斷路器設(shè)備以及配電單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了斷路器設(shè)備以及配電單元。本發(fā)明總體上涉及供電中的斷路器裝置。本發(fā)明特別是在配電單元中具有有利的應(yīng)用，其中配電單元向電子設(shè)備提供DC電力。機電斷路器通常用于電路保護。它們的缺點在于固定的跳閘條件，而固定的跳閘條件只能夠通過改變斷路器組件來改變。本發(fā)明通過提供斷路器設(shè)備來解決該問題，其中斷路器設(shè)備包括具有第一固定跳閘條件的機電斷路器以及額外的電路，該額外的電路監(jiān)測輸出電流并且在電流超過第二跳閘條件時機械地使斷路器跳閘。這種方式可以使用機電斷路器的第一跳閘條件和/或第二可控的跳閘條件。
【專利說明】斷路器設(shè)備以及配電單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及供電中的斷路器設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及在獨立權(quán)利要求的前序部分中所公開的。例如，本發(fā)明可以用于電源與負載之間的配電單元中。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如開關(guān)電源的電源用于為各種電子裝置(例如，蜂窩通信系統(tǒng)中的基站)提供直流(DC)供應(yīng)。這種電源具有一定不能夠超過的某個輸出電流限制。通常使用斷路器來保護電源免受過載導(dǎo)致的過大的電流。斷路器還保護高能量電路中的配線并且在故障的狀態(tài)下限制輸出。一個單元中的故障由此不會使得具有相同電源的其他單元受到損壞。
[0003]通常類型的斷路器是機電斷路器。這種斷路器具有固定的電流限制或固定的跳閘曲線，并且超過電流限制或跳閘曲線使得斷路器跳閘。斷路器通常在其前面板具有用于重置斷路器的等級。大量地生產(chǎn)了機電斷路器，并且機電斷路器是標準的、可靠的并且低成本元件，并且是經(jīng)權(quán)威認可的。
[0004]然而，關(guān)于機電斷路器，存在一些問題。在跳閘之后，機電斷路器需要手動地重置。電子設(shè)備可以安裝在遠端位置，并且會需要更多的精力和時間來行進到這些位置。斷路器的跳閘可以由不需要對電子設(shè)備進行修理的原因引起的。在這種情況下，仍需要行進到安裝位置以重置斷路器。為了解決該問題，需要以遠程控制的方式重置斷路器的裝置。這種方案在專利申請文獻US6522227B1中披露。
[0005]機電斷路器的另一個問題是與固定跳閘電流或固定跳閘曲線有關(guān)。存在需要改變斷路器的電流限制的各種情形。為了改變限制電流，必須將斷路器改變?yōu)椴煌臄嗦菲?。改變斷路器需要在電子設(shè)備的安裝位置進行整備工作。具有所需電流限制的斷路器是不可用的也是有可能的。在這種情況下，需要使用具有非最優(yōu)、較低電流限制的斷路器。這會造成斷路器的不必要的跳閘。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是提供對各種應(yīng)用的電路保護，其中，避免或減少所描述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點。因此，本發(fā)明的目的是利用標準、經(jīng)檢驗的機電斷路器的優(yōu)點和控制/選擇跳閘條件的可能性來實現(xiàn)過載保護。
[0007]本發(fā)明的目的是通過提供斷路器設(shè)備來實現(xiàn)的，斷路器設(shè)備包括具有第一、固定的跳閘條件的機電斷路器。第一跳閘條件基于斷路器的原始默認跳閘曲線。該配置還具有額外的電路，其檢測輸出電流并且如果電流超過第二跳閘條件則機械地使斷路器跳閘。第二跳閘條件是通過本發(fā)明所實施的輔助條件。這樣，可以使用機電斷路器的第一跳閘條件和/或第二、可控制的跳閘條件。
[0008]更具體地，本發(fā)明的目的通過提供斷路器設(shè)備來實現(xiàn)。位于至少一個配電線上，配置包括連接至配電線的機電斷路器，其中，機電斷路器具有用于在配電線的電流超過電路器的第一跳閘條件時斷開配電線的電流的裝置，并且機電斷路器包括控制桿，具有接通和斷開位置，由此轉(zhuǎn)動所述控制桿為接通/斷開位置分別被配置為所述配電線的電流接通/斷開，其中，該設(shè)備進一步包括額外的電路，該額外的電路具有:
[0009]-傳感器裝置，用于測量配電線的電流；
[0010]-用于設(shè)定第二跳閘條件的裝置；
[0011]-控制裝置，用于比較測量的電流值與第二跳閘條件:以及
[0012]-致動器裝置，用于機械地轉(zhuǎn)動機電斷路器的控制桿；
[0013]其中，控制裝置被配置為當滿述第二跳閘條件時驅(qū)動致動器裝置以將機電斷路器的所述控制桿轉(zhuǎn)動成斷開位置，并且因此斷開所述配電線的電流。
[0014]本發(fā)明還涉及配電單元，用于從至少一個電源提供電力到至少一個負載，其中，配電單元具有根據(jù)本發(fā)明的斷路器設(shè)備，其中，該設(shè)備包括至少一個機電斷路器、用于至少一個配電線的傳感器裝置和致動器裝置。
[0015]本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中描述。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，跳閘條件包括額定電流值，并且跳閘被設(shè)置為在配電線的電流值超過了預(yù)定量的額定電流時發(fā)生，例如額定電流的預(yù)定百分比。
[0017]根據(jù)另一實施方式，跳閘條件包括跳閘曲線數(shù)據(jù)，該跳閘曲線數(shù)據(jù)包括電流電平值和跳閘閾值時間長度的對應(yīng)值。并且所述控制裝置被適配為監(jiān)測超過每個電流水平的時間在預(yù)定的時間窗口內(nèi)并且監(jiān)測超過所述跳閘閾值時間長度的可能性，其中超過閾值時間長度表示滿足所述跳閘條件。
[0018]在本發(fā)明的一個實施方式中，控制裝置包括可編程的微控制器。用于設(shè)定第二跳閘條件的裝置可以包括用于手動選擇向控制裝置輸入的額定電流值的裝置。用于設(shè)定第二跳閘條件的裝置可以另外地或可替換地包括數(shù)字控制接口，用于向控制裝置輸入關(guān)于第二跳閘條件的輸入數(shù)據(jù)和/或選擇第二跳閘曲線。另外，利用這些設(shè)定設(shè)備也可以確定是否使用第一和/或第二跳閘條件。用于控制裝置的數(shù)字接口也可以用于提供狀態(tài)或過載保護配置的警報信息。該控制裝置還可經(jīng)由數(shù)字控制接口接收接通/斷開控制命令，用于控制機電斷路器的接通/斷開。該設(shè)備還可以包括利用有線或無線數(shù)據(jù)傳輸與控制裝置進行遠程通信的裝置。因此，可以遠程執(zhí)行上述控制。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，致動器裝置包括:螺線管和螺線管內(nèi)的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯，該芯通過在螺線管中提供電流在螺線管上是可移動的，用于將斷路器的控制桿移動到斷開位置。在又一實施方式中，致動器裝置還具有用于復(fù)位機電斷路器的控制桿到接通位置的功能。
[0020]在本發(fā)明的一個實施方式中，致動器裝置包括第一螺線管、第二螺線管、以及第一和第二螺線管內(nèi)的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯，其中，所述芯通過在所述第一螺線管中提供電流在第一方向上可移動的，以將所述斷路器的所述控制桿移動到斷開位置，并且所述芯通過在至少所述第二螺線管中提供電流在第二方向上是可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到接通位置。
[0021]在本發(fā)明的另一個實施方式中，致動器裝置包括螺線管和螺線管內(nèi)的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯，其中，該芯通過在螺線管中提供第一電流而在第一方向上是可移動的，以將斷路器的控制桿移動到斷開位置，并且該芯通過在所述螺線管中提供第二電流而在第二方向上是可移動的，以將斷路器的控制桿移動到接通位置，由此第一電流和第二電流在螺線管中具有相反的方向。
[0022]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，該設(shè)備具有兩個或多個機電斷路器、兩個或多個傳感器裝置以及用于對應(yīng)于配電線的兩個或多個致動器裝置。這樣設(shè)備可以包括用于每個致動器裝置單獨的控制裝置和/或用于控制兩個或多個致動器裝置的公共控制裝置。用于重置斷路器的該致動器裝置可以是單獨的，每個致動器裝置被配置為將一個機電斷路器的控制桿重置到接通位置。該設(shè)備還可以包括公共致動器裝置，被配置為將至少兩個機電斷路器的控制桿同時重置到接通位置。致動器裝置可以包括用于同時重置多個斷路器的一個或多個電動機和/或單獨重置斷路器的一個或多個電動機。
[0023]本發(fā)明具有比現(xiàn)有技術(shù)的解決方案的顯著優(yōu)點。不改變設(shè)備的斷路器來選擇跳閘電流限制是可行的。另外，也可以改變跳閘電流限制或遠程控制配電線的接通/斷開，從而無需前往該設(shè)備安裝的位置。跳閘電流限制值可以根據(jù)要求進行調(diào)整或選擇，沒有必要從少量的預(yù)定的固定值中選擇跳閘電流值。另外，也能夠提供用于斷路器的自動或遠程重置功能。這些功能可以通過使用用于切換電流的接通/斷開的標準的機電斷路器來實現(xiàn)，由此也可以得到現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)優(yōu)點。并且進一步地，如果額外的過載保護電路由于某種原因而不操作，因為它根據(jù)獨立于額外的過載保護電路的額定跳閘條件來跳閘，所以機電斷路器將提供備用的過載保護。
[0024]還可以使用用于單個配電線的遠程接通/斷開控制而無過載條件的配置。這支持能源節(jié)約，因為利用遠程控制的接通/斷開接口關(guān)閉供電電源可以比機械地關(guān)閉不需要的設(shè)備節(jié)省更多的能源。甚至所有的輔助電源會從單元關(guān)閉，在其他的現(xiàn)有技術(shù)的配置中這是不可能的。
[0025]在本專利申請中，術(shù)語“電源”是指任何的電力源。它可以優(yōu)選地指具有DC輸出的開關(guān)電源，但它也可能是指太陽能或風力發(fā)電配置或主電源或其他DC或AC電源。
[0026]在本專利申請中，術(shù)語“配電線”是指從任何電源供應(yīng)電力給負載的線路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]通過詳細說明和參照附圖，所描述的和本發(fā)明的其它優(yōu)點將變得顯而易見，附圖中:
[0028]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性斷路器設(shè)備和示例性配電單元的框圖；
[0029]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于控制具有螺線管的機電斷路器的控制桿的示例性設(shè)備;
[0030]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的利用電動機復(fù)位機電斷路器的控制桿的示例性設(shè)備；以及
[0031]圖4示出由作為電流水平的函數(shù)的最大時間長度組成的跳閘曲線的的曲線圖。
[0032]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性配電單元的電源系統(tǒng)。

【具體實施方式】
[0033]圖1示出了示例性設(shè)備以及配電單元的框圖。電源線從電源連接至機電斷路器Il(CB)的輸入。該斷路器是具有固定的額定電流的標準斷路器。例如，斷路器可基于超過預(yù)定量的額定電流或者可基于額定電流-時間曲線跳閘。
[0034]該設(shè)備具有在機電斷路器11與負載之間的電流傳感器41。使用信號放大器47放大該電流傳感器的輸出信號，并且所放大的信號被引導(dǎo)至微控制器單元51 (MCU)。在MCU中監(jiān)測電源線的電流值并且與所存儲的跳閘數(shù)據(jù)(即電流限制)和/或所存儲的電流-時間曲線的值進行比較?？纱嬖谟糜谶x擇被存儲在MCU的存儲器或者外部存儲器中的跳閘曲線的手動電流選擇器58。該配電單元還可以優(yōu)選地具有用于將跳閘曲線數(shù)據(jù)輸入至MCU的存儲器中和/或用于選擇已經(jīng)存儲在存儲器中的跳閘曲線的數(shù)字接口 55。這樣的數(shù)字接口能夠同樣可以被用于其它目的，諸如接收配電單元的狀態(tài)或者告警信息、以及用于控制所述機電斷路器的接通/斷開。數(shù)字接口還可以通過有線或無線數(shù)據(jù)傳輸而被遠程使用。這樣的方式可以在不需要移動到安裝位置的情況下遠程地控制和監(jiān)測配電單元的操作。即使在正常狀態(tài)的時候(沒有過載或者故障)，還可以在本地或者遠程控制配電線的接通/斷開。例如，由于能源節(jié)省或者負載維修，斷開控制可被用在正常狀態(tài)下。接通控制能夠在過載或僅開啟了負載之后用于恢復(fù)。
[0035]該設(shè)備具有螺線管21，該螺線管21具有用于重置/設(shè)定斷路器的控制桿位置的可移動的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯24。MCU控制驅(qū)動器27，該驅(qū)動器27將電流輸出到螺線管。當螺線管的電流形成磁場時，該芯和控制桿被移動。在該示例中使用的螺線管用于使機電斷路器跳閘至斷開狀態(tài)。還可以使用螺線管用于將斷路器重置至接通狀態(tài)。這個功能可以通過使用兩個螺線管來實施，一個用于跳閘以及一個用于重置斷路器?？商鎿Q地，可以使用單個螺線管的永磁鐵芯和雙極驅(qū)動電流。還可以使用電動機，該電動機可以是單獨用于斷路器和/或共用于幾個斷路器。這些可替換的實施方式在以下圖2和圖3的說明中被更詳細地描述。
[0036]圖1示出移動托盤34的電動機31。該托盤可以連接至一個或者幾個斷路器的控制桿。例如，電動機可以被控制為同時重置配電單元的所有的斷路器。在重述斷路器之后，托盤被驅(qū)動至其的原始位置，如果斷路器滿足跳閘條件，以允許斷路器跳閘。電動機由驅(qū)動器37驅(qū)動，該驅(qū)動器37由MCU51控制。
[0037]配電單元通常具有幾個負載輸出，該負載輸出具有相對應(yīng)的過載防護的，但是配電單元還可以僅具有一個或者兩個輸出?？梢詮囊粋€公共電源或者幾個電源接收輸入電力。該配電單元對于所有的過載保護電路可具有擁有接口的MCU以及擁有驅(qū)動器37的電動機31。虛線70示出單獨用于每個負載輸出的配電單元的部分。
[0038]圖2示出了用于利用螺線管轉(zhuǎn)動控制桿的機械結(jié)構(gòu)的示例。機電斷路器11具有擁有接通和斷開位置的控制桿14。圖2示出了處于斷開位置的控制桿。當控制桿在其上部位置時圖2的斷路器接通，并且當控制桿在下部位置時斷路器為斷開。可移動的芯24以關(guān)節(jié)接合的方式附接于控制桿。該芯優(yōu)選地包括鐵磁材料，諸如嵌入在非鐵磁外殼內(nèi)部的鋼。通過對由兩個線圈21和22組成的螺線管加壓來移動芯。當螺線管被加壓時，鐵磁的芯趨向于向螺線管內(nèi)部的中間位置移動。因此，在圖2中，芯的鐵磁部分241短于整個芯，并且余下的芯242是由非鐵磁材料制成。線圈21用于跳閘，使控制桿從接通位置移動到斷開位置。如果控制設(shè)備不用于重置斷路器，則不需要包括線圈22。線圈22用于重置控制桿從斷開位置到接通位置。兩個線圈還可以用于重置控制桿的兩個階段。在第一階段時線圈21被加壓，使得芯略微移動。在第二階段中，僅對線圈22加壓，使得芯24和控制桿14移動至末端位置。為重置控制桿連續(xù)的激活兩個線圈是必要的，因為總體上重置控制桿到接通位置需要的力要比設(shè)定控制桿至斷開位置的力高。還可以僅使用一個線圈用于跳閘和重置控制桿。在這個實施方式中，在芯中使用永磁鐵，并且通過施加在線圈中的電流的方向確定芯移動的方向。永磁鐵可以覆蓋芯的一部分或者整個長度。
[0039]螺線管和芯可有不同的可替換的設(shè)計。螺線管相對芯24的數(shù)量和位置、芯24的長度、芯241的鐵磁鐵芯/永磁鐵的長度及其在芯24內(nèi)部的位置、螺線管電流的方向和大小以及驅(qū)動通過螺線管的電流的順序被以這樣的方式設(shè)計，用于利用適當?shù)拇笮『透袦y在芯24上施加機械力，以響應(yīng)與所述電流而跳閘或重置斷路器。
[0040]圖3示出了用于重置機電斷路器的另一個解決方案。該圖示出了兩個斷路器Ila和11b，但是斷路器的數(shù)量自然地可不同于兩個。當控制桿位于上部位置時圖3的斷路器處于接通狀態(tài)，并且當控制桿位于下部位置時斷路器處于斷開狀態(tài)。斷路器的重置通常需要比跳閘更高的力，并且這樣的力難以利用螺線管和芯來提供。在圖3的設(shè)備中，電動機31被用于重置。具有機械變換器結(jié)構(gòu)32的軸34a和34b的運動，使電動機的旋轉(zhuǎn)運動變換為線性運動。存在用于實現(xiàn)這樣的機械變換器的各種已知的可替換的方案。
[0041]軸34a和34b附接于用于轉(zhuǎn)動斷路器Ila和Ilb的控制桿14a和14b的托盤35。在該示例中，跳閘功能是利用使用相對應(yīng)的螺線管移動的芯24a和24b來實施。利用托盤35實施重置功能，其同時重置設(shè)備的所有的斷路器的控制桿。當電動機31對軸34a和34b加壓時，在圖中向上抬起托盤35，并且托盤重置斷路器的控制桿。在重置之后，電動機在反方向中驅(qū)動以使托盤返回到額定的較低位置使得控制桿可以自由跳閘。如果一個或者幾個斷路器應(yīng)保持在斷開狀態(tài)中，則可以通過在重置之后對相關(guān)的螺線管加壓而將它/它們設(shè)定為斷開狀態(tài)。
[0042]圖4示出了可被用于確定跳閘條件的跳閘曲線的示例。示例性曲線圖61示出了最大時間長度作為電流值的函數(shù)。橫軸表示持續(xù)時間并且縱軸表示電源的瞬時電流值與額定電流值之間的比率。圖4的曲線圖是通過ETSI (歐洲電信標準協(xié)會)標準EN300132-2確定的。曲線示出了在額定電壓和最大負載下的用于電信裝備的最大涌入電流。為了避免超過曲線圖的值，優(yōu)選地使用比在曲線圖中示出的跳閘閾值小的時間長度值。曲線圖的時間值和過載保護裝置的跳閘閾值之間的差異取決于過載防護設(shè)備的電流測量的準確度、時間解析度等。
[0043]當過載防護設(shè)備的跳閘條件是基于跳閘曲線時，則在下文中描述了示例性過載防護設(shè)備的操作。最初，過載防護設(shè)備確定監(jiān)測哪個電流階躍(current step)并且確定哪個被用作跳閘閾值的時間長度。這個數(shù)據(jù)被存儲在微控制器單元的存儲器中。然后利用設(shè)備的電流傳感器測量開關(guān)元件的電流。
[0044]例如當電流超過電流階躍時，然后，過載保護設(shè)備監(jiān)測在特定的時間窗口內(nèi)電流階躍的出現(xiàn)超過了多長時間。接下來檢查所述時間長度是否超過針對監(jiān)測電流階躍所限定的時間閾值。如果沒有超過時間閾值，則繼續(xù)電流測量和時間測量。如果超過時間閾值，機電斷路器切換到斷開狀態(tài)，其意味著過載保護設(shè)備跳閘。
[0045]超過跳閘閾值意味著過載情況已經(jīng)發(fā)生，并且如果繼續(xù)供應(yīng)電力則會損壞電源。因此，開關(guān)元件不會自動切換回接通狀態(tài)。例如，用戶可以在跳閘之后確認過載條件并且激活控制裝置以切換為接通，將電力接通至負載。
[0046]應(yīng)注意有幾種可能的方法來實施跳閘監(jiān)測。電流階躍的數(shù)量例如可以為6，但是可以是可替換的由較高或較低的數(shù)字。在電流測量中的取樣時間例如可以是lms，但是可以是可替換的較高或較低的數(shù)字。這些參數(shù)是可編程的。
[0047]優(yōu)選地將跳閘時間窗口用于跳閘監(jiān)測。例如該時間窗口的長度可為I秒。在時間窗口期間，監(jiān)測的的電流水平超出，則隨后記錄并且累積。如果超出時間窗口口內(nèi)的對于任何電流水平的時間閾值時，開關(guān)元件切換到斷開狀態(tài)，即，跳閘。在時間窗口結(jié)束后，所記錄的超過電流水平的時間值被重置，并且新的時間窗口可以利用超過的電流電平的零累積時間值開始。當下一次超過電流水平時可以開始新的時間窗口。時間窗口還可以自動地重復(fù)。
[0048]作為可替換的，可以應(yīng)用一種滑動時間窗口。在這種情況下，所記錄的超過的電流水平的時間長度在最近的時間窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄的基礎(chǔ)上進行累積。該程序更加精確，但是需要更高效的數(shù)據(jù)處理過程。
[0049]圖5示出了用于通過配電單元rou從四個電源71-74提供電力到8個負載91-98的示例性系統(tǒng)。負載91和93-97具有一個電力輸入,負載92具有兩個電力輸入，以及負載98具有三個電力輸入。系統(tǒng)具有第一電源71，其具有三個輸出V1、V2和V3。第一電源提供電力到負載91和92。第二電源72具有兩個輸出V4和V5。第二電源提供電力到負載93和94。第三電源73具有一個電力輸出V6，其提供電力到三個負載95、96和97。第四電源74具有一個輸出，其為單個負載98的三個電力輸入提供電力。
[0050]配電單元包括:保護電路701-709，其包括機電斷路器；以及致動器裝置，其在該示例中單獨用于每個斷路器。保護電路與圖1中的電路70相對應(yīng)。配電單元還具有控制裝置80，該控制裝置80可包括微控制器、存儲器以及I/O接口?？刂茊卧刂浦聞悠餮b置并且接收與輸出電流相對應(yīng)的信號。6個負載91-95中的每一個均具有單獨的保護電路701-706。負載96和97具有公共保護電路707。負載98具有用于兩個電源輸入的保護電路708以及用于第三電力輸入的另一個保護電路709。
[0051]應(yīng)注意的是，配電單元中的電源、過載保護電路或者負載的數(shù)量不以任何方式限于所提及的數(shù)量。因此配電單元可以具有用于一個或者多個電源的輸入，并且電源可具有一個或者多個電力輸出。一個過載保護電路可以為一個或者幾個負載提供電力，并且負載可具有一個或者幾個電力輸入。此外，一個負載可以接收來自一個或者多個過載保護電路的電力。過載保護電路的輸入以及輸出最好具有一個共用的地線。
[0052]過載保護電路可以使用串行或并行的微控制器單元的控制接口 55編程。過載保護電路的可具有用于單獨控制的單獨的地址。還可以將有線或無線的數(shù)據(jù)傳輸配置用于過載保護電路的遠程控制?？刂戚敵鰯?shù)據(jù)可以包括關(guān)于過載保護電路的例如操作的狀態(tài)、警報以及歷史信息。例如，還可以使用遠程控制將設(shè)備轉(zhuǎn)換為接通/斷開狀態(tài)。
[0053]控制裝置例如可以最初在制造期間編程，和/或它們可以在本地的安裝與維修過程中進行編程，和/或它們可以遠程的由中央控制設(shè)備編程。編程指代用于微處理器和/或用于存儲跳閘曲線數(shù)據(jù)的程序的安裝和更新?？刂圃O(shè)備可以發(fā)送歷史、狀態(tài)、警報以及測量信息到遠程調(diào)度中心。還可以將過載保護電路可以傳輸它們的狀態(tài)、警報及其他可能的信息到它們被連接到的電源的處理器中。例如如果斷路器已跳閘，這樣電源可以切換至斷開狀態(tài)。
[0054]在這個專利說明書中，不會更加詳細地描述設(shè)備的結(jié)構(gòu)和組件，因為它們可以利用上述的說明和所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員的共知常識來實施。
[0055]可以利用諸如ASIC電路的模擬電路實施過載保護電路的控制功能，從而實施簡單的實施。在這樣的實施方式中，可以通過例如模擬過濾器來確定跳閘條件。然而，為了完成更多先進的功能，優(yōu)選地為數(shù)字實施。當使用微控制器/處理器時，電路需要合適的處理器程序時，其在設(shè)備中執(zhí)行。需要將已知的設(shè)備系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成根據(jù)本發(fā)明的裝配，除硬件變形之外，意味著命令微處理器執(zhí)行上述功能的一組機器可讀指令被存儲到存儲器中。當結(jié)合該專利申請的教導(dǎo)時，該指令的組成和存儲到存儲器包括已知的技術(shù)在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè)人員能力范圍之內(nèi)。
[0056]在上文中已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的解決方案的一些實施方式。根據(jù)本發(fā)明的原理可以自然地在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)進行修改，例如通過修改實施方式和使用范圍的細節(jié)。
[0057]本發(fā)明的特征可以在不同組合中實現(xiàn)。例如，以下可能的組合:
[0058]-在沒有重置機構(gòu)的情況下使用一個螺線管和用于使斷路器跳閘的可動芯。
[0059]-使用兩個螺線管和可移動的芯以提供跳閘和重置兩個功能。
[0060]-使用具有可移動永磁鐵芯的一個螺線管以提供跳閘和重置兩個功能，以及
[0061]-使用用于使斷路器跳閘的螺線管和可移動的芯和用于重置斷路器的電動機。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的配電單元還可以具有不通過螺線管跳閘但是可以被螺線管或者電動機重置的斷路器。
[0063]還應(yīng)當注意的是，“第二跳閘條件”可以包括可選擇的幾個可替換的跳閘條件。跳閘條件可以獨立于每個斷路器，但是它們同樣可以共同用于一組斷路器。
[0064]盡管本發(fā)明已經(jīng)描述了提供DC電流的實施方式，顯然根據(jù)本發(fā)明的過載保護電路還適用于具有提供AC電流的負載。
[0065]本發(fā)明可以應(yīng)用于為各種目的的DC和AC電力分配，例如電信系統(tǒng)、電動汽車應(yīng)用、太陽能電池板等。
【權(quán)利要求】
1.一種斷路器設(shè)備，位于至少一條配電線上，所述設(shè)備包括連接至所述配電線的機電斷路器(11)，其中，所述機電斷路器具有用于在所述配電線的電流超過所述斷路器的第一跳閘條件時斷開所述配電線的電流的裝置，并且所述機電斷路器包括控制桿(14，14a，14b)，所述控制桿具有接通和斷開位置，由此轉(zhuǎn)動所述控制桿為接通/斷開位置分別被配置為將所述配電線的電流連接/斷開為接通/斷開，其特征在于，所述設(shè)備進一步包括額外的電路，所述額外的電路具有: -傳感器裝置(41，47)，用于測量所述配電線的電流； -用于設(shè)定第二跳閘條件的裝置(51-58)； -控制裝置(51)，用于比較所測量的電流值與所述第二跳閘條件:以及 -致動器裝置(21，22，24)，用于機械地轉(zhuǎn)動所述機電斷路器的所述控制桿； 其中，所述控制裝置被配置為當滿足所述第二跳閘條件時驅(qū)動所述致動器裝置以將所述機電斷路器的所述控制桿轉(zhuǎn)動成斷開位置，并且因此斷開所述配電線的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述跳閘條件包括額定電流值，并且跳閘被配置為在所述配電線的電流值超過額定電流一預(yù)定量時發(fā)生。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述跳閘條件包括跳閘曲線數(shù)據(jù)，所述跳閘曲線數(shù)據(jù)包括電流水平值和跳閘閾值時間長度的對應(yīng)值，并且所述控制裝置被適配為監(jiān)測超過每個電流水平的時間在預(yù)定的時間窗口內(nèi)并且監(jiān)測超過所述跳閘閾值時間長度的可能性，其中，超過閾值時間長度表示滿足所述跳閘條件。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于設(shè)定所述第二跳閘條件的裝置包括用于手動選擇所述第二跳閘條件的裝置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于設(shè)定所述第二跳閘條件的裝置包括數(shù)字控制接口，所述數(shù)字控制接口用于向所述控制裝置輸入所述第二跳閘條件的數(shù)據(jù)和/或用于選擇所述第二跳閘條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置被配置為經(jīng)由所述數(shù)字控制接口提供狀態(tài)信息和/或接收接通/斷開控制命令。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括利用有線或無線數(shù)據(jù)傳輸與所述控制裝置進行遠程通信的裝置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述致動器裝置還具有用于將所述機電斷路器的所述控制桿重置到接通位置的功能。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述致動器裝置包括螺線管和所述螺線管內(nèi)部的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯，所述芯是通過在所述螺線管內(nèi)提供電流而可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到斷開位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述致動器裝置包括第一螺線管、第二螺線管以及所述第一螺線管和所述第二螺線管內(nèi)的鐵磁鐵芯或永磁鐵芯，其中，所述芯通過在所述第一螺線管中提供電流而在第一方向上是可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到斷開位置，并且所述芯通過在至少所述第二螺線管中提供電流而在第二方向上是可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到接通位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述致動器裝置包括螺線管以及所述螺線管內(nèi)的永磁鐵芯，其中，所述芯通過在所述螺線管中提供第一電流而在第一方向上是可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到斷開位置，并且所述芯通過在所述螺線管中提供第二電流而在第二方向上是可移動的，以將斷路器的所述控制桿移動到接通位置，由此所述第一電流和所述第二電流在所述螺線管中具有相反的方向。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述致動器裝置包括至少一個電動機，所述至少一個電動機用于將一個或幾個機電斷路器的控制桿重置到接通位置。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括至少兩個機電斷路器、至少兩個傳感器裝置以及用于對應(yīng)的至少兩條配電線的至少兩個致動器裝置，并且所述致動器裝置被配置為單獨地將所述斷路器的所述控制桿重置為接通位置，和/或所述致動器裝置被配置為同時將至少兩個斷路器的控制桿重置為接通位置。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括至少兩個機電斷路器、至少兩個傳感器裝置以及用于至少兩條配電線的至少兩個致動器裝置，并且所述設(shè)備包括用于控制至少兩個致動器裝置的公共控制裝置。
15.一種配電單元，所述配電單元用于將電力從至少一個電源供應(yīng)至至少一個負載，其特征在于，所述配電單元包括根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的用于過載保護的斷路器設(shè)備。
【文檔編號】H01H71/70GK104167339SQ201410209088
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】尤哈·馬庫斯·謝維-科爾特, 塔爾莫·奧利斯·阿霍拉, 阿里·佩卡·庫爾延恩 申請人:依弗有限公司