電控和保護(hù)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一組(2，3)電導(dǎo)體的電控和保護(hù)設(shè)備(10)的領(lǐng)域，包括：-測(cè)量裝置，用于測(cè)量至少一個(gè)導(dǎo)體中的電壓或電流(17，18)；-處理裝置(12)，適合用于基于由所述測(cè)量裝置完成的測(cè)量來(lái)檢測(cè)所述導(dǎo)體中的電弧，而且如果檢測(cè)到電弧，則產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(TRIP)并將其發(fā)送到電開(kāi)關(guān)設(shè)備(14)，該電開(kāi)關(guān)設(shè)備適合用于停止至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)；所述處理裝置適合用于進(jìn)一步基于一些所述電壓或電流測(cè)量來(lái)檢測(cè)相對(duì)于至少一個(gè)所述電導(dǎo)體的短路、電流過(guò)載、過(guò)電壓、低電壓和剩余電流當(dāng)中的至少一種故障。
【專利說(shuō)明】電控和保護(hù)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合置于包括一組電導(dǎo)體的電設(shè)施中的電控和保護(hù)設(shè)備的領(lǐng)域，所述設(shè)備包括:
[0002]-測(cè)量裝置，用于測(cè)量該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)導(dǎo)體中的電壓和/或電流；
[0003]-處理裝置，適合用于至少基于由所述測(cè)量裝置完成的測(cè)量來(lái)檢測(cè)該電設(shè)施中的電弧，而且如果檢測(cè)到電弧，則產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，并將所述觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到電開(kāi)關(guān)設(shè)備，該電開(kāi)關(guān)設(shè)備適合用于響應(yīng)于接收到所述觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0004]這樣的設(shè)備，也被稱為AFDD (電弧故障檢測(cè)設(shè)備)，被用于住宅市場(chǎng)以保障對(duì)由串行或并行電弧導(dǎo)致的電火災(zāi)的防護(hù)。它們例如位于要保護(hù)的住宅的配電板中。
[0005]在這些設(shè)備中，使用測(cè)量電壓和/或電流的裝置來(lái)測(cè)量電流或電壓值，所述電流或電壓值接著被處理裝置處理，以便確定是否存在電弧故障的跡象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提出有利地使用用于檢測(cè)電弧的存在而完成的測(cè)量的電控和保護(hù)設(shè)備，以便為電設(shè)施提供增強(qiáng)的保護(hù)。
[0007]為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出一種前述類型的電控和保護(hù)設(shè)備，其特征在于，該處理裝置適合用于進(jìn)一步至少基于由所述測(cè)量裝置完成的導(dǎo)體中的一些所述電壓和/或電流測(cè)量來(lái)檢測(cè)相對(duì)于該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體的短路、電流過(guò)載、過(guò)電壓、低電壓和剩余電流當(dāng)中的至少一種故障。
[0008]因此，這樣的電控和保護(hù)設(shè)備有利地共享用于檢測(cè)電弧而完成的測(cè)量，并且使得能夠防護(hù)電設(shè)施的其他電故障。
[0009]在實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電控和保護(hù)設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)以下特征:
[0010]-如果檢測(cè)到所述故障，則該處理裝置進(jìn)一步適合用于產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，并將所述觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到電開(kāi)關(guān)設(shè)備，該電開(kāi)關(guān)設(shè)備適合用于響應(yīng)于接收到所述觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)。
[0011]-它進(jìn)一步包括電開(kāi)關(guān)設(shè)備，該電開(kāi)關(guān)設(shè)備適合用于響應(yīng)于接收到所述處理裝置產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)；
[0012]-該處理裝置進(jìn)一步適合用于至少基于由所述測(cè)量裝置完成的測(cè)量來(lái)確定參數(shù)的值，并且基于觸發(fā)閾值與代表所述確定的值的變量之間的比較來(lái)檢測(cè)故障；
[0013]所述處理裝置進(jìn)一步適合用于將代表所述確定的值的所述值與所述觸發(fā)閾值之外的警報(bào)閾值進(jìn)行比較，并且基于所述比較產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)；
[0014]-在檢測(cè)到故障之后，該處理裝置適合用于產(chǎn)生和發(fā)送包括刻畫故障的性質(zhì)和來(lái)源的信息的診斷信號(hào)；
[0015]-一旦檢測(cè)到故障，該處理裝置適合用于在發(fā)送診斷信號(hào)后檢測(cè)到所述故障之后僅僅發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。
[0016]-它包括主裝置，用于提供來(lái)自該電設(shè)施的電力以為電弧檢測(cè)器供電，并且包括用于供電的副裝置，該副裝置進(jìn)一步適合用于存儲(chǔ)所述電力，所述副供電裝置適合用于在發(fā)送觸發(fā)信號(hào)之后該電設(shè)施停止主裝置的供電時(shí)選擇性地為該處理模塊供電。
[0017]-該副供電裝置適合用于在電弧檢測(cè)器發(fā)送觸發(fā)信號(hào)之后、以及直到發(fā)送診斷信號(hào)為止，選擇性地為該處理模塊供電；
[0018]-該處理裝置適合用于確定在配電板中設(shè)備的測(cè)量點(diǎn)處消耗的能量，其對(duì)應(yīng)于設(shè)備的下游電路中的各種耗能元件；
[0019]-由處理裝置確定消耗的能量包括計(jì)算實(shí)際電流值和/或?qū)嶋H電壓值、和/或有功(active)或無(wú)功(reactive)功率、和/或功率因數(shù)和/或消耗的能量；
[0020]-它包括溫度傳感器，該處理裝置適合用于基于由該溫度傳感器測(cè)量的溫度來(lái)校正測(cè)量裝置的電壓或電流測(cè)量。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)閱讀下面參照附圖僅僅作為示例提供的描述，本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，其中:
[0022]圖1示出其中安裝有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電控和保護(hù)設(shè)備的電設(shè)施；
[0023]圖2示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備的處理模塊的功能子模塊的視圖；
[0024]圖3示出本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備；
[0025]圖4示出本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備；
[0026]圖5示出本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備；
[0027]圖6示出本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1中，示出例如住宅或商業(yè)大樓中的電設(shè)施I的一部分。它包括兩條導(dǎo)電線纜，例如，相導(dǎo)體2和中性導(dǎo)體3。
[0029]電控和保護(hù)設(shè)備10連接到電設(shè)施1，例如在配電板內(nèi)。電控和保護(hù)設(shè)備10包括測(cè)量部件11、處理模塊12、人機(jī)接口 13、斷路器14、到主電源的連接15、以及副電源裝置16。
[0030]測(cè)量部件11例如包括:
[0031]-電壓傳感器17，適合用于周期性地測(cè)量相導(dǎo)體2與中性導(dǎo)體3之間的電壓U的當(dāng)前值；
[0032]-一組兩個(gè)電流傳感器18，適合用于周期性地測(cè)量相導(dǎo)體2中流動(dòng)的電流I的當(dāng)前值，并且還用于測(cè)量剩余電流Id，即，相導(dǎo)體2中的電流與中性導(dǎo)體3中的電流之間的強(qiáng)度差。
[0033]傳感器17、18為電壓U、相電流I和剩余電流Id周期性地測(cè)量的值被測(cè)量部件11遞送到處理模塊12。
[0034]傳感器17、18測(cè)量的頻率例如在[1kHz，1kHz]的范圍內(nèi)。
[0035]處理模塊12包括微計(jì)算機(jī)20和存儲(chǔ)器21。
[0036]存儲(chǔ)器21具體地包括軟件指令，所述軟件指令在微計(jì)算機(jī)20上運(yùn)行時(shí)完成下面參照?qǐng)D2描述并且由處理模塊12執(zhí)行的功能。
[0037]處理模塊12事實(shí)上適合用于基于作為輸入向其提供的測(cè)量值執(zhí)行特定數(shù)量的處理操作。
[0038]處理模塊12還適合用于基于這些處理操作產(chǎn)生警報(bào)或診斷信號(hào)并將其發(fā)送到人機(jī)接口 13和/或產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)并將其發(fā)送到斷路器14.
[0039]根據(jù)實(shí)施例，人機(jī)接口 13可以被集成到電控和保護(hù)設(shè)備10中，或者遠(yuǎn)離設(shè)備10。設(shè)備10與人機(jī)接口 13之間的連接可以為有線或無(wú)線類型。在實(shí)施例中，人機(jī)接口 13的一部分被集成到設(shè)備10中(例如，設(shè)備10包括顯示屏幕和用于產(chǎn)生聲音和/或光警報(bào)的裝置)，而人機(jī)接口 13的另一部分在遠(yuǎn)處(例如，該另一部分包括具有警報(bào)和事件日志、以及維護(hù)功能的工作站，特別是可適用于遠(yuǎn)程控制斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)142和143)。
[0040]斷路器14包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)142和143，并且適合用于基于從處理模塊12接收的觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷開(kāi)、以及可選地閉合開(kāi)關(guān)142和143。
[0041]開(kāi)關(guān)142位于相導(dǎo)體2上，而開(kāi)關(guān)143位于中性導(dǎo)體3上。當(dāng)開(kāi)關(guān)142處于閉合位置時(shí)，電流在相導(dǎo)體2中流動(dòng)，而當(dāng)開(kāi)關(guān)142處于斷開(kāi)位置時(shí)，相導(dǎo)體2中電流的流動(dòng)停止。
[0042]類似地，當(dāng)開(kāi)關(guān)143處于閉合位置時(shí)，電流在中性導(dǎo)體3中流動(dòng)，而當(dāng)開(kāi)關(guān)143處于斷開(kāi)位置時(shí)，中性導(dǎo)體3中電流的流動(dòng)停止。
[0043]根據(jù)實(shí)施例，斷路器14被集成到電控和保護(hù)設(shè)備10中，或者遠(yuǎn)離設(shè)備10。設(shè)備10與斷路器14之間的連接可以為有線或無(wú)線類型。
[0044]到電設(shè)施I的連接15適合用于使用來(lái)自電設(shè)施I的電壓U為電控和保護(hù)設(shè)備10供電。
[0045]副電源裝置16適合用于存儲(chǔ)能量，并且在電設(shè)施I不再提供電力時(shí)至少部分地為設(shè)備10供電，如下面將要描述的。
[0046]下面參照?qǐng)D2描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中處理模塊12的子模塊與電控和保護(hù)設(shè)備10的其他模塊合作完成的功能。
[0047]所考慮的處理模塊12包括電弧檢測(cè)子模塊20、低電壓和過(guò)電壓檢測(cè)子模塊21、短路和過(guò)載檢測(cè)子模塊22、以及剩余電流檢測(cè)子模塊23。
[0048]所考慮的處理模塊12還包括觸發(fā)子模塊30、警報(bào)子模塊31和診斷子模塊32。
[0049]電弧檢測(cè)子模塊20適合用于處理由傳感器17、18定期提供的電流1、電壓U和剩余電流Id測(cè)量，以便基于電流1、電壓U和剩余電流Id確定一個(gè)(或多個(gè))電弧檢測(cè)參數(shù)的值。
[0050]電弧檢測(cè)方法可以不同，例如類似于WO 00/08663或FR 2，802, 721中所描述的那些。
[0051]低電壓和過(guò)電壓檢測(cè)子模塊21適合用于處理傳感器17定期提供的電壓測(cè)量U，以便基于測(cè)量的電壓U確定一個(gè)(或多個(gè))電壓故障檢測(cè)參數(shù)的值。
[0052]這些處理的電壓值可以為實(shí)際值、平均值或峰值，計(jì)算方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
[0053]短路和過(guò)載檢測(cè)子模塊22適合用于處理傳感器18定期提供的電流測(cè)量I，以便基于測(cè)量的電流I確定一個(gè)(或多個(gè))短路和過(guò)載檢測(cè)參數(shù)的值。
[0054]這些處理的電流值可以為實(shí)際值、平均值或峰值，計(jì)算方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
[0055]剩余電流檢測(cè)子模塊23適合用于處理傳感器18定期提供的電流測(cè)量Id，以便基于測(cè)量的電流Id確定一個(gè)(或多個(gè))剩余電流檢測(cè)參數(shù)的值。
[0056]這些處理的電流值可以為實(shí)際值、平均值或峰值，計(jì)算方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
[0057]為電弧檢測(cè)、低電壓、過(guò)電壓、短路、過(guò)載和剩余電流參數(shù)相繼確定的值隨著被確定而被子模塊20-23遞送到觸發(fā)子模塊30。
[0058]觸發(fā)子模塊30適合用于基于最后接收的(多個(gè))電弧檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值與對(duì)應(yīng)于電弧檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否很可能或已證實(shí)發(fā)生或存在電弧。
[0059]基于該比較的結(jié)果，通過(guò)觸發(fā)子模塊30產(chǎn)生“跳閘(TRIP) ”保護(hù)觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送到斷路器14。
[0060]類似地，在考慮的示例中，觸發(fā)子模塊30適合用于基于最后接收的(多個(gè))電壓故障檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值分別與對(duì)應(yīng)于過(guò)電壓、低電壓檢測(cè)的觸發(fā)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否很可能或已證實(shí)發(fā)生或存在過(guò)電壓或低電壓。
[0061]基于該比較的結(jié)果，通過(guò)觸發(fā)子模塊30產(chǎn)生“TRIP”保護(hù)觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送到斷路器14。
[0062]在考慮的示例中，觸發(fā)子模塊30進(jìn)一步適合用于基于最后接收的(多個(gè))短路和過(guò)載檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值分別與對(duì)應(yīng)于短路檢測(cè)、過(guò)載檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否很可能或已證實(shí)發(fā)生或存在短路或過(guò)載。
[0063]基于該比較的結(jié)果，通過(guò)觸發(fā)子模塊30產(chǎn)生“TRIP”保護(hù)觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送到斷路器14。
[0064]在考慮的示例中，觸發(fā)子模塊30進(jìn)一步適合用于基于最后接收的(多個(gè))剩余電流檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值與對(duì)應(yīng)于剩余電流檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否很可能或已證實(shí)發(fā)生或存在剩余電流。
[0065]基于該比較的結(jié)果，通過(guò)觸發(fā)子模塊30產(chǎn)生“TRIP”保護(hù)觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送到斷路器14。
[0066]在接收觸發(fā)子模塊30的“TRIP”觸發(fā)信號(hào)之后，斷路器14適合用于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)142和143以便停止相導(dǎo)體2和中性導(dǎo)體3中電流的流動(dòng)。
[0067]這樣的斷電停止斷路器下游電路的供電，從而確保防護(hù)檢測(cè)的故障(電弧故障、短路、過(guò)載、過(guò)電壓等)。
[0068]這樣的斷電還導(dǎo)致通過(guò)到電源I的連接15對(duì)電控和保護(hù)設(shè)備10的供電停止。
[0069]為了減少這些驟然的服務(wù)中斷，在一個(gè)實(shí)施例中，處理模塊12適合用于除了觸發(fā)閾值之外還考慮警報(bào)閾值。給定故障的警報(bào)閾值與該故障的觸發(fā)閾值分開(kāi)，而且位于觸發(fā)閾值與對(duì)應(yīng)于正常工作的值之間。
[0070]在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，為電弧檢測(cè)、低電壓、過(guò)電壓、短路、過(guò)載和剩余電流參數(shù)相繼確定的值隨著被確定而被子模塊20-23遞送到警報(bào)子模塊31。
[0071]警報(bào)子模塊31適合用于基于最后接收的(多個(gè))電弧檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值與對(duì)應(yīng)于電弧檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)警報(bào)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否電設(shè)施的狀態(tài)傾向于發(fā)生電弧。
[0072]類似地，在考慮的示例中，警報(bào)子模塊31適合用于基于最后接收的(多個(gè))電壓故障檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值分別與對(duì)應(yīng)于過(guò)電壓、低電壓檢測(cè)的警報(bào)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否電設(shè)施的狀態(tài)傾向于發(fā)生過(guò)電壓或低電壓。
[0073]在考慮的示例中，警報(bào)子模塊31適合用于基于最后接收的(多個(gè))短路和過(guò)載檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值分別與對(duì)應(yīng)于短路、過(guò)載檢測(cè)的警報(bào)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否電設(shè)施的狀態(tài)傾向于發(fā)生短路或過(guò)載。
[0074]在考慮的示例中，警報(bào)子模塊31適合用于基于最后接收的(多個(gè))剩余電流檢測(cè)參數(shù)的(多個(gè))值，通過(guò)將所述(多個(gè))值與對(duì)應(yīng)于剩余電流檢測(cè)的警報(bào)閾值進(jìn)行比較來(lái)確定是否電設(shè)施的狀態(tài)傾向于發(fā)生剩余電流。
[0075]當(dāng)所述比較的結(jié)果指示電設(shè)施I的狀態(tài)傾向于發(fā)生分別相對(duì)于電弧、低電壓、過(guò)電壓、短路、過(guò)載或剩余電流檢測(cè)的故障，則警報(bào)模塊31產(chǎn)生警報(bào)并將其發(fā)送到人機(jī)接口13。
[0076]在實(shí)施例中，該警報(bào)包括從電控和保護(hù)設(shè)備10產(chǎn)生的聲音和/或光信號(hào)。該聲音和/或光信號(hào)因而可以被檢測(cè)器附近的人察覺(jué)。
[0077]該警報(bào)可以替換地或附加地包括:在如之前所述在檢測(cè)器本地或位于遠(yuǎn)處的人機(jī)接口 13的顯示屏幕上顯示指示、和/或有線或無(wú)線傳輸已經(jīng)超過(guò)警報(bào)閾值的消息、相應(yīng)的功能類型的標(biāo)識(shí)信息(電弧檢測(cè)、低電壓、過(guò)電壓、短路、過(guò)載或剩余電流)、以及可選地顯示造成警報(bào)的檢測(cè)參數(shù)的值。
[0078]因此，這允許電控和保護(hù)設(shè)備的用戶在發(fā)生斷電之前實(shí)施用于解決所檢測(cè)的故障的操作。
[0079]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備10的用戶可以經(jīng)由有線或無(wú)線通信鏈路，例如通過(guò)將設(shè)備10連接到人機(jī)接口 13的遠(yuǎn)程部分，來(lái)遠(yuǎn)程調(diào)整警報(bào)閾值和/或觸發(fā)閾值。
[0080]在斷路器14被觸發(fā)的情況下，負(fù)責(zé)維護(hù)設(shè)備10的操作員必須在重新激活斷路器14之前識(shí)別并清除故障，以便再次允許電流在設(shè)施I中流動(dòng)。
[0081]然而，當(dāng)斷路器14被觸發(fā)時(shí)，難以診斷故障。
[0082]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，處理模塊12包括診斷子模塊32。觸發(fā)子模塊30適合用于在處理由檢測(cè)子模塊20-23之一提供的參數(shù)值之后確定必須產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)時(shí)，向診斷子模塊32發(fā)送代表所檢測(cè)的故障的數(shù)據(jù):電弧、低電壓、過(guò)電壓、短路、過(guò)載或剩余電流檢測(cè)當(dāng)中的所檢測(cè)的故障類型；以及可選地，相應(yīng)的檢測(cè)參數(shù)的值。
[0083]在一個(gè)實(shí)施例中，診斷子模塊32適合用于處理該數(shù)據(jù)，以便可選地利用檢測(cè)子模塊20-23或測(cè)量部件11提供的其他數(shù)據(jù)將其完善，并且命令在如之前所述在設(shè)備10本地或位于遠(yuǎn)處的人機(jī)接口 13的顯示屏幕上顯示它們，或者經(jīng)由有線或無(wú)線鏈路在消息中將它們發(fā)送到人機(jī)接口 13的遠(yuǎn)程部分或第三方維護(hù)服務(wù)。
[0084]在一個(gè)實(shí)施例中，觸發(fā)子模塊30適合用于僅僅在從診斷子模塊32接收確認(rèn)已經(jīng)確實(shí)發(fā)送和/或顯示診斷消息的消息之后，才向斷路器14發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。
[0085]在另一實(shí)施例中，觸發(fā)子模塊30被設(shè)計(jì)為考慮向診斷子模塊32發(fā)送代表所檢測(cè)的故障的數(shù)據(jù)與向斷路器14發(fā)送觸發(fā)信號(hào)之間給定的可配置的時(shí)間延遲。以該方式推遲發(fā)送觸發(fā)信號(hào)使得能夠在發(fā)送和/或顯示診斷信號(hào)之前不切斷設(shè)備10的電源。
[0086]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電控和保護(hù)設(shè)備10適合用于，當(dāng)連接15對(duì)設(shè)備10的供電停止時(shí)，通過(guò)副電源裝置16實(shí)現(xiàn)至少處理模塊12的供電，再次使得即便在觸發(fā)的情況下也能夠確保診斷數(shù)據(jù)的傳達(dá)。
[0087]在這樣的情況下，副電源裝置16例如被形成為允許診斷子模塊處理觸發(fā)子模塊30發(fā)送的與造成觸發(fā)的故障對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0088]例如，診斷子模塊32包括紫蜂類型的傳輸模塊，其僅僅在傳輸期間消耗，而且副電源裝置16包括適合用于在斷路器未被觸發(fā)時(shí)基于經(jīng)由連接15來(lái)自主電源的弱電流累積能量的電容器。
[0089]當(dāng)通過(guò)連接15的主電源在觸發(fā)之后被停止時(shí)，通過(guò)紫蜂模塊使用來(lái)自該電容器放電的能量發(fā)送診斷數(shù)據(jù)。
[0090]在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器21包括存儲(chǔ)警報(bào)、觸發(fā)和/或診斷事件、以及代表事件的數(shù)據(jù)(導(dǎo)致事件的故障的時(shí)間、類型，以及可選地，相應(yīng)的檢測(cè)參數(shù)的值)的每一個(gè)的日志。
[0091]在一個(gè)實(shí)施例中，處理模塊12進(jìn)一步包括能量監(jiān)管子模塊24。
[0092]傳感器17以及全部傳感器18適合用于在設(shè)備10的測(cè)量點(diǎn)處定期測(cè)量電流I和電壓U，并且用于測(cè)量與設(shè)備10下游電路中消耗能量的各種元件對(duì)應(yīng)的配電板中的能耗。
[0093]對(duì)于每個(gè)測(cè)量結(jié)合該測(cè)量所屬的測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符完成的測(cè)量隨著進(jìn)行而被提供給能量監(jiān)管子模塊24。
[0094]能量監(jiān)管子模塊24適合用于基于這些提供的測(cè)量來(lái)確定相對(duì)于與各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)元件的實(shí)際電流、電壓值、有功和無(wú)功功率、功率因數(shù)、消耗能量值。
[0095]這樣的能量監(jiān)管模塊使得能夠通過(guò)識(shí)別實(shí)際能耗的主要來(lái)源來(lái)優(yōu)化電能管理。
[0096]如此獲得的值被示出在如之前所述在設(shè)備10本地或位于遠(yuǎn)處的人機(jī)接口 13的顯示屏幕上和/或經(jīng)由有線或無(wú)線鏈路在消息中發(fā)送到人機(jī)接口 13的遠(yuǎn)程部分或第三方維護(hù)服務(wù)。
[0097]在一個(gè)實(shí)施例中，在如上所述通過(guò)處理模塊12處理之前，通過(guò)微計(jì)算機(jī)20使用生產(chǎn)校準(zhǔn)功能校正來(lái)自電壓傳感器17和/或電流傳感器18的測(cè)量中的彌散誤差。例如，能夠針對(duì)每個(gè)傳感器編程特定增益和偏置值以便補(bǔ)償與傳感器的構(gòu)建有關(guān)的彌散誤差。
[0098]在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量部件11進(jìn)一步包括溫度傳感器19，適合用于周期性地測(cè)量設(shè)備10內(nèi)的環(huán)境溫度。
[0099]在如上所述通過(guò)處理模塊12處理之前，基于溫度傳感器19完成的設(shè)備10內(nèi)的溫度測(cè)量，使用實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償曲線的函數(shù)來(lái)校正電壓傳感器17和/或電流傳感器18的測(cè)量中的溫度漂移。
[0100]在參照附圖描述的實(shí)施例中，考慮了單相電源。當(dāng)然，本發(fā)明適用于在導(dǎo)體的類型和數(shù)量方面具有其他配置的任何類型的電設(shè)施，例如，包括3個(gè)相導(dǎo)體和一個(gè)中性導(dǎo)體的三相設(shè)施。
[0101]在另一實(shí)施例中，不同的閾值依賴于用于過(guò)載和短路檢測(cè)的標(biāo)稱電流調(diào)整，而且被固定用于差動(dòng)保護(hù)功能。
[0102]本發(fā)明因而使得能夠向現(xiàn)有的差動(dòng)和/或電弧保護(hù)裝置添加保護(hù)或信令功能。這些附加的功能使用裝置中已存在的輸入信號(hào)，而不擾亂其操作。例如使用無(wú)線通信模塊中的處理器實(shí)現(xiàn)這些功能。
[0103]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的處理模塊12的僅僅一個(gè)或一些功能、或者全部功能在根據(jù)本發(fā)明的電控和保護(hù)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，如圖3至6所示。
[0104]附圖中相同的引用指定類似的元件。
[0105]圖3-6中未示出到主電源的連接15。
[0106]作為例示，圖3示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電控和保護(hù)設(shè)備100。它包括電壓傳感器17、電流I傳感器18a、剩余電流Id傳感器18b、以及根據(jù)數(shù)據(jù)U、1、Id的電弧檢測(cè)子模塊20。
[0107]除了 AFDD的這些功能，電控和保護(hù)設(shè)備100包括過(guò)電壓和低電壓檢測(cè)子模塊21、短路和過(guò)載檢測(cè)子模塊22、以及剩余電流檢測(cè)子模塊23。
[0108]它進(jìn)一步包括觸發(fā)子模塊30，其確保對(duì)電弧以及短路、過(guò)載的防護(hù)、差動(dòng)防護(hù)、以及對(duì)過(guò)電壓和低電壓的防護(hù)。它還包括斷路器14。
[0109]然而，觸發(fā)產(chǎn)生驟然的斷電，而且服務(wù)的連續(xù)性被打斷。
[0110]圖4中，示出電控和保護(hù)設(shè)備101，其相對(duì)于圖3的電控和保護(hù)設(shè)備100進(jìn)一步包括警報(bào)子模塊31。該子模塊產(chǎn)生的警報(bào)被IHM(人機(jī)接口)13發(fā)布(在本地或遠(yuǎn)程發(fā)出聲音或光信號(hào)；通過(guò)遠(yuǎn)程通信總線發(fā)送警報(bào)信號(hào)或顯示警報(bào)監(jiān)視屏幕等)。通過(guò)通知設(shè)備的用戶如果情況繼續(xù)惡化則即將發(fā)生斷電，在斷開(kāi)電路之前發(fā)出警報(bào)使得能夠提高服務(wù)的連續(xù)性。
[0111]然而，在要保護(hù)的設(shè)施中已經(jīng)發(fā)生與故障相關(guān)的觸發(fā)的情況下，維護(hù)服務(wù)在重新激活設(shè)備以恢復(fù)電壓之前必須首先查找并清除故障。然而，當(dāng)斷路器被觸發(fā)時(shí)，難以確定故障的類型。
[0112]為了解決該不足，提出圖5所示的電控和保護(hù)設(shè)備102。相對(duì)于圖4的電控和保護(hù)設(shè)備101，它進(jìn)一步包括診斷子模塊32。診斷信息可以在設(shè)備的前面顯示或通過(guò)通信總線遠(yuǎn)程發(fā)送。
[0113]為了優(yōu)化電力管理，圖6示出的電控和保護(hù)設(shè)備103相對(duì)于圖5的電控和保護(hù)設(shè)備102進(jìn)一步包括能量監(jiān)管子模塊24。這樣的設(shè)備使得能夠通過(guò)具體地使用時(shí)間計(jì)數(shù)器25在測(cè)量點(diǎn)上執(zhí)行功率和能量測(cè)量來(lái)識(shí)別主要能耗來(lái)源。測(cè)量信息可以在設(shè)備的前面顯示或通過(guò)通信總線遠(yuǎn)程發(fā)送。
【權(quán)利要求】
1.一種適合置于包括一組(2,3)電導(dǎo)體的電設(shè)施⑴中的電控和保護(hù)設(shè)備(10),所述設(shè)備包括: -測(cè)量裝置，用于測(cè)量該組導(dǎo)體的至少一個(gè)導(dǎo)體中的電壓和/或電流(17,18)； -處理裝置(12),適合用于至少基于由所述測(cè)量裝置完成的測(cè)量來(lái)檢測(cè)該電設(shè)施中的電弧，而且如果檢測(cè)到電弧，則產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(狀〗?)，并將所述觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到適合用于響應(yīng)于接收到所述觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(14)； 所述電控和保護(hù)設(shè)備的特征在于，該處理裝置適合用于進(jìn)一步至少基于由所述測(cè)量裝置完成的導(dǎo)體中的一些所述電壓和/或電流測(cè)量來(lái)檢測(cè)相對(duì)于該組電導(dǎo)體的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體的短路、電流過(guò)載、過(guò)電壓、低電壓和剩余電流當(dāng)中的至少一種故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中如果檢測(cè)到所述故障，則該處理裝置(12)進(jìn)一步適合用于產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(狀〗?)，并將所述觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到適合用于響應(yīng)于接收到所述觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體(2,3)的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),進(jìn)一步包括電開(kāi)關(guān)設(shè)備(14),適合用于響應(yīng)于接收到處理裝置(12)產(chǎn)生的所述觸發(fā)信號(hào)而停止該組電導(dǎo)體(2,3)的至少一個(gè)所述電導(dǎo)體中的電流流動(dòng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中該處理裝置(12)進(jìn)一步適合用于至少基于由所述測(cè)量裝置完成的測(cè)量來(lái)確定參數(shù)的值，并且基于觸發(fā)閾值與代表所述確定的值的變量之間的比較來(lái)檢測(cè)故障； 所述處理裝置進(jìn)一步適合用于將代表所述確定的值的所述值與所述觸發(fā)閾值之外的警報(bào)閾值進(jìn)行比較，并且基于所述比較產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中該處理裝置(12)適合用于在檢測(cè)到故障之后產(chǎn)生和發(fā)送包括刻畫故障的性質(zhì)和來(lái)源的信息的診斷信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2與權(quán)利要求5結(jié)合所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中該處理裝置(12)適合用于一旦檢測(cè)到故障，在發(fā)送診斷信號(hào)后檢測(cè)到所述故障之后僅僅發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2與權(quán)利要求5結(jié)合所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10)，包括主裝置(15)，用于提供來(lái)自該電設(shè)施(1)的電力以為電弧檢測(cè)器供電，并且包括用于供電且進(jìn)一步適合用于存儲(chǔ)所述電力的副供電裝置(16)，所述副供電裝置適合用于在發(fā)送觸發(fā)信號(hào)之后停止通過(guò)設(shè)施的主裝置的供電時(shí)選擇性地為該處理模塊(12)供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中該副供電裝置(16)被形成為在電弧檢測(cè)器發(fā)送觸發(fā)信號(hào)之后、以及直到發(fā)送診斷信號(hào)為止，選擇性地為該處理模塊(12)供電。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中該處理裝置(12)適合用于檢測(cè)在配電板中該設(shè)備(10)的測(cè)量點(diǎn)處消耗的能量，其對(duì)應(yīng)于該設(shè)備(10)的下游電路中的各種耗能兀件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),其中由處理裝置(12)檢測(cè)消耗的能量包括:計(jì)算實(shí)際電流值和/或?qū)嶋H電壓值、和/或有功或無(wú)功功率、和丨或功率因數(shù)和丨或消耗的能量。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電控和保護(hù)設(shè)備(10),包括溫度傳感器(19),該處理裝置(12)適合用于基于由該溫度傳感器測(cè)量的溫度來(lái)校正測(cè)量裝置的電壓或電流測(cè)量。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104459367SQ201410465136
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】Z.貝爾哈賈, S.蒂安, C.澤勒 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司
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