輔助單元、含斷路器和輔助單元的電力系統及確定斷路器斷開原因的方法

輔助單元、含斷路器和輔助單元的電力系統及確定斷路器斷開原因的方法
【專利摘要】根據本發明的輔助裝置(20)可以耦接到電力斷路器。在斷開位置中，斷路器能夠中斷電連接(28)中的電流的流通，該連接(28)包括至少一個電導體(54)，并且斷路器包括機械輸出組件(30)，其可以在操作位置和與在斷開斷路器之后所述連接(28)中的電流流通的中斷相關聯的停止位置之間移動。輔助裝置(20)包括至少一個電流傳感器(36)，每一個電流傳感器(36)能夠測量在相應的導體(54)中流通的電流，以及機械耦接部件(38)，其用于與機械輸出組件(30)機械耦接，機械耦接部件(38)形成用于檢測斷路器的斷開的部件。輔助裝置(20)還包括設備(62)，其用于基于由每一個電流傳感器(36)測量的強度確定檢測到的斷開的原因。
【專利說明】輔助單元、含斷路器和輔助單元的電力系統及確定斷路器斷開原因的方法

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種用于電力斷路器的輔助裝置，在斷開位置中的電力斷路器能夠中斷電連接中的電流的流通，電連接包括至少一個電導體，電力斷路器包括機械輸出組件，其可以在操作位置和與在斷路器斷開之后的所述電連接中的電流的流通的中斷對應的停止位置之間移動。
[0002]輔助裝置包括用于與機械輸出組件機械耦接的機械耦接部件，機械耦接部件形成用于檢測斷路器斷開的部件。
[0003]本發明還涉及一種電力系統，其包括電力斷路器和機械地耦接到電力斷路器的這種輔助裝置。
[0004]本發明還涉及一種用于使用這種輔助裝置確定電力斷路器斷開的原因的方法。

【背景技術】
[0005]已知上述類型的輔助裝置。這種輔助裝置也被稱為接觸輔助設備，并且包括具有斷路器的觸發條的第一耦接部件和具有斷路器的致動桿的第二耦接部件。然后，其使得可以確定在桿的手動致動之后斷路器是否斷開，該斷路器的狀態從而也被稱為斷開狀態，或者在電連接上存在引起斷路器的觸發的例如電力過載的故障之后斷路器是否斷開，該斷路器的狀態從而也被稱為故障觸發狀態。當斷路器處于閉合位置時，斷路器的狀態也被稱為閉合狀態。
[0006]然而，這種輔助裝置僅使得可以知道斷開、閉合或故障觸發狀態，而不能更精確地知道與其相關聯的電力斷路器斷開的原因。


【發明內容】

[0007]因此，本發明的目的是提出一種允許更好地監視電力斷路器的用于所述電力斷路器的輔助裝置，具體地一種允許確定輔助裝置機械地耦接到的電力斷路器斷開的原因的用于所述電力斷路器的輔助裝置。
[0008]為此，本發明涉及一種上述類型的輔助裝置，其中它還包括至少一個能夠測量在相應電導體中流通的電流的強度的電流傳感器，以及用于基于由每一個電流傳感器測量的強度確定檢測到的斷開的原因的確定設備，確定設備連接到機械耦接部件和電流傳感器。
[0009]根據本發明的其他有利方面，輔助裝置包括單獨考慮的或根據全部技術上可能的組合的下列特征中的一個或多個:
[0010]-確定設備包括比較部件，其用于比較由每一個電流傳感器測量的強度和至少一個預定閾值；
[0011]-比較部件能夠比較測量的強度和第一閾值，以便確定斷開的第一原因，并且比較測量的強度和第二閾值，以便確定斷開的第二原因；
[0012]-確定設備包括計算部件，其用于計算其間測量的強度高于預定閾值的持續時間；
[0013]-確定設備包括用于測定測量的強度超過預定閾值的時間的測定時間(dating)部件和用于存儲所述超過的時間的存儲器；
[0014]-電力斷路器包括兩個機械輸出組件，兩個機械輸出組件中的第一組件在電連接過載的情況下可以移動到停止位置中，并且第二組件在電連接過載或手動致動電力斷路器的情況下能夠移動到停止位置中，其中輔助裝置包括兩個機械耦接部件，兩個耦接部件中的第一部件與第一輸出組件機械地耦接，并且第二部件與第二輸出組件機械地耦接，并且其中確定設備連接到第一和第二機械耦接部件，進一步基于第一機械輸出組件的位置和第二機械輸出組件的位置確定斷開的原因；以及
[0015]-輔助裝置還包括差分電流傳感器，并且確定設備能夠基于由每一個電流傳感器測量的強度和由差分電流傳感器測量的差分電流確定斷開的原因。
[0016]本發明還涉及一種電力系統，其包括電力斷路器和機械地耦接到電力斷路器的輔助裝置，在斷開位置中的電力斷路器能夠中斷電連接中的電流的流通，電連接包括至少一個電導體，電力斷路器包括可以在操作位置和與所述電連接中的電流流通的中斷對應的停止位置之間移動的機械輸出組件，其中如上限定輔助裝置。
[0017]根據本發明的另一有利方面，電力系統包括下列特征:
[0018]-電力系統還包括位于電力斷路器和輔助裝置之間的差分觸發器，輔助裝置機械地耦接到電力斷路器的機械輸出組件。
[0019]本發明還涉及一種用于使用輔助裝置確定電力斷路器斷開的原因的方法，在斷開位置中的電力斷路器能夠中斷電連接中的電流的流通，電連接包括至少一個電導體，電力斷路器具有可以在操作位置和與所述電連接中的電流流通的中斷對應的停止位置之間移動的機械輸出組件，輔助裝置包括用于與機械輸出組件機械耦接的機械耦接部件。
[0020]所述方法包括下列步驟:
[0021]-經由機械耦接部件檢測電力斷路器的斷開，以及
[0022]所述方法特征在于，其還包括下列步驟:
[0023]-由輔助裝置測量在每一個導體中流通的電流的強度，該裝置還包括用于每一個電導體的電流傳感器，以及
[0024]-由輔助裝置基于由每一個電流傳感器測量的強度確定檢測到的斷開的原因。
[0025]根據本發明的另一有利方面，該確定方法包括下列特征:
[0026]電力斷路器包括兩個機械輸出組件，兩個機械輸出組件中的第一組件能夠在電連接過載的情況下被移動到停止位置，并且第二組件在電連接過載或手動致動電力斷路器的情況下可以被移動到停止位置，
[0027]其中輔助裝置包括兩個機械耦接部件，兩個耦接部件中的第一部件與第一輸出組件機械地耦接，并且第二部件與第二輸出組件機械地耦接，以及
[0028]其中，在確定步驟期間，進一步基于第一機械輸出組件的位置和第二機械輸出組件的位置確定斷開的原因。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]本發明的這些特征和優點將在閱讀僅作為非限制性示例提供的、參考附圖完成的下列描述時出現，附圖中:
[0030]-圖1是根據本發明的包括電力斷路器、差分觸發器和機械地耦接到所述斷路器和所述差分觸發器的輔助裝置的電力系統的示意圖，
[0031]-圖2是圖1的輔助裝置的示意圖，
[0032]-圖3是根據第一實施例的用于確定對于圖1的斷路器檢測到的斷開的原因的方法的流程圖，
[0033]-圖4是斷路器的觸發曲線，
[0034]-圖5和6分別是根據按照第一實施例的確定方法的第一替換實施例和第二替換實施例的與圖3的視圖類似的視圖，
[0035]-圖7是根據第二實施例的確定方法的流程圖，
[0036]-圖8和9分別是根據按照第二實施例的確定方法的第一替換實施例和第二替換實施例的與圖7的視圖類似的視圖，
[0037]-圖10是根據第三實施例的電力系統的示意圖，以及
[0038]-圖11和12是根據第四和第五實施例的與圖10的視圖類似的視圖。

【具體實施方式】
[0039]圖1中，電力系統10通過鏈路16連接到數據集中器12和電氣電源設備14。
[0040]電力系統10包括例如優選的是磁熱斷路器的電化學斷路器的電力斷路器18以及機械地耦接到電力斷路器18的輔助裝置20。
[0041]此外，在圖1的示例實施例中，電力系統10包括被布置在斷路器18和輔助裝置20之間的例如差分觸發器的、也被稱為Vigi的電氣裝置22，輔助裝置20仍然機械地耦接到斷路器18。
[0042]電力系統10包括在其上布置斷路器18、輔助裝置20和差分觸發器22的軌道24。
[0043]數據集中器12能夠經由鏈路16從輔助裝置20接收關于斷路器18的操作的信息。
[0044]數據集中器12連接到查看設備26，具體地以便顯示關于斷路器18的操作的信息。
[0045]電力電源設備14能夠經由鏈路16向輔助裝置20供電。由電源設備14輸送的電力電壓是例如基本上等于24V的直流電壓。
[0046]鏈路16是使得可以傳送數據和電力兩者的鏈路，數據能夠在數據集中器12和輔助裝置20之間的兩個方向上傳送，并且電力由電源設備14輸送。
[0047]在圖1的示例實施例中，鏈路16是有線鏈路。例如，鏈路16是根據1-鏈路通信協議的。
[0048]電力斷路器18本身是已知的(known in itself)并且具體地在圖2中示出的電連接28上存在故障時，能夠中斷電連接28中的電流的流通。
[0049]斷路器18包括圖2中示意性示出的第一機械輸出組件30和圖1中示出的第二機械輸出組件32，每一個機械輸出組件30、32可以在操作位置和與在斷路器斷開之后的所述電連接中的電流的流通的中斷對應的停止位置之間移動。第一機械輸出組件30可以在電連接28過載的情況下移動到停止位置中，并且第二機械輸出組件32在電連接28過載或手動控制電力斷路器18的情況下能夠移動到停止位置中。
[0050]電力斷路器18是例如在由于熱效應而過載的情況下和在由于磁效應而短路的情況下能夠中斷電連接28中的電流的流通的磁熱斷路器。
[0051]輔助裝置20包括信息處理單元34、例如在交流電流的情況下的相電流傳感器的電流傳感器36和用于與第一機械輸出組件30機械稱接的第一機械稱接部件38。
[0052]此外，在交流電流的情況下，輔助裝置20包括能夠測量電連接28的差分電流的差分電流傳感器40。
[0053]輔助裝置20包括用于測量電連接28的電壓的傳感器42、用于將直流電流轉換為另一直流電流的轉換器44和通信模塊46。
[0054]此外，如圖1中所示，輔助裝置20包括用于與第二機械輸出組件32機械耦接的第_■機械稱接部件48。
[0055]差分觸發器22在斷路器18和輔助裝置20之間被固定在軌道24上。差分觸發器22包括用于在第一機械輸出組件30和第一機械耦接部件38之間的機械鏈接組件的通道的未不出的開口。
[0056]差分觸發器22包括用于重新裝配斷路器的桿50，重新裝配桿50未機械耦接到第_■機械稱接部件48。
[0057]電力差分觸發器22通過檢測至電力地的電流泄露能夠限制觸電風險。
[0058]軌道24是例如DIN(根據德語德國標準化研究所)軌道。
[0059]查看設備26具體地包括顯示屏幕52和用于在屏幕上顯示從數據集中器12接收到的數據的顯示部件(未示出)。
[0060]圖2中示出的電連接28包括例如相導體或正直流電勢導體的第一電導體54以及例如中性導體或參考直流電勢導體的第二電導體56。
[0061]第一機械輸出組件30本身是已知的，并且還被稱為觸發條。觸發條30可以在其操作位置和其停止位置之間移動，其停止位置與斷路器18的觸發狀態對應，該狀態也被稱為故障觸發狀態，即，其中斷路器18在由于例如短路或電氣過載的故障的激活之后成為的狀態，該觸發使得電連接28中的電流的流通中斷，以便隔離所述電力故障。第一機械輸出組件30的操作位置與斷路器18的閉合狀態(即允許電連接28中的電流流通的狀態)或斷路器18的斷開狀態(即其中斷路器18在被手動斷開之后成為的狀態)對應。斷路器18的斷開狀態與電連接28中的電流的流通的中斷對應。
[0062]第二機械輸出組件32與第一機械輸出組件30分離。第二機械輸出組件32本身是已知的，并且也被稱為斷路器的重新裝配桿32。重新裝配桿32使得可以在觸發之后重新裝配斷路器18，即，使得斷路器18從其斷開狀態去往其閉合狀態，以便再次允許電流在電連接28中流通。桿32還使得可以手動斷開斷路器18。重新裝配桿32可以在其操作位置和其停止位置之間移動，其操作位置與斷路器18的閉合狀態對應，其停止位置與在其手動致動的情況下的斷路器18的斷開狀態對應，或與在電連接過載或短路的情況下的斷路器18的觸發狀態對應。
[0063]信息處理單元34包括處理器58和與處理器58相關聯的存儲器60。存儲器60能夠存儲用于基于由相電流傳感器36測量的強度確定檢測到的斷開的原因的應用62。存儲器60還能夠存儲用于對由相電流傳感器36測量的強度、由差分電流傳感器40測量的差分電流和由電壓傳感器42測量的電壓進行采樣的軟件64。存儲器60還能夠存儲由電流傳感器36、40測量的強度測量樣本以及由電壓傳感器42測量的電壓樣本，并且能夠存儲斷路器的機械組件30、32的位置。
[0064]電流傳感器36本身是已知的，并且能夠測量在電導體54中流通的電流的強度I。電流傳感器36是例如相電流傳感器，并且因此例如包括Rogowski線圈、分流器或Hall效應傳感器。
[0065]第一機械耦接部件38形成用于檢測斷路器18的故障觸發的部件。第一機械耦接部件38包括與第一機械輸出組件30的機械接口。
[0066]差分電流傳感器40本身是已知的，并且例如是如圖2中所示以圍繞導體54和導體56兩者的線圈的形式。
[0067]電壓傳感器42能夠測量導體54相對于導體56的電壓。
[0068]直流-直流轉換器44能夠將從電源設備14接收的直流電壓轉換為具有較低值的、能夠向微處理器34供應的另一直流電壓。直流-直流轉換器44例如能夠將大約24V的直流電壓轉換為大約5V的直流電壓。
[0069]通信模塊46能夠經由有線鏈路接收數據以便隨后向信息處理單元34發送該數據和/或經由有線鏈路16從信息處理單元34向數據集中器12發出數據。
[0070]可替換地，通信模塊46能夠經由無線數據鏈路與數據集中器12通信。
[0071]第二機械耦接部件48形成用于檢測斷路器18的斷開或閉合的部件，斷路器18的斷開與所述斷路器18的斷開狀態或故障觸發狀態對應。
[0072]第二機械耦接部件48是以通過具有U型橫截面的臂延伸的桿的形式，該臂由于其U型橫截面與斷路器18的重新裝配桿32結合。第二機械耦接部件48不與差分觸發器的重新裝配桿50結合，并且所述桿50相對于第二機械耦接部件48是左向自由的。
[0073]差分觸發器的重新裝配桿50本身是已知的，并且與斷路器18的重新裝配桿類似。其使得可以在觸發之后重新裝配差分觸發器22，即，使得差分觸發器22從其觸發狀態去往其工作狀態。
[0074]確定應用62能夠基于由電流傳感器36測量的強度I以及第一機械組件30和/或第二機械組件32的位置確定檢測到的斷開的原因。
[0075]此外，當輔助裝置20還包括差分電流傳感器40時，確定應用62能夠基于由電流傳感器36測量的強度I和由差分電流傳感器40測量的差分電流Id確定斷開的原因。
[0076]確定應用62包括用于將由電流傳感器36測量的強度I與至少一個預定閾值S1、S2進行比較的比較軟件66。
[0077]確定應用62包括用于計算其間測量的強度I高于預定閾值S1、S2的持續時間的軟件68。
[0078]此外，確定應用62包括用于通過測量的強度I測定超過預定閾值S1、S2的時間的軟件70，所述超過能夠被存儲在信息處理單元的存儲器60中。
[0079]比較軟件66能夠將測量的強度I與第一閾值SI進行比較以便確定斷開的第一原因，并且能夠將測量的強度I與第二閾值S2進行比較以便確定斷開的第二原因。
[0080]現在將使用圖3和4解釋根據本發明的電力系統10的操作。
[0081]在初始步驟100期間，第二機械耦接部件48檢測到第二機械輸出組件32處于也被稱為停止位置的較低的位置，即，電連接28中的電流的流通被斷路器18的斷開中斷，并且根據檢測到的斷開向信息處理單元34發送信息。信息處理單元34隨后啟動確定應用62以便確定檢測到的斷開的原因。
[0082]只要第二機械輸出組件32處于操作位置，即較上的位置，確定應用62就保持在步驟100中。在初始步驟期間，由傳感器36和42或由差分電流傳感器40定期測量電流和電壓值。
[0083]在隨后的步驟110期間，在使用第二機械耦接部件48檢測到斷路器18的斷開之后，確定應用62使用第一機械耦接部件38確定觸發條30的位置，以便確定斷路器18的斷開是由于電氣故障還是手動斷開產生的觸發。事實上，當手動觸發電力斷路器18時，觸發條30保持處于操作位置。換句話說，步驟110的目的是確定也表示為SD的故障信令信息是否存在，即，觸發條30是否處于停止位置。
[0084]如果故障信令信息不存在，即，如果觸發條30處于操作位置，則在步驟120期間，確定應用62推斷斷路器18的斷開是由于手動斷開。否則，如果信息SD存在，S卩，如果觸發條30處于停止位置，則確定應用62去往步驟130。
[0085]在步驟130期間，比較軟件66將由電流傳感器36測量的強度I與第一閾值SI進行比較，以便確定斷路器18的斷開是由于外部來源(手動或輔助)還是由于檢測到由于熱效應的過載或短路。事實上，其涉及通過對滑動固定時間窗口(流通緩沖器)進行積分或通過將I的有效值與第一閾值SI進行比較來估計隨時間推移的熱應力。
[0086]第一閾值SI取決于圖4中示出的斷路器18的觸發曲線135。第一閾值SI例如等于被表不為In的額定強度的0.9倍。
[0087]如果測量的強度I與第一閾值SI的比較結果為負，即，如果測量的強度I小于或等于第一閾值SI，例如等于0.9X In，則斷路器18處于圖4中示出的第一區域Al。在步驟140期間，確定應用62據此推斷斷路器18的斷開是由于接收到用于觸發的控制信號，例如由差分觸發器22檢測到的地電流泄露(信號SD_Vigi)或由斷路器18外部的輔助設備引起的觸發(信號SD_extern)。
[0088]否則，即，如果測量的強度I的值高于第一閾值SI，則確定應用62去往步驟150，其間比較軟件66將測量的強度I與第二閾值S2進行比較。
[0089]第二閾值S2也取決于斷路器18的觸發曲線135，并且例如等于額定強度In的3倍。
[0090]如果步驟150中的比較結果為負，即，如果測量的強度被包括在第一閾值SI和第二閾值S2之間，則在步驟160期間，確定應用62推斷斷開的原因是過載，斷路器18隨后被熱效應觸發，并且確定應用62返回信息SD_thermiC。事實上，當測量的強度被包括在第一閾值SI和第二閾值S2之間并且斷路器18被觸發時，斷路器18處于圖4中示出的第二區域A2。
[0091]否則，在與第二閾值S2的比較為正的情況下，即，如果測量的強度大于第二閾值S2，例如等于3 X In，則確定應用62去往步驟170。
[0092]在步驟170期間，計算軟件68隨后計算在檢測到斷開之前其間測量的強度I高于第二閾值S2的持續時間Λ t。如果計算的持續時間Λ t大于30ms，則斷路器18處于圖4中示出的第三區域A3，其與通過由于過載的熱效應的觸發對應。在步驟180期間，確定應用62隨后推斷斷開的原因是通過熱效應引起觸發的過載，并且返回信息SD_thermiC。
[0093]否則，如果計算的持續時間Λ t小于30ms，即，如果斷路器18處于圖4中示出的第四區域A4，則在步驟190期間，確定應用62推斷經由通過磁效應的觸發發生斷路器18的斷開，通過磁效應的觸發比通過熱效應的觸發更快，并且隨后返回信息SD_magnetic。在該情況下，斷開斷路器18的原因是短路。
[0094]在步驟120、140、160、180或190結束時，確定應用62返回到初始步驟100。
[0095]根據本發明的輔助裝置20因此使得可以在不同的可能原因中，即短路、過載、夕卜部觸發(手動或通過輔助裝置)，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0096]在圖3的示例實施例中，最初由第二機械耦接部件48檢測到斷路器18的斷開。
[0097]可替換地，斷路器18的斷開最初由第一機械耦接部件38檢測，并且確定方法直接去往步驟130。根據本發明的輔助裝置20使得可以在以下不同的可能原因中:短路、過載、或裝置的手動操作，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0098]確定應用62隨后向數據集中器12返回與確定的檢測到的斷開的原因對應的信息，以便改進電力系統10的管理。
[0099]根據本發明的輔助裝置20還使得可以測量斷路器18的充電速率，以便監視過載觸發的風險。
[0100]此外，根據本發明的輔助裝置20使得可以使用差分電流傳感器40測量斷路器18的泄露速率，并且在差分觸發器22的差分觸發存在風險的情況下向數據集中器12發出警告。同樣，差分電流傳感器40使得可以確定外部觸發是否由差分觸發器22命令。
[0101]當電流傳感器36是例如Rogowski線圈、分流器或另一部件的線性傳感器時,測量動態更好，其使得可以改進對于檢測到的觸發的原因的確定。
[0102]此外，不必要替換斷路器18，因為根據本發明的輔助裝置20機械地耦接到斷路器18而不對后者進行修改。
[0103]此外，斷路器18和輔助裝置20之間的唯一鏈接是觸發條30與第一機械耦接部件38的機械耦接，根據本發明的輔助裝置20不干擾斷路器18和/或差分觸發器22的保護功倉泛。
[0104]因此，可以看出根據本發明的輔助裝置20允許更好地監視斷路器18，具體地允許在檢測到與輔助裝置20機械地耦接的斷路器18的觸發的情況下更好地確定觸發的原因。
[0105]圖5圖示前面根據圖3描述的確定方法的第一替換。根據該第一替換，不考慮第一機械輸出組件30的位置，并且輔助裝置20不一定包括第一機械耦接部件38。
[0106]根據該第一替換的確定方法的初始步驟200與步驟100相同，并且確定應用62隨后直接去往步驟230。
[0107]在與前面描述的步驟130相同的步驟230期間，比較軟件66將由電流傳感器36測量的強度I與第一閾值SI進行比較，以便確定斷路器18的斷開是由于外部來源(手動或輔助)還是由于檢測到由于熱效應的過載或短路。
[0108]第一閾值SI取決于圖4中示出的斷路器18的觸發曲線135。第一閾值SI例如等于被表不為In的額定強度的0.9倍。
[0109]如果測量的強度I與第一閾值SI的比較結果為負，即，如果測量的強度I小于或等于第一閾值SI，則斷路器18處于圖4中示出的第一區域Al。在步驟240期間，確定應用62據此推斷斷路器18的斷開是由于接收到用于觸發的命令信號或是由于手動斷開，該用于觸發的命令信號例如是由差分觸發器22檢測到的地電流泄露(信號SD_Vigi)或由斷路器18外部的輔助設備引起的觸發(信號SD_extern)。
[0110]否則，即，如果測量的強度I的值大于第一閾值SI，則確定應用62去往步驟250，其間比較軟件66將測量的強度I與第二閾值S2進行比較。
[0111]根據該第一替換的確定方法的后續步驟與圖3的確定方法的后續步驟相同，并且步驟250、260、270、280和290分別與步驟150、160、170、180和190相同，由確定應用62在步驟260、280或290中確定與在步驟160、180或190中相同的斷開原因。
[0112]在步驟240、260、280或290結束時，確定軟件62返回到初始步驟200。
[0113]根據本發明的輔助裝置20因此使得可以在僅使用兩個可能的機械耦接部件38、48中的第二機械耦接部件48的情況下，在不同的可能原因中，即短路、過載、外部觸發(手動或通過輔助裝置)，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0114]圖6圖示前面根據圖3描述的確定方法的第二替換。根據該第二替換，不考慮第二機械輸出組件32的位置，并且輔助裝置20不一定包括第二機械耦接部件48。
[0115]根據該第二替換的確定方法的初始步驟300是用于測量和獲取電流和電壓值的步驟，并且確定應用62隨后去往步驟302。
[0116]此外,確定應用62包括未示出的第二計算軟件,該第二計算軟件能夠計算電流
Ieff的有效值。
[0117]在步驟302期間，第二計算軟件計算電流Irff的有效值，并且確定后者是否為零到允許范圍之內。
[0118]如果電流Ieff的有效值不為零，則在步驟304期間，確定應用62推測斷路器18仍處于閉合狀態，并且返回到初始步驟300。
[0119]否則，確定應用62去往與前面描述的步驟110相同的步驟310。
[0120]根據該第二替換的確定方法的后續步驟與根據圖3的確定方法的后續步驟相同，并且步驟 320、330、340、350、360、370、380 和 390 分別與步驟 120、130、140、150、160、170、180和190相同，由確定應用62在步驟320、340、360、380或390中確定與在步驟120、140、160,180或190中相同的斷開原因。
[0121]在步驟320、340、360、380和390結束時，確定應用62返回到初始步驟300。
[0122]根據本發明的輔助裝置20因此使得可以在僅使用兩個可能的機械耦接部件38、48中的第一機械耦接部件38的情況下，在不同的可能原因中，即短路、過載、外部觸發(手動或通過輔助裝置)，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0123]圖7圖示確定方法的第二實施例，其中使用相同標記標識與前面描述的第一實施例類似的元件，并且不再對其進行描述。
[0124]根據該第二實施例，確定方法基于圖4的觸發曲線的能量變換，以便獲得將能量表示為時間的函數的曲線。使用該第二實施例計算的能量與下面的和成比例:
[0125]ΣΙ2.At，其中At是采樣時段。
[0126]在表示其間蓄積能量的不同時間段中的每一個的滑動窗口上定期計算曲線。這些作為時間的函數的能量計算使得可以表示包括在O秒和例如2小時的持續時間的預定時段之間的時間段的斷路器18中流通的能量。
[0127]確定應用62包括第三計算軟件，其能夠計算時刻t的能量E (t)，然后能夠確定在時刻t計算的能量E (t)是否與斷路器18的磁觸發區域、熱觸發區域或另一操作區域對應。
[0128]根據該第三替換的確定方法的初始步驟500與初始步驟100相同，并且確定應用62隨后直接去往步驟510，其與圖3的方法的步驟110相同。
[0129]在步驟510期間，如果不存在故障信令信息，即，如果觸發條30處于操作位置，則在步驟520期間，確定應用62推斷斷路器18的斷開是由于手動斷開。否則，如果存在信息SD,即，如果觸發條30處于停止位置，則確定應用62去往步驟530。
[0130]在步驟530期間，第三軟件計算在時刻t的能量E (t)，并且確定計算的能量與磁觸發區域對應。如果適用，則在步驟540期間，確定應用62推斷經由磁效應觸發發生斷路器18的斷開，并且隨后返回信息SDjnagnetic。在該情況下，斷開斷路器18的原因是短路。
[0131]否則，S卩，如果計算的能量E(t)不與磁區域對應，則在步驟550期間，第三計算軟件確定計算的能量是否與熱觸發區域對應。如果適用，則在步驟560期間，確定應用62據此推斷斷開的原因是過載，斷路器18隨后通過熱效應觸發，并且確定應用62返回信息SD_thermic。
[0132]否則，S卩，如果計算的能量E(t)不與熱區域對應，則在步驟570期間，確定應用62據此推斷斷路器18的斷開是由于接收到觸發的命令信號，例如由差分觸發器22檢測到的地電流泄露(信號SD_Vigi)或由斷路器18外部的輔助設備引起的觸發(信號SD_eXtern)。
[0133]在步驟520、540、560或570結束時，確定應用62返回到初始步驟500。
[0134]圖8圖示前面根據圖7描述的第二實施例的確定方法的第一替換。根據該第一替換，不考慮第一機械輸出組件30的位置，并且輔助裝置20不一定包括第一機械耦接部件38。
[0135]根據該第一替換的確定方法的初始步驟600與步驟500相同，并且確定應用62隨后直接去往步驟630。
[0136]在步驟630期間，其與前面描述的步驟530相同，第三軟件計算在時刻t的能量E(t)，并且確定計算的能量與磁觸發區域對應。如果適用，則在步驟640期間，確定應用62推斷經由磁效應觸發發生斷路器18的斷開，并且隨后返回信息SDjnagnetic。在該情況下，斷開斷路器18的原因是短路。
[0137]否則，S卩如果計算的能量E(t)不與磁區域對應，則在步驟650期間，第三計算軟件確定計算的能量是否與熱觸發區域對應。
[0138]根據關于第二實施例的該第一替換的確定方法的后續步驟與圖7的確定方法的后續步驟相同，并且步驟650、660和670分別與步驟550、560和570相同，由確定應用62在步驟640、660或670中確定與在步驟540、560或570中相同的斷開原因。
[0139]在步驟640、660或670結束時，確定應用62返回到初始步驟600。
[0140]根據本發明的輔助裝置20因此使得可以在僅使用兩個可能的機械耦接部件38、48中的第二機械耦接部件48的情況下，在不同的可能原因中，即短路、過載、外部觸發(手動或通過輔助裝置)，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0141]圖9圖示根據前面根據圖7描述的第二實施例的確定方法的第二替換。根據該第二替換，不考慮第二機械輸出組件32的位置，并且輔助裝置20不一定包括第二機械耦接部件48。
[0142]根據該第二替換的確定方法的初始步驟700是用于測量和獲取電流和電壓值的步驟，并且確定應用62隨后去往步驟702。
[0143]此外，確定應用62包括未示出的第二計算軟件，該第二計算軟件能夠計算電流
Ieff的有效值。
[0144]在步驟702期間，第二計算軟件計算電流Ieff的有效值，并且確定該值是否為零到允許范圍之內。
[0145]如果電流Ieff的有效值不為零，則在步驟704期間，確定應用62據此推測斷路器18仍處于閉合狀態，并且返回到初始步驟700。
[0146]否則，確定應用62去往與前面描述的步驟510相同的步驟710。
[0147]根據該第二替換的確定方法的后續步驟與根據第二實施例的圖7的確定方法的后續步驟相同，并且步驟720、730、740、750、760和770分別與步驟520、530、540、550、560和570相同，由確定應用62在步驟720、740、760或770中確定與在步驟520、540、560或570中相同的斷開原因。
[0148]在步驟720、740、760或770結束時，確定應用62返回到初始步驟700。
[0149]根據本發明的輔助裝置20因此使得可以在僅使用兩個可能的機械耦接部件38、48中的第一機械耦接部件38的情況下，在不同的可能原因中，即短路、過載、外部觸發(手動或通過輔助裝置)，確定檢測到的電力斷路器18的斷開的原因。
[0150]圖10圖示本發明的第三實施例，其中使用相同標記標識與前面描述的第一實施例類似的元件，并且不再對其進行描述。
[0151]根據第三實施例，在電連接28中流通的電流是三相電流并且電連接28包括三個電相導體54和一個中性電導體56。
[0152]電力系統10因此包括形成機械地耦接到輔助裝置20的四端斷路器的四個斷路器18。
[0153]輔助裝置20因此包括三個相電流傳感器36，每一個相電流傳感器36與相應的相導體54以及圍繞三個相導體54和中性導體56的差分電流傳感器40相關聯。
[0154]確定應用62因此能夠基于由相電流傳感器36測量的強度中的每一個確定在四個斷路器18中的一個上檢測到的斷開的原因。
[0155]對于每一個相導體54的第三實施例的操作與對于單個相導體54描述的第一實施例的操作類似，并且不再描述。
[0156]根據該第三實施例，斷路器18額外地與差分觸發器22相關聯。
[0157]該第三實施例的優點與第一實施例的優點相同。
[0158]圖11和12分別圖示本發明的第四和第五實施例，其中使用相同標記標識與前面描述的第一實施例類似的元件，并且不再對其進行描述。
[0159]根據第四和第五實施例，在電連接28中流通的電流是與第三實施例相同的三相電流，并且電連接28因此包括三個相電導體54和一個中性導體56。
[0160]根據第四和第五實施例，輔助裝置20位于第四斷路器18的右邊，而在圖10中示出的第三實施例中，輔助設備20位于第四斷路器18的左邊。
[0161]因此，可以看出根據本發明的輔助裝置20允許更好地監視斷路器18，具體地允許在檢測到與輔助裝置20機械地耦接的斷路器18的斷開情況下更好地確定斷開的原因。
【權利要求】
1.一種用于電力斷路器(18)的輔助裝置(20),處于斷開位置的電力斷路器(18)能夠中斷電連接(28)中的電流的流通，電連接(28)包括至少一個電導體(54),電力斷路器(18)包括機械輸出組件(3(^32),其可以在操作位置和與所述電連接(28)中的電流流通的中斷對應的停止位置之間移動， 輔助裝置(20)包括: -機械耦接部件(38,48),其用于與機械輸出組件(3032)機械耦接，機械耦接部件(38,48)形成用于檢測斷路器(18)的斷開的部件， 其特征在于，其還包括能夠測量在相應的電導體(54)中流通的電流的強度(1)的至少一個電流傳感器(36)，以及用于基于由每一個電流傳感器(36)測量的強度(1)確定檢測到的斷開的原因的確定設備(62)，確定設備(62)連接到機械耦接部件(3838)和電流傳感器(36)。
2.根據權利要求1所述的輔助裝置(20)，其中確定設備￠2)包括比較部件(66)，其用于比較由電流傳感器(36)測量的強度⑴和至少一個預定閾值61、32)。
3.根據權利要求2所述的輔助裝置(20),其中比較部件￠6)能夠比較測量的強度(1)和第一閾值(31),以便確定斷開的第一原因，并且比較測量的強度⑴和第二閾值(32),以便確定斷開的第二原因。
4.根據權利要求2所述的輔助裝置(20),其中確定設備￠2)包括計算部件(68),其用于計算其間測量的強度(1)高于預定閾值(32)的持續時間(八0。
5.根據權利要求2所述的輔助裝置(20),其中確定設備(62)包括用于測定測量的強度(1)超過預定閾值的時間的測定時間部件(70)和用于存儲所述超過的時間的存儲器；
6.根據權利要求1所述的輔助裝置(20),其中電力斷路器(18)包括兩個機械輸出組件(3(^32)，兩個機械輸出組件中的第一組件(30)在電連接(28)過載的情況下可以移動到停止位置中，并且第二組件(32)在電連接(28)過載或手動致動電力斷路器(18)的情況下能夠移動到停止位置中， 其中輔助裝置(20)包括兩個機械耦接部件(38.48),兩個耦接部件中的第一部件(38)與第一輸出組件(30)機械地耦接，并且第二部件(48)與第二輸出組件(32)機械地耦接，并且 其中確定設備￠2)連接到第一和第二機械耦接部件(38.48),進一步基于第一機械輸出組件(30)的位置和第二機械輸出組件(32)的位置確定斷開的原因。
7.根據權利要求1所述的輔助裝置(20),其中輔助裝置(20)還包括差分電流傳感器(40),并且確定設備￠2)能夠基于由每一個電流傳感器(36)測量的強度(1)和由差分電流傳感器(40)測量的差分電流(1(1)確定斷開的原因。
8.一種電力系統(10),其包括電力斷路器(18)和機械地耦接到該電力斷路器(18)的輔助裝置(20)，在斷開位置中的電力斷路器(18)能夠中斷電連接(28)中的電流的流通，電連接(28)包括至少一個電導體(54)，電力斷路器(18)包括機械輸出組件(3(^32)，其可以在操作位置和與所述電連接(28)中的電流流通的中斷對應的停止位置之間移動，其特征在于輔助裝置(20)根據權利要求1。
9.如權利要求8所述的電力系統(10),其中電力系統(10)還包括位于電力斷路器(18)和輔助裝置(20)之間的差分觸發器(22),輔助裝置(20)機械地耦接到電力斷路器(18)的機械輸出組件(30.32)0
10.一種用于使用輔助裝置(20)確定電力斷路器(18)斷開的原因的方法，在斷開位置中的電力斷路器(18)能夠中斷電連接(28)中的電流的流通，電連接(28)包括至少一個電導體(54),電力斷路器(18)具有機械輸出組件(3(^32),其可以在操作位置和與所述電連接(28)中的電流流通的中斷對應的停止位置之間移動，輔助裝置(20)包括用于與機械輸出組件(3032)機械耦接的機械耦接部件(38,48), 所述方法包括下列步驟: -經由機械耦接部件(38,48)檢測(100, 110)電力斷路器(18)的斷開， 所述方法特征在于，其還包括下列步驟: -由輔助裝置(20)測量(130, 150)在每一個導體(54)中流通的電流的強度(1),輔助裝置(20)還包括用于每一個電導體(54)的電流傳感器(36),以及 -由輔助裝置(20)基于由每一個電流傳感器(36)測量的強度⑴確定(140, 160，180，190)檢測到的斷開的原因。
11.根據權利要求10所述的方法，其中電力斷路器(18)包括兩個機械輸出組件〈30、32),兩個機械輸出組件中的第一組件(30)能夠在電連接(28)過載的情況下移動到停止位置，并且第二組件(32)在電連接(28)過載或手動致動電力斷路器(18)的情況下可以移動到停止位置， 其中輔助裝置(20)包括兩個機械耦接部件(38.48),兩個耦接部件中的第一部件(38)與第一輸出組件(30)機械地耦接，并且第二部件(48)與第二輸出組件(32)機械地耦接，以及 其中，在確定步驟期間，進一步基于第一機械輸出組件(30)的位置和第二機械輸出組件(32)的位置確定斷開的原因。
【文檔編號】H02J13/00GK104459524SQ201410464612
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】M-L.米肖, S.赫勞德, F.布拉斯梅, L.尤蘭卡爾 申請人:施耐德電器工業公司