèi)。當(dāng)被接收在座17內(nèi)時(shí)，控制面板7的觸點(diǎn)(未示出)連接到基 本單元4的觸點(diǎn)(未示出)?？商娲兀刂泼姘?可以被布置為遠(yuǎn)離基本單元4，例如從 電氣裝置2的外側(cè)可接觸，并且例如通過電纜可操作地連接到基本單元4的控制單元。優(yōu)選地，控制面板7包括可解除地連接到基本單元4的主控制面板20，和被布置為遠(yuǎn)離所述基 本單元4的次控制面板21，例如從電氣裝置2的外側(cè)可接觸，見圖4。次控制面板21可以 是計(jì)算機(jī)。 通過控制面板7，操作者可以獲得關(guān)于電弧監(jiān)控器的狀態(tài)的信息，且可以將不同的 信息輸入到控制單元，如以上所述。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)圖4，電弧監(jiān)控器1具有缺省運(yùn)行模式，在該模式期間基 本單元4被設(shè)置為可操作地連接到所述至少一個(gè)斷路器3、3'，并且具有臨時(shí)測(cè)試模式，在 該模式期間基本單元4被設(shè)置為從至少一個(gè)斷路器3、3'可操作地?cái)嚅_小于100毫秒的時(shí) 間段t。另外，電弧監(jiān)控器1包括電弧檢測(cè)器測(cè)試器22，該電弧檢測(cè)器測(cè)試器22包括至少 一個(gè)人造電弧發(fā)出裝置(未示出)，例如發(fā)光裝置，如放電管、發(fā)光二極管或激光器。電弧檢 測(cè)器測(cè)試器22應(yīng)以這樣的方式設(shè)置，即在臨時(shí)測(cè)試模式期間使得電弧檢測(cè)器6暴露于從所 述電弧檢測(cè)器測(cè)試器22發(fā)出的人造電弧，以測(cè)試電弧檢測(cè)器6的功能?；締卧?的控制 單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被至少一個(gè)電弧檢測(cè)器6檢測(cè)到并且被記錄在 所述控制單元內(nèi)。另外，基本單元4的控制單元被設(shè)置為生成所述人造電弧是否被記錄的 指示，該指示優(yōu)選地顯示在控制面板7的顯示器15上。測(cè)試模式可以根據(jù)例如一 日一次的 時(shí)間計(jì)劃開始，或在進(jìn)入電氣裝置2之前由操作者手工開始。 根據(jù)本發(fā)明，時(shí)間段t的長(zhǎng)度小于100毫秒，優(yōu)選地小于75毫秒，更優(yōu)選地小于50 毫秒，再更優(yōu)選地小于25毫秒，且最優(yōu)選地小于10毫秒，且可能大約為7毫秒。如果真實(shí) 的電弧在與時(shí)長(zhǎng)t開始時(shí)相同的時(shí)間發(fā)生或在所述時(shí)間段t的期間發(fā)生，假定在時(shí)間段t 之后真實(shí)的電弧仍繼續(xù)且被光學(xué)電弧檢測(cè)器6的自由端所檢測(cè)到，則在時(shí)間段t結(jié)束之前 將不發(fā)送跳閘信號(hào)到斷路器3、3'。時(shí)間段t的長(zhǎng)度使得真實(shí)的電弧不具有足夠的時(shí)間在 程度方面發(fā)展和釋放足夠的能量以導(dǎo)致電氣裝置2的不同類型的部件的嚴(yán)重?fù)p害，即導(dǎo)致 它們完全惡化，或?qū)е聦?duì)于人員的傷害。應(yīng)指出的是，在真實(shí)電弧導(dǎo)致電弧監(jiān)控器1使斷路 器3、3'跳閘時(shí)，測(cè)試模式可以是有效的。這是當(dāng)測(cè)試模式長(zhǎng)于時(shí)間段t且所述時(shí)間段t尚 未開始或已結(jié)束的情況。測(cè)試結(jié)果可以因此在測(cè)試模式期間但在時(shí)間段t之后被評(píng)價(jià)，在 此期間電弧監(jiān)控器1可操作地從斷路器3、3'斷開。 因此，時(shí)間段在特定的情況中以對(duì)于特定電弧發(fā)生的實(shí)際起電弧電流和電氣裝置 2部件的不同類型為基礎(chǔ)的。不同類型的部件包括由這樣的材料在電弧發(fā)生的情況中，由 于巨大能量的釋放，該材料將惡化，即著火、熔化、破裂、氣化等。不同類型的部件由例如鋼、 銅、鋁等的金屬、例如電纜、絕緣和不導(dǎo)電材料等的聚合物、和半導(dǎo)體材料等制成。因此，對(duì) 于特定的電氣裝置2，時(shí)間段可以適合于特定的材料和電氣裝置2的供電電壓。
本發(fā)明的可行的修改 本發(fā)明不是僅受限于以上所述的且在附圖中示出的實(shí)施例，所述實(shí)施例主要具有 圖示和例示的目的。此專利申請(qǐng)意圖于覆蓋在此所述的優(yōu)選實(shí)施例的所有調(diào)整和變化，因 此，本發(fā)明通過附屬的權(quán)利要求及其等價(jià)物的措辭限定。因此，電弧監(jiān)控器以及電氣裝置和 使用可以以在附屬的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有類型的方式修改。 也應(yīng)指出的是，即使這樣，也不明確地陳述來自特定實(shí)施例的特征可以與來自另
一個(gè)實(shí)施例的特征組合，如果組合是可能的，則高組合應(yīng)被認(rèn)為為是顯而易見的。 在此說明書和隨后的權(quán)利要求中，除非上下文另有要求，否則詞語"包括"及其變體例如"包含"或"含有"等應(yīng)當(dāng)理解為意味著包括所陳述的完整物或步驟或完整物或步驟 的組，但不排除任何其他的完整物或步驟或完整物或步驟的組。
權(quán)利要求
一種用于在電弧發(fā)生的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器，所述電弧監(jiān)控器(1)包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器(6)，所述電弧監(jiān)控器(1)被設(shè)置為可操作地連接到至少一個(gè)斷路器(3、3′)，其特征在于該電弧監(jiān)控器(1)包括基本單元(4)和至少一個(gè)擴(kuò)展單元(5)，所述擴(kuò)展單元(5)包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8)，所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器(6)可連接到所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8)，且所述基本單元(4)包括控制單元，另外該擴(kuò)展單元(5)可操作地可連接到所述控制單元并且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號(hào)發(fā)送到所述控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個(gè)斷路器(3、3′)跳閘的跳閘信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電弧監(jiān)控器，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)展單元(5)包括可編程邏 輯電路，所述可編程邏輯電路被設(shè)置為將來自所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器 6)的電弧檢測(cè)器 信號(hào)轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號(hào)，所述電弧發(fā)生信號(hào)被鏈接到所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子 (8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電弧監(jiān)控器，其中所述基本單元(4)的該控制單元被設(shè) 置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自該擴(kuò)展單元(5)的電弧發(fā)生信號(hào)并且發(fā)送用于使可操 作地鏈接到所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8)的所述至少一個(gè)斷路器(3、3')跳閘的 跳閘信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)包括至少 第一和第二電弧檢測(cè)器輸入端子(8、8')，且該基本單元(4)被設(shè)置為可操作地連接到至 少第一和第二斷路器(3、3')，該第一電弧檢測(cè)器輸入端子(8)可操作地鏈接到第一斷路 器(3')，且該第二電弧檢測(cè)器輸入端子(8')可操作地鏈接到第二斷路器(3)。
5. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該基本單元(4)包括基本單元 (4)的至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8')，該電弧檢測(cè)器(6)連接到所述至少一個(gè)電弧檢 測(cè)器輸入端子(8')上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電弧監(jiān)控器，其中該基本單元(4)的所述電弧檢測(cè)器輸入端 子(8')可操作地連接到控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自 電弧檢測(cè)器(6)的電弧檢測(cè)器信號(hào)并且發(fā)送用于使可操作地鏈接到所述至少一個(gè)電弧檢 測(cè)器輸入端子(8')的所述至少一個(gè)斷路器(3、3')跳閘的跳閘信號(hào)。
7. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧檢測(cè)器(6)被設(shè)置為檢測(cè) 高于預(yù)定水平的溫度、煙的存在、大于預(yù)定量的壓力差、或高于預(yù)定強(qiáng) 度的發(fā)光。
8. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)包括可操作地 連接到該基本單元(4)的所述控制單元的控制面板(7)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電弧監(jiān)控器，其中所述控制面板(7)包括顯示器(15)和至少 一個(gè)鍵(16)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電弧監(jiān)控器，其中所述控制面板(7)包括可解除地連 接到該基本單元(4)的主控制面板(20)和被設(shè)置為遠(yuǎn)離所述基本單元(4)的次控制面板 (21)。
11. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)具有缺省運(yùn) 行模式，在該缺省運(yùn)行模式期間該基本單元(4)被設(shè)置為可操作地連接到所述至少一個(gè)斷 路器(3、3')，該電弧監(jiān)控器(1)還具有臨時(shí)測(cè)試模式，在該臨時(shí)測(cè)試模式期間該基本單元(4)被設(shè)置為從所述至少一個(gè)斷路器(3、3')可操作地?cái)嚅_小于100毫秒的時(shí)間段(t)，該 電弧監(jiān)控器(1)包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器(6)和電弧檢測(cè)器測(cè)試器(22)，所述電弧檢測(cè)器 測(cè)試器(22)包括至少一個(gè)人造電弧發(fā)出裝置，在臨時(shí)測(cè)試模式期間該電弧檢測(cè)器(6)暴露 于從所述電弧檢測(cè)器測(cè)試器(22)發(fā)出的人造電弧以測(cè)試該電弧檢測(cè)器(6)的功能，其中該 基本單元(4)的該控制單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被所述至少一個(gè)電弧檢 測(cè)器(6)檢測(cè)到并且記錄在所述控制單元內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電弧監(jiān)控器，其中該控制單元被設(shè)置為生成所述人造電弧 是否被記錄的指示，所述指示顯示在可操作地連接到該基本單元(4)的該控制單元的控制 面板(7)上。
13. —種電氣裝置，包括至少一個(gè)斷路器(3、3')和電弧監(jiān)控器(l)，所述電弧監(jiān)控器 (1)被設(shè)置為在電氣裝置內(nèi)發(fā)生電弧的情況中使所述至少一個(gè)斷路器跳閘，所述電弧監(jiān)控 器(1)包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器(6)且可操作地連接到所述至少一個(gè)斷路器(3、3')，其 特征在于該電弧監(jiān)控器(1)包括基本單元(4)和至少一個(gè)擴(kuò)展單元(5)，所述擴(kuò)展單元(5) 包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8)，所述至少一個(gè)電弧檢測(cè)器(6)可連接到所述至少 一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子(8)，且所述基本單元(4)包括控制單元，另外該擴(kuò)展單元(5)可 操作地可連接到所述控制單元并且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號(hào)發(fā)送到所述控制單元，所述控 制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個(gè)斷路器(3、3')跳閘的跳 閘信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12的任一項(xiàng)所述的電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置 內(nèi)的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及電弧監(jiān)控器。在第一方面，本發(fā)明涉及用于在電弧發(fā)生的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器，該電弧監(jiān)控器包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器且被設(shè)置為可操作地連接到至少一個(gè)斷路器。裝置的特征在于電弧監(jiān)控器包括基本單元和至少一個(gè)擴(kuò)展單元，擴(kuò)展單元包括至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子，該至少一個(gè)電弧檢測(cè)器可連接到至少一個(gè)電弧檢測(cè)器輸入端子，所述基本單元包括控制單元，另外擴(kuò)展單元可操作地連接到控制單元且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號(hào)發(fā)送到控制單元，控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送使至少一個(gè)斷路器跳閘的跳閘信號(hào)。在第二方面本發(fā)明也涉及包括電弧監(jiān)控器的電氣裝置，且涉及電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置內(nèi)的使用。
文檔編號(hào)H02H7/22GK101719659SQ20091017844
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者A·格羅恩奎斯特, G·恩格布洛姆, L·尼爾森, S·阿拉盧夫, S·馬特森 申請(qǐng)人:Abb(瑞典)股份公司