專利名稱：斷路器跳閘單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及斷路器，并且具體涉及具有電子跳閘單元的斷路器。
背景技術(shù)：
斷路器跳閘單元通過測量電流和控制主要操作來為線纜、電動機(jī)以及其它負(fù)載提供保護(hù)，以保護(hù)免受線纜、電動機(jī)或負(fù)載的過熱。斷路器設(shè)計的一種傳統(tǒng)方法使用通過電流加熱的雙金屬元件，另ー種方法使用電子器件來估計與電流平方成比例的加熱(I2R加熱)。通常，斷路器還將具有保護(hù)免受非常高的電流電平(例如，短路)的系統(tǒng)，例如使用測量通過斷路器的電流的電子器件和/或磁激勵閂鎖。響應(yīng)于斷路器之一的打開，從線纜或 負(fù)載移除電流以防止線纜的過熱。在電子跳閘單元應(yīng)用中，這些保護(hù)裝置中的很多從負(fù)載電流導(dǎo)出操作功率，并且將在打開閉合操作之后去激勵和重新初始化，允許用戶立刻重置斷路器。一種類型的電子斷路器，使用基于微處理器或ASIC的電路以詢問測量的電流。在檢測到不希望的條件的情況下，微處理器傳送信號到機(jī)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)打開斷路器并且中斷電流。一些電子斷路器已經(jīng)包括完全冗余的微處理器，其并行地監(jiān)視電流數(shù)據(jù)。應(yīng)該意識至IJ，這些冗余微處理器提供整個系統(tǒng)的冗余，并且由于制造成本和物理空間約束，其并非在所有應(yīng)用中都實用。其它斷路器并入了與微處理器并聯(lián)的固定Re電路作為冗余裝置。在檢測到不希望的條件之后的固定延遲之后，RC電路打開斷路器。RC電路同等對待所有不希望的條件，而不論嚴(yán)重性或加載簡檔。盡管現(xiàn)有斷路器適合于其打算的用途，但是通過在保護(hù)電路中提供具有成本效率的有限功能性冗余的跳閘單元，可推進(jìn)斷路器的技木。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，提供用于斷路器的跳閘單元，其具有配置用于監(jiān)視受保護(hù)電路中的電流的至少ー個傳感器以及機(jī)電跳閘系統(tǒng)。該跳閘単元包括第一控制器，其可操作地耦合以接收來自至少ー個傳感器的電流信號，并且電耦合到機(jī)電跳閘系統(tǒng)，該第一控制器包括第一處理器，對可執(zhí)行計算機(jī)指令進(jìn)行響應(yīng)，用于傳送第一信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)，以響應(yīng)于第一電流條件的檢測。第二控制器可操作地與第一控制器并聯(lián)耦合以接收來自至少一個傳感器的電流信號，并且電耦合到機(jī)電跳閘系統(tǒng)，該第二控制器包括第二處理器，其對可執(zhí)行計算機(jī)指令進(jìn)行響應(yīng)，用于檢測第一電流條件并且在從傳送第一信號起的預(yù)先確定的第一時間段之后，傳送第二信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)。其中，第一處理器在第一精度水平測量電流信號，并且第二處理器在第二精度水平測量電流信號，第一精度水平高于第ニ精度水平。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于斷路器的跳閘單元具有配置用于監(jiān)視受保護(hù)電路中的電流的多個傳感器以及機(jī)電跳閘系統(tǒng)。跳閘單元包括主要控制器，其電耦合到多個傳感器和機(jī)電跳閘系統(tǒng)，該主要控制器包括多個第一 A/D轉(zhuǎn)換器，每個部署成接收來自多個傳感器中的相應(yīng)傳感器的第一信號，主要控制器具有第一處理器和第一存儲器，該第一處理器對于可執(zhí)行計算機(jī)指令做出響應(yīng)，用于累加第一電流數(shù)據(jù)并且在第一存儲器中存儲第一電流數(shù)據(jù)。次要控制器電耦合到多個傳感器和機(jī)電跳閘系統(tǒng)，次要控制器包括第二 A/D轉(zhuǎn)換器，部署成接收來自多個傳感器中的每個傳感器的第二信號，次要控制器電耦合以接收來自第一存儲器的第三信號，次要控制器具有第二處理器和第二存儲器，第二處理器對可執(zhí)行計算機(jī)指令作出響應(yīng)，用于在預(yù)先確定的第一時間段之后傳送第四信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)，以響應(yīng)于指示第一電流條件的第三信號。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供ー種操作斷路器的方法。該方法包括提供可配置成監(jiān)視受保護(hù)電路中的電流的至少ー個傳感器。提供機(jī)電跳閘系統(tǒng)。提供具有主要控制器和次要控制器的電子跳閘裝置，彼此并聯(lián)的每個控制器可操作地耦合到至少ー個傳感器和機(jī) 電跳閘系統(tǒng)，主要控制器具有第一處理器并且次要控制器具有第二處理器。從至少ー個傳感器傳送第一信號到主要控制器和次要控制器，第一信號指示第一電流條件。通過次要控制器檢測第一電流條件。對第一電流條件分類。等待預(yù)先確定的第一時間量，其中，由第一電流條件的分類來確定預(yù)先確定的第一時間量的長度。一旦預(yù)先確定的第一時間量到期，通過第二控制器傳送第二信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)。根據(jù)結(jié)合附圖的以下描述，這些以及其它優(yōu)點和特征將變得更加顯然。


在說明書結(jié)論處的權(quán)利要求中具體指出并且明確要求保護(hù)被視為本發(fā)明的主題。根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它的特征以及優(yōu)點將是顯然的，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的斷路器的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的斷路器的示意框圖；圖3是用于圖I或圖2的斷路器的模擬故障條件的電流波形圖；圖4是在本發(fā)明另一實施例中使用的比較器的示意框圖；圖5是在本發(fā)明另一實施例中使用的另ー比較器的示意框圖；以及圖6是具有圖4或圖5的比較器的次要保護(hù)控制器的操作員方法的流程圖；詳細(xì)描述參考附圖作為示例來說明本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。
具體實施例方式斷路器包括被稱為跳閘単元的子系統(tǒng)，其監(jiān)視受保護(hù)電路上的電流并且在故障條件的情況下(例如，檢測到過載或短路條件)發(fā)起斷路器接觸點的打開。本發(fā)明的實施例提供以下優(yōu)點提供具有主要保護(hù)控制器和次要保護(hù)控制器的跳閘單元，以提供冗余故障檢測系統(tǒng)。本發(fā)明實施例通過包括具有簡化功能性和更低成本的次要控制器來提供另外的優(yōu)點。本發(fā)明的實施例提供以下又一些優(yōu)點通知操作員次要控制器是否激活了斷路器，使得可執(zhí)行預(yù)防性維護(hù)。參考圖1，示出具有跳閘單元22的斷路器20的實施例。跳閘單元22連接以接收來自電流傳感器(例如，變流器24)的信號。變流器24適合地耦合到受保護(hù)電路26，以測量從電源28通過斷路器20流到受保護(hù)電路26的電流量。變流器可以是任何適合的電流傳感器，其輸出與流到受保護(hù)電路26的電流成比例的信號。跳閘單元22耦合以激活斷路器機(jī)構(gòu)30。一旦被激活，機(jī)構(gòu)30打開ー對或更多對的接觸點以中斷通過斷路器20的電流，并且將受保護(hù)電路26從電源28斷開。應(yīng)該意識到的是，雖然圖I示出單個變流器24，但是斷路器20可以包括多個變流器24，每個與受保護(hù)電路26的電相位之一關(guān)聯(lián)。跳閘單元22包括信號調(diào)節(jié)電路32，其配置成接收來自變流器24的信號。信號調(diào)節(jié)電路32將輸入信號分叉，并且傳送第一信號到主要保護(hù)控制器34以及傳送第二信號到次要保護(hù)控制器36。信號調(diào)節(jié)電路可以包括放大器和濾波器，其修改輸入電流信號以具有適合被控制器34、36使用的特性。在一個實施例中，第一信號和第二信號可以是同樣的。在另ー實施例中，第一信號和第二信號可以具有關(guān)系，例如第二信號與第一信號成比例到這樣的程度其使得允許信號的相關(guān)和比較。在示范實施例中，主要保護(hù)控制器34是基于微處理器的控制器，其包括監(jiān)視和記錄流過斷路器20的電流的處理器38。主要保護(hù)控制器34還可以包括一個或更多放大器和A/D轉(zhuǎn)換器40。在示范實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器可以是16位裝置，其提供1-2%的出錯率。如 下面將詳細(xì)論述的，主要保護(hù)控制器24包括累加器42。當(dāng)處理器38檢測到不希望的條件(例如，高負(fù)載電流)時，處理器38隨著時間過去累加與電流1(經(jīng)常是電流的平方)成比例的值，其在エ業(yè)中被稱為I2t (通常按照安培平方秒來測量)，或者更具體地，I2*dt在時間t上的積分。如果負(fù)載電流超過定義的始動值，則累加器的值增加，并且如果達(dá)到閾值，則處理器38按照程序傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44。機(jī)電跳閘系統(tǒng)44包括適合的組件，例如機(jī)電激勵器(actuator)或螺線管，其激活機(jī)構(gòu)30以打開斷路器20。在示范實施例中，主要保護(hù)控制器34可以包括但不限于檢測用于配電系統(tǒng)和線纜的“長時間”保護(hù)、用于設(shè)備和人保護(hù)的“短時間和瞬態(tài)”保護(hù)、用于操作者和設(shè)備安全性的“接地故障和中性保護(hù)”、普遍在電動機(jī)負(fù)載應(yīng)用中使用的用于檢測系統(tǒng)過電流、欠流、電流相位不平衡、過壓、欠壓的“保護(hù)繼電”、用于過高溫度的熱量的保護(hù)。信號調(diào)節(jié)電路32還傳送來自變流器24的電流信號到次要保護(hù)控制器36。到次要保護(hù)控制器36的信號與到主要保護(hù)控制器38的信號的傳送并行執(zhí)行。在示范實施例中，次要保護(hù)控制器36是基于微處理器的控制器，其具有處理器46，處理器46經(jīng)由通信連接48來監(jiān)視來自信號調(diào)節(jié)電路32的信號和來自主要保護(hù)控制器34的信號。在示范實施例中，處理器46是低成本、有限功能性的處理器，例如基于閃存的處理器。如下面將更詳細(xì)論述的，處理器38監(jiān)視流到受保護(hù)電路26的電流，并且當(dāng)主要保護(hù)控制器34沒有在預(yù)先確定的時間量內(nèi)傳送信號時，處理器38可以傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44以響應(yīng)于不希望的條件。在一個實施例中，次要保護(hù)控制器36包括累加器，用于存儲與測量的不希望條件相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在這個實施例中，處理器46可將次要保護(hù)控制器36的累加器數(shù)據(jù)與來自通信連接48的信號相比較，并且如果比較導(dǎo)致越過閾值(例如，來自累加器42的數(shù)據(jù)偏離次要保護(hù)控制器36的累加器太多)，則傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44。在一個實施例中，次要保護(hù)控制器36包括A/D轉(zhuǎn)換器50。在示范實施例中，該A/D轉(zhuǎn)換器具有比A/D轉(zhuǎn)換器40低的分辨率。在另ー實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器50是8_10位A/D轉(zhuǎn)換器。應(yīng)該意識到的是，由于A/D轉(zhuǎn)換器50具有比A/D轉(zhuǎn)換器40低的位分辨率，所以次要保護(hù)控制器的精度將在對應(yīng)的更低水平。在一個實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器50以5-10%的出錯率來操作。在又一實施例中，與主要保護(hù)控制器34相比，次要保護(hù)控制器36包括更少的存儲器或以更慢的速度操作。應(yīng)該意識到的是，由于A/D轉(zhuǎn)換器50在更低精度水平、以更少的存儲器或以更慢的速度操作，所以與次要保護(hù)控制器36相關(guān)聯(lián)的制造成本也減低。響應(yīng)于感測到不希望的條件，主要保護(hù)控制器34將發(fā)送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44。如果主要保護(hù)控制器34沒有在預(yù)先確定的時間量內(nèi)傳送信號，則次要保護(hù)控制器36傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44。次要保護(hù)控制器36等待的預(yù)先確定時間的長度可取決于不希望條件的類型、幅度或頻率和用戶定義的保護(hù)設(shè)定點。在次要保護(hù)控制器以比主要保護(hù)控制器34低的速度來操作的實施例中，預(yù)先確定時間的長度可以是次要保護(hù)控制器36處理信號和確定不希望條件存在所花費的時間。機(jī)電跳閘系統(tǒng)可以包括耦合到閂鎖機(jī)構(gòu)54的激勵器52。閂鎖機(jī)構(gòu)54連接到斷路器機(jī)構(gòu)30。響應(yīng)于接收來自控制器34、36的信號,激勵器激活移動円鎖機(jī)構(gòu)54。円鎖機(jī)構(gòu)54的移動釋放了彈簧加載的斷路器機(jī)構(gòu)30，從而允許接觸臂56打開。接觸臂56的打開中斷通過斷路器20的電流，并且將受保護(hù)電路26從電源28斷開。 圖2中示出多相斷路器20的另ー實施例。在這個實施例中，斷路器20包括用于多個電相位(例如相位A、相位B、相位C和中性相位)的連接。電相位將受保護(hù)電路26與電源28相連接。對于每個電相位，存在對應(yīng)的變流器56、58、60、62。電連接64、66、68、70將變流器56、58、60、62中的每個與主要保護(hù)控制器80相連接。主要保護(hù)控制器80包括多個A/D轉(zhuǎn)換器72、74、76、78，其設(shè)置成經(jīng)由電連接64、66、68、70來接收來自對應(yīng)相位變流器56、58、60、62的信號。在一個實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器72、74、76、78是高精度(1_2%錯誤)轉(zhuǎn)換器，例如16位裝置。類似于控制器34，主要保護(hù)控制器80是基于微處理器的控制器，其具有處理器82和存儲器84。處理器82經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器72、74、76、78接收來自每個相位的信號，并且確定是否在任何電相位上存在不希望的條件。當(dāng)不希望的條件存在時，處理器82使用存儲器84中的累加器來跟蹤不希望條件的發(fā)生、幅度、頻率和類型。當(dāng)越過預(yù)先確定的閾值時，主要保護(hù)控制器80傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86。應(yīng)該意識到的是，取決于不希望條件的類型、幅度和頻率以及基于應(yīng)用的用戶定義的設(shè)定點，預(yù)先確定的閾值可以改變。機(jī)電跳閘系統(tǒng)86接收信號，并且通過激勵器90 (例如，螺線管)來移動閂鎖機(jī)構(gòu)88。閂鎖機(jī)構(gòu)88的激活釋放彈簧加載的機(jī)構(gòu)56，使得用于每個電相位的接觸臂56從閉合位置移動到打開位置。一旦接觸臂56位于打開位置，就將受保護(hù)電路26從電源28斷開。斷路器20還包括次要保護(hù)控制器92。電連接94經(jīng)由多個阻塞ニ極管96、98、100、102將次要保護(hù)控制器92連接到電連接64、66、68、70。在一個實施例中，阻塞ニ極管96、98,100,102中的每個將相位電連接64、66、68、70之ー連接到單個電連接94。這個設(shè)置提供優(yōu)點，因為次要保護(hù)控制器92可以使用單個A/D轉(zhuǎn)換器104用于接收來自變流器56、58、60,62的信號。應(yīng)該意識到的是，通過在單個A/D轉(zhuǎn)換器104處接收信號而依然允許次要保護(hù)控制器區(qū)別不希望條件的類型、幅度或頻率，制造成本可以減少。因此，次要保護(hù)控制器92在檢測不希望的條件中提供冗余，而不招致完全冗余保護(hù)控制器的費用。在一個實施例中，阻塞ニ極管96、98、100、102中的每個配置成與電阻器串聯(lián)。次要保護(hù)控制器92是基于微處理器的控制器，其具有處理器106和存儲器108。處理器106監(jiān)視從A/D轉(zhuǎn)換器104接收的信號，用于不希望條件的發(fā)生。當(dāng)檢測到不希望的條件時，處理器106等待預(yù)先確定的時間量，并且確定主要保護(hù)控制器80是否已經(jīng)傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86。如果主要保護(hù)控制器92沒有傳送信號，則處理器106進(jìn)行傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86，其使得機(jī)構(gòu)30被釋放，并且受保護(hù)電路從電源28斷開。在一個實施例中，當(dāng)處理器106傳送第一信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86時，處理器106還傳送第二信號或警報信號到指示器112。指示器112可以是在斷路器的可視指示或可聽指示，例如光、機(jī)械標(biāo)記或音頻音調(diào)。指示器112還可以是在諸如設(shè)施管理系統(tǒng)的軟件監(jiān)視或控制系統(tǒng)內(nèi)。指示器112還可以是自測試警告指示器，例如部署在斷路器20上的光蜂鳴器。指示器112提供以下優(yōu)點向操作者給出斷路器20被次要保護(hù)控制器92而不是主要保護(hù)控制器80打開的反饋。操作者然后知道使得服務(wù)的斷路器確定主要保護(hù)控制器80為什么未操作。在另ー實施例中，不是傳送信號到指示器112，而是處理器106可在內(nèi)部存儲器中存儲/記錄(用于以后被操作員再調(diào)用)主要保護(hù)控制器80未操作。在另ー個實施例，通信連接110將初級保護(hù)控制器80與次要保護(hù)控制器92相連接，以允許傳送來自控制器80累加器的信號。通信連接110提供以下優(yōu)點向處理器106提供對由主要處理器82使用的相同存儲數(shù)據(jù)的訪問權(quán)。這允許次要處理器106確定何時主要保護(hù)控制器80應(yīng)該已經(jīng)傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86。如果處理器106確定主要保護(hù)控制器80應(yīng)該已經(jīng)傳送信號并且在預(yù)先確定的時間量內(nèi)沒有信號被傳送，則次要保護(hù)控制器92傳送信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86，使得機(jī)構(gòu)30被釋放，并且受保護(hù)電路26從電源28斷開?？梢酝ㄟ^不希望條件的類型、幅度或頻率來確定預(yù)先確定時間的長度。例如短路的條件可具有比例如輕微的過流條件短的預(yù)先確定時間。在一個實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器104被圖4和圖6中示出的比較器電路128替換。在這個實施例中，比較器電路128包括多個比較器130、132、134、136，其被連接以分別接收來自電連接64、66、68、70的信號。每個比較器130、132、134、136具有來自電連接64、66、68、70的第一輸入，以及表示閾值的值的第二輸入138、140、142、144。每個比較器130、132、134、136檢測146是否其第一輸入信號高于閾值的值。如果超過閾值的值，則比較器經(jīng)由輸出148、150、152、154輸出信號，并且次要保護(hù)控制器92確定相位和是活動的。次要保護(hù)控制器92然后遞增定時器156，并且確定158定時器是否已經(jīng)超過限制閾值。如果未超過限制閾值，則過程循環(huán)回到確定比較器是否依然處于相位和活動狀態(tài)中。這個過程繼續(xù)直到相位和活動狀態(tài)減緩(在這種情況下，次要保護(hù)控制器92清除160定時器)或者已經(jīng)超過閾值限制。一旦已經(jīng)超過閾值限制，次要保護(hù)控制器92就傳送162信號到機(jī)電跳閘系統(tǒng)86、指示器112或者這兩者。在圖5中示出比較器電路128的另ー實施例。這個實施例類似于圖4的比較器電路，只是附加了濾波器164。濾波器164從比較器130、132、134、136接收相位和活動信號，并且允許該信號被傳送到處理器106或到模擬電路(未示出)。參考圖I和圖3，將描述斷路器20的操作。圖3示出在模擬不希望條件發(fā)生期間斷路器20的組件的信號波形。變流器24傳送故障電流信號114到控制器34、36。在tQ，主要保護(hù)控制器34檢測不希望條件，并且實行跳閘，如波形118中的尖峰116所指示的，其表示來自主要保護(hù)控制器34的輸出信號。雖然主要處理器38已經(jīng)實行對斷路器20跳閘，但是出于某一原因信號并沒有傳送到機(jī)電跳閘系統(tǒng)44。由于主要保護(hù)控制器36沒有傳送信號，所以故障信號114在時間、之后依然存在。應(yīng)該意識到的是，來自主要保護(hù)控制器34的輸出信號還可表不處理器38的內(nèi)部信號。、
如上面論述的，次要保護(hù)控制器36可以經(jīng)由來自信號調(diào)節(jié)電路32的信號或者經(jīng)由來自累加器42的信號，來檢測不希望條件的存在。在一個實施例中，次要保護(hù)控制器可以例如經(jīng)由通信連接48知道主要保護(hù)控制器34試圖對斷路器20跳閘。當(dāng)次要保護(hù)控制器36確認(rèn)不希望條件存在時，對不希望條件進(jìn)行分類，并且基于條件的類型、幅度或頻率以及用戶定義的設(shè)定點來確定預(yù)先確定時間的長度。在預(yù)先確定時間段在h到期之后，次要處理器實行對斷路器20跳閘，如波形122中的尖峰120所指示的。來自次要保護(hù)控制器36的信號獨立于主要保護(hù)控制器34被傳送，并且被機(jī)電跳閘系統(tǒng)44接收，使得激勵器54激活，如波形126中的尖峰124所指示的。激勵器52的激活導(dǎo)致斷路器20打開，并且在時間t2受保護(hù)電路26從電源28斷開。 應(yīng)該意識到的是，雖然本文的實施例涉及的次要保護(hù)控制器相對于主要保護(hù)控制器具有較低精度，但是這僅是為了示范目的，并且不應(yīng)該這樣限制要求保護(hù)的本發(fā)明。在其它實施例中，通過以下方法來實現(xiàn)低成本的次要保護(hù)控制器使用較慢的處理器；通過使用更少的存儲器(ROM或RAM)，使得不包括所有的保護(hù)曲線；通過降低I/O連接的數(shù)量，沒有客戶接口和將次要保護(hù)控制器閾值維持在最大值；或通過降低采樣率。還應(yīng)該意識到的是，斷路器20提供以下多個優(yōu)點提供低成本冗余保護(hù)控制器設(shè)置，其允許獨立傳送信號，該信號導(dǎo)致釋放斷路器機(jī)構(gòu)和受保護(hù)電路從電源斷開?？梢砸杂糜趯嵺`這些過程的計算機(jī)實現(xiàn)的過程和設(shè)備的形式來實施本發(fā)明的實施例。還可以以具有計算機(jī)程序代碼的計算機(jī)程序產(chǎn)品的形式來實施本發(fā)明，計算機(jī)程序代碼包含在有形介質(zhì)中包括的指令，有形介質(zhì)例如軟盤、CD-ROM、硬盤驅(qū)動、USB (通用串行總線)驅(qū)動或者任何其它計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)或者可擦可編程只讀存儲器(EPROM)，其中，當(dāng)計算機(jī)程序代碼被加載到計算機(jī)中并且被該計算機(jī)執(zhí)行時，該計算機(jī)變成用于實踐本發(fā)明的設(shè)備。還可以以計算機(jī)程序代碼的形式來實施本發(fā)明，例如，無論存儲在存儲介質(zhì)中、被加載到計算機(jī)中和/或被計算機(jī)執(zhí)行，或通過某ー傳送介質(zhì)來傳送，例如通過電線或線纜，通過光纖，或經(jīng)由電磁輻射，其中，當(dāng)計算機(jī)程序代碼被加載到計算機(jī)中并且被該計算機(jī)執(zhí)行時，該計算機(jī)變成實踐本發(fā)明的設(shè)備。當(dāng)在通用微處理器上實現(xiàn)時，計算機(jī)程序代碼段配置微處理器以創(chuàng)建專用邏輯電路?？蓤?zhí)行指令的技術(shù)效果是打開斷路器，以響應(yīng)于來自次要保護(hù)控制器的信號，其中，次要保護(hù)控制器在傳送信號之前等待了預(yù)先確定的時間量。雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實施例來詳細(xì)描述本發(fā)明，但是應(yīng)該容易理解的是，本發(fā)明不限于這類公開的實施例。更確切地，本發(fā)明能夠修改成并入之前未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變化、變更、替代或等效設(shè)置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實施例，但是要理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所描述實施例中的ー些。因此，本發(fā)明不被視為受前述說明書限制，而是受所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用于斷路器(20)的跳閘單元(22)，所述斷路器具有配置用于監(jiān)視受保護(hù)電路(26)中的電流的至少一個傳感器(24)以及機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，所述跳閘單元(22)包括 第一控制器(34)，其可操作地耦合以接收來自至所述至少一個傳感器(24)的電流信號，并且電耦合到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，所述第一控制器(34)包括第一處理器(38)，其對可執(zhí)行計算機(jī)指令做出響應(yīng)以傳送第一信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，從而響應(yīng)于第一電流條件的檢測；以及 第二控制器(36)，其可操作地與所述第一控制器(34)并聯(lián)耦合以接收來自所述至少一個傳感器(24)的所述電流信號，并且電耦合到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，所述第二控制器(36)包括第二處理器(46)，其對可執(zhí)行計算機(jī)指令做出響應(yīng)以檢測所述第一電流條件，以及從所述第一信號的所述傳送起的預(yù)先確定的第一時間段之后，傳送第二信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)； 其中，所述第一處理器(38)在第一精度水平測量所述電流信號，并且所述第二處理器(46)在第二精度水平測量所述電流信號，所述第一精度水平比所述第二精度水平高。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的跳閘單元(22)，其中 所述第一處理器(38)還對可執(zhí)行計算機(jī)指令作出響應(yīng)，用于傳送所述第一信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，以響應(yīng)于第二電流條件的檢測；以及 所述第二處理器(46)還對可執(zhí)行計算機(jī)指令作出響應(yīng)，用于檢測所述第二電流條件，并在第二時間段后傳送所述第二信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的跳閘單元(22)，其中，所述第一電流條件是第一故障電流電平，并且所述第二電流條件是第二故障電流電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的跳閘單元(22)，還包括電耦合到所述第二控制器(92)的警報指示器(112)，其中，所述第二處理器(106)還響應(yīng)用于傳送第三信號到所述警報指示器，以響應(yīng)于傳送所述第二信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的跳閘單元(22)，其中 所述第一控制器(34)包括電耦合到所述至少一個傳感器(24)的至少一個第一輸入(40)； 所述第二控制器(36)包括電耦合到所述至少一個傳感器(24)的至少一個第二輸入(50);以及 阻塞二極管和串聯(lián)電阻器部署在所述至少一個傳感器和所述至少一個第二輸入之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的跳閘單元(22)，其中 所述第一控制器(34)還包括第一存儲器，并且所述第一處理器(46)還對可執(zhí)行計算機(jī)指令做出響應(yīng)，用于在所述第一存儲器中存儲第一故障累加器數(shù)據(jù)；以及 所述第二控制器(34)耦合成與所述第一存儲器通信，并且所述第二處理器(38)還對可執(zhí)行計算機(jī)指令做出響應(yīng)，用于取回所述第一故障累加器數(shù)據(jù)，并且確定所述第一控制器(34)是否應(yīng)該響應(yīng)于所述第一故障累加器數(shù)據(jù)傳送所述第一信號。
7.一種操作斷路器(20)的方法，包括 提供可配置成監(jiān)視受保護(hù)電路(26)中的電流的至少一個傳感器(24)； 提供機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)； 提供具有主要控制器(34)和次要控制器(36)的電子跳閘單元，彼此并聯(lián)的每個控制器(34、36)可操作地耦合到所述至少一個傳感器(24)和所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)，所述主要控制器(34)具有第一處理器(38)并且所述次要控制器(36)具有第二處理器(46)； 傳送來自所述至少一個傳感器(24)的第一信號到所述主要控制器(34)和所述次要控制器(36)，所述第一信號指示第一電流條件； 通過所述次要控制器(36)來檢測所述第一電流條件； 對所述第一電流條件分類； 等待預(yù)先確定的第一時間量，其中，通過所述第一電流條件的所述分類來確定所述預(yù)先確定的第一時間量的長度； 一旦所述預(yù)先確定的第一時間量到期，通過所述次要控制器(36)傳送第二信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括 在所述次要控制器(36)處接收來自所述主要控制器(34)的第三信號； 比較所述第三信號和所述第一信號； 根據(jù)所述第三信號與所述第一信號的所述比較，通過所述次要控制器(36)檢測第二電流條件； 等待預(yù)先確定的第二時間量，其中，通過所述第二電流條件的分類確定所述預(yù)先確定的第二時間量的長度； 一旦所述預(yù)先確定的第二時間量到期，通過所述次要控制器(36)傳送所述第二信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括 遞增累加器(42)以響應(yīng)于所述第一信號，其中，所述第三信號包括所述累加器(42)的值； 確定所述主要控制器(34)是否應(yīng)該已經(jīng)傳送第四信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44);以及 確定所述主要控制器(34)是否未傳送所述第四信號到所述機(jī)電跳閘系統(tǒng)(44)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括 通過所述主要控制器(34)在第一精度水平測量所述第一信號； 通過所述次要控制器(36)在第二精度水平測量所述第一信號； 其中，所述第一精度水平比所述第二精度水平高。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“斷路器跳閘單元”。提供了一種用于斷路器的跳閘單元(22)，該斷路器具有用于監(jiān)視受保護(hù)電路(26)中的電流的至少一個傳感器(24)和跳閘系統(tǒng)(44)。跳閘單元(22)包括第一控制器(34)，其可操作地耦合以接收來自至少一個傳感器(24)的電流信號，并且電耦合到跳閘系統(tǒng)(44)。第一控制器(34)包括第一處理器(38)，其傳送第一信號到跳閘系統(tǒng)(44)以響應(yīng)于第一不希望條件的檢測。第二控制器(36)可操作地耦合以接收來自至少一個傳感器(24)的電流信號，并且與第一控制器(34)并聯(lián)地電耦合到跳閘系統(tǒng)(44)。第二控制器(36)包括第二處理器(46)，其檢測第一條件并且在預(yù)先確定的第一時間段之后，傳送第二信號到跳閘系統(tǒng)(44)。
文檔編號H02H3/00GK102684139SQ20121016211
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者C·B·威廉斯, Z·H·卡爾 申請人:通用電氣公司