配電系統(tǒng)及方法以及用于所述配電系統(tǒng)及方法的斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及斷路器，并且具體地涉及小型斷路器（MCB)。特別地，本發(fā)明涉及具有 "標(biāo)準(zhǔn)化"的物理尺寸并且能夠被編程以提供多種額定電流/額定電壓/額定功率的斷路 器。優(yōu)選地，本發(fā)明的斷路器遠(yuǎn)程地被控制、監(jiān)測(cè)和/或編程。
[0002] 本發(fā)明還涉及配電系統(tǒng)及方法，所述配電系統(tǒng)包括至少一個(gè)這樣的可編程斷路器 以用于對(duì)至少一個(gè)負(fù)載的功率和關(guān)聯(lián)參數(shù)進(jìn)行保護(hù)、調(diào)節(jié)、控制和/或監(jiān)測(cè)。
[0003] 特別地，本發(fā)明涉及可編程斷路器，并且涉及包括至少一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器的配 電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 斷路器用于保護(hù)電路不受由過載或短路引起的損害。斷路器用于感測(cè)故障并且立 即停止電流的流動(dòng)。在故障狀況排除之后，斷路器通常可以復(fù)位，從而此后恢復(fù)正常操作。
[0005] 斷路器達(dá)到多種額定電流/額定電壓/額定功率并且趨于根據(jù)這些額定值來分 組。最大的一組裝置為空氣斷路器（ACB)。這些ACB通常額定在1600安培至6300安培的 范圍內(nèi)并且通常用于至配電組件的大的饋電電路。另一組為通常額定在16安培至1600安 培范圍內(nèi)的模制外殼斷路器（MCCB)。這些MCCB通常用于對(duì)大的裝備、子配電端口等進(jìn)行 饋電。最后一組用于最終的配電并且通常用于保護(hù)家庭、工廠和辦公室中的照明電路、功率 點(diǎn)。這些裝置被稱為小型斷路器（MCB)。
[0006] 本發(fā)明主要涉及MCB。
[0007] 斷路器規(guī)格基本上取決于包括斷路器額定電流在內(nèi)的多個(gè)因子而變化。制造商通 常制造斷路器的多種內(nèi)部部件。斷路器的導(dǎo)體尺寸和線圈繞組通常取決于額定電流和脫扣 特性而變化。
[0008] 在設(shè)備或商用建筑物中，斷路器通常安置在集中配電板處。在配電板中常常還安 置有各種計(jì)量器，以使得能夠監(jiān)測(cè)建筑物中所利用的電力的量和品質(zhì)。有時(shí)候，另外在配電 板處或與配電板相關(guān)聯(lián)地提供有控制電路以控制對(duì)建筑物中的一個(gè)或更多個(gè)電路的操作。
[0009] 霍爾效應(yīng)傳感器是響應(yīng)于磁場(chǎng)而改變其輸出電壓的換能器?；魻栃?yīng)傳感器用于 接近開關(guān)應(yīng)用、定位應(yīng)用、速度檢測(cè)應(yīng)用和電流感測(cè)應(yīng)用。
[0010] 按照傳感器的最簡(jiǎn)單的形式，傳感器操作地作為直接返回電壓的模擬換能器。在 磁場(chǎng)已知的情況下，可以確定傳感器距霍爾板的距離?？梢允褂枚嘟M傳感器來推斷磁體的 相對(duì)位置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 本發(fā)明尋求提供可編程斷路器。
[0012] 本發(fā)明還尋求提供可以具有標(biāo)準(zhǔn)化物理尺寸而且可以提供多種額定電流/額定 電壓/額定功率和脫扣特性的斷路器。
[0013] 本發(fā)明尋求提供結(jié)合至少一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器的斷路器。
[0014] 本發(fā)明還尋求提供可以遠(yuǎn)程地被編程、監(jiān)測(cè)和操作的斷路器。
[0015] 本發(fā)明還尋求提供結(jié)合至少一個(gè)這樣的可編程斷路器的配電系統(tǒng)及方法。
[0016] 本發(fā)明還尋求提供包括控制器的配電系統(tǒng)及方法，所述控制器用于感測(cè)負(fù)載的參 數(shù)并且當(dāng)負(fù)載的參數(shù)超過預(yù)定值時(shí)操作斷路器。
[0017] 本發(fā)明還尋求提供其中預(yù)定參數(shù)可以被預(yù)先設(shè)置并且然后由用戶調(diào)節(jié)的配電系 統(tǒng)及方法。
[0018] 本發(fā)明還尋求提供其中可以監(jiān)測(cè)各種參數(shù)的配電系統(tǒng)。
[0019] 本發(fā)明還尋求提供可以具有遠(yuǎn)程地被監(jiān)測(cè)的電氣參數(shù)的斷路器，所述電氣參數(shù)例 如但不限于功率、電流、電壓、需求量、頻率以及狀態(tài)、預(yù)脫扣警報(bào)和剩余電流。
[0020] 按照一種廣義的形式，本發(fā)明提供一種可編程斷路器，包括：
[0021] 輸入單元，用于用戶輸入和/或調(diào)節(jié)預(yù)定負(fù)載參數(shù)；
[0022] 傳感器，用于感測(cè)負(fù)載的實(shí)際值；以及
[0023] 微控制器，用于接收和處理所述值并且當(dāng)所述感測(cè)的值超過所述預(yù)定負(fù)載參數(shù)時(shí) 操作所述斷路器。
[0024] 優(yōu)選地，所述傳感器包括至少一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器。
[0025] 還優(yōu)選地，所述斷路器能夠被編程為在優(yōu)選但不限于4安培至100安培的額定電 流范圍內(nèi)操作。
[0026] 還優(yōu)選地，所述斷路器適于遠(yuǎn)程地被編程。
[0027] 還優(yōu)選地，所述斷路器適于遠(yuǎn)程地被監(jiān)測(cè)。
[0028] 還優(yōu)選地，所述斷路器適于遠(yuǎn)程地被脫扣。
[0029] 優(yōu)選地，所述斷路器包括內(nèi)置剩余電流裝置（RCD)，所述內(nèi)置剩余電流裝置可以被 調(diào)節(jié)成接通或關(guān)斷，或者在優(yōu)選但不限于10毫安、30毫安、100毫安的電流范圍內(nèi)操作。
[0030] 還優(yōu)選地，所述斷路器包括優(yōu)選但不限于多個(gè)6毫米掛鎖的內(nèi)置鎖機(jī)構(gòu)。
[0031] 優(yōu)選地，所述斷路器包括例如但不限于IXD顯示器的顯示單元，所述顯示單元用 于顯示所述預(yù)定負(fù)載參數(shù)、所述實(shí)際值和/或其他標(biāo)記。
[0032] 按照另一種廣義的形式，本發(fā)明提供了一種配電系統(tǒng)，包括：
[0033]電源；
[0034] 控制器，用于用戶輸入和/或調(diào)節(jié)預(yù)定負(fù)載參數(shù)；
[0035] 至少一個(gè)負(fù)載；
[0036] 與每個(gè)所述負(fù)載相關(guān)聯(lián)的斷路器，用于將所述電源選擇性地連接至每個(gè)負(fù)載，每 個(gè)斷路器包括：
[0037] 輸入裝置，用于接收來自所述控制器的所述預(yù)定負(fù)載參數(shù)；
[0038] 傳感器，用于感測(cè)負(fù)載的實(shí)際值；以及
[0039] 微控制器，用于接收和處理所述值并且當(dāng)所述感測(cè)的值超過所述預(yù)定負(fù)載參數(shù)時(shí) 操作所述斷路器。
[0040] 優(yōu)選地，所述斷路器中至少之一包括霍爾效應(yīng)傳感器。
[0041] 還優(yōu)選地，所述斷路器中至少之一能夠編程為在優(yōu)選但不限于4安培至100安培 的電流值范圍內(nèi)操作。
[0042] 還優(yōu)選地，所述控制器定位成遠(yuǎn)離所述斷路器。
[0043] 還優(yōu)選地，所述斷路器包括防止所述斷路器當(dāng)處于"接通"位置時(shí)而被添加或移除 的互鎖。
[0044] 還優(yōu)選地，所述配電系統(tǒng)包括例如但不限于無線通信信道的通信信道，所述通信 信道用于經(jīng)由所述控制器對(duì)所述斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)程編程、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和/或遠(yuǎn)程脫扣。
[0045] 優(yōu)選地，所述斷路器包括剩余電流裝置（RCD)。
[0046] 還優(yōu)選地，所述斷流器包括鎖定機(jī)構(gòu)。
[0047] 還優(yōu)選地，所述斷流器包括用于顯示所述預(yù)定負(fù)載參數(shù)的顯示單元。
【附圖說明】
[0048] 根據(jù)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選而非限制性的實(shí)施方式的詳細(xì)描述，將會(huì)更充 分地理解本發(fā)明，在附圖中：
[0049] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的斷路器；
[0050] 圖2示出了圖1的斷路器，其中，斷路器的殼體被部分地移除以露出各個(gè)內(nèi)部部 件；
[0051] 圖3示出了本發(fā)明的配電系統(tǒng)的主要組成部分的框圖；
[0052] 圖4示出了展示本發(fā)明的配電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化操作的流程圖；
[0053] 圖5示出了用于監(jiān)測(cè)本發(fā)明的斷路器的部件/連接；
[0054] 圖6在圖6(a)和圖6(b)中示出了本發(fā)明的斷路器中的霍爾效應(yīng)傳感器的布局；
[0055] 圖7示出了斷路器正面的顯示；
[0056] 圖8在圖8 (a)和圖8 (b)中示出了如何可以將鎖定機(jī)構(gòu)解鎖；
[0057] 圖9示出了如何由鎖定機(jī)構(gòu)操作中性點(diǎn)的絕緣，S卩，先旋轉(zhuǎn)、抬高轉(zhuǎn)盤、使斷路器 脫扣，然后打開中性點(diǎn)；
[0058] 圖10示出了顯示本發(fā)明的優(yōu)選且可替代的簡(jiǎn)化配電操作的流程圖；
[0059] 圖11示出了本發(fā)明的斷路器的主要組成塊以及主要組成塊的一些電路實(shí)現(xiàn)細(xì) T；
[0060] 圖12示出了主CPU的細(xì)節(jié)；
[0061] 圖13示出了電壓和電流傳感器的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；
[0062] 圖14示出了第二電流傳感器和第三電流傳感器的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；
[0063] 圖15示出了RCD放大器的優(yōu)選布置的電路實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；
[0064] 圖16示出了引導(dǎo)復(fù)位電路的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；
[0065] 圖17示出了脫扣電路的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；以及
[0066] 圖18示出了本發(fā)明的裝置中使用的電源的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0067] 斷路器的概沐
[0068] 本發(fā)明提供了結(jié)合有多個(gè)特征的斷路器，所述多個(gè)特征使得斷路器能夠在物理上 被構(gòu)造成具有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸和形狀，而同時(shí)適于電子地操作以提供多種額定電流/額定電壓 /額定功率和脫扣特性。
[0069] 本發(fā)明的斷路器與現(xiàn)有技術(shù)的斷路器相比而言的獨(dú)特之處在于：本發(fā)明的斷路器 使用霍爾效應(yīng)傳感器，霍爾效應(yīng)傳感器使得能夠在輸出當(dāng)前不可用的情況下實(shí)現(xiàn)斷路器的 電子需求。
[0070] 本發(fā)明的斷路器能夠被編程以使得本發(fā)明的斷路器可以在額定電流/額定電壓/ 額定功率的范圍內(nèi)以及脫扣特性下操作。本發(fā)明的斷路器可以針對(duì)其期望額定值被本