用于電子跳閘設備的跳閘原因管理設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電路斷路器中的跳閘原因的管理設備。
【背景技術】
[0002]在電子電路斷路器的跳閘之后，保存關于跳閘的原因的信息很重要。保存關于緊挨跳閘之前發生的事件的一些信息也很重要。
[0003]在傳統方式中，關于跳閘的原因的信息通過微處理器產生，微處理器將此數據存儲在存儲設備上。微處理器還執行關于跳閘前和跳閘時的電學量的數據的存儲。在數據存儲期間微處理器上存在重功率需求，數據存儲需要使用大尺寸微處理器。
[0004]存在處理此問題的若干文獻。例如，文獻EP0279692描述了具有故障指示器的斷路器。通過單個微處理器存儲關于所監視的電源在緊挨故障之前的狀態的數據。
[0005]為了簡化，通過被監視的線路直接提供電路斷路器。在此構造中，當跳閘發生時，電路斷路器不再開啟。
[0006]文獻US5089928描述了使用微處理器監視電路以及存儲關于所監視的電路的數據的電路斷路器。
[0007]文獻US5311392公開了配備兩個處理器來監視電源電路的電路斷路器。處理器被獨立地供電，從而當第一處理器的電源被中斷時第二處理器還工作。第一處理器比第二處理器訪問更多信息。
[0008]文獻US5224011公開了一種在主電源不可用的情況下，用電池進行電子電路中的數據存儲的系統。
【發明內容】
[0009]注意到存在提供以更高效且更可靠的方式提供關于跳閘原因的信息的電路斷路器的需求。
[0010]通過包括以下項的電路斷路器實現此目的:
[0011]-一系列輸入端，所述輸入端被設計為連接到第一微控制器，所述第一微控制器被配置為測量電源線的電流的特性，以檢測所述電源線的電氣故障，
[0012]-第二微控制器，其由所述電源線供電并具有第一耗電值，所述第二微控制器被配置為分析來自所述第一微控制器的數據，以便檢測所述電源線的電氣故障，
[0013]-第三微控制器，其由所述電源線供電并被連接為從所述第一和第二微控制器接收數據，所述第三微控制器被配置為指示所述電路斷電器的跳閘的原因，所述第三微控制器具有第二耗電值，所述第二耗電值小于所述第一耗電值，
[0014]-備用供電源，其被配置為在所述電源線不可用的情況下向所述第三微控制器供電。
【附圖說明】
[0015]從本發明的具體實施例的以下描述中，其它優點和特征將變得更清楚明顯，這些具體實施例僅為了非限制性的示例目的且在附圖中表示，其中:
[0016]圖1A以示意方式示出了電路斷路器的第一實施例，
[0017]圖1B以示意方式示出了電路斷路器的第二實施例，
[0018]圖2示出了電路斷路器執行的主要動作的流程圖，
[0019]圖3A和圖3B以示意方式表示電路斷路器的兩個實施例，
[0020]圖4表示用于電池狀態的管理的步驟的流程圖，
[0021]圖5表示序列化(sequencing)電池放電管理方法的范圍中電池發出的電流的變化的時間和周期，
[0022]圖6表示在電池的終端處測量的電壓相對于時間的變化的示例。
【具體實施方式】
[0023]圖1A和圖1B示出了電力系統2的電源線的監視設備I。在有利方式中，監視設備I形成連接到電力系統2的一個或多個電源線的電路斷路器的部分。監視設備分析這些線以便確定它們正常工作還是發生故障。電路斷路器配置為通過微控制器分析被監視的電源線的電學特性，以及在檢測到電氣故障的情況下觸發該電源線的斷開。設備I可以包括第一微控制器3、第二微控制器4和第三微控制器5，后面將進一步描述它們的細節。作為變型，第一微控制器5位于監視設備I外部，但其連接到設備I的一系列輸入端，以便向電力系統2提供關于表示電力系統2的電學量的數據。
[0024]第一微控制器3連接到電力系統2的電源線。第一微控制器3配備測量裝置6，以測量電力系統2的量特性(步驟F1)，量特性諸如電壓V、電流I和頻率f等。第一微控制器3可以集成在電路斷路器中或位于電路斷路器外部。第一微控制器3還被配置為監視電力系統2以及檢測可能的故障。
[0025]在有利實施例中，第一微控制器3由主電源7供電，該主電源7由要被監視的電線提供。該主電源7是第一微處理器3的主要電源。因為電路斷路器的供電以及尤其是監視設備I的供電由電力系統2執行或者從該電力系統2分支出來，所以在電路斷電器跳閘的情況下，主電源線被中斷，并且第一微處理器3不再開啟。此外，主電源7傳送的電力可以根據連接到電力系統的電負載而變化。
[0026]第一電容器8提供備用電力供應源，以當第一微控制器3的主電源7中斷時，在有限的時間中向第一微控制器3供電。以此方式，當跳閘命令發送到電路斷電器時，或者當第一微控制器3檢測到主電源的失去時，電容器8中剩余足夠的能量來執行相關數據向電路斷電器的其它組件的傳送。該備用電源8允許在電源線上檢測到電氣故障時記錄重要電學數據。
[0027]第一微處理器3可以檢測電力系統的故障以及觸發電力系統的斷開。關于電力系統2以及尤其是關于所監視的線的數據被經由第一通信線9從第一微處理器3傳送到電路斷電器的不同組件.
[0028]在圖1A和圖1B所示的具體實施例中，第二微控制器4通過第一通信線9連接到第一微控制器3。以此方式，第二微控制器4通過第一微控制器3接收關于電力系統2的數據。第二微控制器4還可以從監視設備的其它設備接收關于電力系統2的數據。這些其它設備提供電力系統的電學量的測量。
[0029]第二微處理器4的主要功能是分析和存儲關于電力系統2的數據。第二微處理器4執行對所測量的電學量的更深入的分析，其使得能夠進行對電力系統的更詳細的研宄(步驟F2)。在此構造中，第二微控制器4可以因為第一微處理器3未檢測到的問題而請求電源系統的斷開，例如，電壓掉到閾值之下和/或異常頻率改變。第二微控制器4還被配置為執行對要監視的線的電學特性(例如電壓、頻率和/或諧波測量)的更精確的分析，以及將該數據發送給用戶和/或其它計算模塊。
[0030]對于關于電力系統2的數據的深入分析，第二微控制器4需要大量電力。該電力還可被用于將所收集的數據發送給其它計算模塊或用戶。對于其的供電，第二微控制器4連接到主電源7。在有利方式中，第二微控制器4由DC/DC電源供電，該DC/DC電源本身由主電源7供電。如之前所描述的，在電力系統發生故障的情況下或者如果主電源7不能提供必要的電力，則第二微控制器4不再能夠工作。
[0031]第二電容器8’提供備用第二電源，以當第二微控制器4的主電源7中斷時在有限時間中對第二微控制器4供電。以此方式，當發送電路斷電器的跳閘命令時或者當第二微控制器4檢測到主電源的失去時，電容器8，中剩余足夠的能量，以允許將相關數據傳送到電路斷路器的其它組件。
[0032]第二微控制器4連接到存儲器10。存儲器10有利地由主電源7供電。在主電源7發生故障的情況下，有利的是將存儲器10連接到由電容器11形成的備用供電源，以在有限的時間中提供電力。以此方式，第二微處理器4計算的數據可以記錄在存儲器10中。
[0033]存儲器10有利地是電可擦除可編程非易失性存儲器類型，或者是永久磁記錄類型的隨機訪問存儲器，或者是能夠容易地寫入數據并在沒有任何電力供應的情況下保持數據的其它類型。用戶繼而可以讀取所記錄的數據。
[0034]通過第二通信線12執行第二微控制器4和存儲器10之間的數據傳送。典型地，所存儲的數據來源于對關于電力系統2的信息的分析。例如，該數據涉及電力系統2中存在的交流電的電流1、電壓V或頻率f隨時間的變化和/或一次值。
[0035]在有利方式中，第二微控制器4配置為執行諧波的計算，其需要執行極其耗電的傅立葉變換的計算。
[0036]存在第三微控制器5，并且其利用能夠在雙向上進行數據傳送的協議連接到第二微控制器4。對于其的電力供應，第三微控制器5連接到主電壓7。在有利的方式中，第三微控制器5與第二微控制器4例如通過DC/DC轉換器連接到相同的電源。
[0037]有利地，第三微控制器5與備用電源13關聯，備用電源13是獨立于電力系統2的源。該電源可以例如是電池13。電池13是通過氧化還原化學反應將化學能轉變為電能的電化學設備。電池13可以是非可再充電的，或者可以稱為一次性電池或電池。電池相比于電容是有優勢的，因為其在發生故障的情況下更容易替換。
[0038]在主電源7不可用的情況下，第三微控制器5由電池13供電。對第三微控制器5配置電池13，使得在主電源不可用的情況下，第三微控制器5比第一和第二微控制器開啟更長時間。優選地，對第三微控制器5配置電池13，以提供第三微控制器5的永久電力供應。永久電力供應的含義在于在比維護操作所需要的時間長得多的時間段上提供第三微控制器的電力供應，從而在電池耗完之前主電源被重建。為了實現這樣的結果，第三微控制器提供減少的功能性，消耗極少電力。第三微控制器5提供第一和/或第二微控制器中計算的數據的呈現的功能。第三微控制器5呈現比第二微控制器4的電力消耗更低的電力消耗。例如，第三微控制器5不配備傅立葉變換計算裝置。這導致第二微處理器呈現比第三微控制器的電力消耗更高的電力消耗。
[0039]這樣的構造使得第二微控制器4能夠專門進行高功耗的操作，以便根據第一微控制器3和/或提供電力系統2的電學量的測量的